JPH0786350A

JPH0786350A - 電子ビーム装置

Info

Publication number: JPH0786350A
Application number: JP5231554A
Authority: JP
Inventors: Kazuo Okubo; 和生大窪; Masafumi Asai; 雅文浅井; Hironori Teguri; 弘典手操; Takayuki Abe; 貴之安部; Kazuhiro Nakazawa; 和弘中沢; Akio Ito; 昭夫伊藤
Original assignee: Fujitsu Ltd
Current assignee: Fujitsu Ltd
Priority date: 1993-09-17
Filing date: 1993-09-17
Publication date: 1995-03-31
Anticipated expiration: 2017-02-04
Also published as: JP3253429B2

Abstract

(57)【要約】【目的】電子ビーム装置に関し、試料の交換を容易に
行うことができる電子ビーム装置を提供することを目的
とする。【構成】真空吸引手段１２を備えた密封ハウジング１
０と、電子発生手段１４と、該電子発生手段で発生した
電子ビームを試料に向かって案内する電子ビーム案内手
段１３と、該電子発生手段及び該電子ビーム案内手段を
収容する外筒２２と、該外筒を該ハウジング内で移動可
能に支持する可動支持手段２４と、該ハウジング内に配
置された試料ホルダ２６とからなる構成とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は電子銃と電子ビームを試
料に向かって案内する電子ビーム案内手段とを備えた電
子ビーム装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】半導体産業では、検査試料に電子ビーム
を照射し、この検査試料から反射される二次電子や反射
電子を検出することにより、検査試料の状態を検出する
電子ビーム試験が行われている。電子ビームは電子銃で
発生する。試料の微細な部分の検査のために、電子ビー
ムのプローブ径を小さく絞ることが必要であり、電子銃
で発生した電子ビームはコンデンサレンズや対物レンズ
等の電子ビーム案内手段を通って試料に導かれるように
なっている。

【０００３】半導体の電子ビーム試験では、試料に対す
るダメージを抑え、且つ検査速度を向上するために、低
加速電圧で、大電流の電子ビームを使用することが必要
である。このような要求を満足する電子銃として、冷陰
極型の電界放出電子銃が実用化されている。しかし、こ
のような電子銃は、１０^-9Torr程度、またはそれよりも
良い真空レベルで使用することが必要である。

【０００４】従来、電子銃のケース、電子ビーム案内手
段を収容した外筒、及び試料ホルダを収容した密封容器
が、別々に形成され、それぞれ大気にさらされる。そこ
で、電子銃のケースはガスケットを介して電子ビーム案
内手段の外筒と連結され、そしてこの外筒はガスケット
を介して試料ホルダの密封容器に連結されていた。電子
銃は電子ビームを通過せしめる微小なオリフィスによっ
て電子ビーム案内手段と連通し、また電子ビーム案内手
段と試料ホルダの密封容器とは電子ビームを通過せしめ
る穴により連通する。

【０００５】電子銃を１０^-9Torr程度の真空レベルにす
るために、最初に真空ポンプにより電子ビーム案内手段
の外筒の内部を１０^-7〜１０^-8Torr程度まで真空吸引
し、オリフィスによって連通する電子銃のケースの内部
を同様の真空レベルにする。しかし、オリフィスの直径
は数１００μｍ〜数１０μｍと非常に小さいので、電子
銃のケースの内部が電子ビーム案内手段の外筒の内部と
同程度の真空レベルになるのにかなりの時間がかかる。
次に、電子銃のケースの内部に配置したイオンポンプに
より電子銃のケースの内部を１０^-9〜１０^-10Torr程度
まで真空吸引する。従って、電子銃のケースの内部を短
い時間で高真空に達するのは困難である。

