JPH0669111A

JPH0669111A - 真空排気方法

Info

Publication number: JPH0669111A
Application number: JP4221236A
Authority: JP
Inventors: Teruo Iwasaki; 照雄岩崎; Genya Matsuoka; 玄也松岡
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1992-08-20
Filing date: 1992-08-20
Publication date: 1994-03-11

Abstract

(57)【要約】【目的】真空排気において、絞りホルダ交換後の真空立
ち上げ時に、絞りホルダの吹き飛び事故を防止する。【構成】コラム１内の隣接する小排気容積の排気室１
５，１６の間仕切り部に開閉自由な通気孔２６，２７を
設け、通気孔２６，２７は排気開始時の大気状態では開
放し、所定の真空度になったら密閉するように制御す
る。【効果】排気室の排気容積の大小が原因で生じる排気速
度差により、絞りホルダ等の吹き飛び事故が防止でき、
効率的な真空立ち上げが可能となる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は真空状態を必要とする荷
電粒子線装置等の真空排気方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】図２は、真空を必要とする荷電粒子線装
置を応用した電子線描画装置の一例である。コラム１の
内部は、大気と区別して、高真空状態にしておく必要が
ある。それは、電子銃２から放出された電子ビーム３を
コラム内のガス分子に衝突させることなく、有効に利用
するためである。ところで、放出された電子ビーム３
は、電子銃室４内で加速されながら、電子レンズ５，６
等によって試料７上に偏向・集束される。試料７は、Ｘ
−Ｙ平面を自在に移動可能なステージ８上に固定されて
いる。この様な電子ビーム３は、図示しないＬＳＩパタ
ーンデータに基づく偏向制御と、ステージ８の移動制御
の組合せにより、試料７上にＬＳＩパターンを描く様に
制御される。

【０００３】さて、同図のコラム１の内部を大気から真
空状態に立ち上げる手順は、まず、バルブＶ４とＶ６を
開けてから、ターボポンプ１１，１２を起動する。この
時、他のバルブＶ１〜Ｖ３及びＶ５は、まだ閉じたまま
にしてある。そして、ピラニーゲージＰＧ１が１０のマ
イナス２乗Ｐａ程度になったら、Ｖ４を閉じ、Ｖ３〜Ｖ
１を開ける。次に、イオンゲージＩＧ１をモニタ後、Ｖ
５を開けクライオポンプ１０に切り換える。ついで、Ｖ
６は閉じる。一方、ピラニーゲージＰＧ２とイオンゲー
ジＩＧ２を順次、モニタし、ＩＧ２が１０のマイナス４
乗Ｐａ前後になったら、それぞれイオンポンプ１３，１
４に切り変える。そして、バルブＶ１，Ｖ２を閉じる。

【０００４】このような装置の従来例としては、マイク
ロエレクトロニック・エンジニアリング・第５巻・１２
３頁から１３１頁(１９８６)(Microelectronic Enginee
ring５（１９８６）１２３−１３１）がある。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】図２中に示した絞りホ
ルダ１７または１８は、りん青銅またはアルミニウム製
で、その内部に図示しないＭｏ製絞り（通常、穴径は１
mmφ以下を使用）を固定した一体構造で用いることが多
い。絞りホルダ１７または１８は、電子ビーム３を適宜
カットしたり、散乱電子を取り除くために所定の場所に
配置される。その結果、絞りは電子ビーム３の頻繁なる
照射を受けて、水素炭化物等の付着による汚染がおびた
だしい。このため、これらの絞りホルダは図３に示した
ように、一体ごとに、コラム１の側面に設けたのぞき窓
１９（ガラス製）を外せば、ピンセット２０等で容易に
交換可能にしてある。これは、絞りホルダ２１程度の交
換であれば、わざわざコラム１の全体を解体しなくても
済むというメンテナンス時間の節約を意図したものであ
る。従って、この種の絞りホルダ２１は、図示のよう
に、仕切り板２２の中心穴に嵌合を利用して載せている
だけである。

