(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
荷電粒子が通過する第１の荷電粒子通過軌道を包囲する第１の荷電粒子線装置用カラムを備えた荷電粒子線装置において、
前記第１の荷電粒子通過軌道とは異なる位置に位置する第２の荷電粒子通過軌道を包囲する第２の荷電粒子線装置用カラムと、一端が前記第１の荷電粒子線装置用カラムに取り付けられ、他端が前記第２の荷電粒子線装置用カラムに取り付けられる接続部材を備え、当該接続部材は、複数の板状部材と、複数の板状部材間に介在する粘弾性シートを含み、
前記粘弾性シートは、前記シート面の法線と、前記第１の荷電粒子線装置用カラムの外面のうち前記シート面との距離が最短となる点における法線、及び前記第２の荷電粒子線装置用カラムの外面のうち前記シート面との距離が最短となる点における法線が、交差或いはねじれの関係となるように配置されることを特徴とする荷電粒子線装置。
【請求項２】
荷電粒子が通過する第１の荷電粒子通過軌道を包囲する第１の荷電粒子線装置用カラムを備えた荷電粒子線装置において、
前記第１の荷電粒子通過軌道とは異なる位置に位置する第２の荷電粒子通過軌道を包囲する第２の荷電粒子線装置用カラムと、一端が前記第１の荷電粒子線装置用カラムに取り付けられ、他端が前記第２の荷電粒子線装置用カラムに取り付けられる接続部材を備え、当該接続部材は、複数の板状部材と、複数の板状部材間に介在する粘弾性シートを含み、
前記粘弾性シートのシート面の法線が、前記第１の荷電粒子通過軌道と平行、前記第２の荷電粒子通過軌道と平行、或いは前記第１の荷電粒子通過軌道と前記第２の荷電粒子通過軌道のなす角に含まれるように、前記粘弾性シートが配置されることを特徴とする荷電粒子線装置。
【請求項３】
請求項１又は２において、
前記第１の荷電粒子線装置用カラムと、前記第２の荷電粒子線装置用カラムは、相対的に傾斜していることを特徴とする荷電粒子線装置。
【請求項４】
請求項１又は２において、
前記接続部材は、前記第１の荷電粒子線装置用カラムに固定される第１の板状部材と、前記第２の荷電粒子線装置用カラムに固定される第２の板状部材と、前記第１の板状部材と前記第２の板状部材との間で、当該第１の板状部材と第２の板状部材に接着される前記粘弾性シートを含むことを特徴とする荷電粒子線装置。
【請求項５】
請求項４において、
接続部材は、複数の粘弾性シートを含み、当該粘弾性シートを挟むように、前記第１の板状部材と前記第２の板状部材が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６】
請求項１又は２において、
前記第１の荷電粒子線装置用カラムと前記接続部材、或いは前記第２の荷電粒子線装置用カラムと前記接続部材の少なくとも一方に、前記接続部材に対して相対的に熱伝導率の低い部材を配置したことを特徴とする荷電粒子線装置。
【請求項７】
第１の荷電粒子線装置用カラムと第２の荷電粒子線装置用カラムとの間を接続する荷電粒子線装置用制振ダンパであって、一端が前記第１の荷電粒子線装置用カラムに取り付けられ、他端が前記第２の荷電粒子線装置用カラムに取り付けられる接続部材を備え、当該接続部材は、複数の板状部材と、複数の板状部材間に介在する粘弾性シートを含み、前記粘弾性シートは、前記シート面の法線と、前記第１の荷電粒子線装置用カラムの外面のうち前記シート面との距離が最短となる点における法線、及び前記第２の荷電粒子線装置用カラムの外面のうち前記シート面との距離が最短となる点における法線が、交差或いはねじれの関係となるように配置されることを特徴とする荷電粒子線装置用制振動ダンパ。
【請求項８】
