(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
荷電粒子源から放出される荷電粒子ビームを試料に照射するための光学素子を備えた荷電粒子ビームカラムと、当該荷電粒子ビームカラムを通過した前記荷電粒子ビームを試料上に集束させる対物レンズを備えた荷電粒子線装置において、
前記対物レンズと前記荷電粒子ビームカラムとの間に、前記荷電粒子ビームカラムに対して相対的に前記荷電粒子ビームの照射方向の剛性が低い第１の部材を介在させると共に、当該部材の一方側と前記荷電粒子ビームカラムとを互いに重なる箇所で固定する第１の固定部材と、当該第１の部材の他方側とを互いに重なる箇所で前記対物レンズとの間を固定、或いは前記対物レンズと、当該対物レンズと前記第１の部材との間に配置され前記対物レンズに固定される第２の部材とを固定する前記第１の固定部材と別体の第２の固定部材とを備え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、
前記第１の部材は、前記対物レンズの物点と同じ高さに配置されることを特徴とする荷電粒子線装置。
【請求項３】
荷電粒子源から放出される荷電粒子ビームを試料に照射するための光学素子を備えた荷電粒子ビームカラムと、当該荷電粒子ビームカラムを通過した前記荷電粒子ビームを試料上に集束させる対物レンズを備えた荷電粒子線装置において、
前記対物レンズと前記荷電粒子ビームカラムとの間に配置され、前記荷電粒子ビームカラムに対して相対的に前記荷電粒子ビームの照射方向の剛性が低く、当該対物レンズと荷電粒子ビームカラムに固定される第１の部材と、
当該第１の部材の第１の位置にて、当第１の部材と前記荷電粒子ビームカラムを固定する第１の固定部材と、
前記荷電粒子ビームの照射方向から見て、前記第１の部材内であって、前記第１の位置とは異なる第２の位置にて、当該第１の部材と前記対物レンズとを固定、或いは前記対物レンズと、当該対物レンズと前記第１の部材との間に配置され前記対物レンズに固定される第２の部材とを固定する第２の固定部材とを備えることを特徴とする荷電粒子線装置。
【請求項４】
請求項３において、
前記第１の部材は、前記対物レンズの物点と同じ高さに配置されることを特徴とする荷電粒子線装置。
【請求項５】
請求項３において、
前記第１の部材は、前記荷電粒子ビームカラムに対し、相対的に前記荷電粒子ビーム照射方向の剛性が低い部材であることを特徴とする荷電粒子線装置。
【請求項６】
請求項３において、
前記第１の位置は、前記荷電粒子ビーム光軸から距離Ｄ２の位置であり、前記第２の位置は、距離Ｄ２より大きい距離Ｄ１の位置であることを特徴とする荷電粒子線装置。
【請求項７】
請求項６において、
前記第１の位置と前記第２の位置が異なる高さ位置となるように、前記第１の部材が形成されていることを特徴とする荷電粒子線装置。
【請求項８】
請求項７において、
前記第１の部材は、厚肉部と薄肉部を有するリング状であって、薄板部と、前記対物レンズ、前記荷電粒子ビームカラム、及び前記第２の部材の内と１つと固定されることを特徴とする荷電粒子線装置。
【請求項９】
請求項３において、
前記第１の位置と前記第２の位置は、前記荷電粒子ビーム光軸から同じ距離に位置すると共に、当該第１の位置と、前記第２の位置は、前記第１の部材上で交互に配置されることを特徴とする荷電粒子線装置。
【請求項１０】
請求項３において、
前記第２の部材は、前記荷電粒子ビームカラムの一部を構成する部材であることを特徴とする荷電粒子線装置。
【請求項１１】
請求項３において、
前記第２の部材は、前記対物レンズが搭載される試料室の一部であることを特徴とする荷電粒子線装置。
【請求項１２】
荷電粒子源から放出される荷電粒子ビームを試料に照射するための光学素子を備えた荷電粒子ビームカラムと、当該荷電粒子ビームカラムを通過した前記荷電粒子ビームを試料上に集束させる対物レンズを備えた荷電粒子線装置において、