【０００６】実開昭６３─２２０６２号公報は、電子ビ
ーム案内手段と、その外筒との間に環状の通路を形成
し、真空吸引の際のダクトとして使用することを提案し
ている。しかしながら、オリフィスの直径は非常に小さ
いので、電子銃のケースの内部が電子ビーム案内手段の
外筒の内部と同程度の真空レベルになるのにかなりの時
間がかかることに変わりはない。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】このように、従来は電
子銃のケースの内部を高真空レベルにするのに時間がか
かるという問題点があった。さらに、電子銃のケースは
ガスケットを介して電子ビーム案内手段の外筒と連結さ
れ、そしてこの外筒はガスケットを介して試料ホルダの
密封容器に連結された構造の場合、これらの部品が大気
にさらされていると、これらの部品の接続部からのリー
クがあり、真空レベルが低下するという問題点があっ
た。さらに、電子銃と、電子ビーム案内手段と、試料ホ
ルダとは一直線上に整列していなければならないが、上
記構造の場合には、試料を交換する度に試料ホルダの密
封容器を電子ビーム案内手段の外筒から取り外す必要が
あった。それから新しい試料を投入するときには、再び
真空吸引を行うことが必要であった。

【０００８】本発明の目的は、試料の交換を容易に行う
ことができる電子ビーム装置を提供することである。本
発明の他の目的は、組み立てが容易で、電子銃の真空吸
引時間を短くできる電子ビーム装置を提供することであ
る。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明による電子ビーム
装置は、真空吸引手段１２を備えた密封ハウジング１０
と、電子発生手段１４と、該電子発生手段で発生した電
子ビームを試料に向かって案内する電子ビーム案内手段
１３と、該電子発生手段及び該電子ビーム案内手段を収
容する外筒２２と、該外筒を該ハウジング内で移動可能
に支持する可動支持手段２４と、該ハウジング内に配置
された試料ホルダ２６とからなることを特徴とする。

【００１０】

【作用】上記した構成においては、電子発生手段と、電
子ビーム案内手段と、試料ホルダとは、全て密封ハウジ
ング内に配置されているので、外筒におけるリークの問
題がなく、電子ビーム案内手段及び電子発生手段の内部
をより確実に高真空レベルにすることができ、且つ、外
筒の構造が簡単になり、且つ組み立て作業も簡単であ
る。また、電子発生手段及び電子ビーム案内手段を収容
する外筒が可動支持手段により移動可能に支持されてい
るので、試料をハウジング内の試料ホルダに取りつけた
後で、電子発生手段及び電子ビーム案内手段と試料との
位置合わせを行うことができ、試料の交換を容易に行う
ことができる。

【００１１】電子発生手段及び電子ビーム案内手段を収
容する外筒の所望の位置に、好ましくは電子発生手段の
オリフィスの外側に、シール手段を設ける構成にすると
よい。このシール手段は、外筒を支持する可動支持手段
により作動せしめられ、試料の交換前に電子発生手段の
オリフィスを封鎖し、そして試料の交換後に電子発生手
段のオリフィスを開放するようにする。すると、試料の
交換に際して密封ハウジングを開放しても、少なくとも
電子発生手段の内部は前の高真空レベルに維持される。
従って、試料の交換後に電子発生手段の内部を高真空レ
ベルに真空吸引するのを節約することができる。

【００１２】

【実施例】図１から図６は、本発明の第１実施例の電子
ビーム装置を示す図である。図１を参照すると、電子ビ
ーム装置は、密封ハウジング１０を備える。密封ハウジ
ング１０は天井壁１０ａ、側部壁１０ｂ、１０ｃ、及び
底部壁１０ｄを有する。ターボポンプ１２が密封ハウジ
ング１０の側部壁１０ｂに取りつけられ、密封ハウジン
グ１０の内部を真空吸引することができる。ターボポン
プ１２は密封ハウジング１０の外側においてさらにロー
タリーポンプ（図示せず）に接続されるようになってい
る。

【００１３】密封ハウジング１０の内部には、電子銃１
４、電子ビーム案内手段１３が配置されている。電子ビ
ーム案内手段１３は、第１のコンデンサレンズ１６、偏
向器１８、第２のコンデンサレンズ（対物レンズ）２０
からなる。電子銃１４及び電子ビーム案内手段１３は、
外筒２２に収容されている。

【００１４】直交する２方向に移動可能なＸ−Ｙステー
ジ２４が密封ハウジング１０の天井壁１０ａに取りつけ
られる。また、試料ホルダ２６が密封ハウジング１０の
底部壁１０ｄに取りつけられる。このため、底部壁１０
ｄの一部１０ｅは底部壁１０ｄのその他の部分から取り
外し可能になっている。試料ホルダ２６は半導体からな
る試料Ｓを保持することができ、底部壁１０ｄの一部１
０ｅには試料ホルダ２６に保持された試料Ｓのリードを
外部に接続するリード線２８が取りつけられている。

