KR20230032877A

KR20230032877A - 방전 검출 장치 및 하전 입자 빔 조사 장치

Info

Publication number: KR20230032877A
Application number: KR1020220086097A
Authority: KR
Inventors: 타츠야 무로후시; 요시로 야마나카; 히로키 하야카와
Original assignee: 가부시키가이샤 뉴플레어 테크놀로지
Priority date: 2021-08-31
Filing date: 2022-07-13
Publication date: 2023-03-07
Also published as: JP2023034881A; TWI822116B; TW202312214A; US20230064343A1; CN115732294A

Abstract

본 발명은, 안테나를 보지하는 보지 부재에 의한 방전의 빈도가 저감될 수 있는 방전 검출 장치 및 하전 입자 빔 조사 장치를 제공한다. 실시 형태의 방전 검출 장치는, 진공 용기와, 상기 진공 용기 내에 설치되고, 상기 진공 용기에 접속됨에 의하여 상기 진공 용기에 보지되어 있는 도전성의 설치 부재와, 상기 진공 용기 내에 설치된 도전성의 안테나와, 1×10⁵ 내지 1×10¹¹(Ω·cm)의 범위에 있는 비저항을 가지는 재료를 포함한 보지체이며, 나사가 상기 안테나의 내부 및 상기 보지체의 내부에 걸쳐 위치함으로써 상기 설치 부재와 상기 안테나를 접촉시키지 않고 상기 안테나를 상기 설치 부재에 대하여 보지시키는 보지체를 포함한다.

Description

방전 검출 장치 및 하전 입자 빔 조사 장치 {DISCHARGE DETECTING DEVICE AND CHARGED PARTICLE BEAM IRRADIATING DEVICE}

본 출원은, 일본 특허 출원 제2021-141333호(출원일：2021 년 8 월 31 일)를 기초 출원으로 하는 우선권을 향수(享受)한다. 본 출원은 이 기초 출원을 참조함으로써 기초 출원의 모든 내용을 포함한다.

실시 형태는, 방전 검출 장치 및 하전 입자 빔 조사 장치에 관한 것이다.

리소그래피 기술은, 반도체 디바이스의 배선 패턴을 형성하는 프로세스에 이용되는 것이며, 반도체 디바이스의 제조 프로세스에 있어서 매우 중요한 역할을 담당하고 있다. 최근, 반도체 디바이스에 요구되는 배선의 선 폭은, LSI(Large Scale Integration)의 고집적화에 수반하여 해마다 미세화되고 있다.

미세화가 도모된 선 폭의 배선 패턴의 형성에는, 고정밀도의 원화 패턴(레티클 또는 마스크라고도 함)이 이용된다. 고정밀도의 원화 패턴의 생산에는, 예를 들면, 우수한 해상성을 가지는 전자 선(이하, 전자 빔이라고도 함) 묘화 기술이 이용된다. 전자 선 묘화 기술을 이용하여 원화 패턴을 생산하는 장치로서, 가변 성형형 전자 선 묘화 장치(이하, 전자 빔 묘화 장치라고도 함)가 알려져 있다.

전자 빔 묘화 장치는, 가변 성형 방식에 의하여 전자 빔을 다양한 형상으로 성형하고, 해당 성형 후의 전자 빔을 시료에 조사한다. 해당 조사에 의하여 시료로의 묘화가 행해져 원화 패턴이 생산된다.

여기서, 전자 빔 묘화 장치의 케이스 내에는, 절연물의 부품이 존재하고, 또한, 컨테미네이션 및/또는 더스트 등의 의도치 않은 절연물이 존재하는 경우도 있다. 이들 절연물은, 산란 전자에 의하여 대전하여 방전하는 경우가 있다. 방전에 의하여 해당 케이스 내에서 일순간의 전계의 변동이 생기고, 해당 변동이 원인으로 전자 빔의 경로가 변동될 수 있다. 방전에 의한 발열로 절연물의 일부가 탄화함으로써 방전 패스(연면 거리)가 짧아지고, 서서히 방전의 발생 빈도가 높아지는 경향이 있다. 묘화 중에서의 전자 빔의 경로의 변동은, 묘화 패턴 에러 등의 트러블로 연결된다.

이러한 방전을 검출하는 목적으로, 방전 검출 장치가 이용된다. 방전 검출 장치는, 방전의 발생 빈도가 비교적 낮은 동안에도 방전을 검출할 수 있다. 방전이 검출된 경우에는, 부품 교환 등에 의한 대처가 가능하다(예를 들면, 일본 특허 공개 공보 제2008-311364호, 일본 특허 공개 공보 제2007-335786호 공보, 일본 특허 공개 공보 제2004-288849호를 참조).

방전 검출 장치는, 예를 들면, 금속판 등인 안테나와, 해당 안테나를 케이스로부터 전기적으로 절연하면서 케이스 내에 보지하는 절연 부재를 포함한다. 방전 시에 발생하는 전계의 변동은, 해당 안테나의 전위에 영향을 미친다. 해당 안테나의 전위에 기초하는 전기 신호를, 예를 들면, 케이스 밖의 파형 측정기가 취득한다.

그런데, 절연 부재 자체도, 산란 전자에 의하여 대전 및 방전하여, 상술한 패턴 에러 등의 트러블의 원인이 될 수 있다. 이러한 방전에 대한 대책으로서, 예를 들면, 절연 부재가 도전체로 덮여 해당 도전체가 케이스에 전기적으로 접속되는 구성이 이용되는 경우가 있다. 이러한 구성에서는, 안테나가 케이스에 전기적으로 접속되지 않도록 하기 위해, 절연 부재가 해당 도전체로 완전히 덮이는 경우는 없다. 이 때문에, 절연 부재에 의한 방전을 완전히 막을 수는 없다.

본 발명은 상기 사정에 착안하여 이루어진 것으로, 그 목적으로 하는 바는, 안테나를 보지하는 보지 부재에 의한 방전의 빈도가 저감될 수 있는 방전 검출 장치 및 하전 입자 빔 조사 장치를 제공하는 것에 있다.

실시 형태의 방전 검출 장치는, 진공 용기와, 상기 진공 용기 내에 설치되고, 상기 진공 용기에 접속됨에 의하여 상기 진공 용기에 보지되어 있는 도전성의 설치 부재와, 상기 진공 용기 내에 설치된 도전성의 안테나와, 1×10⁵ 내지 1×10¹¹(Ω·cm)의 범위에 있는 비저항을 가지는 재료를 포함한 보지체이며, 나사가 상기 안테나의 내부 및 상기 보지체의 내부에 걸쳐 위치함으로써 상기 설치 부재와 상기 안테나를 접촉시키지 않고 상기 안테나를 상기 설치 부재에 대하여 보지시키는 보지체를 포함한다.

도 1은, 제1 실시 형태에 따른 전자 빔 묘화 장치의 구성의 일예를 개략적으로 도시하는 구성도이다.
도 2는, 제1 실시 형태에 따른 전자 빔 묘화 장치의 방전 검출부의 구성의 일예를 개략적으로 도시하는 구성도이다.
도 3은, 제1 실시 형태에 따른 전자 빔 묘화 장치의 방전 검출부의 구성의 별도의 예를 개략적으로 도시하는 구성도이다.
도 4는, 제1 실시 형태에 따른 전자 빔 묘화 장치의 절연 부시의 단면 구조의 일예를 도시한다.
도 5는, 전압 데이터를 플롯한 그래프의 일예를 도시하는 도면이다.
도 6은, 제1 실시 형태에 따른 전자 빔 묘화 장치의 절연 부시에 받아들여진 전자의 이동을 모식적으로 설명하기 위한 도면이다.
도 7은, 제1 실시 형태에 따른 전자 빔 묘화 장치의 방전 검출부에 의하여 검출된 방전의 회수의 총합을 시간 축에 대하여 플롯한 그래프의 일예를 도시한다.