第１の荷電粒子線装置用カラムと第２の荷電粒子線装置用カラムとの間を接続する荷電粒子線装置用制振ダンパであって、一端が前記第１の荷電粒子線装置用カラムに取り付けられ、他端が前記第２の荷電粒子線装置用カラムに取り付けられる接続部材を備え、当該接続部材は、複数の板状部材と、複数の板状部材間に介在する粘弾性シートを含み、前記粘弾性シートのシート面の法線が、前記第１の荷電粒子線装置用カラムで包囲される第１の荷電粒子通過軌道と平行、前記第２の荷電粒子線装置用カラムで包囲される第２の荷電粒子通過軌道と平行、或いは前記第１の荷電粒子通過軌道と前記第２の荷電粒子通過軌道のなす角に含まれるように、前記粘弾性シートが配置されることを特徴とする荷電粒子線装置用制振動ダンパ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、荷電粒子線装置の鏡筒（カラム）の振動抑制に係り、特に、複数のカラムの振動抑制を可能とする荷電粒子線装置、及び荷電粒子線装置用の制振ダンパに関する。
【背景技術】
【０００２】
電子顕微鏡等の荷電粒子線装置は、電子ビーム（荷電粒子ビーム）を試料に向かって照射し、当該照射に基づいて得られる荷電粒子を検出する装置である。荷電粒子線装置には、ビームを制御するための光学素子が複数設けられ、これら光学素子を通過したビームは集束作用や偏向作用を受ける。光学素子によって調整されたビームは試料、或いは試料に近い位置に到達し、到達位置の状況に応じた信号が、検出器等によって検出される。このような荷電粒子線装置に対する振動の影響を低減するために、カラムと天板との間に粘弾性シートを内蔵したつっぱり棒状の構造部材を取り付け、カラムの振動を減衰させる手法が特許文献１に開示されている。また、イオンポンプなどのカラムに付加的に付けられた構造物に対して、粘弾性シートを介して柱を立てて支持する手法が特許文献２に開示されている。また、半導体露光装置において、平行に配置された光学系鏡筒を二本に分離して、鏡筒の間の光路を鏡筒の間の支持棒として利用する手法が特許文献３に開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第５５２４２２９号（対応米国特許ＵＳＰ８，７２９，４６７）
【特許文献２】特許第５３６４４６２号（対応米国特許ＵＳＰ８，６２９，４１０）
【特許文献３】Ｗ０９９／２７５７０号公報（対応米国特許ＵＳＰ６，５２９，２６４）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
荷電粒子線装置には、複数のカラムを搭載した装置がある。例えば、荷電粒子源を備えた第１のカラムから試料に向けてビームを照射し、このビーム照射に基づいて得られる荷電粒子を第２のカラム内に設けられた検出素子によって、検出する装置がある。このような複数のカラムを備えた荷電粒子線装置の振動を減衰させるべく、特許文献１に開示されているカラム制振構造を用いた場合、鏡筒の数だけ制振構造を増やす必要があり、装置が複雑化してしまう。また、取り付け調整の程度に個体差があると、１のカラムと他のカラムの振動特性に差が生じることになる。更に、特許文献２に開示されているような制振構造を、複数のカラムを備えた装置に適用した場合、ベーキングなどの構造物が高温となるメンテナンス時に取り外しが必要であり、メンテナンス後の再取り付け時の調整のばらつきにより、メンテナンス前後で振動特性および像揺れの値が変化する場合がある。
【０００５】
また、特許文献３の制振構造では、平行に直立した鏡筒を剛体で接続しており、振動のエネルギーが減衰されずに長時間残留する場合がある。これに対して、変形を熱エネルギーに変換して振動を抑えることのできる減衰材を適用した場合でも、二本の鏡筒の中心軸がなす平面に対して、面外に倒れる振動モードに対しては、振動抑制の効果がない。
【０００６】
以下に、鏡筒が複数あるカラムの振動を効果的に抑制することを目的とする荷電粒子線装置、及び荷電粒子線装置の制振ダンパについて説明する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するための一態様として、荷電粒子が通過する第１の荷電粒子通過軌道を包囲する第１の荷電粒子線装置用カラムを備えた荷電粒子線装置であって、前記第１の荷電粒子通過軌道とは異なる位置に位置する第２の荷電粒子通過軌道を包囲する第２の荷電粒子線装置用カラムと、一端が前記第１の荷電粒子線装置用カラムに取り付けられ、他端が前記第２の荷電粒子線装置用カラムに取り付けられる接続部材を備え、当該接続部材は、複数の板状部材と、複数の板状部材間に介在する粘弾性シートを含み、前記粘弾性シートは、前記シート面の法線と、前記第１の荷電粒子線装置用カラムの外面のうち前記シート面との距離が最短となる点における法線、及び前記第２の荷電粒子線装置用カラムの外面のうち前記シート面との距離が最短となる点における法線が、交差或いはねじれの関係となるように配置される荷電粒子線装置を提案する。