【００１５】図１から図３を参照すると、Ｘ−Ｙステー
ジ２４はＸステージプレート３０とＹステージプレート
３２とからなり、Ｘステージプレート３０は天井壁１０
ａに取りつけられたＸステージガイド３０ａに沿って移
動可能であり、Ｙステージプレート３２はＸステージプ
レート３０に取りつけられたＹステージガイド３２ａに
沿って移動可能である。Ｘステージアクチュエータ３０
ｂがシャフト状の取りつけ部材３０ｃによってＸステー
ジプレート３０に取りつけられ、Ｙステージアクチュエ
ータ３２ｂがシャフト状の取りつけ部材３２ｃによって
Ｙステージプレート３２に取りつけられる。Ｘ、Ｙステ
ージアクチュエータ３０ｂ、３２ｂはリニアモータから
なり、それぞれの二次導体３０ｄ、３２ｄが天井壁１０
ａ及びＸステージプレート３０に取りつけられる。

【００１６】Ｙステージプレート３２の底面には支持板
３４が取りつけられ、ステー３６がこの支持板３４にほ
ぼ垂直に取り付けられる。２個のアーム状の外筒ホルダ
３８がステー３６に固定され且つステー３６から水平方
向に延び、電子銃１４及び電子ビーム案内手段１３を収
容した外筒２２を支持する。実施例においては、外筒２
２はねじ止めにより外筒ホルダ３８に固定される。

【００１７】図１に示されるように、外筒２２は、電子
銃１４を収容する第１の筒部分２２ａと、電子ビーム案
内手段１３を収容する第２の筒部分２２ｂとからなる。
図４は電子銃１４及び第１の筒部分２２ａを示し、図６
は電子ビーム案内手段１３及び第２の筒部分２２ｂをそ
れぞれ詳細に示す図である。

【００１８】図４に示されるように、電子銃１４は針状
のカソード１４ａと、穴１４ｂを開けた平板状アノード
１４ｃとからなり、針状のカソード１４ａがアノード１
４ｃの穴１４ｂに近接して位置する。このような電子銃
１４は、冷陰極型の電界放出電子銃として公知である。
さらに第２の平板状アノード１４ｄが設けられる。第２
の平板状アノード１４ｄも第１のアノード１４ｃの穴１
４ｂと同様の穴（１４ｂ）を有する。

【００１９】第１の筒部分２２ａはカップの底を形成す
るような仕切り壁３９を有し、第１の筒部分２２ａの上
端部にはカバー４０が取りつけられる。よって、第１の
筒部分２２ａの内部は密封状の真空室４２が形成される
ことになる。チタン（Ｔｉ）のフィラメントからなるサ
ブリメーションポンプ４３が真空室４２内に配置され
る。チタンのサブリメーションポンプ４３は、通電する
ことにより空気を捕らえる性質をもち、真空室４２内の
真空レベルを高めることができる。針状のカソード１４
ａ、第１及び第２のアノード１４ｃ、１４ｄ、及びサブ
リメーションポンプ４３の電極は、カバー４０に取りつ
けられる。

【００２０】図１に示されるように、これらの電極は外
筒２２ｂに密封状に取りつけられた端子板４５ａに接続
される。他の端子板４５ｂ、４５ｃが外筒２２ｂに密封
状に取りつけられており、上記したＸ−Ｙステージ２４
のＸ、Ｙステージアクチュエータ３０ｂ、３２ｂが端子
板４５ｂに接続され、第１及び第２のコンデンサレンズ
１６、２０及び偏向器１８が端子板４５ｃに接続され
る。これらの端子板端子板４５ａ、４５ｂ、４５ｃはコ
ネクタにより図示しない制御装置に接続される。

【００２１】図４に示されるように、仕切り壁３９は穴
３９ａを有し、オリフィス板４４がこの穴３９ａを覆っ
て仕切り壁３９に取りつけられる。オリフィス板４４は
オリフィスａを有し、このオリフィスａの直径はミクロ
ン単位で表されるほどに小さいものであり、そのコンダ
クタンスＣは１０^-2ｌ／秒以下とするのが好ましく、実
施例では約８×１０^-3ｌ／秒となっている。真空室４２
の容積Ｖが、Ｖ＞１０００×Ｃｌ以上であると、真空室
４２の内部と外部との差圧をほほ３けた程度にすること
ができる。

