JPH06267486A

JPH06267486A - 荷電ビーム装置

Info

Publication number: JPH06267486A
Application number: JP5056700A
Authority: JP
Inventors: Kazuyoshi Sugihara; 和佳杉原; Itsuko Sakai; 伊都子酒井; Motosuke Miyoshi; 元介三好; Katsuya Okumura; 勝弥奥村
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1993-03-17
Filing date: 1993-03-17
Publication date: 1994-09-22

Abstract

(57)【要約】【目的】導線又はシールド線として、アウトガスが極
めて少なく、柔軟性があり、しかも自立性を持たせら
れ、Ｆ^* やＯ^* を含むガスにさらされても腐食しせず、
耐熱性があり、耐電圧性があるなどの極めて優れた特長
を持つもの真空槽内で使用した電子ビーム露光装置を提
供する。【構成】電子ビームを放射する電子銃と該電子ビーム
を集束させる電子レンズと該電子ビームの断面形状を整
える絞りと基板を載置するＸＹステージ等を有する荷電
ビーム装置において、真空槽内で使用する導線又はシー
ルド線は、非磁性導電性芯線と、絶縁被覆材と、非磁性
導電材シールドとから構成されて、前記シールドはシー
ルドを構成する線が、又はシールド全体が少なくとも弗
素元素と酸素元素とを含む反応性ガスに対して耐食性の
ある材料で被覆構成されたことを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、電子ビーム装置、特に
その真空槽内で用いられる信号又は電力供給導線の改良
に関する。

【０００２】

【従来の技術】半導体装置は日を追って微細化、大規模
集積化の方向に向っており、そのためフォトレジスト膜
に形成されるパターニングもますます微細化と高精度化
されている。

【０００３】特に超ＬＳＩなどにおいて微細、かつ、高
精度なパターンを必要とする場合、従来の光を照射して
フォトレジスト膜に露光する方法では光の波長などによ
る制限があって所要のパターニングを得られない。これ
を打破する一つの方法として光の代りに電子ビームを使
用する方法がある。

【０００４】図５は荷電ビーム装置の一例を示すもの
で、２１は真空槽、２２は電子銃、２３及び２４は絞
り、２５及び２６は電子レンズ、２７は基板、２８はＸ
−Ｙステージ、２９は電子ビーム、３０は偏向電極であ
る。

【０００５】図５の真空槽２１内において、電子銃２２
より放射された電子ビーム２９は絞り２３によって断面
形状を整えられた後、電子レンズ２５によって適宜集束
される。しかる後、絞り２４によって再度断面形状を整
えられた電子ビーム２９は電子レンズ２６によって、Ｘ
−Ｙステージ２８上に基板２７表面のレジスト膜面に焦
点を結び、偏向電極３０によって走査され、露光する。

【０００６】このような荷電ビーム装置のＸ−Ｙステー
ジ２８は電子ビーム２９のスポットが基板２７上を逐次
露光してパターニングするため、二軸方向に制御される
可動構造となっている。また、絞り２４及び２５並びに
電子レンズ２６及び２７は電子ビーム２９の焦点調整及
び電子ビーム軸調整のための可動機構を具備している。
これらの可動構造の摺動部等には従来、潤滑油としてシ
リコンオイルまたはアピエゾンオイル（商品名）等が使
用されていた。

【０００７】しかし、これらの潤滑油の微量が真空槽２
１内で蒸発して電子光学系に飛散し、それに電子ビーム
２９が当ると黒色タール化して電気的不良導体の膜を、
該電子光学系の表面に作り、所謂チャージ・アップの原
因となっていた。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】このようなチャージア
ップを引き起こすコンタミネーションを除去する方法と
して、最近、弗素元素や酸素元素を含むガスを用いて行
う手法が酒井伊都子らによって提案されている。しかし
ながらこの種のガスは腐食性が強いため、コンタミネー
ションの除去以外に不要な部分を腐食する危険性が高
い。

【０００９】上記提案に基づく、コンタミネーション除
去の手法は、以下の通りである。コンタミネーションが
付いた部品を電子光学系から取り出し、これを洗浄用チ
ャンバーに入れ、部品を弗素元素や酸素元素を含むガス
にさらし、コンタミネーションを除去する。コンタミネ
ーションがよく付着する偏向電極は通常、表面の酸化を
防ぐために予め金めっき等がされている、複数の電極を
電気的に絶縁する絶縁体には真空中でのアウトガス（ou
t gas ）量をできるだけ抑えるために高純度Ａｌ₂ Ｏ₃
が使われている等、上記弗素元素や酸素元素を含むガス
にさらされても問題ない。ところが電極に電圧を供給す
る同軸ケーブルには、一般の銅網線、銅の銀めっき網線
のシールド線で被覆されたテフロン線が使われている。
ところが組立精度の極めて高い偏向電極体からの同軸ケ
ーブルを取りはずすことによる組立精度劣化を避けるた
めにはどうしても同軸ケーブルを付けたままで洗浄せざ
るをえず、この結果、同軸ケーブルが腐食し、その電気
特性が低下するという問題が発生していた。