【０００８】
また、上記目的を達成するための他の態様として、第１の荷電粒子線装置用カラムと第２の荷電粒子線装置用カラムとの間を接続する荷電粒子線装置用制振ダンパであって、一端が前記第１の荷電粒子線装置用カラムに取り付けられ、他端が前記第２の荷電粒子線装置用カラムに取り付けられる接続部材を備え、当該接続部材は、複数の板状部材と、複数の板状部材間に介在する粘弾性シートを含み、前記粘弾性シートは、前記シート面の法線と、前記第１の荷電粒子線装置用カラムの外面のうち前記シート面との距離が最短となる点における法線、及び前記第２の荷電粒子線装置用カラムの外面のうち前記シート面との距離が最短となる点における法線が、交差或いはねじれの関係となるように配置されることを特徴とする荷電粒子線装置用制振動ダンパを提案する。
【発明の効果】
【０００９】
上記構成によれば、比較的簡単な構造で複数のカラムの振動を抑制することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】２つの鏡体を備えた荷電粒子線装置の一例を示す図。
【図２】制振構造を備えた荷電粒子線装置の例を示す図。
【図３】複数の鏡体を接続する接続部材を制振構造とした荷電粒子線装置の一例を示す図。
【図４】像揺れの発生原理を説明する図。
【図５】制振構造による振動低減原理を説明する図。
【図６】像揺れ量の解析結果を示す図。
【図７】複数の鏡体の光軸方向と、粘弾性シート面の方向との関係を示す図。
【図８】複数の鏡体の光軸方向と、粘弾性シート面の方向との関係を示す図。
【図９】複数の鏡体の光軸方向と、粘弾性シート面の方向との関係を示す図。
【図１０】制振作用を持つ接続部材と、鏡体との間に断熱部材を配置した例を示す図。
【図１１】３つの鏡体を備えた荷電粒子線装置に、制振構造体を設置した例を示す図。
【図１２】３つの鏡体を備えた荷電粒子線装置に、制振構造体を設置した例を示す図。
【図１３】光軸が平行な２つの鏡体を、制振作用を持つ接続部材で接続した例を示す図。
【図１４】光軸が平行な２つの鏡体の揺れの種類を説明する図。
【図１５】制振構造（制振作用を持つ接続部材、制振ダンパ）の一例を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
近年の半導体素子の微細化に伴い、製造装置のみならず、検査や評価装置にもそれに対応した高精度化が要求されている。このような検査、評価装置の中には、複数のカラムを備えた荷電粒子線装置が存在する。例えば、荷電粒子源を備え、試料に向かって荷電粒子ビームを照射する第１の荷電粒子線用カラムと、荷電粒子ビームの照射に基づいて得られる荷電粒子を検出する検出器や撮像素子を備えた第２の荷電粒子用カラムを備えた荷電粒子線装置がある。また、それぞれのカラムに荷電粒子源を備え、例えば一方を加工用のビーム（例えば集束イオンビーム）を照射するカラムとし、他方を観察用のビーム（例えば電子ビーム）を照射するカラムとした荷電粒子線装置もある。
【００１２】
例えばビーム照射用の光学系と検出用の光学系が別のカラムが分かれている装置の場合、カラムの振動モードが複雑になる。カラムの数に応じて固有振動数が存在するため、観察像に対する振動の影響の抑制を行うことが、カラムを１つしか持たない装置と比較して困難である。特に、ビーム照射用の光学系と検出用の光学系が別のカラムが分かれている装置の場合、照射光学系内の荷電粒子の通過と、検出系光学系内の荷電粒子の通過は同時であるため、両カラムの振動状態が異なると、発生する像揺れが複雑なものとなる。
【００１３】
半導体ウェハ内部の欠陥を検出するための電子顕微鏡には、内部欠陥検出機能を備えたミラープロジェクション電子顕微鏡（以下、ＭＰＪ電子顕微鏡と称す）がある。ＭＰＪ電子顕微鏡は、照射系と検出系の２つのカラムを持つ装置の１つである。試料には電子ビームの加速エネルギー以上の負電圧が印加されるため、試料に照射される電子ビームは、試料に到達することができず、検出系の撮像素子に向かって反射するミラー電子となる。