前記対物レンズと前記荷電粒子ビームカラムとの間に配置され、前記荷電粒子ビームカラムに対して相対的に前記荷電粒子ビームの照射方向の剛性が低く、当該対物レンズと荷電粒子ビームカラムに固定される第１の部材と、
当該第１の部材の第１の位置にて、当第１の部材と前記荷電粒子ビームカラムを固定する第１の固定部材と、
前記荷電粒子ビームの照射方向とは直交する方向から見て、第１の位置とは異なる高さ位置の第２の位置にて、当該第１の部材と前記対物レンズとを固定、或いは前記対物レンズと、当該対物レンズと前記第１の部材との間に配置され前記対物レンズに固定される第２の部材とを固定する第２の固定部材とを備えることを特徴とする荷電粒子線装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は荷電粒子線装置に係り、特に像揺れの抑制が可能な荷電粒子線装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
走査型電子顕微鏡、透過型電子顕微鏡、半導体計測・検査装置等の荷電粒子線装置では、超高真空環境下の鏡筒内で発生させた荷電粒子線（電子線）を試料に照射し、試料から放出された二次電子、反射電子、または透過電子を検出することによって試料の観察画像を取得している。鏡筒が振動すると、電子線の照射位置が本来の位置から変動し、変動量が分解能以上になると観察画像の歪み（以下、像揺れと呼ぶ）が生じ、観察画像が不鮮明になる。深穴深溝観察や高分解能化に対応するために検出器等が増え、鏡筒が長軸化することで鏡筒の振動が増大する可能性がある。
【０００３】
荷電粒子線はコンデンサレンズ、対物レンズにより粒子線径を縮小されながら目的位置に収束される。そのため、コンデンサレンズ、対物レンズの位置ずれは、荷電粒子線を変動させ、像揺れを引き起こす。鏡筒の最下端にある対物レンズは試料に最も近く、その位置ずれが像揺れに及ぼす影響も大きい。
【０００４】
半導体計測・検査装置においては、半導体デバイスの微細化により、高分解能化への要求が高まる一方で、試料の大口径化、高スループット化が進んでおり、装置の大型化に伴う剛性低下や高スループット化に伴うステージ反力の増大が予測される。また、装置に作用する加振力には、ステージ反力の他に床振動や環境音があり、これらはいずれも像揺れを増大させる要因となる。
【０００５】
鏡筒の取付け剛性を向上させた電子ビーム描画装置が特許文献１に記載されている。特許文献１には、電子ビームを照射するための電子光学鏡筒の下部にフランジを設け、当該フランジと試料室との間に軟金属材料の薄い層を挿入することが説明されている。
【０００６】
特許文献２には、荷電粒子光学鏡体に一端が取り付けられ、且つ試料室天板に他端が取り付けられることによって、荷電粒子光学鏡体を側方から支持する制振部材を備えた荷電粒子線装置が説明されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００５−２９４７１２号公報
【特許文献２】ＷＯ２０１１／０４３３９１（対応米国特許ＵＳＰ８，７２９，４７６）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
特許文献１では、電子光学鏡筒と試料室との間の締結部剛性を高めることを志向し、両者間に軟金属材料の薄い層を挿入しているが、両者の連結部剛性が強固になる程、電子光学鏡筒の振動が試料室側に伝播することになる。鏡筒下部には試料に焦点を合わせる対物レンズがあり、対物レンズの振動は像揺れへの影響が大きい。最終レンズである対物レンズが振動の影響を受けると、試料に対するビームの到達位置を変化させてしまうことになる。そのため、鏡筒上部の振動エネルギーはできるだけ対物レンズに伝えない方が像揺れを小さくする上で有利である。