【００２２】図４及び図６に示されるように、第１の筒
部分２２ａは内ねじ２２ｐを有し、第２の筒部分２２ｂ
は外ねじ２２ｑを有し、第１の筒部分２２ａは内ねじ２
２ｐと外ねじ２２ｑとの螺合により第２の筒部分２２ｂ
に連結される。また、第１のコンデンサレンズ１６は第
１の筒部分２２ａのオリフィス板４４の下側に固定さ
れ、第１の筒部分２２ａが第２の筒部分２２ｂに連結さ
れたときに第２の筒部分２２ｂの内部に位置するように
なっている。

【００２３】図６に示されるように、偏向器１８及び第
２のコンデンサレンズ２０が第２の筒部分２２ｂの内部
に配置される。第１及び第２のコンデンサレンズ１６、
２０はコイルを用いた電磁レンズ、又は円筒電極を用い
た静電レンズを使用できる。これらの電子レンズはあた
かも光学レンズのように電子ビームを絞ることができる
ことは周知である。図６は、第２のコンデンサレンズ２
０が３個の円筒電極２０ａを絶縁板２０ｂを介して積層
した静電レンズからなる例を示している。電極２０ｃが
第２の筒部分２２ｂを貫通して延びる。

【００２４】また、偏向器１８は図５の断面図から分か
るように８分割されたタイプのオクタポール偏向器から
なる。偏向器１８はねじ４６により第２の筒部分２２ｂ
に固定される。スリーブ４８が偏向器１８の周りで、偏
向器１８のフランジと第２のコンデンサレンズ２０との
間に配置され、第２のコンデンサレンズ２０は固定板５
０によりスリーブ４８に向かって押圧保持される。固定
板５０はねじ等により第２の筒部分２２ｂに固定され
る。

【００２５】第１のコンデンサレンズ１６、偏向器１８
及び第２のコンデンサレンズ２０は、中央に穴を有し、
電子銃１４で発生した電子ビームがこれらの穴を通って
試料ホルダ２６上の試料Ｓに達することができる。第１
のコンデンサレンズ１６は電子銃１４で発生した電子ビ
ームが偏向器１８の位置で焦点を結ぶかのように電子ビ
ームを絞り、第２のコンデンサレンズ２０は電子ビーム
が試料Ｓの位置で焦点を結ぶかのように電子ビームを絞
る。偏向器１８は試料Ｓに当たる電子ビームをＸ−Ｙ方
向に走査する。Ｘ−Ｙステージ２４は電子銃１４及び電
子ビーム案内手段１３と試料ホルダ２６上の試料Ｓとの
間の初期位置の調節を行うのに使用される。

【００２６】検出器５２が固定板５０の底面に取りつけ
られている。検出器５２は、電子ビームが試料ホルダ２
６上の試料Ｓに照射されることにより試料Ｓから発生す
る二次電子や反射電子を検出するものである。検出器５
２はマルチチャンネルプレート（ＭＣＰ）半導体を使用
することができ、あるいはシンチレータ及びフォトマル
を組合せて使用することができる。

【００２７】上記した構成においては、試料Ｓを取りつ
けたら、最初にターボポンプ１２によりハウジング１０
の内部を１０^-6〜１０^-7Torr程度まで真空吸引する。す
ると、電子ビーム案内手段１３の外筒２２の内部及び電
子銃１４を収容した真空室４２の内部が同程度の真空レ
ベルになる。外筒２２の内部に真空が行き渡りやすくす
るために、外筒２２には適当な穴２２ｒを設けておいて
もよい（すなわち、本発明では外筒は密封構造のもので
なくてもよい）。ただし、真空室４２は外筒２２の内部
からオリフィス４４ａを介して真空吸引されるので、そ
のような真空レベルに達するのに時間がかかる。真空室
４２がある程度の真空レベルに達したら、サブリメーシ
ョンポンプ４３に通電し、真空室４２内の真空レベルを
高め、１０^-9〜１０^-10Torr程度の真空レベルにする。
オリフィス４４ａは真空室４２と外筒２２の内部との差
圧を維持する。電子銃１４はこのような高真空レベルで
作動する。