【００１４】
ＭＰＪを用いて試料を評価する場合に、カラムの振動による像揺れが欠陥検出精度に大きく影響する。特に、ＭＰＪのように電子光学系と検出器でカラムが複数の鏡筒に分かれているような装置では、カラムの振動モードが複雑化し、固有振動数が多数存在するため、振動による観察像の像質劣化が起きやすい。
【００１５】
以下に説明する実施例では、観察像の像質あるいは欠陥検出精度を向上することを目的とする制振構造について説明する。
【００１６】
以下に説明する実施例では、荷電粒子通過軌道を包囲する鏡筒Ａと、鏡体Ａの荷電粒子通過軌道とは異なる位置に位置する荷電粒子通過軌道を包囲する鏡筒Ｂの複数の鏡筒を備えた荷電粒子線装置において、一端が鏡筒Ａに固定され、もう一端が鏡筒Ｂに固定された制振部材（接続部材）を備え、前記制振部材は、粘弾性シートと、シートを保持する複数の支持板（板状部材）を備え、粘弾性シートは鏡筒に対して垂直に配置されることを特徴とする荷電粒子線装置を提案する。
【００１７】
上記構成によれば、複数の鏡筒を持つ装置において、簡易な構造でカラムの振動を抑制し、像質および欠陥検出精度の装置間の機差およびメンテナンス前後の変化を大幅に抑えることが可能となる。
【実施例１】
【００１８】
以下に説明する実施例は複数の鏡筒を有するカラムの制振構造に係わり、複数の鏡筒を接続する制振部材を備えたカラム制振構造に関するものである。制振部材が枝分かれしたカラムの鏡筒同士を接続するように構成されているため、以下、枝分かれカラム用制振ダンパとして説明する。
【００１９】
枝分かれカラム用制振ダンパは、複数の鏡筒への固定部と、振動を減衰する複数の粘弾性シートと、粘弾性シートを支持する支持板と、を有し、鏡筒Ａおよび鏡筒Ｂの中心軸を含む平面に粘弾性シートのシート面の法線が含まれることを特徴としている。
【００２０】
上記構成によれば、複数の鏡筒を持つカラムにおいて、環境音やステージ移動によるカラムの振動を抑制し、観察像の像質あるいは欠陥検出精度、スループットを向上できるカラム制振構造が提供される。
【００２１】
特に、本実施例のように、複数のカラムを備え、１のカラムの光軸方向が、他のカラムの光軸方向に対して傾斜している荷電粒子線装置の複数のカラム間を、上述のようなダンパで接続することによって、１のカラムと他のカラムとの間で異なる振動が発生したときに、粘弾性シートがせん断変形し、両カラム間の振動差が熱エネルギーに変換されるため、両カラム間の振動の相違を抑制することができる。一方で、上記のような接続部材を用いた複数のカラムの相互支持によって、複数のカラムの振動を同期させることができる。比較的低周波の揺れはある程度伝達し、高周波の揺れの伝達を抑制することができるため、１のカラムの傾斜に伴って他のカラムも傾斜させることができ、且つ両者間の振動の相違を抑制することが可能となる。この結果、カラムの傾きに伴う像ずれの抑制と、一方のカラムの振動の他方のカラムへの伝播を抑制することが可能となる。
【００２２】
図１を参照して、荷電粒子線装置の例を説明する。ここでは、荷電粒子線装置の例として、ミラープロジェクション電子顕微鏡（以下、ＭＰＪ電子顕微鏡）の例を説明する。ＭＰＪ電子顕微鏡では、ウェハ１０６上の欠陥を撮像し、評価および分類する。試料室１１２上に、電子光学系鏡筒１０３および結像系鏡筒１０１が搭載されている。電子光学系鏡筒１０３から一定の幅をもった電子ビームをウェハ１０６上に照射し、反射した電子は結像系鏡筒１０１を通過して、ＣＣＤカメラ１０２で結像される。
【００２３】
試料室１１２内には、ステージ１０５が搭載され、ステージ１０５には観察対象であるウェハ１０６が搭載される。ステージ１０５はガイド１０７により支持され、エンコーダヘッド１１１によりリニアスケール１１０を読み取り現在位置を測定し、コントローラ１０９により制御される。
【００２４】