【０００９】
特許文献２では、鏡筒と試料室との間に、支持板で粘弾性シートを挟んだ長板状の制振部材を配置し、鏡筒の振動によって発生する粘弾性体シートのせん断歪みにより鏡筒に減衰を付与することで、鏡筒の低振動化を図っている。大きな減衰効果を得るためには、制振部材を鏡筒と試料室の相対変位の大きい位置に取付ける必要がある。鏡筒が傾斜する振動の場合は鏡筒上部に取付けることが望ましい。また、粘弾性体を変形させるためには、粘弾性体を支持する支持板やブロックの変形ができるだけ小さくなるように剛性を確保する必要があるが、鏡筒上部に制振部材を取付ける場合、制振部材が長くなり、剛性確保のために支持板やブロックが大型化する。作業性やコストの面から、制振部材はできるだけ小型化するか、もしくは、制振部材は取付けずに像揺れを低減することが望ましい。
【００１０】
以下に、比較的簡単な構成で鏡筒の振動に起因する像揺れを低減することを目的とする荷電粒子線装置について説明する。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記目的を達成するための一態様として、以下に、荷電粒子源から放出される荷電粒子ビームを試料に照射するための光学素子を備えた荷電粒子ビームカラムと、当該荷電粒子ビームカラムを通過した前記荷電粒子ビームを試料上に集束させる対物レンズを備えた荷電粒子線装置において、前記対物レンズと前記荷電粒子ビームカラムとの間に、前記荷電粒子ビームカラムに対して相対的に前記荷電粒子ビームの照射方向の剛性が低い第１の部材を介在させると共に、当該部材の一方側と前記荷電粒子ビームカラムとを互いに重なる箇所で固定する第１の固定部材と、当該第１の部材の他方側とを互いに重なる箇所で前記対物レンズとの間を固定、或いは前記対物レンズと、当該対物レンズと前記第１の部材との間に配置され前記対物レンズに固定される第２の部材とを固定する前記第１の固定部材と別体の第２の固定部材とを備えることを提案する。
【発明の効果】
【００１２】
上記構成によれば、比較的簡単な構成で鏡筒の振動に起因する像揺れを低減することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】連結機構を備えた荷電粒子線装置の概略断面図である。
【図２】荷電粒子線装置の概略外観図である。
【図３】鏡筒の固有振動モード図である。
【図４】図１のＡ−Ａ断面における水平断面図である。
【図５】連結機構の有用性を示すＦＥＭ解析結果の一例である。
【図６】連結機構を備えた荷電粒子線装置の一例を示す図である。
【図７】図６のＢ−Ｂ断面における水平断面図である。
【図８】鏡筒部材の一部に連結部を備えた荷電粒子線装置の一例を示す図である。
【図９】鏡筒部材の一部に連結部を備えた荷電粒子線装置の一例を示す図である。
【図１０】鏡筒部材の一部に連結部を備えた荷電粒子線装置の一例を示す図である。
【図１１】連結機構を備えた荷電粒子線装置の一例を示す図である。
【図１２】物点に連結機構を備えた荷電粒子線装置の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下に説明する実施例では、主に、試料を内部に配置する試料室と、前記試料を搭載するステージと、荷電粒子線を照射する荷電粒子源と、前記荷電粒子源を搭載すると共に、複数の円筒状の鏡筒部材から構成される鏡筒と、前記鏡筒の下端に配置されると共に、前記試料に焦点を合わせる対物レンズと、前記鏡筒の内部を真空排気するポンプを備えた荷電粒子線装置であって、前記対物レンズと前記鏡筒部材の間に前記鏡筒の傾斜を容易にする連結部を備えていることを特徴とする荷電粒子線装置を提案する。
【００１５】
