JPH05121302A

JPH05121302A - 荷電粒子線装置

Info

Publication number: JPH05121302A
Application number: JP28268591A
Authority: JP
Inventors: Teruo Iwasaki; 照雄岩崎; Genya Matsuoka; 玄也松岡; Hiroyuki Sakai; 広之酒井
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1991-10-29
Filing date: 1991-10-29
Publication date: 1993-05-18

Abstract

(57)【要約】【目的】荷電粒子線装置において、真空雰囲気に固定さ
れる半導体位置検出器や高さセンサを容易に、且つ、短
時間に交換する装置を提供する。【構成】装置の試料室の一部に予備排気室２０を設け、
センサ類を収納しているセンサホルダ１９の全体を、こ
こから容易に出し入れ操作を行うようにする。【効果】定期メンテナンスによる半導体位置検出器や高
さセンサの交換が容易に、且つ迅速に行え、荷電粒子線
装置の稼働率が向上する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、試料上にＬＳＩパター
ンを形成する荷電粒子線装置において、真空雰囲気内に
保持されている試料面の高さ、あるいは位置を検出する
ためのセンサの容易な交換装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】荷電粒子線装置の一例として、ここでは
電子線描画装置を例にとり、以下に従来技術を説明す
る。

【０００３】図４は、その電子線描画装置の本体を表わ
した概略図である。真空に保持された電子光学鏡筒（以
後、コラムと略記）１内では、電子銃２から電子線３が
試料６に向かって放出される。電子線３は、照射レンズ
４及び投射レンズ５によって、試料６上に集束される。
また、試料６は、Ｘ、Ｙ方向に自在に移動可能なステー
ジ７上に固定されている。センサホルダ１２の内部に
は、試料６からの反射電子１０を捕獲するための半導体
位置検出器９が設けられている。同検出器９は、試料６
の上面に設けた位置測定用マーク（図示省略）の信号を
検出するためのものである。更に、ホルダ１２内には高
さセンサ１１がある。同センサは、図４に示すように、
斜め上方からレーザ光１７を試料６の電子線照射部に照
射し、そこからの反射光を光用検出器によって検出し、
信号を信号処理部１３で処理することによって試料の垂
直方向の位置（高さ）を算出するために用意されてい
る。信号処理部１３からの試料位置及び高さの情報に基
づき修正された描画図形データは、制御計算機（ＣＰ
Ｕ）１４の指令により偏向アンプ１５に送られる。そし
て、電子線３は、このデータにより試料６の所定位置に
偏向手段１６で偏向制御され描画に供される。この様な
電子線描画装置の公知例は、例えば、特開昭５６−５１
８２６号公報が挙げられる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】従来では、センサホル
ダ１２は、図４で説明したように、コラム１の下部に一
体構造で固定されており、高真空状態に保持された試料
室８の内部に収納されている。ホルダ１２に格納された
これらのセンサ類は、定期的なメンテナンスが必要であ
る。その理由は、半導体位置検出器９では試料６上に塗
布される電子線レジスト（図示省略）の蒸発物による汚
染、高さセンサ１１ではレーザ光１７の反射ミラーの汚
れ、あるいは光軸等が経時的に変位するからである。従
って、センサ類全体をメンテナンスするために、コラム
１と試料室８の真空内部全体を一旦大気にまで戻し、コ
ラム１の下部を解体する作業を年に幾回も行う必要があ
った。特にセンサ部分は構造が複雑な上に、反射ミラー
等の方向性を孝慮した組立て物が多く含まれている。そ
して、この交換作業において一番煩雑なことは、半導体
位置検出器９の配線と、高さセンサ１１における光軸調
整である。つまり、繊細な組立て作業が比重を占めてい
るため、注意深く行う必要がある。それに加えて、その
復元作業では、再組立て、及び高真空への立ち上げ等
で、多大の時間を費やすこととなる。この復元時間をい
かに短くできるかが、描画装置の稼働率向上の鍵を握
る。

【０００５】復元時間を少しでも短くする改善案とし
て、例えば、図３の様なコラム１の本体部分と、構造の
複雑なセンサホルダ１８の部分とが分離した構成も実施
されている。これは、センサホルダ１８の部分が独立に
解体、または組立てが可能になっていることから、予備
のセンサホルダを予め用意しておけば比較的迅速に復元
ができる。しかし、この方法でも、センサ部品の交換や
クリーニングを行うには、コラム１及び試料室８内部の
真空を大気にまで戻さなければならない（換気操作）。
これはセンサ部品を含むセンサホルダ部だけが関与する
容積部位に対して、関与の少ない大容積部位までを大気
にさらすこととなり、無駄な作業を増やす結果となる。
また、真空の換気あるいは真空の排気に伴い、塵や埃等
を混入しやすい危険性があり、充分に考慮すべき課題で
あった。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記センサホルダ部の交
換を迅速に行う場合は、可能な限り、真空の立ち上げ時
間を減少させることが最重要課題である。更に、センサ
ホルダ部は、コラムとは独立な構造にしておくことも必
須である。この様な理由から、試料室の一部に、センサ
ホルダを自由に、且つ独立に出し入れできるように予備
排気室を設ける。

【０００７】

【作用】そこで、予め調整または交換済のセンサホルダ
全体を予備排気室内に設置後、試料室と同程度の真空度
になるまで真空排気する。予備排気室は試料室に比べ数
分の一くらいの小容積なので、真空排気時間が短くてす
む。つまり、センサホルダ専用の予備排気室を設けるこ
とによって、コラム内、あるいは大容積の試料室内を定
期メンテナンスの都度に、大気にまで換気する必要はな
くなる。従って、真空の立ち上げ時間が大幅に節約でき
ることとなる。このことは、描画装置のネックである稼
働率の向上にも大変貢献できるものである。また、換気
の際には、ごみや埃などの混入の危険が多々有るが、こ
ういった点も改善される。