이하, 도면을 참조하여 실시 형태에 대하여 설명한다. 이하의 설명에 있어서, 동일한 기능 및 구성을 가지는 구성 요소에는 공통된 참조 부호를 붙인다. 공통되는 참조 부호를 가지는 복수의 구성 요소를 구별하는 경우에는, 해당 공통되는 참조 부호에 첨자를 붙여서 구별한다. 복수의 구성 요소에 대하여, 특별히 구별을 필요로 하지 않는 경우에는, 해당 복수의 구성 요소에는, 공통되는 참조 부호만을 붙이고, 첨자는 붙이지 않는다. 이하에 도시하는 각 실시 형태는, 기술 사상을 구체화하기 위한 장치 및 방법을 예시한 것이며, 구성 부품의 형상, 구조, 및 배치는 도시되는 것으로 한정되는 것은 아니다.

각 기능 블록을, 하드웨어 및 소프트웨어 중 어느 하나 또는 양쪽 모두를 조합한 것에 의하여 실현하는 것이 가능하다. 또한, 각 기능 블록이 이하에 설명하는 바와 같이 구별되어 있는 것은 필수는 아니다. 예를 들면, 일부의 기능이 예시의 기능 블록과는 별도의 기능 블록에 의하여 실행되어도 된다. 또한, 예시의 기능 블록이 더 세세한 기능 서브 블록으로 분할되어 있어도 된다. 또한, 이하의 설명에 있어서의 각 기능 블록 및 각 구성 요소의 명칭은 편의적인 것이며, 각 기능 블록 및 각 구성 요소의 구성 및 동작을 한정하는 것은 아니다.

이하의 설명에 있어서, 수치가 표시되는 경우, 유효 숫자를 고려하여 그 수치가 해석되는 것을 의도하고 있다.

＜제1 실시 형태＞

이하, 본 실시 형태에 따른 하전 입자 빔 조사 장치의 비한정적인 예로서, 어느 한 전자 빔 묘화 장치에 대하여 설명한다. 그러나, 본 실시 형태는 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들면, 본 실시 형태에 의하여 개시되는 기술은, 전자 빔 및 이온 빔 등의 하전 입자 빔을 이용하는 다른 장치에도 적용 가능하다. 이러한 장치에는, 예를 들면, 수습 이온 빔 묘화 장치, 원화 패턴의 검사 장치, 전자 현미경, 및 전해 방출 이온 현미경 등이 포함된다. 이러한 장치에서 이용되는 빔은 싱글 빔에 한정되지 않고 멀티 빔이어도 된다.

［구성예］

(1) 전자 빔 묘화 장치

도 1은, 제1 실시 형태에 따른 전자 빔 묘화 장치(1)의 구성의 일예를 개략적으로 도시하는 구성도이다. 도 1에 도시하는 전자 빔 묘화 장치(1)의 구성은 일예에 지나지 않고, 전자 빔 묘화 장치(1)의 구성은 도시되는 것에 한정되지 않는다. 예를 들면, 도시되는 것 이외의, 전자 빔 묘화 장치에 통상 설치될 수 있는 다른 구성 요소를, 전자 빔 묘화 장치(1)가 포함하고 있어도 된다. 또한, 전자 빔 묘화 장치(1)의 구성 요소의 각각의 배치가, 도시되는 것과 상이해도 된다.

전자 빔 묘화 장치(1)는, 예를 들면, 묘화부(10), 묘화 제어부(13), 및 고압 전원(14)을 포함한다. 묘화부(10)는, 전자 경통(11) 및 묘화실(12)로 이루어지는 케이스를 포함한다.

묘화부(10)는, 전자 경통(11)의 내측의 영역에 있어서, 전자 총(111), 조명 렌즈(112), 제1 애퍼처 부재(113), 투영 렌즈(114), 제1 편향기(115), 제2 애퍼처 부재(116), 대물 렌즈(117), 및 제2 편향기(118)를 포함한다. 묘화부(10)는, 묘화실(12) 내에 스테이지(121)를 포함한다. 스테이지(121) 상에는, 시료(20)가 고정될 수 있다. 전자 경통(11) 및 묘화실(12) 내는, 도시하지 않은 진공 펌프에 의하여 진공 배기되어, 대기보다 충분히 저압의 상태(이른바 진공 상태)로 유지된다. 전자 빔 묘화 장치(1)는, 전자 총(111)으로부터 방출되는 전자 빔(110)을 이용하여, 스테이지(121) 상에 고정되는 시료(20)로의 묘화를 행한다.

이하에서는, 스테이지(121) 중 시료(20)가 고정되는 면에 평행한, 예를 들면, 서로 직교하는 2 방향을 각각, X 방향 및 Y 방향으로서 정의한다. 해당 면에 교차하고 해당 면으로부터 전자 총(111)측을 향하는 방향을 Z 방향으로서 정의한다. Z 방향은, X 방향 및 Y 방향으로 직교함으로써 설명하겠으나, 반드시 이에 한정되지 않는다. 이하에서는, Z 방향을 「위」로 하고, Z 방향과 반대 방향을 「아래」로 하여 설명을 행하겠으나, 이 표기는 편의적인 것에 지나지 않고, 예를 들면, 중력의 방향과는 관계가 없다.

고압 전원(14)은, 전자 총(111)에 접속되고, 전자 총(111)으로 고전압을 인가한다. 해당 고전압의 인가에 따라, 전자 총(111)으로부터 전자 빔(110)이 방출된다. 묘화 제어부(13)는, 제1 편향기(115) 및 제2 편향기(118)의 각각에 포함되는 각 전극으로 인가되는 전압을 제어함으로써, 전자 빔(110)이 통과하는 영역의 전계를 제어한다.

전자 총(111)과 스테이지(121)의 사이에, 상방으로부터 순서대로, 제1 애퍼처 부재(113) 및 제2 애퍼처 부재(116)가 설치된다.

조명 렌즈(112)는, 예를 들면, 제1 애퍼처 부재(113)의 상방에 설치된다. 제1 애퍼처 부재(113)에는, 예를 들면, 직사각형의 개구가 설치되어 있다. 조명 렌즈(112)는, 전자 빔(110)이 제1 애퍼처 부재(113) 전체를 조명하도록 한다. 제1 애퍼처 부재(113)를 통과한 전자 빔(110)은, 해당 개구에 따른, 예를 들면, 직사각형으로 성형된다.

투영 렌즈(114) 및 제1 편향기(115)는, 예를 들면, 제1 애퍼처 부재(113)와 제2 애퍼처 부재(116)의 사이에 설치된다. 제2 애퍼처 부재(116)에는 개구가 설치되어 있다. 투영 렌즈(114)는, 예를 들면, 제1 애퍼처 부재(113)의 개구를 통과한 후의 전자 빔(110)의 초점을 조정하고, 해당 전자 빔(110)이 제2 애퍼처 부재(116)의 상면을 포함하는 평면 상에 투영되도록 한다. 제1 편향기(115)는, 제1 편향기(115)에 포함되는 복수의 전극에 끼워지는 영역의 전계를 변화시킴으로써, 이 영역을 통과하는 해당 전자 빔(110)의 경로를 변화시킬 수 있다. 제1 편향기(115)는, 해당 경로를 변화시킴으로써, 제2 애퍼처 부재(116)의 상면을 포함하는 평면 상에 전자 빔(110)이 투영되는 위치를 제어한다. 해당 평면 상에 투영된 전자 빔(110) 중, 제2 애퍼처 부재(116)의 개구의 영역에 투영된 부분이 제2 애퍼처 부재(116)를 통과한다. 해당 제어에 의하여, 제2 애퍼처 부재(116)를 통과하는 전자 빔(110)의 형상 및 치수를 변화시키는 것이 가능하다.