【００１０】本発明の目的は、上記弗素元素や酸素元素
を含むガスに部品をさらして、コンタミネーションを除
去する際に腐食されて電気特性の低下等を引き起こさな
い信号又は電力供給のための導線を用いた荷電ビーム装
置を提供することにある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明の骨子は、荷電ビ
ーム装置の真空槽内にある信号又は電力供給のための導
線を非磁性導電性芯線と、絶縁被覆材と、非磁性導電体
とで構成し、この非磁性導電体は、少なくとも弗素元素
や酸素元素を含む反応性ガスに対して耐食性のある材料
でコートされていることにある。

【００１２】

【作用】本発明によれば、アウトガスが極めて少なく、
柔軟性があり、耐熱性があり、耐電圧性があり、さら
に、Ｆ^* やＯ^* を含むガスにさらされても腐食しない等
の特長を持つ導線を使用するので、洗浄などでのメンテ
ナンスの容易な荷電ビーム装置を提供することができ
る。

【００１３】

【実施例】以下、本発明の詳細を以下に示す実施例によ
って説明する。尚、以下の説明において、本発明の荷電
ビーム装置の構造は、装置内の各部を接続する配線以外
は、従来のものと同じであるため、その説明を省略す
る。

【００１４】図１は第１の実施例を示す図で、荷電ビー
ム装置内の各部（偏向電極など）に電気的に接続されて
いる配線１００の要部を構造的に示す斜視図である。こ
こで示す配線１００は、シールド線であり、銅線１、ア
ルミナクラッド２、アルミナ３、網４で構成されてい
る。芯線１は、銅からなり、その外側にはアルミクラッ
ド２を介してアルミナ３が被覆されている。このアルミ
ナ３は例えば電解析出法によってつけられる。いちばん
外側には金が、例えばメッキ法、蒸着法、スパッタ法な
どでコートされた銅網シールド４又は金線の網がまき付
けられている。このようなシールド線１００の両端には
例えば金めっきされた圧着端子５がかしめて取付けられ
ている。このようなシールド線であれば、電子光学系部
品のコンタミネーション除去のための洗浄の際にＦ^* や
Ｏ^* などを含むガスにさらされても腐食の心配がなく、
その電気特性が低下することもない。さらにこのような
構成のシールド線であれば絶縁材として無機物を使用し
ているので、アウトガスが極めて少なく、耐熱性があ
り、さらに芯線のまわりにつけられた絶縁材の厚さが極
めて薄いため、柔軟性のあるシールド線となっている。

【００１５】図２は第２の実施例の要部を示す図であ
る。アルミナ３と金めっき銅シールド４との間に耐電圧
性能を向上させるために極細のガラス繊維を緻密に編巻
きした耐電圧向上のための第２の絶縁層１０が設けられ
たシールド線である。このような構成にすると第１の実
施例で示した効果を保持したままで、耐電圧特性を向上
することができる。

【００１６】図３は第３の実施例の要部を示す図であ
る。アルミナ３の外周に直接金１１を蒸着法、スパッタ
法でコートした電線であるシールド網がないことでスペ
ースファクターがより良好となる。

【００１７】図４は第４の実施例の要部を示す図であ
る。第１の実施例で説明した金めっき銅網シールド４の
替りにコイルバネ状のシールド１２がかぶせられてい
る。コイルバネ状のシールド１２の構成をまず示す。金
めっきされたばね性リン青銅の細線をアルミナ被覆の電
線が入る内径に石巻きでち密にコイツ巻きする。この石
巻きコイル１３が入る様に、上述の細線を左巻きでち密
にコイル巻きして、左巻きコイル１４を作る。左巻きコ
イル１４内に右巻きコイル１３を入れ両者の両端を接続
して電気的にも一体の導体とする。最後に内側コイル１
３内にアルミナ被覆電線を入れてシールド線が構成され
る。右巻きと左巻きのコイルを重ねることでコイルの持
つインダクタンスをキャンセルし、全体としてはインダ
クタンスを持たないシールドとすることができる。外側
のシールドをばね性コイルとすることで、シールド線は
自立できる様になる。電子光学系の部品は複雑な形状を
していることが多く、溝や、細穴などにシールド線を通
す際には自立したシールド線は極めて作業性を向上させ
る。他の効果は上述したことと同じである。