【０００６】ここで従来は、図２のターボポンプ１１を
起動させる時、バルブＶ４と同時にＶ３〜Ｖ１を開けら
れない理由があった。それは、絞りホルダ１７，１８の
ある排気室１５や同１６側の排気容積が、試料室９側の
それに比べて非常に小さいからである。つまり、排気室
１５や同１６側は試料室９側より高真空が必要なため、
絞りホルダ１７や１８の絞りに差動排気効果を持たせて
いる。その結果、大気状態からＶ４とＶ３〜Ｖ１とを同
時に開ける排気手順では図４に示したように、試料室９
側からの排気速度Ｓ３よりも排気室１５，１６側の排気
速度Ｓ１及びＳ２の方が早くなるため、両室間の急峻な
圧力差によって絞りホルダ１７または１８は矢印Ｍ，Ｎ
のように引き上げられてしまう。こうした場合には、再
び、コラム１内部全体を大気に戻した後、のぞき窓１９
を外し、絞りホルダ１７または１８を設定し直さなけれ
ばならない。このことは、メンテナンス後の装置の真空
立ち上げ時間を著しく冗長にし、且つ効率を非常に低下
させることになる。従って、オペレータは、その手順に
注意しながらバルブ操作をすることが必要であった。こ
れは誰にも簡単に操作できることではなく、熟練者に限
られる欠点もあった。この間の時間ロスは非常に大き
く、トラブルの発生に気付かないと再生には数時間にも
及ぶことがある。

【０００７】また、前述した排気手順は、バルブＶ４と
Ｖ３の制御は電磁弁を用いたシーケンス制御で行なえる
が、図２の電子銃室４の真空度が１０のマイナス８乗Ｐ
ａくらいの超高真空を必要とする装置の場合には、バル
ブＶ１およびＶ２には気密性不足で電磁弁が使えない。
従って、この種の装置の場合には、Ｖ１やＶ２用として
耐熱性が有り、気密性の高いメタルバルブを用いること
が一般的である。このような事情から、絞りホルダの吹
き飛び事故を防止する必要性が、依然として残されてい
た。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記の問題は、絞りホル
ダの絞りに依る差動排気効果が原因である。これによ
り、大気からの排気開始時にだけ、前記絞りホルダのあ
る小排気室側と大排気容積を有する試料室側との間に大
きな圧力差が生じてしまう。従って、排気開始時にだけ
この急峻な圧力差を軽減するために、前記絞りホルダが
搭載されている固定用仕切り板の周囲に複数の通気孔を
設ける。更に、前記固定用仕切り板に密接して、やはり
複数の通気孔がある回転用仕切り板を設ける。両者の孔
数等は、対応する場所に配置して設ける。またこの回転
用仕切り板は、真空度に連動して、大気側から遠隔駆動
される。大気状態では両者の孔位置が一致した貫通状態
で排気動作が行われ、試料室側真空度が１０のマイナス
２乗Ｐａ程度になると回転用仕切り板が自動的に回転さ
れ複数の通気孔を塞ぎ、密閉した本来の仕切り板を形成
する。

【０００９】

【作用】大気から排気するスタート時点で、絞りホルダ
側に生じる大きな排気速度を軽減し、絞りホルダの吹き
飛び事故が防止できるようになる。これにより、メンテ
ナンス後の装置の真空立ち上げ時間を効率的に短縮す
る。また、この真空排気操作が、熟練者に限られるとい
う欠点も改善できる。