대물 렌즈(117) 및 제2 편향기(118)는, 예를 들면, 제2 애퍼처 부재(116)와 스테이지(121)의 사이에 설치된다. 스테이지(121)는, 예를 들면, X 방향 및 Y 방향으로 연속 이동 가능하다. 대물 렌즈(117)는, 예를 들면, 제2 애퍼처 부재(116)의 개구를 통과한 후의 전자 빔(110)의 초점을 조정한다. 제2 편향기(118)는, 제2 편향기(118)에 포함되는 복수의 전극에 끼워지는 영역의 전계를 변화시킴으로써, 이 영역을 통과하는 해당 전자 빔(110)의 경로를 변화시킬 수 있다. 제2 편향기(118)는, 해당 경로를 변화시킴으로써, 연속 이동하는 스테이지(121) 상의 시료(20)에 전자 빔(110)이 조사되는 위치를 제어한다.

묘화부(10) 내에서는, 전자 빔(110)의 산란 전자에 의하여 절연물이 대전하여 방전되는 경우가 있다. 이러한 방전을 검출하는 목적으로, 전자 빔 묘화 장치(1)는, 방전 검출부(30)를 포함한다. 이하에서는, 방전 검출부(30)를 방전 검출 장치라고도 부른다.

방전 검출부(30)는, 예를 들면, 방전 검출 제어부(31), 센서(32), 신호 처리부(33), 기억부(34), 및 모니터(35)를 포함한다. 방전 검출 제어부(31)는, 방전의 검출에 따른 제어를 행한다.

센서(32)는, 안테나 또는 전극으로서 이용되는 것이다. 여기서 말하는 안테나란, 금속 등 도전성 물질(재료)로 이루어지고, 공간 중의 전자파 혹은 전계의 변동 혹은 자계의 변동을 받아들여 전압 신호 또는 전류 신호로 변환하여 출력 가능한 것이다. 이러한 안테나는, 방전에 따른 신호를 받아들이는 것이 가능하다. 본 명세서에서는, 센서(32)가 금속판인 것으로 설명하지만, 센서(32)의 형상은, 판 형상으로 한정되는 것은 아니며, 케이블이나 구리의 단선 등이 코일 형상으로 여겨진 것이어도 된다. 센서(32)는, 예를 들면, 전자 경통(11) 내에서 전자 총(111)의 근방 및 상방에 설치된다. 센서(32)의 배치는 이에 한정되는 것은 아니며, 센서(32)는, 전자 빔(110)의 경로에 없는 한, 전자 빔 묘화 장치(1)의 케이스 내의 임의의 위치에 배치되는 것이 가능하다.

신호 처리부(33)는, 예를 들면, 오실로스코프이며, 센서(32)에 전기적으로 접속되어, 센서(32)에 따른 신호를 취득한다. 이하, 신호 처리부(33)가 오실로스코프인 경우의 일예에 대하여 설명하겠으나, 신호 처리부(33)는 전류계 또는 전압계 등이어도 된다. 신호 처리부(33)는, 예를 들면, 센서(32)의 전위에 기초하는 전류의 아날로그 데이터를 취득하고, 해당 아날로그 데이터에 아날로그 디지털 변환 처리를 행하고, 해당 처리에 의하여 생성되는 데이터(이하, 전압 데이터라고도 함)를 기억부(34)에 기억시킨다. 해당 전압 데이터는, 예를 들면, 센서(32)의 전위와 시간과의 관계를 나타낸다.

방전 검출 제어부(31)는, 기억부(34)에 기억되는 전압 데이터를 읽어내고, 해당 전압 데이터에 기초하여, 방전에 유래하는 전계의 변동을 검출하는 방전 검출 처리를 행하여, 해당 처리의 결과를 기억부(34)에 기억시킨다. 기억부(34)에 기억되는 해당 처리의 결과가, 예를 들면, 모니터(35)에 표시된다. 혹은, 기억부(34)에 기억되는 전압 데이터가 나타내는 전위와 시간과의 관계가 모니터(35)에 표시되어도 된다. 모니터(35) 상에서의 해당 표시에 기초하여, 방전 검출 처리가 실행되는 것도 가능하다.

(2) 방전 검출 장치

도 2는, 제1 실시 형태에 따른 전자 빔 묘화 장치(1)의 방전 검출부(30)의 구성의 일예를 개략적으로 도시하는 구성도이다. 이하, 센서(32)를 보지하는 보지 부재의 비한정적인 예로서, 절연 부시를 들어 설명한다. 이하에서 절연 부시에 관련하여 개시하는 기술은, 2 개의 도전체의 간극에 설치됨으로써, 해당 2 개의 도전체를 서로 절연하면서 일방의 도전체를 타방의 도전체에 대하여 고정하는 것과 같은, 다른 보지 부재에도 적용 가능하다. 이러한 보지 부재에는, 예를 들면, 피드 스루라고 칭해지는 부재가 포함된다.

예를 들면, 설치 부재(119)가, 전자 경통(11)의 내벽에 접하도록 설치된다. 설치 부재(119)는, 예를 들면, 전자 총(111)의 상방에 설치된다. 센서(32)는, 절연 부시(41) 및 나사(42)에 의하여 설치 부재(119)에 고정된다. 센서(32)는, 예를 들면, 전자 경통(11) 내에 설치되는 복수의 설치 부재(119)에 이와 같이 고정되고, 진공 용기인 전자 경통(11) 내에서 보지된다. 절연 부시(41)를, 또는, 절연 부시(41)와 센서(32)와의 조합을, 안테나 보지 장치라고 해도 된다. 안테나 보지 장치는, 이것들에 한정되는 것은 아니며, 다른 구성을 포함하는 것이어도 된다.

센서(32)는, 예를 들면, 케이블(43)에 접속된다. 케이블(43)은, 예를 들면, 도전체로 구성된다. 케이블(43)은, 전자 경통(11)으로부터 절연되면서, 전자 경통(11)에 설치되는 커넥터(C1)에 접속된다. 커넥터(C1)는, 전자 빔 묘화 장치(1)의 외부에서, 케이블(44)에 접속되는 커넥터(C2)에 접속된다. 케이블(44)은 신호 처리부(33)에 접속된다. 커넥터(C1 및 C2)는, 예를 들면, 전자 경통(11)의 내부에서 받아들여진 신호의, 전자 빔 묘화 장치(1)의 외부로의 전송을 위하여 이용된다.

케이블(44)은, 예를 들면, 동축 케이블이다. 케이블(44)이 동축 케이블의 경우, 커넥터(C1 및 C2)는 각각, 예를 들면, BNC 커넥터, 7/16 DIN 커넥터, 및 F 커넥터 등의 동축 커넥터이다. 이하에서는, 케이블(44)이 동축 케이블이며, 커넥터(C1 및 C2)가 각각, 동축 커넥터인 것으로서 설명을 행하겠다.

이하, 케이블(44) 및 커넥터(C1 및 C2)의 구성을 설명한 후에, 신호 처리부(33)에 의하여 취득되는 신호의 전송에 착안한 설명을 행하겠다.

케이블(44)은, 도전체(441 및 442)를 포함한다. 도전체(441)는 동축 케이블의 내부 도체(심선(芯線))이다. 도전체(442)는, 동축 케이블에 있어서, 심선의 주위에 절연체를 통하여 설치되고, 예를 들면, 전자 실드로서 기능하는 외부 도체이다. 도 2에서는, 참조를 용이하게 하기 위하여, 도전체(442)는 1 개의 실선에 의하여 도시되어 있다.