電子光学系鏡筒１０３にはイオンポンプ１０４などが設置され、その質量は結像系鏡筒１０１と比較して、同程度に大きく、二つの鏡筒の固有振動数も数１０Ｈｚオーダと同程度である。そのため、ステージ１０５が動作した際の残留振動による像揺れや、外乱による像揺れを低減するためには、電子光学系鏡筒１０３と結像系鏡筒１０１のどちらの鏡筒の振動も低減する必要がある。
【００２５】
図２（Ａ）は、電子顕微鏡の真空チャンバと、カラムとの間を支持部材で接続した電子顕微鏡を示す図である。図２（Ａ）の電子顕微鏡は、２つのカラムを備えたＭＰＪ顕微鏡である。電子光学系支持構造２０２およびイオンポンプ支持構造２０１により、電子光学系鏡筒１０１の倒れモードの振動を抑制する。さらに、結像系支持構造２０３を用いて、結像系鏡筒１０１の倒れモードの振動が抑制される。
【００２６】
図２（Ａ）の例では、電子光学系鏡筒１０３のＸ方向およびＹ方向の振動に対して有効に作用させるために、電子光学系鏡筒支持構造２０２は２本必要となる。同様に、結像系支持構造２０３についてもＸ方向およびＹ方向へ作用させるためには２本必要となり、合計で４本の支持構造が必要となる。また、チップ交換後のベーキング時には、イオンポンプが高温となるため、イオンポンプ支持構造２０１をイオンポンプ１０４から切り離す必要があり、ベーキングに再取り付けが必要となる。その際の取り付け再現性を保証することが難しく、振動特性にベーキング前後で差が生じる。また、イオンポンプ支持構造２０１および電子光学系鏡筒支持構造２０２は、大形の構造部材となるためコスト面から板金を多用して製作される。そのため、各部品の寸法精度が低く、組み立て作業が一定であったとしても、振動特性に与える影響に個体差が大きい。また、組み立て再現性や個体差を極力排除すべく、加工精度を上げるとなると、大形の機械加工部品の切削や研削などが必要となり、コスト面で実現することが難しい。
【００２７】
図２（Ｂ）は、２つのカラム間を、振動抑制に好適な支持部材を用いて接続した荷電粒子線装置の一例を示す図である。電子光学系鏡筒１０３と結像系鏡筒１０１は、支持構造２２１により接続される。支持構造２２１は、結像系鏡筒と電子光学系鏡筒どちらの倒れモードの振動についても、Ｘ方向およびＹ方向の両方の振動に対して有効である。また、ベーキングなどの際も取り外す必要がなく、取り付け再現性による振動特性の変化が問題とならない。また、部品点数が少ないため、部品の加工精度による機差も出にくい。さらに、構造がコンパクトであるため、精度の高い機械加工部品で製作したとしても、低コストで実現可能である。
【００２８】
図３、及び図１５を用いて、２つのカラム間を接続するカラム制振構造の詳細な構成を示す。図３（Ａ）は制振作用を持つ支持部材を備えた電子顕微鏡、図３（Ｂ）は、支持部材（範囲３０９）の拡大図である。電子光学系鏡筒３０１に対して、固定部３０４を固定し、結像系鏡筒に対して固定部３０５を固定する。固定部３０４と固定部３０５の間には、粘弾性シート３０３が複数枚配置される。この例では、粘弾性シート３０３を電子光学系鏡筒に対して垂直に配置しているが、粘弾性シート３０３は結像系鏡筒３０１に対して垂直に配置することも可能である。また、電子光学系鏡筒と結像系鏡筒の中心軸がなす平面上に、粘弾性シートのシート面の法線が一致すれば、その他の配置も可能である。これにより、電子光学系鏡筒と結像系鏡筒のどちらがＸおよびＹ方向に振動しても、粘弾性シートにせん断変形が生じるため、振動を減衰することが可能である。例えば、鏡筒３０１が方向３０７に振動した場合、粘弾性シート３０３に方向３０７のせん断変形が生じる。あるいは、鏡筒３０２に方向３０８の振動が生じた場合は、粘弾性シート３０３が方向３０８にせん断変形する。鏡筒３０２が振動する場合も同様である。
【００２９】
図１５は、制振ダンパの概要を示す図である。粘弾性シート３０３は支持板３０６（板状部材）に接着され、支持板３０６の間にはスペーサ３１０が挟まれ接続部材３１１を介して固定部３０４、あるいは固定部３０５に固定される。さらに、固定部３０４および固定部３０５は、各鏡筒に固定される。また、粘弾性シート３０３が有する面であって、その中で一番広い面と、支持板３０６が接着されている。この構成は、せん断応力による減衰効果を高めるのに特に有効である。また、粘弾性部材をシート状とすることによって、図１５に例示するように、複数の粘弾性シートを積層配置することが可能となり、高い減衰効果が期待できる。更に、粘弾性シートは例えばゴムや樹脂であり、ステンレス鋼等で形成された支持板３０６に対して、相対的に粘性が高く、弾性率が相対的に低い材質が用いられる。上述のような粘弾性シートとして、せん断貯蔵弾性率が０．５〜１０ＭＰａ（ステンレス鋼のせん断貯蔵弾性率は７７ＧＰａ（＝７７０００ＭＰａ））、損失係数は０．５以上（０．５〜１．５（ステンレス鋼の損失係数は、０．０１〜０．０２））のものを用いることが望ましい。