【００１８】なお上述では本発明に係わる導線を荷電ビ
ーム電圧装置に限って説明して来たが、走査型電子顕微
鏡（ＳＥＭ）でも使えることは明らかである。また、部
品の洗浄は装置から取りはずして行うこととしている
が、in-siter洗浄であっても本発明の効果が何んら失な
われるものではない。

【００１９】さらに絶縁被覆材として上述では無機物を
使った場合を開示したが、テフロン材等のアウトガスの
少ない絶縁物を使っても良いことは明らかである。さら
に芯線は銅線でも良いことは明らかである。

【００２０】

【発明の効果】本発明によれば、アウトガスが極めて少
なく、柔軟性があり、しかも自立可能であり、Ｆ^* やＯ
^* を含むガスにさらされても腐食せず、耐熱性があり、
耐電圧性があるなど、極めて有利な特長を持つものを導
線又はシールド線として真空槽内で使用するので、真空
槽内の洗浄が容易で、保守性の良い荷電ビーム装置を提
供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例を示す要部斜視図。

【図２】本発明の第２の実施例を示す要部斜視図。

【図３】本発明の第３の実施例を示す要部斜視図。

【図４】本発明の第４の実施例を示す要部斜視図。

【図５】荷電ビーム装置の概略構成を説明するための
構造図。

【符号の説明】

１…芯線、２…アルミクラッド、３…アルミナ、４…網
シールド、５…圧着端子、１０…ガラス繊維絶縁層、１
１…金膜、１２…コイルシールド、１３…右巻きコイ
ル、１４…左巻きコイル、２１…真空槽、２２…電子
銃、２３，２４…絞り、２５，２６…電子レンズ，２７
…基板，２８…ＸＹステージ，２９…電子ビーム，３０
…偏向電極，１００…配線。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者奥村勝弥神奈川県川崎市幸区小向東芝町１番地株式会社東芝研究開発センター内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】電子ビームを放射する電子銃と該電子ビ
ームを集束させる電子レンズと該電子ビームの断面形状
を整える絞りと基板を載置するＸ−Ｙステージとを真空
槽内に配置し、前記真空槽内で使用する線体を有する荷
電ビーム装置において、前記真空槽内で使用する線体は
非磁性導電性芯線と、この芯線を被覆する絶縁被覆材
と、この被覆材に外装して前記芯線をシールドする非磁
性導電材シールドとから構成し、前記非磁性導電材シー
ルドは、少なくとも弗素元素もしくは酸素元素を含む反
応性ガスに対する耐食性を有することを特徴とする荷電
ビーム装置。
【請求項２】非磁性導電性芯線は、アルミニウム、銅
・アルミニウムクラッド、銅・カーボン・アルミニウム
クラッドの内のいずれかの線であることを特徴とする請
求項１記載の荷電ビーム装置。
【請求項３】絶縁被覆材は、無機物絶縁被覆材とした
ことを特徴とする請求項１記載の荷電ビーム装置。
【請求項４】無機物絶縁被覆材は、アルミナもしくは
シリケートの内のいずれかの上にガラス繊維もしくは石
英ガラス繊維の内のいずれかを巻き付けたことを特徴と
する請求項３記載の荷電ビーム装置。
【請求項５】非磁性導電材シールドは、金もしくは白
金の内のいずれかで少なくとも弗素元素もしくは酸素元
素を含む反応性ガスに対して耐食性を持たせたことを特
徴とする請求項１記載の荷電ビーム装置。
【請求項６】非磁性導電材シールドは非磁性導電体の
母材と、この母材の表面に金もしくは白金の内のいずれ
かをコートしてなることを特徴とする請求項１記載の荷
電ビーム装置。
【請求項７】芯線は、マグネシウム、チタニウム、ジ
ルコニウムの内のいずれかひとつをクラッド材料とした
ことを特徴とする請求項１記載の荷電ビーム装置。
【請求項８】非磁性導電材シールドは、非磁性導電材
をコイル状に巻いて形成したことを特徴とする請求項１
記載の荷電ビーム装置。
【請求項９】コイル状に巻かれた導電性シールドは、
少なくとも２本以上のコイル状筒を重ねたものであっ
て、その際に、各コイルの巻き方向は互いのインダクタ
ンスを打ち消す様に、すなわち反対方向に巻かれたこと
を特徴とする請求項８記載の荷電ビーム装置。