【００２８】このようにして、本発明では、電子銃１４
と、電子ビーム案内手段１３と、試料ホルダ２６とは、
全て密封ハウジング１０内に配置されているので、外筒
２２におけるリークの問題がなく、外筒２２の構造が簡
単になり、電子ビーム案内手段１３及び電子銃１４の内
部をより確実に高真空レベルにすることができる。ま
た、電子銃１４及び電子ビーム案内手段１３を収容する
外筒２２が可動支持手段であるＸ−Ｙステージ２４によ
り移動可能に支持されているので、試料Ｓをハウジング
１０内の試料ホルダ２６に取りつけた後で、電子銃１４
及び電子ビーム案内手段１３と試料Ｓとの位置合わせを
行うことができ、試料Ｓの交換を容易に行うことができ
る。つまり、電子ビーム案内手段１３の各部品はミクロ
ン単位の微小な精度で作られているので、試料Ｓを試料
ホルダ２６にできるだけ正確に取りつけ、且つ試料ホル
ダ２６をハウジング１０にできるだけ正確に取りつけた
としても、試料Ｓと電子ビーム案内手段１３の各部品と
の間に微小な誤差が生じるのは避けられず、Ｘ−Ｙステ
ージ２４はそのような誤差を補正することができるもの
である。

【００２９】図７から図９は本発明の第２実施例を示す
図である。図７は第１実施例の図４に対応する外筒２２
の第１の筒部分２２ａを示しており、この実施例の第１
の筒部分２２ａ以外の部分は図１に示す第１実施例のも
のとほぼ同じである。ただし、第１の筒部分２２ａに
は、図４の内ねじ２２ｐに相当するものでないので、第
２の筒部分２２ｂにも外ねじ２２ｑはなく、第１の筒部
分２２ａは第２の筒部分２２ｂに螺合以外の適当な手段
により連結される。

【００３０】図７に示されるように、電子銃１４は針状
のカソード１４ａと、第１及び第２のアノード１４ｃ、
１４ｄからなる。第１の筒部分２２ａは仕切り壁３９及
びカバー４０とともに密封状の真空室４２を形成する。
図７においては、真空室４２の内部にケージ６０が設け
られ、ケージ６０は連通口６０ａを有する。ケージ６０
の内側に電子銃１４が配置される。チタン（Ｔｉ）のフ
ィラメントからなるサブリメーションポンプ４３は真空
室４２内でケージ６０の外側に配置される。

【００３１】仕切り壁３９は穴３９ａを有し、オリフィ
ス板４４はこの穴３９ａを覆って仕切り壁３９の上面に
取りつけられる。オリフィス板４４はオリフィス４４ａ
を有する。シール棒６２が仕切り壁３９の下面側に取り
つけられる。図８及び図９に示されるように、シール棒
６２は中央の平板部分６２ａと両側の支持棒部分６２ｂ
とからなり、平板部分６２ａには貫通穴６３と、環状の
シール保持溝６４とが形成されている。

【００３２】図７に示されるように、シールリング６５
がシール保持溝６４に挿入される。シール棒６２の貫通
穴６３は仕切り壁３９の穴３９ａ（すなわち、オリフィ
ス４４ａ）を開放することができる。シールリング６５
はシール棒６２が図７で左側に移動したときに仕切り壁
３９の穴３９ａ（すなわち、オリフィス４４ａ）を封鎖
することができる。

【００３３】シール棒６２の支持棒部分６２ｂは第１の
筒部分２２ａに直径方向に設けた穴内に移動可能に挿入
され、一方、ハウジング１０はシール棒６２の支持棒部
分６２ｂの端部と所定の位置で当接する係合部１０ｘ、
１０ｙを有し、シール棒６２はこれらの係合部１０ｘ、
１０ｙに当接する２位置をとることができる。図７で
は、シール棒６２の貫通穴６３は仕切り壁３９の穴３９
ａ（すなわち、オリフィス４４ａ）を開放している。