【００３０】
図４を用いて、ＭＰＪ電子顕微鏡の像揺れ発生の原理を説明する。図４（Ａ）の範囲４００の拡大図が図４（Ｂ）である。電子光学系鏡筒が倒れることで、電子ビームの照射点４０１とウェハの観察目標点４０２の位置関係がずれ、ずれ量４０４が振動振幅となる。
【００３１】
図５を用いて、図３（Ｂ）に例示するような制振構造によってり、電子光学系鏡筒と結像系鏡筒の振動が低減する原理を説明する。図５（Ａ）は、ＭＰＪ電子顕微鏡を構成する各カラムの配置を説明する図である。電子光学系鏡筒の中心軸５０４（光軸）に沿って電子線が照射され、当該電子線は試料上に形成された減速電界によって反射される。試料上で反射したミラー電子は、結像系鏡筒の中心軸５０５に沿って、結像計鏡筒内に設けられた撮像素子に向い、撮像素子によって検出される。そのため、軸５０４と軸５０５の交点がずれると観察試料上の電子が照射される点と、結像系で検出する反射電子が発生する点の位置関係がずれて、像揺れが発生する。
【００３２】
図５（Ｂ）および図５（Ｃ）に示すような、鏡筒が倒れる振動モードを考える。
図５（Ｂ）の電子光学系鏡筒５０１の変位をＸ１、図５（Ｃ）の結像系鏡筒５０２の変位をＸ２として、Ｘ１およびＸ２が、それぞれ図５（Ｄ）および図５（Ｅ）に示されるような正弦波で振動しているとすると、Ｘ１およびＸ２は、Ｘ１＝Ａ×ｓｉｎ（２π×ｆａ×ｔ）、Ｘ２＝Ｂ×ｓｉｎ（２π×fｂ×ｔ）のように表わされる。ただし、Ａは電子光学系鏡筒５０２の振幅、Ｂは結像系鏡筒５０１の振幅、ｆａは電子光学系鏡筒５０２の固有振動数、ｆｂは結像系鏡筒５０１の固有振動数を表す。ここから、二つの鏡筒間の相対変位Ｘ３は、Ｘ３＝Ｘ１−Ｘ２＝Ａ×ｓｉｎ（２π×fａ×ｔ）−Ｂ×ｓｉｎ（２π×fｂ×ｔ）＝Ａ（ｓｉｎ（２π×ｆａ×ｔ）-ｓｉｎ（２π×ｆｂ×ｔ））−（Ｂ−Ａ）×ｓｉｎ（２π×ｆｂ×ｔ）＝２Ａｃｏｓ（π（ｆａ＋ｆｂ）ｔ）・ｓｉｎ（π（ｆａ−ｆｂ）ｔ）−（Ｂ−Ａ）ｓｉｎ（２π×ｆｂ×ｔ）のように表わされる。
【００３３】
ここで、制振部材５０３の粘弾性シートで生じるせん断変形はＸ３の大きさに比例する。そのため、Ｘ３が大きいほど減衰される振動エネルギーが大きい。また、減衰されるエネルギーは、粘弾性シートのひずみエネルギーに比例し、ひずみエネルギーは、せん断ひずみの二乗に比例する。そのため、Ｘ３の大きさが振動抑制に対して重要であると言える。ここで、Ｂ≠Ａ、あるいはfａ≠ｆｂが成り立てば、Ｘ３は０とならないので、減衰効果が得られ振動が抑制される。
【００３４】
この条件は、電子光学系鏡筒と結像系鏡筒が同じ固有値を持ち、且つ同じ振幅で振動するような系でないならば、上述のような制振構造が有効であることを示している。実際には、二つの鏡筒で同じ固有値となることはなく、固有値が同じであったとしても、振幅や位相が異なればＸ３は０とはならず、減衰効果が働く。
【００３５】
これにより、結像系と電子光学系のどちらが倒れる場合でも有効であると言える。また、Ｘ３が大きくなる結像系と電子光学系が相対的に倒れる場合に特に減衰効果が大きく、像揺れが大きい振動モードに対して特に有効であると言える。
【００３６】
図６を参照して、有限要素法を用いて装置の像揺れ量を解析した結果を示す。ステージをＸ方向に加振した場合の対物レンズ先端から延長した電子照射点と、ウェハの観察目標点の相対変位を、像揺れ量として横軸を周波数、縦軸を単位加振力あたりの像揺れ振幅を示している。制振構造については、制振構造がない場合と、提案した制振構造がある場合で比較している。
【００３７】