具体的には、荷電粒子ビームカラムと、対物レンズとの間に、荷電粒子ビームカラム外枠の下端形状に沿った部材を介在させ、当該介在部材の第１の部分と荷電粒子ビームカラムを固定する固定部材と、当該第１の部分とは位置が異なる介在部材の第２の部分と対物レンズとを固定する第２の固定部材とを備えた荷電粒子線装置を提案する。介在部材に対する固定位置が、荷電粒子ビームカラムと、対物レンズとの間で異なる理由は、荷電粒子ビームカラムが傾斜したときの影響を、介在部材の第１の部分と第２の部分との間の変形によって吸収させることを目的とすることにある。
【００１６】
第１の部分と第２の部分との間に、荷電粒子ビームカラム壁面に対して、相対的に荷電粒子ビームの照射方向（Ｚ方向）の剛性が低い部分を形成しておくことによって、荷電粒子ビームカラムの傾斜に基づく、対物レンズへの影響を抑制することが可能となる。
【００１７】
以下に説明する実施例によれば、鏡筒の高剛性化や大掛かりな制振装置を取付けることなく、鏡筒の振動が要因の像揺れを低減する荷電粒子線装置を提供することができる。上記した以外の課題、構成及び効果は、以下の実施形態の説明により明らかにされる。以下、実施例を、図面を用いて説明する。
【実施例１】
【００１８】
図１は、対物レンズと鏡筒部材の間に鏡筒の傾斜を容易にする連結部材が設けられた荷電粒子線装置の一例を示す図である。なお、説明のため、座標系は直交座標系として、図１において、紙面奥行き方向をＹ方向、左右方向をＸ方向、上下方向をＺ方向とする。
【００１９】
一般に、荷電粒子線装置は、荷電粒子源１から放出される荷電粒子線９を光軸１０（荷電粒子線９を偏向しないときの軌道）に沿って観察対象物に照射することにより得られる二次電子強度から観察像を得ている。荷電粒子源１を内部に備えた鏡筒２は、イオンポンプ３により超高真空状態に保たれている。本実施例では、イオンポンプ３はＸ方向に１つ取付けられているが、取付けられる方向、個数はこの限りではない。また、鏡筒２は、円筒状の鏡筒部材を複数積層したものであり、各鏡筒部材は光軸１０を中心軸とした同心円の周方向に複数配置された締結部材により結合される。荷電粒子源１より照射された荷電粒子線９は、コンデンサレンズ１１によって細く絞られて物点１６に収束する。物点１６に収束した荷電粒子線９は、対物レンズ２Ｂにより更に細く絞られると共に、試料４上の像点１７に焦点を合わせるように収束する。
【００２０】
鏡筒２の傾斜を容易にする連結部材２Ｃ（介在部材、第１の部材）は対物レンズ２Ｂと鏡筒上部２Ａの間に配置されている。連結部材２Ｃは対物レンズ２Ｂと複数の下締結部材１４（第２の固定部材）で締結され、鏡筒上部２Ａと複数の上締結部材１５（第１の固定部材）で締結される。下締結部材１４と上締結部材１５は光軸１０を中心軸として直径の異なる同心円上に軸対称に複数、等ピッチに配置される。
【００２１】
図２は荷電粒子線装置の概略外観図である。鏡筒２は円筒状の鏡筒部材が積み重なった構成となっている。図２の鏡筒２は５つの鏡筒部材より構成されているが、個数はこの限りではない。鏡筒２は試料室６に取付けられている。図３は鏡筒２の固有振動モードを模式的に示したものである。鏡筒２は巨視的に見ると、下端を固定端、上端を自由端とした片持ち梁の曲げのような変形をしている。しかしながら、微視的に見ると、鏡筒部材の結合部のＺ軸方向の局所変形のために、鏡筒部材がＹ軸回りに回転することで鏡筒全体が傾斜している。なお、実際には、鏡筒部材間にはシール部材があるため、図３に示すような隙間は生じず、鏡筒２内部の真空状態は保たれている。
【００２２】
鏡筒２は試料室６に取付けられており、試料室６は除振マウント７によって架台８に固定されている。試料４は試料室６の内部にあるステージ５に搭載される。本実施例では、ステージ５の移動方向をＸ方向としているが、ステージの移動方向はこの限りではない。試料４から検出された二次電子の強度は照射位置の座標とその座標における二次電子強度に対応した濃淡として画像化されて表示される。そのため、荷電粒子線装置に何らかの振動が作用し、鏡筒２やステージ５が振動すると、本来照射されるべき位置に荷電粒子線９が照射されず、観察像が揺れて見えることで像質や測定精度の低下を招く。荷電粒子線装置を振動させる加振力には、地上から架台８、除振マウント７を介して伝わる床振動１２や空調設備や装置内のファン等から発生する環境音１３、試料４の位置を変更する際のステージ５移動に伴うステージ反力がある。