커넥터(C1)는, 예를 들면, 동축 케이블의 내부 도체와의 전기적인 접속에 이용되는 제1 단자(511)와, 해당 제1 단자(511)로부터 절연되어, 동축 케이블의 외부 도체와의 전기적인 접속에 이용되는 제2 단자(512)를 가진다.

커넥터(C2)는, 예를 들면, 동축 케이블의 내부 도체와의 전기적인 접속에 이용되는 제1 단자(521)와, 해당 제1 단자(521)로부터 절연되어, 동축 케이블의 외부 도체와의 전기적인 접속에 이용되는 제2 단자(522)를 가진다.

이하, 신호 처리부(33)에 의하여 취득되는 신호의 전송에 착안하여 보다 상세하게 설명한다. 센서(32)가 접속되는 케이블(43)은, 전자 경통(11)으로부터 절연되면서, 커넥터(C1)의 제1 단자(511)에 전기적으로 접속된다. 해당 제1 단자(511)는, 전자 경통(11)으로부터 절연되면서, 커넥터(C2)의 제1 단자(521)에 접속된다. 해당 제1 단자(521)는, 케이블(44) 내의 도전체(441)에 전기적으로 접속된다. 도전체(441)는 신호 처리부(33)에 접속된다. 이와 같이, 센서(32)는, 전자 경통(11)으로부터 절연되면서, 케이블(43), 커넥터(C1)의 제1 단자(511), 커넥터(C2)의 제1 단자(521), 및 케이블(44) 내의 도전체(441)를 통하여, 신호 처리부(33)에 전기적으로 접속된다. 도 2에서는, 케이블(43)이 도전체(441)에 전기적으로 접속되는 모습이 파선으로 도시되어 있다. 케이블(43), 커넥터(C1)의 제1 단자(511), 커넥터(C2)의 제1 단자(521), 및 도전체(441)는, 센서(32)에 따른 신호의 전송 경로로서 이용된다. 해당 신호에는, 예를 들면, 센서(32)에 의하여 받아들여진 신호가 반영된다. 이러한 전송 경로를 통하여, 신호 처리부(33)는, 센서(32)에 따른 신호를 취득한다.

한편, 전자 경통(11)은, 커넥터(C1)의 제2 단자(512)에 전기적으로 접속된다. 해당 제2 단자(512)는, 커넥터(C2)의 제2 단자(522)에 접속된다. 해당 제2 단자(522)는, 케이블(44) 내의 도전체(442)에 전기적으로 접속된다. 도전체(442)도 또한, 신호 처리부(33)에 접속된다. 이와 같이, 전자 경통(11)이, 커넥터(C1)의 제2 단자(512), 커넥터(C2)의 제2 단자(522), 및 케이블(44) 내의 도전체(442)를 통하여, 신호 처리부(33)에 전기적으로 접속된다. 도 2에서는, 전자 경통(11)이 도전체(442)에 전기적으로 접속되는 모습이 파선으로 도시되어 있다. 커넥터(C1)의 제2 단자(512), 커넥터(C2)의 제2 단자(522), 및 도전체(442)는, 예를 들면, 접지 전위에 있는 전자 경통(11)에 따른 신호의 전송 경로로서 이용된다. 이러한 전송 경로를 통하여, 신호 처리부(33)는, 전자 경통(11)에 따른 신호를 취득한다.

신호 처리부(33)는, 전자 경통(11)에 따른 신호로부터 얻어지는 전자 경통(11)의 전압을 기준 전위로서 이용하고, 센서(32)에 따른 신호로부터 얻어지는 센서(32)의 전압으로부터, 상술한, 센서(32)의 전위와 시간과의 관계를 나타내는 전압 데이터를 생성한다. 즉, 신호 처리부(33)는, 상기 제1 단자(511 및 521)와, 상기 제2 단자(512 및 522)와의 사이의 전위차로부터 해당 전압 데이터를 생성한다.

신호 처리부(33)가 이와 같이 전자 경통(11)의 전압을 기준 전위로서 이용하는 것은, 예를 들면, 다음의 이유에 의한다.

방전원의 대전 및 방전, 및 방전에 의한 빔의 변동은, 전자 경통(11)의 전압을 기준으로 발생한다. 신호 처리부(33)가 전자 경통(11)의 전압 이외의 전압을 기준 전위로서 이용하면, 상기 전압 데이터에는, 목적으로 하는 방전 노이즈에 추가로, 해당 전압과 전자 경통(11)의 전압과의 차이가 실려버린다. 또한, 전압 데이터의 파형의 고주파 성분이 관측되지 않게 될 수 있다. 이러한 경우에 방전 검출을 행하기 위해서는, 기준 전위로서 이용하는 전압이, 전자 경통(11)의 전압에 대하여 어떻게 변동하고 있는지를 고려할 필요가 있다. 이는, 전자 경통(11)의 전압을 기준 전위로서 이용하는 것과 실질적으로 동일한 것이다. 이러한 이유로, 신호 처리부(33)는, 전자 경통(11)의 전압을 기준 전위로서 이용한다.

이하의 설명에서는, 방전 검출부(30)가 절연 부시(41), 나사(42), 케이블(43), 커넥터(C1 및 C2), 및 케이블(44)도 포함함으로써 설명을 행한다. 상기에서 방전 검출부(30)를 방전 검출 장치라고도 부른다는 설명을 행했으나, 방전 검출 장치는, 전자 경통(11)과 같은 진공 용기도 포함하는 것이어도 된다.

도 2에서는, 커넥터(C1)가 전자 경통(11)의 외벽에 설치되어 있도록 도시되어 있으나, 본 실시 형태는 이에 한정되지 않는다. 예를 들면, 전자 경통(11)의 외벽으로부터 전자 빔 묘화 장치(1)의 외측에 케이블이 연장되어 있고, 커넥터(C1)가 해당 케이블의 끝에 설치되어 있어도 된다.

상기에서는, 신호 처리부(33)에 의하여 취득되는 신호의 전송에 동축 케이블 및 동축 커넥터가 이용되는 경우에 대하여 설명했으나, 본 실시 형태는 이에 한정되지 않는다.

예를 들면, 동축이 아닌 2 개의 케이블을 각각 통하여 센서(32) 및 전자 경통(11)이 신호 처리부(33)에 접속되어 있어도 된다. 이 경우, 해당 접속에는, 커넥터(C1)와 커넥터(C2)에 의한 1 개의 커넥터의 조를 대신하여, 물리적으로 독립된 2 개의 커넥터의 조(커넥터(C3)와 커넥터(C4)의 조, 커넥터(C5)와 커넥터(C6)와의 조)가 이용된다. 도 3은, 이 경우의, 제1 실시 형태에 따른 전자 빔 묘화 장치(1)의 방전 검출부(30)의 구성의 일예를, 개략적으로 도시하는 구성도이다. 이하, 도 2를 참조하여 설명한 것과 상위한 개소에 대하여 설명한다.

케이블(43)은, 전자 경통(11)으로부터 절연되면서, 전자 경통(11)에 설치되는 커넥터(C3)에 접속된다. 해당 접속에서는, 케이블(43)의 도전체가, 커넥터(C3)의 단자(531)에 전기적으로 접속된다. 커넥터(C3)는, 전자 경통(11)의 외부에서, 케이블(45)에 접속되는 커넥터(C4)에 접속된다. 해당 접속에서는, 커넥터(C3)의 단자(531)가 커넥터(C4)의 단자(541)에 접속된다. 단자(541)는, 케이블(45) 내의 도전체에 전기적으로 접속된다. 케이블(45)은 신호 처리부(33)에 접속된다. 이와 같이, 센서(32)는, 전자 경통(11)으로부터 절연되면서, 케이블(43), 커넥터(C3 및 C4), 및 케이블(45)을 통하여, 신호 처리부(33)에 전기적으로 접속된다.