【０００８】

【実施例】以下に、本発明の内容を詳細に説明する。

【０００９】図１は、本発明におけるセンサホルダ１９
を、描画装置に装着した実施例を示したものである。こ
れは、試料室の一部にセンサホルダ１９を大気側から自
在に出し入れ可能な予備排気室２０を設けたことが特徴
である。センサホルダ１９の構造は、図２に拡大して示
してある。同図（ａ）はホルダ１９の平面図であり、
（ｂ）はその側面図である。ホルダ形状は、円形または
パレット状でも支障はないが、棒状の方がコンパクトで
出し入れに便利である。同図（ａ）のホルダ１９の中央
部には、電子線３の通過孔２８をもつ半導体位置検出器
９が収納して固定されている。また、その左右には、高
さセンサ１１用の光源２９及び検出器３０が固定されて
いる。これらセンサ部と信号処理部１３とは、リード線
３１を用いて結合されている。更に、センサホルダ１９
全体は、予備排気室２０側と試料室８側との間を往復す
るため、同図（ｂ）の様に押し棒用ねじ穴３３及びひさ
し状のガイド３４を付随して設けてある。

【００１０】ここで、前述したように、図２（ａ）の半
導体位置検出器９の試料６に対する面には、試料６上に
塗布される電子線レジストの蒸発物が電子線３の照射に
よってわずかずつながら付着するため、時間と共に蓄積
していく。これは絶縁物であるため、帯電現象を生じ、
その結果電子線３の軌道を妨害するので、検出器９は定
期的に交換する必要がある。また、高さセンサ用光源２
９及びその検出器３０は、上述したレジストの付着で汚
れたり、あるいは長期間の温度変化による固定ねじの緩
み等で位置変位が生じてしまう。

【００１１】メンテナンスにおいては、以上のような不
備な個所をすべて調整後、このセンサホルダ１９を、図
１の装置に取り付ける。そこで最初は、既に換気してあ
る予備排気室２０の蓋２１を開ける。蓋２１には、押し
棒２２及び真空排気用の穴を装備している。そして、こ
の試料室８の左側面からホルダ１９を挿入する。真空シ
ール付きの蓋２１を再び閉じ、開放状態のバルブ２３を
通じてターボポンプ２４（換気弁を内蔵）を起動して排
気する。真空ゲージ（図示省略）により所定の真空度に
到達したら、仕切弁２５を開け、覗き窓２６で監視しな
がら押し棒２２を用いてホルダ１９をコラム１の直下ま
で押し込んでいく。この場合、ホルダ１９は先の図２
（ｂ）におけるガイド３４及び試料室内に設けられたガ
イドレールにより正しい方向に送られる。ガイド３４の
接触面は、滑り方式よりは転がり方式の方がごみ等を出
さない点で好ましい。ホルダ１９が所定の位置まで到達
すると同時に、図２におけるコネクタ３２が試料室８側
の受け部と結合する。従って、この受け部は、ストッパ
の役目も兼用している。コネクタ３２からのリード線
は、大気側のコネクタボックス２７を経て、信号処理部
１３へ導かれる。

【００１２】センサホルダ１９を定期交換時に取り出す
場合は、この逆手順で行えばよい。本発明の予備排気室
は、センサホルダ専用のものを設ける内容で説明した
が、描画試料を交換するローディング用の排気室を改良
して共用するようにしても可能である。また、図１の説
明では予備排気室２０を試料室８の内部に設けた例で取
り上げたが、試料室８の外側に設けても、同等の効果は
得られる。なお、図１でのターボポンプ２４は専用のも
のではなく、試料室８側を排気しているものを、兼用す
るようにしても良い。図２のガイド３４は下側に加工し
てもよく、要点は正しい方向にセンサホルダ１９を案内
できればよい。

【００１３】

【発明の効果】本発明によれば、試料室の一部に予備排
気室を設けることによって、センサホルダの交換が手軽
に、しかも飛躍的に短時間で可能となる。またこれによ
り、試料室等への塵や埃を混入することも大いに軽減さ
れる。その結果、描画装置の稼働率向上に、貢献でき
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による試料室の一部に予備排気室を備
え、これを通してセンサホルダを装着した様子を示す説
明図。

【図２】ガイド及び電気配線用コネクタを装備したセン
サホルダの平面図（ａ）および側面図（ｂ）。

【図３】従来の方式におけるセンサホルダを描画装置へ
実装した第二の説明図。

【図４】従来の方式におけるセンサホルダを描画装置へ
実装した第一の説明図。

【符号の説明】

１…コラム、３…電子線、１９…センサホルダ、２０…
予備排気室、２２…押し棒、２５…仕切弁。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】荷電粒子線を試料上に所望の形状に整形し
て収束させ、偏向制御しながらＬＳＩパターンを形成す
る荷電粒子線装置において、前記試料の水平及び垂直方
向の位置を計測するセンサを格納したセンサホルダを前
記試料室の一部に設けた予備排気室を介して交換するこ
とを特徴とする荷電粒子線装置。
【請求項２】請求項１において、前記センサホルダ用の
前記予備排気室は、描画試料のローディング用のものと
共用する荷電粒子線装置。
【請求項３】請求項１において、前記センサホルダは、
挿入用のガイドを具備している荷電粒子線装置。
【請求項４】請求項１において、前記センサホルダは、
棒状あるいはパレット状を成している荷電粒子線装置。
【請求項５】請求項１において、前記センサホルダは、
その一部に配線用のコネクタを一括して具備している荷
電粒子線装置。
【請求項６】請求項１において、前記センサホルダは、
手動または自動的に挿入する荷電粒子線装置。