【００２３】
床振動１２や環境音１３、ステージ反力が荷電粒子線装置に作用すると、図３に示す鏡筒２の固有振動モードが励起される。鏡筒２が傾斜する場合に、像揺れへの影響が大きいのは、最終的に試料４に像を収束させる対物レンズ２Ｂの変形である。鏡筒部材間の結合力が高い場合、鏡筒２全体の変形量は小さくなるが、結合部を介して互いの鏡筒部材に伝達する力は大きくなる。対物レンズ２Ｂは鏡筒２の下端にあり、鏡筒上部２Ａが傾斜するときの力が全て対物レンズ２Ｂへと伝わるため、対物レンズ２Ｂの変形は大きくなる。
【００２４】
本実施例は、対物レンズ２Ｂと鏡筒上部２Ａの間に、鏡筒上部２Ａから対物レンズ２Ｂへと伝わる力を低減するための連結部材２Ｃを設けるものである。図１は鏡筒上部２Ａと対物レンズ２Ｂの間に連結部材２Ｃを取付けたものである。連結部材２Ｃは鏡筒上部２Ａや対物レンズ２ＢよりもＺ軸方向の剛性が低く、Ｚ軸方向への曲げ変形が容易である。そのため、鏡筒２としての曲げ剛性は連結部材２Ｃの位置で低下し、鏡筒２の傾斜は連結部材２Ｃから上で大きくなる。このとき、光軸１０のＸＹ方向へのずれは、連結部材２Ｃの位置で最小となる。鏡筒上部２Ａから対物レンズ２Ｂへと伝わる力は、連結部材２Ｃが鏡筒上部２Ａから伝わる力によって大きく変形することで吸収され、対物レンズ２Ｂへと伝わりにくくなる。
【００２５】
図４は、図１の連結部材２ＣのＡ−Ａ断面における水平断面図（荷電粒子ビームの照射方向から見た図）である。連結部材２Ｃは、光軸１０を中心軸とした直径Ｄ１の円周上に複数配置された下締結部材１４を用いて対物レンズ２Ｂと結合され、光軸１０を中心軸とした直径Ｄ２の円周上に複数配置された上締結部材１５を用いて鏡筒上部２Ａと結合される。ここで、Ｄ１≠Ｄ２であり、下締結部材１４と上締結部材１５は直径の異なる同心円状に、それぞれ４個ずつ周方向に９０度ピッチで配置されている。連結部材２Ｃは、径方向の異なる位置を上下それぞれ別の部材に締結されるため、Ｚ軸方向に変形し易い構成となっている。そのため、鏡筒上部２Ａは連結部材２Ｃの位置で大きく傾斜し、そのときの鏡筒上部２Ａから伝わる力の多くが連結部材２ＣのＺ軸方向への曲げ変形に吸収されることで、対物レンズ２Ｂの変形は小さくなる。
【００２６】
図４の下締結部材１４、上締結部材１５はそれぞれ４個ずつ９０度ピッチで配置されているが、個数やピッチはこの限りではない。但し、荷電粒子ビームの光軸に対して、軸対称に配置されることが望ましい。
【００２７】
また、図１の連結部材２Ｃは下締結部材１４を用いて対物レンズ２Ｂに直接締結されているが、対物レンズ２Ｂと連結部材２Ｃの間に鏡筒部材（第２の部材）が存在したとして、鏡筒部材と対物レンズ２Ｂ、連結部材２Ｃをそれぞれ締結した構成でも良い。但し、鏡筒部材から対物レンズ２Ｂへと伝わる力は、連結部材２Ｃでは低減できないため、できるだけ少ないことが望ましい。
【００２８】
連結部材２Ｃも鏡筒部材の１つとなるため、連結部材２Ｃと鏡筒部材の間にも真空を保持するためのシール部材が必要となる。シール部材は圧縮に対する反力によって鏡筒部材との間の隙間を封止し、真空を保持する。連結部材２Ｃは剛性が低いほど変形が大きくなり、鏡筒上部２Ａから伝わる力を吸収する。しかしながら、シール部材の圧縮量以上に連結部材２Ｃが変形してしまうと、シールからの反力が得られず、真空を保持できなくなる。そのため、連結部材２Ｃの変形量がシール部材の圧縮量以下となる剛性が必要である。
【００２９】