한편, 전자 경통(11)은, 전자 경통(11)에 설치되는 커넥터(C5)의 단자(551)에 전기적으로 접속된다. 커넥터(C5)는, 전자 경통(11)의 외부에서, 케이블(46)에 접속되는 커넥터(C6)에 접속된다. 해당 접속에서는, 커넥터(C5)의 단자(551)가, 커넥터(C6)의 단자(561)에 접속된다. 단자(561)는, 케이블(46) 내의 도전체에 전기적으로 접속된다. 케이블(46)도 또한, 신호 처리부(33)에 접속된다. 이와 같이, 전자 경통(11)이, 커넥터(C5 및 C6), 및 케이블(46)을 통하여, 신호 처리부(33)에 전기적으로 접속된다.

이와 같이, 방전 검출부(30)는, 커넥터(C1 및 C2), 및 케이블(44) 대신에, 커넥터(C3, C4, C5, 및 C6), 및 케이블(45 및 46)을 포함해도 된다.

또한, 도 3의 예에서는 동축이 아닌 2 개의 케이블을 각각 통하여 센서(32) 및 전자 경통(11)이 신호 처리부(33)에 접속된다고 했으나, 2 개의 케이블을 이용하는 경우에는, 노이즈 내량(耐量)을 늘리기 위해 그리고 전반(傳搬) 신호의 고속화를 위해서는 실드 동축 케이블을 이용하는 것이 바람직하다.

제1 실시 형태에 따른 전자 빔 묘화 장치(1)의 방전 검출부(30)의 구성은 상술한 것에 한정되지 않는다. 센서(32)는, 센서(32)에 접촉되고 전자 경통(11)의 벽을 관통하는 금속 침과, 전자 경통(11)의 외부에서, 예를 들면, 커넥터를 통하여 해당 금속 침에 접속되는 어느 한 케이블을 통하여, 신호 처리부(33)에 전기적으로 접속되어도 된다. 혹은, 센서(32)는, 이러한 금속 침을 통하는 경우, 케이블을 통하지 않고, 해당 금속 침이 BNC 커넥터 등의 단자를 통하여 신호 처리부(33)에 접속됨으로써, 신호 처리부(33)에 전기적으로 접속되어도 된다.

이와 같이, 신호 처리부(33)가 센서(32)에 따른 신호를 취득 가능하도록, 센서(32)와 신호 처리부(33)가 어느 한 단자 등을 통하여 전기적으로 접속되어 있다. 또한, 신호 처리부(33)가 전자 경통(11)에 따른 신호를 취득 가능하도록, 전자 경통(11)과 신호 처리부도 또한 어느 한 단자 등을 통하여 전기적으로 접속되어 있다. 여기서 이용되는 단자에는, 예를 들면, 센서(32)와 케이블(43)과의 접점과 같은, 도전성 접착제, 도전성 에폭시 등을 이용하여 접속, 혹은 직접 부착되는 것과 같은 부분이 포함되어 있어도 된다.

(3) 절연 부시

도 4의 하측의 도면은, 해당 고정을 위하여 이용되고 있는 절연 부시(41)를 Y 방향에 수직인 면에서 절단한 경우의 절연 부시(41)의 단면 구조의 일예를 도시한다. 도 4에서는, 절연 부시(41)에 관련된 다른 구성 요소의 단면 구조도 아울러 도시되어 있다. 도 4의 상측에는 또한, 절연 부시(41)의 구조를 상방에서 본 경우의 평면도도 아울러 도시한다.

절연 부시(41)는, 제1 부시(411) 및 제2 부시(412)를 포함한다.

설치 부재(119) 및 전자 경통(11)은, 예를 들면, 도전체이다. 설치 부재(119) 및 전자 경통(11)의 각각의 전위는, 예를 들면, 접지 전위이다. 설치 부재(119)의 상면 상에 제1 부시(411)가 설치된다. 제1 부시(411)는, 예를 들면, X 방향 및 Y 방향으로 연장되고, 상방에서 본 경우에, 중심 부분에 원형의 개구가 있는 원판의 형상을 하고 있다.

제1 부시(411)의 표면 상에 센서(32)가 설치된다. 센서(32)에도, 상방에서 본 경우에 원형의 개구가 설치되어 있다. 제1 부시(411)의 개구와 센서(32)의 개구는 적어도 일부에서 중첩되어 있다.

제2 부시(412)는, 원 기둥부(4121) 및 원판부(4122)를 포함한다. 해당 구분 및 명칭은 편의적인 것에 지나지 않는다. 원 기둥부(4121)는, X 방향 및 Y 방향에 평행한 2 개의 원형의 면을 각각 저면 및 상면으로 하여 Z 방향으로 연장되는 원 기둥의 형상이다. 예를 들면, 원 기둥부(4121)를 X 방향 및 Y 방향에 평행한 어느 한 면에서 절단한 면의 외경은, 제1 부시(411)의 개구의 직경보다 작지만, 이는 반드시 필요시되지 않는다. 원 기둥부(4121)의 상면 상에 원판부(4122)가 설치되어 있다. 원판부(4122)는, X 방향 및 Y 방향으로 연장되고, 상방에서 본 경우에, 예를 들면, 원판의 형상을 하고 있다. 상방에서 본 경우, 예를 들면, 원 기둥부(4121)의 중심과 원판부(4122)의 중심이 중첩된다. 제2 부시(412)에는, 상방에서 본 경우에, 예를 들면, 원 기둥부(4121) 및 원판부(4122) 각각의 중앙 부분을 Z 방향으로 관통하는 원형의 개구가 설치되어 있다. 도 4에 도시되는 평면도는, 원 기둥부(4121), 원판부(4122), 및 제1 부시(411) 각각의 중심이 중첩되는 경우의 예를 나타내고 있다.

예를 들면, 센서(32)의 개구 내에 원 기둥부(4121)가 삽입되고, 센서(32)의 상면에 원판부(4122)의 하면이 접하고 있다.

나사(42)는, 예를 들면, 도전체이며, 나사부(421) 및 두부(422)를 포함한다. 설치 부재(119)에는, 예를 들면, 나사부(421)의 수나사에 나사 결합 가능한 암 나사로서 기능하는 구조의 개구가 설치되어 있다. 나사부(421)가 제2 부시(412)의 개구 내를 지나도록, 나사(42)가 상방으로부터 제2 부시(412)에 삽입되어 있다. 나사부(421)는, 제1 부시(411)의 개구 내를 통하여 설치 부재(119)의 개구에 도달하고, 설치 부재(119)의 개구와 나사 결합한다. 두부(422)가 원판부(4122)의 상면에 접촉되어 있다. 이와 같이 하여, 센서(32)가 설치 부재(119)에 고정되어 있다. 센서(32)가 설치 부재(119)에 고정되는 한, 나사(42)는 임의의 형상을 가지는 것이 가능하다. 예를 들면, 나사(42)는, 나사부(421)를 포함하고, 두부(422)를 포함하지 않아도 된다.

센서(32)는 설치 부재(119)에 접촉하지 않고, 센서(32)와 설치 부재(119)와의 사이에는 제1 부시(411)가 있다. 센서(32)는 나사(42)에 접촉하지 않고, 센서(32)와 나사(42)와의 사이에는 제2 부시(412)가 있다.