図５（Ｂ）に表わされる電子光学系鏡筒のＸ方向倒れの像揺れピーク６０１および図５（Ｃ）に表わされる結像系鏡筒のＸ方向倒れのピーク６０２が、それぞれ減衰され、ピーク６０３およびピーク６０４に低減されていることが解析により示されている。
【００３８】
図７を参照して、複数の鏡筒と粘弾性シート７０３の位置関係が、減衰効果に与える影響について説明する。鏡筒Ａ７０１および鏡筒Ｂ７０２に対して、ダンパを模式図７０４の向きに取りつけた場合、粘弾性シートの向きのみを考えると、粘弾性シートの配置は７０３のようになる。鏡筒Ａ７０１および鏡筒Ｂ７０２の円筒面（カラム外面）の法線方向（円筒の接線（直線）の法線）、或いは鏡筒の理想光軸に直交する線と、粘弾性シート７０３のシート面の法線方向が一致する場合を示している。この場合、どちらの鏡筒が倒れてもシートのせん断変形が生じないため、減衰効果が得られない。
【００３９】
図８を参照して、複数の鏡筒に対して、粘弾性シートが対向している場合の例を示す。鏡筒Ａおよび鏡筒Ｂの円筒面の法線方向と、粘弾性シートのシート面の法線方向が対向している場合を示している。換言すれば、円筒面の法線方向と、シート面（粘弾性シートの最も広い面）の法線方向が交差、或いはねじれの関係となっている状態を示している。この場合、せん断変形が発生するため、振動を減衰する効果を得ることができる。しかしながら、どちらの鏡筒が倒れてもシートのせん断変形がわずかしか生じないため、減衰効果が小さい。
【００４０】
図９を参照して、理想的な鏡筒と粘弾性シートの配置の例を示す。この例では、粘弾性シートのシート面の法線が、鏡筒Ａおよび鏡筒Ｂの中心軸がなす平面上に存在する。より具体的には、鏡体Ａの中心軸（光軸）と鏡体Ｂの中心軸（光軸）を２辺とする平面内であって、当該２辺間にシート面（板状の粘弾性シートに含まれる他の面に対して一番広い面）の法線が位置するように、鏡体間の接続部材を設置する。シート面の法線を、鏡体Ａの中心軸に平行となる状態、鏡体Ｂの中心軸に平行となる状態、或いは両鏡体の中心軸のなす角内に位置する状態となるように粘弾性シートを設置する。この場合、鏡筒ＡがＸ方向およびＹ方向のどちらに倒れても粘弾性シートにせん断変形が生じ、振動が効率よく減衰される。また、鏡筒Ｂも同様にＸ方向およびＹ方向に倒れた場合に、粘弾性シートにせん断変形が生じ、振動が減衰される。
【実施例２】
【００４１】
図１０を参照して、粘弾性シートの形状を支持する支持板と鏡筒を接続する固定部に断熱材を追加した場合の例を示す。図１０は、図３に例示した接続部材の他の例を示す図である。電子光学系鏡筒などは、ベーキングなどで高温となる場合があり、機種によっては、粘弾性シートあるいは粘弾性シートを支持板に固定している接着剤の耐熱温度を上回る場合も考えられる。そのような場合に、固定部１００４に対して、断熱材（接続部材の金属部分（例えばステンレス鋼）等に対して相対的に耐熱性が高く、熱伝導率が低い部材）を用いることで粘弾性シートが熱で剥離することを防止することが可能である。断熱材として例えば樹脂材やセラミックスなどの、熱伝導率が０．１〜０．４［Ｗ／ｍｋ］（ステンレス鋼の熱伝導率は１６．７〜２０．９［Ｗ／ｍｋ］）の材料を用いることが望ましい。
【実施例３】
【００４２】
図１１は、鏡筒が３本ある荷電粒子線装置に、各鏡体間を接続する接続部材（制振構造）を適用した例を示す図である。鏡筒Ａ、鏡筒Ｂならびに鏡筒Ｃの３本の鏡筒を有し、そのどれが振動しても像揺れに影響を与える装置の場合、鏡筒Ａおよび鏡筒Ｂの間に制振構造１１４を設置し、鏡筒Ａおよび鏡筒Ｃの間に制振構造１１０５を設置することで、３本の鏡筒の制振を行うことが可能である。
【００４３】
図１２は、鏡筒が３本ある装置に、制振構造を適用した例を示す図である。
【００４４】
図１２（Ａ）は図１１と同様に、１のカラムに他の２つのカラムを接続するように、２つの制振構造を適用した例を示す図である。これとは別に、図１２（Ｂ）に示すように、さらに、鏡筒Ｃと鏡筒Ｂの間に制振構造１１０６を設置することで、鏡筒Ｂおよび鏡筒Ｃの相対変位が問題となる場合においても対応することが可能である。
【実施例４】
【００４５】