図５は、連結機構の有用性を示すＦＥＭ解析結果の一例である。連結機構を備えていない場合の像揺れ量を基準として、連結機構を備えた場合の像揺れ量をプロットしている。連結機構を備えていない場合に比べて、連結機構を備えることで像揺れ量は低減しており、連結機構の有用性が確認できる。
【００３０】
図４に例示するように、荷電粒子ビームの照射方向から見たときに、連結部材２Ｃ内の異なる位置で、荷電粒子ビームカラムと対物レンズを固定することによって、連結部材２Ｃの下締結部材１４と上締結部材１５との間の部分を、荷電粒子ビームカラムの傾斜を、変形によって吸収する部分として適用することが可能となる。
【実施例２】
【００３１】
図６は、連結機構を備えた荷電粒子線装置の他の例を示す鏡筒全体の概略断面図である。図７は、図６における連結部材２ＤのＢ−Ｂ断面における水平断面図である。連結部材２Ｄは、光軸１０を中心軸とした直径Ｄ３の円周上に複数配置された下締結部材１４を用いて対物レンズ２Ｂと結合され、同円周上に複数配置された上締結部材１５を用いて鏡筒上部２Ａと結合される。下締結部材１４と上締結部材１５は直径が同じ同心円状に互い違いに配置される。連結部材２Ｄは、周方向の異なる位置を上下それぞれ別の部材に締結されるため、Ｚ軸方向の変形が容易となり、連結部材２Ｄの位置で鏡筒２の傾斜が大きくなる。図７において、締結部材はそれぞれ４個ずつ９０度ピッチで配置されているが、個数、ピッチはこの限りではない。また、連結部材２Ｄは、隣り合う締結部材の距離が大きくなるにつれ、Ｚ軸方向の変形も大きくなる。本実施形態の場合、上下の締結部材が等間隔に配置される場合に変形が最も大きくなる。例えば、上締結部材１５がＸ軸から０度、９０度、１８０度、２７０度の位置に配置される場合、下締結部材１４はＸ軸から４５度、１３５度、２２５度、３１５度の位置に配置されるのが望ましい。
【実施例３】
【００３２】
図８は、連結機構を備えた荷電粒子線装置の更に他の例を示す鏡筒全体の概略断面図である。鏡筒部材２Ｅは、光軸１０を中心軸とした円周上に複数配置された下締結部材１４を用いて対物レンズ２Ｂと締結され、光軸１０を中心軸とした円周上に複数配置された上締結部材１５を用いて鏡筒上部２Ａと締結される。締結部材の個数、ピッチに制約はない。実施例１、実施例２では、鏡筒部材とは別に連結機構を設けていたが、鏡筒部材２Ｅのように、鏡筒部材の一部に、Ｚ軸方向に低剛性な連結部を設けた構成であっても良い。鏡筒部材２Ｅは、対物レンズ２Ｂとの締結部分の板厚を小さくすることで、Ｚ軸方向の剛性を低下させている。これにより、鏡筒２は連結部の位置で大きく傾斜し、鏡筒上部２Ａから対物レンズ２Ｂに伝わる力を低減する。このように薄肉部と厚肉部が連結されたリング形状とし、薄肉部の面方向をカラム壁面に対して直交するように形成し、且つ薄肉部の面方向に直交する方向から締結部材を用いて固定することによって、カラム壁面と平行な方向の剛性を低下させることができるため、薄肉部でカラムからレンズに伝達する振動の低減が可能となる。また、薄肉部に対して相対的に厚い厚肉部は高い剛性を持っているため、当該部分の剛性の低下を抑制しつつ、対物レンズに対する振動低減効果を得ることが可能となる。
【実施例４】
【００３３】
図９は、連結機構を備えた荷電粒子線装置の更に他の例を示す鏡筒全体の概略断面図である。鏡筒部材２Ｆは、光軸１０を中心軸とした円周上に複数配置された下締結部材１４を用いて対物レンズ２Ｂと締結され、光軸１０を中心軸とした円周上に複数配置された上締結部材１５を用いて鏡筒上部２Ａと締結される。締結部材の個数、ピッチに制約はない。実施例１、実施例２では、鏡筒部材とは別に連結部材を設けていたが、鏡筒部材２Ｆのように、鏡筒部材の一部に、Ｚ軸方向に低剛性な連結部を設けた構成であっても良い。鏡筒部材２Ｆは、鏡筒上部２Ａとの締結部分の板厚を小さくすることで、Ｚ軸方向の剛性を低下させている。これにより、鏡筒２は連結部の位置で大きく傾斜し、鏡筒上部２Ａから対物レンズ２Ｂに伝わる力を低減する。