상기에서는, 절연 부시(41)의 구성의 일예에 대하여 설명했으나, 절연 부시(41)의 구성은 상술한 것에 한정되지 않는다. 예를 들면, 절연 부시(41)는, 상기에서 설명한 것과 상이한 형상이어도 된다.

제1 부시(411) 및 제2 부시(412)의 구성에 대하여 더 설명한다.

제1 부시(411) 및 제2 부시(412)의 각각은, 방전 검출부(30)를 이용하는 방전 검출에 영향을 미치지 않는 정도의 절연성을 가진다. 예를 들면, 제1 부시(411) 및 제2 부시(412)의 각각의 전기 전도율은, 방전 검출 동안에 절연 부시(41)를 통하여 전자 경통(11) 및 설치 부재(119)와 센서(32)와의 사이에서 이동하는 전자의 수가, 센서(32)의 전위의 변동에 영향이 없다고 간주할 수 있을 정도로 적어지는 값이다. 또한, 제1 부시(411) 및 제2 부시(412)의 각각의 전기 전도율은, 해당 부시에 의하여 받아들여지는 전자가, 해당 부시가 방전할 수 있을 정도의 수의 전자를 받아들이기 전에, 해당 부시로부터 이동 가능한 정도의 크기이다.

이러한 목적으로, 제1 부시(411) 및 제2 부시(412)의 각각으로서, 예를 들면, 비저항이 1×10⁴ 내지 1×10¹²(Ω·cm)의 범위에 있는 물질(이하, 설명을 간결하게 하기 위해, 「저항체」라고도 함)이 이용된다. 보다 바람직하게는, 제1 부시(411) 및 제2 부시(412)의 각각으로서, 예를 들면, 비저항이 1×10⁵ 내지 1×10¹¹(Ω·cm)의 범위에 있는 물질이 이용된다. 이러한 비저항의 범위는 실온에서의 것으로 한다. 그러나, 절연 부시(41)가 도 2에 도시되는 것과 상이한 개소에 배치되고 해당 개소가 고온이 되는 것과 같은 경우가 있으면, 상술한 비저항의 범위는 해당 개소의 온도에서의 것으로 해도 된다. 이하, 제1 부시(411) 및/또는 제2 부시(412)로서 이용될 수 있는 저항체의 예에 대하여 설명한다.

제1 부시(411)는, 예를 들면, 탄화 규소(SiC), 텅스텐(W), 카본(C), 인(P), 및 금(Au) 중 어느 하나이다. 제1 부시(411)는, 예를 들면, 종이를 원료로 하는 것이어도 된다. 혹은, 제1 부시(411)는, 이러한 화학 물질을 임의로 조합한 것이어도 된다. 제1 부시(411)는, 제1 부시(411)의 상술한 전기 전도율에 관한 물성에 영향을 주지 않을 정도로 다른 물질을 포함하고 있어도 된다.

제1 부시(411)는, 상기의 저항체를 포함한다. 또는, 제1 부시(411)는, 예를 들면, 저항체로부터 실질적으로 된다. 실질적으로 된다는 것은, 반드시 제1 부시(411)가 저항체만으로 이루어지지 않는다고 해도, 저항체만으로 이루어지는 것을 의도하여 제조되는 경우에 포함될 수 있는 불순물을 함유하는 것을 허용하기 위하여 이용하고 있는 표현이다. 또는, 제1 부시(411)는, 절연체와 해당 절연체를 덮는 저항체를 포함하는 구조를 가지고 있어도 된다.

제1 부시(411)를 예로 들어 설명을 행하였으나, 제2 부시(412)에 대해서도 마찬가지이다.

절연 부시(41) 전체의 저항값은, 바람직하게는, 예를 들면, 케이블(43)의 특성 임피던스와 실질적으로 동등하며, 케이블(44)의 특성 임피던스와도 실질적으로 동등하다. 절연 부시(41)는, 예를 들면, 절연 부시(41) 전체의 저항값이 이러한 조건을 충족하도록 설치된다. 절연 부시(41) 전체의 저항값은, 절연 부시(41)와 센서(32)와의 전체의 저항값으로 바꾸어 읽어도 된다. 절연 부시(41) 전체의 저항값은, 예를 들면, 센서(32) 및 설치 부재(119)의 사이의 전위차와 설치 부재(119)를 흐르는 전류로부터 구해질 수 있다. 상술한 바와 같이, 바꾸어 읽은 경우에도 마찬가지로 저항값이 구해질 수 있다. 실질적으로 동등하다고 하는 것은, 반드시 동일하지 않아도, 동등해지도록 생성 또는 제조되는 경우에 생길 수 있는 오차를 허용하기 위하여 이용하고 있는 표현이다. 이하의 같은 표현에 대해서도 동일하다. 센서(32)의 저항값은, 예를 들면, 절연 부시(41)와 센서(32)와의 전체의 저항값이, 절연 부시(41) 전체의 저항값과 실질적으로 동등하다고 해도 좋을 정도로 작다.

［동작예］

전자 빔 묘화 장치(1)에 의하여 실행되는, 방전이 검출되는 어느 한 동작에 대하여 설명한다. 해당 동작은, 예를 들면, 전자 빔(110)을 이용하여 시료(20)로의 묘화가 행해지고 있는 동안에 실행된다.

방전 검출 제어부(31)는, 예를 들면, 묘화가 행해지고 있는 동안, 어느 한 시간 간격으로 항상 기억부(34)에 기억되는 전압 데이터를 읽어내고, 해당 전압 데이터에 기초하여, 센서(32)의 근방에서의 방전이 검출되는지의 여부를 판정한다. 보다 구체적으로는, 다음과 같다. 방전 검출 제어부(31)는, 예를 들면, 어느 한 시간 내에 있어서의 센서(32)의 전위의 최대값과 최소값의 차가 역치를 상회한다고 하는 조건이 충족된 경우에, 센서(32)의 근방에서의 방전이 검출되었다고 판정하고, 해당 조건이 충족되어 있지 않은 경우에는, 방전이 검출되어 있지 않다고 판정한다. 혹은, 방전 검출 제어부(31)는, 방전이 검출되는지의 여부를, 예를 들면, 센서(32)의 전위의 변동의 고주파 성분의 해석에 기초하여 판정해도 된다. 여기에서는, 묘화가 행해지는 동안에 방전 검출 처리가 행해지는 경우에 대하여 설명했으나, 방전 검출 제어부(31)는, 예를 들면, 묘화가 행해지는 동안의 센서(32)의 전위와 시간과의 관계를 나타내는 전압 데이터에 기초하여, 묘화 후에, 상술한 바와 같은 방전 검출 처리를 행해도 된다.

도 5는, 전압 데이터를 플롯한 그래프의 일예를 도시한다. 해당 그래프에서, 가로 축은 시간에 대응하고, 세로 축은 센서(32)의 전위에 대응하고 있다. 해당 그래프에 플롯되는 전압 데이터에서는, 예를 들면, 파선으로 둘러싼 부분에 있어서 상기 조건이 충족되고 있다. 이 때문에, 방전 검출 제어부(31)에 의하여, 파선으로 둘러싼 부분에 있어서 방전이 검출되었다고 판정된다.

［효과］

이하, 예를 들면, 절연 부시(41)에 의하여 갖게 되는 효과에 대하여 설명하겠으나, 상술한 저항체가 절연 부시 이외의 다른 보지 부재에 이용된 경우에도, 마찬가지의 설명이 성립된다.

제1 실시 형태의 비교예에 따른 전자 빔 묘화 장치는, 전자 빔 묘화 장치(1)에서 절연 부시(41)를 다른 어느 한 절연 부시로 변경한 구성을 가지고 있다. 해당 절연 부시로서, 예를 들면, 비저항이 1×10¹³(Ω·cm) 이상인 물질이 이용되고 있는 것으로 한다.