【００３４】この状態から、第１の筒部分２２ａをＸ−
Ｙステージ２４により図７で右側に移動させると、支持
棒部分６２ｂの右端部が右側の係合部１０ｙと当接し、
第１の筒部分２２ａをさらに移動させると、シール棒６
２は第１の筒部分２２ａに対して左側に移動するように
なり、シールリング６５が仕切り壁３９の穴３９ａ（す
なわち、オリフィス４４ａ）を封鎖する。

【００３５】逆に、シールリング６５が仕切り壁３９の
穴３９ａ（すなわち、オリフィス４４ａ）を封鎖した位
置から、第１の筒部分２２ａをＸ−Ｙステージ２４によ
り図７で左側に移動させると、支持棒部分６２ｂの左端
部が左側の係合部１０ｙと当接し、第１の筒部分２２ａ
をさらに移動させると、シール棒６２は第１の筒部分２
２ａに対して右側に移動するようになり、シール棒６２
の貫通穴６３は仕切り壁３９の穴３９ａ（すなわち、オ
リフィス４４ａ）を開放する。

【００３６】このようにして、試料Ｓの交換のため、あ
るいは作業の終了時等にハウジング１０を開くときに
は、シールリング６５が仕切り壁３９の穴３９ａ（すな
わち、オリフィス４４ａ）を封鎖する状態にする。こう
することにより、電子銃１４を収容した真空室４２は高
真空レベルのままに維持される。従って、次に電子銃１
４を使用するときに、長い時間をかけて真空吸引を行う
必要がない。

【００３７】図１０から図１２は本発明の第３実施例を
示す図である。この実施例は、第１実施例の図７に対応
する外筒２２の第２の筒部分２２ｂの下方部分を示して
おり、この場合、外筒２２は全体的に密封構造になって
いる。図１０に示されるように、第２の筒部分２２ｂの
下端部には第１のシール板７１が取りつけられている。
第１のシール板７１は試料Ｓに向かって進む電子ビーム
のための穴を有し、その穴の周りは平坦な表面になって
いる。第１のシール板７１の側面にはガイド溝７１ａが
設けられている。

【００３８】図１１に示されるように、ハウジング１０
の底部には第２のシール板７２が取りつけられ、第２の
シール板７２の表面にはガイド溝７２ａが設けられてい
る。このガイド溝７２ａと係合するガイド７３ａを有す
る第３のシール板７３が第２のシール板７２と係合して
いる。第３のシール板７３は上面側にガイド７３ａと垂
直な方向に延びるガイド７３ｂを有し、このガイド７３
ｂは第１のシール板７１のガイド溝７１ａと係合可能で
ある。さらに、第３のシール板７３はガイド７３ｂより
もわずかにへこんだ表面に取りつけられたシールリング
７４を有する。

【００３９】電子ビーム装置の使用時には、図１０に示
されるように、第１のシール板７１は第３のシール板７
３から開放された状態になっており、第２の筒部分２２
ｂは電子ビームを試料Ｓに向かって案内する。試料Ｓの
交換のため、あるいは作業の終了時等にハウジング１０
を開くときには、第２の筒部分２２ｂをＸ−Ｙステージ
２４により移動させて第１のシール板７１のガイド溝７
１ａを第３のシール板７３のガイド７３ｂに係合させ、
第１のシール板７１を第３のシール板７３に密接させ
る。これにより、シールリング７４が第１のシール板７
１の穴を封鎖し、よって間接的にオリフィス４４ａを封
鎖する。この状態でハウジング１０を開くことができ
る。

【００４０】この実施例では、Ｘ−Ｙステージ２４をさ
らに上記したのと垂直な方向に移動させることにより、
第３のシール板７３が第１のシール板７１に密接した状
態で、第３のシール板７３を第２のシール板７２から抜
き取ることができるようになっている。この状態が図１
２に示されている。従って、オリフィス４４ａが密封さ
れた状態で第２の筒部分２２ｂを自由に動かすことがで
きる。なお、試料Ｓを交換した後で電子銃１４を使用す
るときには、上記したのと逆の手順で第３のシール板７
３を第１のシール板７０から取り外す。