【００１０】

【実施例】図１には、本発明による排気方法の様子を示
した。前述のように、圧力差により、排気室１５，１６
における排気速度Ｓ１およびＳ２は、試料室９側からの
排気速度Ｓ３に比べて非常に速い。そこで大気状態から
の排気操作は、絞りホルダ１７，１８側の排気速度Ｓ
１，Ｓ２を軽減するために、以下の手順で行う。絞りホ
ルダ１７を載せた固定用仕切り板２３の周囲には、複数
の通気孔２６を設けている。これに対して、回転用仕切
り板２４は、固定用仕切り板２３の下部（上部でも可
能）にスペーサ等を介して密接するように支持されてい
る。この回転用仕切り板２４には、モータ２８からの回
転駆動をかさ歯車２５ｂを介して与えるため、もう一つ
のかさ歯車２５ａが一体化して形成してある。そこで、
図２の試料室９の内部にあるピラニーゲージＰＧ１から
の真空状態信号Ｓに応じて、モータ２８を駆動し、大気
状態では、固定用仕切り板２３の通気孔２６と一致する
ように回転用仕切り板２４側の通気孔２７を回転移動さ
せる。これにより、絞りホルダ１７，１８を含む排気容
積は実質的に二つの排気室１５，１６の和となり、試料
室９側のそれとの差を減少させたことになる。この状態
で排気開始後、試料室９側の真空度が１０のマイナス２
乗Ｐａ程度になったら、固定用仕切り板２３の通気孔２
６に対して回転用仕切り板２４側の通気孔２７が不一致
状態と成るように、ＰＧ１からの状態信号Ｓに基づきモ
ータ２８を駆動する。そして、かさ歯車２５ｂを介し
て、相手のかさ歯車２５ａを回転させる。勿論、モータ
２８は、図示しないリミッタ位置で停止させる。この場
合、通気孔２７の開閉に伴う回転移動量は、図から明ら
かなように、複数の通気孔があるため数十゜程度のわず
かな量で済む。以上によって、複数の通気孔２６と２７
は相互に塞がれて、二つの仕切り板２３および２４は、
密閉された本来の仕切り部を形成する。

【００１１】

【発明の効果】本発明によれば、二つの絞りホルダ１
７，１８の吹き飛び事故はなくなった。これにより、排
気操作のやり直し等による無駄時間がなくなり、真空装
置の効率的な立ち上げが可能となった。また、前述した
操作は、熟練者以外にも幅広く操作可能となった。その
他、通気孔を有する回転用仕切り板への駆動伝達手段
は、回転用仕切り板自体の外周に歯車用の歯を直接加工
してもよく、更には側方からのスライドシャッタ式や、
回転シャッタ式など、多様な手法で実現できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明における真空排気方法の説明図。

【図２】真空排気装置における従来例の説明図。

【図３】従来例における絞りホルダの設定方法の説明
図。

【図４】従来例における絞りホルダの吹き飛び事故例の
説明図。

【符号の説明】

１…コラム、１５，１６…排気室、１７，１８…絞りホ
ルダ、２３…固定用仕切り板、２４…回転用仕切り板、
２５ａ、２５ｂ…かさ歯車、２６，２７…通気孔、２８
…モータ。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】荷電粒子線を試料面上へ所望の形状に収束
させ、前記試料面上にパターンを形成あるいは加工する
荷電粒子線装置用真空排気装置において、前記排気装置
の一部を成すコラム内の前記荷電粒子線の通過部にある
絞りホルダの搭載用仕切り板に開閉自在な通気孔を具備
したことを特徴とする真空排気方法。
【請求項２】請求項１において、前記通気孔形成部は、
前記通気孔のある一方の固定用の仕切り板に他方の通気
孔のある回転用仕切り板を密接して固定し、適宜、前記
両通気孔を塞ぐために、前記回転用仕切り板は外部駆動
力を授受可能な形状に形成されている真空排気方法。
【請求項３】請求項１において、前記通気孔形成部は、
前記排気室より相対的に大きな排気容積を有する他の排
気室の真空度をモニタすることにより、開閉制御される
真空排気方法。
【請求項４】請求項１において、前記通気孔形成部は、
電子線描画装置に設けた真空排気方法。