해당 전자 빔 묘화 장치 내에서는, 전자 빔의 산란 전자에 의하여 해당 절연 부시가 대전하는 경우가 있다. 해당 절연 부시로서 상술한 비저항의 물질이 이용되고 있으므로, 해당 절연 부시에 받아들여진 전자는 이동할 수 없다. 이 때문에, 해당 절연 부시에 받아들여지고 있는 전자의 수는 점차 많아져, 해당 절연 부시는 방전한다.

도 6은, 제1 실시 형태에 따른 전자 빔 묘화 장치 1의 절연 부시(41)에 받아들여진 전자의 이동을 모식적으로 설명하기 위한 도면이다.

절연 부시(41)에 의하여 받아들여진 전자는, 절연 부시(41)가 방전할 수 있을 정도의 수의 전자를 받아들이기 전에, 설치 부재(119)로 이동할 수 있다. 설치 부재(119)로 이동한 전자는, 전자 경통(11)으로 이동해 간다. 이러한 이동은, 절연 부시(41)로서 상술한 저항체가 이용되고 있으므로 가능해진다. 이 때문에, 절연 부시(41)는, 전자 빔(110)의 산란 전자에 의하여 대전해도, 상기 비교예의 경우의 절연 부시와 비교하여 방전하는 빈도가 훨씬 더 낮다.

도 7은, 제1 실시 형태에 따른 전자 빔 묘화 장치(1)의 방전 검출부(30)에 의하여 검출된 방전의 회수의 총합을 시간 축에 대하여 플롯한 그래프의 일예를 도시한다. 해당 그래프에서, 가로 축이 시간을 나타내고, 세로 축이 검출된 방전의 회수의 총합을 나타내고 있다. 해당 그래프는, 예를 들면, 센서(32) 근방에서 절연물의 부품을 제거하고, 추가의 다른 의도치 않은 절연물도 가급적 존재하지 않게 한 조건에서의 방전의 검출 상황을 도시한다. 도 7은, 비교를 위하여, 실질적으로 동일한 조건으로 제1 실시 형태의 비교예에 따른 전자 빔 묘화 장치의 방전 검출부에 의하여 검출된 방전의 회수의 총합을 마찬가지로 플롯한 그래프의 일예도 도시한다.

도 7에 도시한 바와 같이, 비교예의 경우에 방전이 12 회 검출된 시간 기간에서, 제1 실시 형태에 따른 전자 빔 묘화 장치(1)에서는 방전이 1 회밖에 검출되어 있지 않다. 이와 같이, 방전의 검출의 회수가 크게 상이한 것은, 비교예의 경우의 절연 부시와 전자 빔 묘화 장치(1)의 절연 부시(41)와의 상이함에 따른 것이다. 도 7의 예에서는, 절연 부시(41)가 설령 방전하고 있었다고 해도, 제1 실시 형태의 경우의 방전의 회수의 총합은, 비교예의 경우의 절연 부시에 의한 방전의 회수의 총합의 1/10 이하로 억제되어 있었음을 알 수 있다.

이와 같이, 제1 실시 형태에 따른 전자 빔 묘화 장치(1)의 방전 검출부(30)의 절연 부시(41)는, 비교예의 경우의 절연 부시와 비교하여 방전하는 빈도가 훨씬 더 낮다. 전자 빔 묘화 장치(1)는, 이러한 절연 부시(41)를 이용하여 센서(32)가 전자 경통(11) 내에 고정된 구성을 가지고 있다. 이 때문에, 전자 빔 묘화 장치(1)에서는, 방전 검출부(30)를 설치하도록 했다고 해도, 묘화 패턴 에러 등의 트러블로 연결될 수 있는 방전이 실질적으로 증가되는 경우가 없다. 이와 같이 설치된 방전 검출부(30)에 의하여 검출되는 방전은, 방전 검출부(30)의 설치에 관계없이 존재하고 있던 절연물 등에 의하는 것으로 한정될 수 있다. 그러므로, 방전 검출부(30)가 방전을 검출한 경우에, 해당 방전의 원인의 개소를 예측하는 것이 용이해질 수 있다. 이러한 고정밀의 방전 검출 처리는, 예를 들면, 전자 총(111)의 근방과 같은 산란 전자가 많고, 그 때문에 방전이 발생하는 빈도가 높다고 예상되는 영역 내에 센서(32)가 배치되는 경우에도 행해질 수 있다.

또한, 제1 실시 형태에 따른 전자 빔 묘화 장치(1)의 방전 검출부(30)에서는, 예를 들면, 절연 부시(41) 전체의 저항값이, 센서(32)에 따른 신호의 전송 경로인 케이블(43) 및 케이블(44)의 각각의 특성 임피던스와 실질적으로 동등하다. 이 때문에, 방전 검출부(30)에 의하면, 센서(32)로 받아들여진 신호의 파형이 신호 처리부(33)에 적시에 정확하게 전송된다. 따라서, 신호 처리부(33)에 의하여 생성되는 전압 데이터에 기초하여 방전에 유래하는 전계의 변동을 받아들이는 방전 검출 처리가, 고정밀도 및 고속으로 행해질 수 있다.

＜다른 실시 형태＞

상기에서는, 전자 빔 묘화 장치의 케이스 내에 방전 검출부의 센서를 고정하는 것에 이용되는 절연 부시로서, 저항체가 이용되는 것을 설명했다. 마찬가지로, 전자 빔 묘화 장치 내에 종래 설치되는 절연물의 부품이 저항체로 구성되도록 해도 된다. 이러한 절연물의 부품에는, 해당 부품이 누설 전류를 일으키게 해도, 해당 부품의 주변의 각 구성 요소의 기능에 악영향을 미치지 않는 개소에 배치되어 있는 일도 있을 수 있다. 해당 개소에 배치되는 절연물의 부품이 저항체로 구성되도록 하는 경우, 저항체로서 이용되는 물질의 비저항은 상기에서 나타낸 범위의 하한보다 작아도 된다. 혹은, 절연 부시 및/또는 다른 절연물의 부품이 저항체로 구성되도록 하는 대신에, 절연 부시 및/또는 해당 부품이, 예를 들면, 저항체의 판 등으로 간극없이 덮여지는 구성이 채용되어도 된다.

본 명세서에서 “접속”이란, 전기적인 접속을 나타내고 있으며, 예를 들면, 사이에 별도의 소자를 통하는 것을 제외하지 않는다.

본 명세서에서, 동일, 일치, 일정, 및 유지 등의 표기는, 실시 형태에 기재된 기술을 실시할 때에 설계의 범위에서의 오차가 있는 경우도 포함하는 것을 의도하여 이용하고 있다. 또한, 어느 한 전압을 인가 또는 공급한다고 하는 표기는, 해당 전압을 인가 또는 공급하는 것과 같은 제어를 행하는 것과, 해당 전압이 실제로 인가 또는 공급되는 것의 양쪽 모두를 포함하는 것을 의도하여 이용하고 있다. 또한, 어느 한 전압을 인가 또는 공급하는 것은, 예를 들면, 0V의 전압을 인가 또는 공급하는 것을 포함하고 있어도 된다.

상기에서는 몇 가지 실시 형태 및 실시예를 설명하였으나, 이러한 실시 형태는, 예로서 제시한 것이며, 발명의 범위를 한정하는 것은 의도하고 있지 않다. 이들 신규 실시 형태는, 그 밖의 다양한 형태로 실시되는 것이 가능하며, 발명의 요지를 일탈하지 않는 범위에서, 다양한 생략, 치환, 변경을 행할 수 있다. 이들 실시 형태 또는 그 변형은, 발명의 범위 또는 요지에 포함됨과 동시에, 특허 청구의 범위에 기재된 발명과 그 균등 범위에 포함된다.