【００４１】図１３及び図１４は本発明の第４実施例を
示す図である。この実施例では、外筒２２が３つの筒部
分２２ｋ、２２ｌ、２２ｍからなる例が示されている。
この場合、３つの筒部分２２ｋ、２２ｌ、２２ｍは互い
に固く連結されていず、相互に移動可能になっている。
Ｘ−Ｙステージ２４にほぼ垂直に取り付けられたステー
３６には３つの外筒ホルダ３８ａ、３８ｂ、３８ｃが取
りつけられており、各外筒ホルダ３８ａ、３８ｂ、３８
ｃが各筒部分２２ｋ、２２ｌ、２２ｍをそれぞれに保持
するようになっている。各外筒ホルダ３８ａ、３８ｂ、
３８ｃは各筒部分２２ｋ、２２ｌ、２２ｍを整列させる
アライメント手段を有する。各外筒ホルダ３８ａ、３８
ｂ、３８ｃは各筒部分２２ｋ、２２ｌ、２２ｍに緩く嵌
合され、アライメント手段は各筒部分２２ｋ、２２ｌ、
２２ｍの周りに配置された複数のアジャストねじ８０か
らなる。アジャストねじ８０を調節することにより、全
ての筒部分２２ｋ、２２ｌ、２２ｍが一直線上に位置す
るように調節することができる。

【００４２】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
電子発生手段と、電子ビーム案内手段と、試料ホルダと
は、全て密封ハウジング内に配置されているので、外筒
におけるリークの問題がなく、電子ビーム案内手段及び
電子発生手段の内部をより確実に高真空レベルにするこ
とができ、且つ、外筒の構造が簡単になり、且つ組み立
て作業も簡単である。また、電子発生手段及び電子ビー
ム案内手段を収容する外筒が可動支持手段により移動可
能に支持されているので、試料をハウジング内の試料ホ
ルダに取りつけた後で、電子発生手段及び電子ビーム案
内手段と試料との位置合わせを行うことができ、試料の
交換を容易に行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例を示す図である。

【図２】図１のＸ−Ｙステージの詳細な正面図である。

【図３】図２のＸ−Ｙステージの図２の矢印III から見
た正面図である。

【図４】図１の外筒の第１の筒部分を示す断面図であ
る。

【図５】図６の線Ｖ−Ｖに沿った断面図である。

【図６】図１の外筒の第２の筒部分を示す断面図であ
る。

【図７】本発明の第２実施例の外筒の第１の筒部分を断
面図である。

【図８】図７のシール棒の平面図である。

【図９】図７のシール棒の断面図である。

【図１０】本発明の第３実施例の外筒の第２の筒部分を
示す斜視図である。

【図１１】図１０の第２の筒部分と係合するシールを示
す斜視図である。

【図１２】図１０の第２の筒部分と図１１のシールとが
係合した状態を示す斜視図である。

【図１３】本発明の第４実施例の外筒を正面図である。

【図１４】図１３の線ＸIV─ＸIVに沿った断面図であ
る。

【符号の説明】

１０…ハウジング１２…ターボポンプ１３…電子ビーム案内手段１４…電子銃１４ａ…針状のカソード１４ｃ…アノード１６、２０…コンデンサレンズ１８…偏向器２４…Ｘ−Ｙステージ３６…ステー３８…外筒ホルダ４２…真空室４３…サブリメーションポンプ４４…オリフィス板５２…検出器６２…シール棒６５…シールリング７１、７２、７３…シール板