図１３は、鏡筒が平行に配置されているカラムに、制振構造を適用した例を示す図である。ただし、この場合も、鏡筒Ａと鏡筒Ｂは固有値が異なることを前提とする。図１３（Ａ）のように鏡筒が平行に直立している場合に、鏡筒の間に粘弾性シートを配置する場合を考える。図１３（Ａ）のようなカラムでは、図１３（Ｂ）のように鏡筒７０１と鏡筒７０２がＹ方向かつ逆方向に倒れる振動モードが存在する。このような振動モードに対しても、粘弾性シートがせん断変形を起こすので振動を抑制することが可能となる。
【００４６】
しかし、図１３（Ｃ）のように鏡筒が倒れるモードの場合、鏡筒７０１と鏡筒７０２を接続する接続部材１３０１が剛体であったとすると、鏡筒７０１と鏡筒７０２の倒れる固有振動数は単一となり、接続部材１３０１の変形が起こらず振動が減衰しない。これに対して、接続部材１３０１に粘弾性体が使用されていれば、図１３（Ｃ）の倒れモードは、図１４（Ａ）および図１４（Ｂ）に示すように、鏡筒７０１と鏡筒７０２が個別に倒れる振動モードとなるため振動が減衰される。
【００４７】
また、鏡筒が図１３（Ａ）のような平行な配置ではなく、図９のように斜めに配置されている場合は、図１３（Ｂ）や図１３（Ｃ）のような鏡筒の中心軸同士の位置関係がずれる振動モードは発生しない。
【００４８】
以上本発明の例を説明したが本発明は上述の例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された発明の範囲にて様々な変更が可能であることは、当業者によって容易に理解されよう。
【符号の説明】
【００４９】
１０１      結像系鏡筒
１０２      ＣＣＤカメラ
１０３      電子光学系鏡筒
１０４      イオンポンプ
１０５      ステージ
１０６      ウェハ
１０７      ガイド
１０８      ホルダ
１０９      コントローラ
１１０      リニアスケール
１１１      エンコーダヘッド
１１２      試料室
１１３      除振マウント
１１４      天板
２０１      イオンポンプ支持構造
２０２      電子光学系支持構造
２０３      結像系支持構造
２２１      支持構造
３０１      結像系鏡筒
３０２      電子光学系鏡筒
３０３      粘弾性シート
３０４      固定部Ａ
３０５      固定部Ｂ
３０６      支持板
３０７      方向
３０８      方向
３０９      拡大範囲
３１０      スペーサ
３１１      接続部材
４００      範囲Ａ
４０１      ビーム照射点
４０２      観察点
４０３      対物レンズ先端
４０４      像揺れ量
５０１      結像系鏡筒
５０２      電子光学系鏡筒
５０３      支持構造
５０４      電子光学系鏡筒の中心軸
５０５      結像系鏡筒の中心軸
５０６      電子光学系鏡筒の振動波形
５０７      結像系鏡筒の振動波形
６０１      制振構造がない場合の電子光学系の固有値
６０２      制振構造がない場合の結像系の固有値
６０３      制振構造を付加した場合の電子光学系の固有値
６０４      制振構造を付加した場合の結像系の固有値
７０１      鏡筒Ａ
７０２      鏡筒Ｂ
７０３      粘弾性シート
７０４      ダンパ模式図
７１０      断熱材
１００１    鏡筒Ａ
１００２    鏡筒Ｂ
１００３    粘弾性シート
１００４    断熱材
１００５    支持板
１１０１    鏡筒Ａ
１１０２    鏡筒Ｂ
１１０３    鏡筒Ｃ
１１０４    制振構造ａ
１１０５    制振構造ｂ
１１０６    制振構造ｃ
１３０１    接続部材
【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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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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