1 : 전자 빔 묘화 장치
10 : 묘화부
11 : 전자 경통
12 : 묘화실
13 : 묘화 제어부
14 : 고압 전원
110 : 전자 빔
111 : 전자 총
112 : 조명 렌즈
113 : 제1 애퍼처 부재
114 : 투영 렌즈
115 : 제1 편향기
116 : 제2 애퍼처 부재
117 : 대물 렌즈
118 : 제2 편향기
119 : 설치 부재
121 : 스테이지
20 : 시료
30 : 방전 검출부
31 : 방전 검출 제어부
32 : 센서
33 : 신호 처리부
34 : 기억부
35 : 모니터
41 : 절연 부시
411 : 제1 부시
412 : 제2 부시
4121 : 원 기둥부
4122 : 원판부
42 : 나사
421 : 나사부
422 : 두부
43, 44, 45, 46 : 케이블
441, 442 : 도전체
C1, C2, C3, C4, C5, C6 : 커넥터
511, 512, 521, 522, 531, 541, 551, 561 : 단자

Claims

진공 용기와,
상기 진공 용기 내에 설치되고, 상기 진공 용기에 접속됨에 의하여 상기 진공 용기에 보지되어 있는 도전성의 설치 부재와,
상기 진공 용기 내에 설치된 도전성의 안테나와,
1×10⁵ 내지 1×10¹¹(Ω·cm)의 범위에 있는 비저항을 가지는 재료를 포함한 보지체이며, 나사가 상기 안테나의 내부 및 상기 보지체의 내부에 걸쳐 위치함으로써 상기 설치 부재와 상기 안테나를 접촉시키지 않고 상기 안테나를 상기 설치 부재에 대하여 보지시키는 보지체를 구비하는, 방전 검출 장치.
제1항에 있어서,
상기 보지체는,
상기 설치 부재와 상기 안테나와의 사이에 위치하고, 제1 개구를 가지는 제1 부분과,
상기 안테나에 형성되어 있는 제3 개구 중에 위치하고, 상기 안테나의 상기 제3 개구의 내면을 따라 연장되는 제2 개구를 가지는 제2 부분
을 포함하고,
상기 제1 개구와 상기 제2 개구는 접속되어 있는, 방전 검출 장치.
제2항에 있어서,
상기 안테나는, 상기 보지체의 상기 제1 부분과 면하는 제1 면과, 상기 제1 면과 대향하는 제2 면을 포함하고,
상기 보지체는, 제3 부분을 포함하고,
상기 보지체의 상기 제3 부분은, 상기 안테나의 상기 제2 면과 면하고, 상기 제2 개구의 외주를 따라 퍼지는, 방전 검출 장치.
제3항에 있어서,
상기 보지체의 상기 제2 부분은, 상기 제2 부분의 상기 제2 개구에 있어서 상기 나사와 나사 결합 가능한 홈을 가지는, 방전 검출 장치.
제4항에 있어서,
상기 보지체의 상기 제2 부분은, 상기 안테나의 상기 제3 개구의 상기 내면을 덮는, 방전 검출 장치.
제5항에 있어서,
상기 설치 부재는, 표면에 있어서 상기 나사와 나사 결합 가능한 홈을 가지는 개구를 가지는, 방전 검출 장치.
제1항에 있어서,
상기 보지체는, 상기 재료로부터 실질적으로 되는, 방전 검출 장치.
제1항에 있어서,
상기 보지체는, 절연체와, 상기 절연체의 표면을 덮는 상기 재료를 포함하는, 방전 검출 장치.
제1항에 있어서,
상기 진공 용기의 외부에 설치되고, 상기 안테나와 전기적으로 접속되어 있고, 제2 단자와 접속 가능한 제1 단자와,
상기 진공 용기의 외부에 설치되고, 상기 진공 용기와 접하고, 제4 단자와 접속 가능한 제3 단자와,
상기 제2 단자 및 상기 제4 단자와 전기적으로 접속되어 있고, 상기 제2 단자의 전위를 기준 전위로서 이용하고, 상기 제2 단자의 상기 전위와 상기 제4 단자의 전위와의 전위차를 취득하도록 구성되어 있는 신호 처리부
를 더 구비하는, 방전 검출 장치.
제9항에 있어서,
상기 신호 처리부는, 상기 전위차에 기초하여 상기 진공 용기 내의 방전을 검출하도록 더 구성되어 있는, 방전 검출 장치.
제10항에 있어서,
상기 신호 처리부는, 상기 전위차가 역치를 초과하는 경우에 상기 방전이 검출되었다고 판정하도록 더 구성되어 있는, 방전 검출 장치.
제9항에 있어서,
상기 보지체의 저항값은, 상기 안테나와 상기 신호 처리부와의 사이의 신호의 전송 경로의 특성 임피던스와 실질적으로 동등한, 방전 검출 장치.
전자 총을 가지고, 도전체로 이루어지는 전자 경통과,
상기 전자 총으로부터 방출되는 전자 빔을 이용하여, 스테이지 상에 고정된 시료에 묘화를 행하는 묘화실과,
상기 전자 총의 상방의 상기 전자 경통의 내벽에 설치된, 도전체로 이루어지는 설치 부재와,
상기 설치 부재의 표면에 설치되고, 비저항이 1×10⁵ 내지 1×10¹¹(Ω·cm)의 범위의 제1 저항체와,
상기 설치 부재에 접촉시키지 않고 상기 제1 저항체 상에 보지된, 도전체로 이루어지는 센서와,
상기 센서에 접속된, 도전체로 이루어지는 제1 케이블과,
상기 전자 경통에 설치된 커넥터를 통하여 상기 제1 케이블로부터의 신호를 수신하는, 상기 전자 경통 외에 설치된 신호 처리부
를 구비하는, 하전 입자 빔 조사 장치.
제13항에 있어서,
상기 센서는, 금속판이며, 제1 면에 있어서 상기 제1 저항체와 면하고, 상기 제1 면과 대향하는 제2 면 상에는 제2 저항체가 설치되어 있는, 하전 입자 빔 조사 장치.
제14항에 있어서,
상기 설치 부재, 상기 제1 저항체, 상기 제2 저항체, 상기 센서는, 각각 개구를 가지고,
상기 제1 저항체, 상기 제2 저항체, 상기 센서는, 상기 설치 부재, 상기 제1 저항체, 상기 제2 저항체, 상기 센서의 각각의 상기 개구 중의 나사에 의하여 상기 설치 부재에 대하여 보지되는, 하전 입자 빔 조사 장치.
제15항에 있어서,
상기 센서의 상기 개구의 내부에 제3 저항체가 설치되고,
상기 제3 저항체에 의하여 상기 센서와 상기 나사가 절연되어 있는, 하전 입자 빔 조사 장치.
제13항에 있어서,
상기 전자 총의 상방의 상기 전자 경통의, 상기 설치 부재가 설치된 위치와 대향하는 위치의 내벽에 설치된, 도전체로 이루어지는 제2 설치 부재와,
상기 제2 설치 부재의 상면에 설치되고, 비저항이 1×10⁵에서 1×10¹¹(Ω·cm)의 범위의 제4 저항체
를 더 구비하고,
상기 센서는, 상기 제2 설치 부재에 접촉시키지 않고 상기 제4 저항체 상에 보지되어 있는, 하전 입자 빔 조사 장치.
제13항에 있어서,
상기 설치 부재는, 상기 전자 경통과 접하고 있고,
상기 전자 경통에 공급된 접지 전위가 상기 설치 부재에 공급되고 있는, 하전 입자 빔 조사 장치.