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者安部貴之神奈川県川崎市中原区上小田中1015番地富士通株式会社内 (72)発明者中沢和弘神奈川県川崎市中原区上小田中1015番地富士通株式会社内 (72)発明者伊藤昭夫神奈川県川崎市中原区上小田中1015番地富士通株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】真空吸引手段（１２）を備えた密封ハウ
ジング（１０）と、電子発生手段（１４）と、該電子発
生手段で発生した電子ビームを試料に向かって案内する
電子ビーム案内手段（１３）と、該電子発生手段及び該
電子ビーム案内手段を収容する外筒（２２）と、該外筒
を該ハウジング内で移動可能に支持する可動支持手段
（２４）と、該ハウジング内に配置された試料ホルダ
（２６）とからなる電子ビーム装置。
【請求項２】前記可動支持手段が直交する２方向に移
動可能なＸ−Ｙステージ（２４）からなることを特徴と
する請求項１に記載の電子ビーム装置。
【請求項３】前記Ｘ−Ｙステージ（２４）が前記ハウ
ジングの天井壁に取り付けられ、且つ前記可動支持手段
がさらに該Ｘ−Ｙステージにほぼ垂直に取り付けられた
ステー（３６）と該ステーに固定されて前記外筒を保持
する外筒ホルダ（３８）とを含み、前記試料ホルダが該
ハウジングの底部壁に取り付けられていることを特徴と
する請求項２に記載の電子ビーム装置。
【請求項４】前記外筒（２２）が複数の筒部分（２２
２２ｋ、２２ｌ、２２ｍ）からなり、前記外筒ホルダが
該外筒の各筒部分をそれぞれに保持する複数個の外筒ホ
ルダ（３８ａ、３８ｂ、３８ｃ）からなり、該各外筒ホ
ルダが該外筒の筒部分を整列させるアライメント手段
（８０）を含むことを特徴とする請求項３に記載の電子
ビーム装置。
【請求項５】前記電子ビーム案内手段（１３）が、第
１の電子レンズ（１６）と、偏向器（１８）と、第２の
電子レンズ（２０）とからなることを特徴とする請求項
１に記載の電子ビーム装置。
【請求項６】前記電子発生手段が、針状のカソード
（１４ａ）と、穴（１４ｂ）を開けた平板状アノード
（１４ｃ）とからなる電子銃（１４）からなり、該針状
のカソードが該平板状アノードの穴に近接して位置する
ことを特徴とする請求項１に記載の電子ビーム装置。
【請求項７】前記外筒（２２）が前記電子発生手段
（１４）を収容し且つ真空室（４２）を形成する第１の
筒部分（２２ａ）と、前記電子ビーム案内手段（１３）
を収容し且つ微小なオリフィス（４４ａ）を通して該第
１の筒部分に連通する第２の筒部分（２２ｂ）とからな
り、該真空室内の真空レベルを高めるための手段（４
３）を備えることを特徴とする請求項１に記載の電子ビ
ーム装置。
【請求項８】前記オリフィス（４４ａ）が１０^-2ｌ／
秒以下のコンダクタンスＣを有し、前記真空室（４２）
の容積Ｖが、Ｖ＞１０００×Ｃｌ以上であることを特徴
とする請求項７に記載の電子ビーム装置。
【請求項９】前記真空室内の真空レベルを高めるため
の手段（４３）が前記真空室内に配置され且つ通電する
ことにより空気を捕らえる性質をもった材料からなるこ
とを特徴とする請求項７に記載の電子ビーム装置。
【請求項１０】前記真空室内の真空レベルを高めるた
めの手段がチタンのフィラメント（４３）からなること
を特徴とする請求項９に記載の電子ビーム装置。
【請求項１１】前記第１の筒部分（２２ａ）には、前
記オリフィスを開放することのできる穴（６３）と、前
記オリフィス（４４ａ）を封鎖することのできるシール
部材（６５）とを備えたシール手段（６２）が設けら
れ、該シール手段は該穴が該オリフィスと整列する第１
の位置と、該シール部材が該オリフィスを封鎖する第２
の位置との間で移動可能になっていることを特徴とする
請求項７に記載の電子ビーム装置。
【請求項１２】前記ハウジングは前記シール手段と所
定の位置で当接する係合部を有し、よって前記外筒が前
記可動支持手段によって移動せしめられるときに該シー
ル手段が該該係合部と当接して該第１の筒部分と相対的
に移動し、よって前記第１及び第２の位置のいずれかに
もたらされることを特徴とする請求項１１に記載の電子
ビーム装置。
【請求項１３】前記第１の筒部分（２２ａ）と、前記
第２の筒部分（２２ｂ）とがシール部材を介して密封状
に連結され、該第２の筒部分の他端部がシール手段（７
３）によってシール可能になっていることを特徴とする
請求項７に記載の電子ビーム装置。
【請求項１４】前記ハウジングは前記シール手段と所
定の位置で当接する係合部を有し、よって前記外筒が前
記可動支持手段によって移動せしめられるときにシール
位置及び開放位置のいずれかにもたらされることを特徴
とする請求項１３に記載の電子ビーム装置。
【請求項１５】電子ビームが前記試料ホルダに支持さ
れた試料に照射されることにより該試料の状態を検出す
る検出手段（５２）が設けられることを特徴とする請求
項１に記載の電子ビーム装置。