【実施例５】
【００３４】
図１０は、連結機構を備えた荷電粒子線装置の更に他の例を示す鏡筒全体の概略断面図である。鏡筒部材２Ｇは、光軸１０を中心軸とした円周上に複数配置された下締結部材１４を用いて対物レンズ２Ｂと締結され、光軸１０を中心軸とした円周上に複数配置された上締結部材１５を用いて鏡筒上部２Ａと締結される。締結部材の個数、ピッチに制約はない。実施例１、実施例２では、鏡筒部材とは別に連結部材を設けていたが、鏡筒部材２Ｇのように、鏡筒部材の一部に、Ｚ軸方向に低剛性な連結部を設けた構成であっても良い。鏡筒部材２Ｇは、鏡筒上部２Ａ及び対物レンズ２Ｂとの締結部分の板厚を小さくすることで、Ｚ軸方向の剛性を低下させている。実施例３、実施例４に比べて、連結部の径方向の長さが短くなっているが、連結部を上下２箇所に設けることで、径方向にスペースを確保できない場合にも対応できる。これにより、鏡筒上部２Ａから対物レンズ２Ｂに伝わる力を低減する。
【実施例６】
【００３５】
図１１は、連結機構を備えた荷電粒子線装置の更に他の例を示す鏡筒全体の概略断面図である。鏡筒支持部材２Ｈは、光軸１０を中心軸とした円周上に複数配置された下締結部材１４を用いて試料室６と締結され、光軸１０を中心軸とした円周上に複数配置された上締結部材１５を用いて鏡筒上部２Ａと締結される。締結部材の個数、ピッチに制約はない。これまでの実施例では、鏡筒上部２Ａは連結部材を介して対物レンズ２Ｂに結合されていたが、対物レンズ２Ｂとは別に試料室６に取付け可能な鏡筒部材２Ｈに鏡筒上部２Ａを結合することで、鏡筒上部２Ａと対物レンズ２Ｂを物理的に切り離し、鏡筒上部２Ａから対物レンズ２Ｂへと伝わる力を絶縁することができる。
【実施例７】
【００３６】
図１２は、荷電粒子線の物点に連結機構を備えた荷電粒子線装置の鏡筒全体の概略断面図である。連結部材２Ｃは、物点１６と同じＺ座標位置に配置され、光軸１０を中心軸とした円周上に複数配置された下締結部材１４を用いて鏡筒部材２Ｉと締結され、光軸１０を中心軸とした円周上に複数配置された上締結部材１５を用いて鏡筒上部２Ａと締結される。鏡筒部材２Ｉは、連結部材２Ｃが物点１６と同じＺ座標位置に配置されるようにＺ方向の寸法が調整されている。ここで、連結部材２ＣのＺ座標位置が物点１６から離れている場合の荷電粒子線９について考える。物点１６から対物レンズ２Ｂへ向かう荷電粒子線９は、光軸１０に沿って対物レンズ２Ｂの反対側の一点、すなわち像点１７を通る。荷電粒子線９が物点１６で光軸１０からＸＹ方向にずれると、像点１７もＸＹ方向にずれてしまい、像揺れに影響を及ぼす。連結部材２Ｃから物点１６までのＺ方向の距離をｈ、鏡筒上部２ＡがＸ方向に傾斜した時の光軸１０からの傾斜角をΦとすると、物点１６の光軸１０からＸ方向へのずれ量ａは幾何学的に求まり、ａ＝ｈ×tanΦとなる。このことから、ｈが大きいと荷電粒子線９の物点１６でのＸ方向のずれ量ａが大きくなり、像揺れが大きくなる。そのため、連結部材２Ｃを物点１６と同じＺ座標位置にすることで、連結部材２Ｃを備えた場合の像揺れ量を最小限にすることができる。図１２において、連結機構として連結部材２Ｃを示しているが、他の連結部材や連結部を備えた鏡筒部材であっても良い。
【符号の説明】
【００３７】
１…荷電粒子源、２…鏡筒、２Ａ…鏡筒上部、２Ｂ…対物レンズ、２Ｃ、２Ｄ…連結部材、２Ｅ、２Ｆ、２Ｇ…鏡筒部材、２Ｈ…鏡筒支持部材、３…イオンポンプ、４…試料、５…ステージ、６…試料室、７…除振マウント、８…架台、９…荷電粒子線、１０…光軸、１１…コンデンサレンズ、１２…床振動、１３…環境音、１４…下締結部材、１５…上締結部材、１６…物点、１７…像点。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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