(57)【要約】【課題】微小な放電を正確に検出すること。【解決手段】微小放電検出装置１０は、放電検出リング３０と、増幅器およびゲイン調整用増幅器とを備えている。放電検出リング３０は、高圧ケーブル２２の外周を囲繞する金属製のリング体であって、リング本体３０ａと、リング本体３０ａに一端が接続された端子部３０ｂとを備えている。リング３０は、大地電位からフロートさせた電極であり、端子部３０ｂは、増幅器の入力端子に接続されている。微小放電が発生すると、容量結合している放電検出リング３０で、充分に微小放電信号として検出し、高感度の電流／電圧変換器（増幅器）を介して、電圧信号として取出し、予め、既知の電圧でキャリブレートしておいたゲイン用増幅器に入力して、所定値以上の電圧信号が入力されたときに、これをモニター回路に送出するようにしている。【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電子ビーム式の露光描画装置や電子顕微鏡の電子銃、あるいは、電解放出イオン顕微鏡や集束イオンビーム描画装置用のイオン銃で発生する微小放電の検出方法において、
前記電子銃またはイオン銃に、高電圧を供給する高圧ケーブルの外周に容量結合させた放電検出リングを設置し、
前記微小放電が発生した際に、前記放電検出リングに誘起される微小放電信号から前記微小放電を検出することを特徴とする微小放電の検出方法。
【請求項２】
電子ビーム式の露光描画装置や電子顕微鏡の電子銃、あるいは、電解放出イオン顕微鏡や集束イオンビーム描画装置用のイオン銃で発生する微小放電の検出装置において、
前記電子銃またはイオン銃に、高電圧を供給する高圧ケーブルの外周に容量結合させる用に設置された放電検出リングと、
前記微小放電が発生した際に、前記放電検出リングに誘起される微小放電信号を増幅する増幅器と、
前記増幅器から送出される出力信号が設定値以上の時に、前記微小放電の発生信号を送出するゲイン調整用増幅器とを備えたことを特徴とする微小放電の検出装置。
【請求項３】
前記放電検出リングは、前記電子銃に接続された前記高圧ケーブルが設けられる絶縁ガス領域に設置することを特徴とする請求項２記載の微小放電の検出装置。
【請求項４】
前記放電検出リングは、前記絶縁ガス領域を密閉隔成するチャンバ容器と、当該チャンバ容器の開口端に装着される蓋部との間にシールブッシュを介して挟持され、外部に設けられる前記増幅器と電気的に接続することを特徴とする請求項３記載の微小放電の検出装置。
【請求項５】
前記微小放電の検出信号は、前記露光描画装置の描画状態を経時的に記憶表示するモニター回路に送出することを特徴とする請求項２から４のいずれか１項記載の微小放電の検出装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、電子銃やイオン銃における微小放電の検出方法および検出装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
加速した電子ビームを利用して微細加工を行う電子ビーム式の露光描画装置や、電子ビーム式の電子顕微鏡の電子銃、あるいは、電解放出イオン顕微鏡や、集束イオンビーム描画装置用のイオン銃は、５０ｋＶから１００ｋＶの高電圧で使用されるため、銃内で真空微小放電が発生する。
【０００３】
なお、この種の電源装置は、例えば、特許文献１に開示されているように、コッククロフト・ウオルトン型逓倍回路と、ステップアップ式の高周波絶縁変圧器とを組合わせた高圧回路が用いられている。
【０００４】
このような微小放電が発生すると、例えば、描画装置においては、ウエハー上に描画パターンのデフォーカスや位置ズレが発生し、そのときの描画パターンが不良品となる。
【０００５】
そこで、従来は、このような微小放電を、図４に示す電気回路により検出していた。同図に示した微小放電の検出回路は、ＣＲ分圧器１を高電圧電源２に並列接続して、ディスチャージ端子３により、微小放電を電圧変動として検出していた。
【０００６】
しかしながら、このような構成の従来の微小放電の検出方法には、以下に説明する技術的な課題があった。
【０００７】
【特許文献１】
特開２００１−３５１７９９号公報
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
すなわち、高圧電源２にＣＲ分圧器１を並列接続した微小放電の検出方法では、高圧電源２が、加速電極や引出し用電極に、高電圧を供給するので、高周波絶縁変圧器のスパイクノイズや、加速用高電圧を発生させる高周波コッククロフトウォルトン逓倍回路の高周波，高電圧の誘導ノイズが、ＣＲ分圧器１に重畳されて、微小な放電波形を正確にモニターすることが困難であった。
【０００９】
本発明は、このような従来の問題点に鑑みてなされたものであって、その目的とするところは、微小な放電を正確に検出することができる微小放電の検出方法および検出装置を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明は、電子ビーム式の露光描画装置や電子顕微鏡の電子銃、あるいは、電解放出イオン顕微鏡や集束イオンビーム描画装置用のイオン銃で発生する微小放電の検出方法において、前記電子銃またはイオン銃に、高電圧を供給する高圧ケーブルの外周に容量結合させた放電検出リングを設置し、前記微小放電が発生した際に、前記放電検出リングに誘起される微小放電信号から前記微小放電を検出するようにした。
【００１１】
また、本発明は、電子ビーム式の露光描画装置や電子顕微鏡の電子銃、あるいは、電解放出イオン顕微鏡や集束イオンビーム描画装置用のイオン銃で発生する微小放電の検出装置において、前記電子銃またはイオン銃に、高電圧を供給する高圧ケーブルの外周に容量結合させるように設置された放電検出リングと、前記微小放電が発生した際に、前記放電検出リングに誘起される微小放電信号を増幅する増幅器と、前記増幅器から送出される出力信号が設定値以上の時に、前記微小放電の発生信号を送出するゲイン調整用増幅器とを設けた。
このように構成した微小放電の検出方法ないしは検出装置によれば、電子銃またはイオン銃に、高電圧を供給する高圧ケーブルの外周に容量結合させるように設置された放電検出リングにより、微小放電を直接検出するので、高電圧電源のスパイクノイズや誘導ノイズの影響を排除して、正確に微小放電を検出することができる。
【００１２】
前記放電検出リングは、前記電子銃に接続された前記高圧ケーブルが設けられる絶縁ガス領域に設置することができる。
【００１３】
前記放電検出リングは、前記絶縁ガス領域を密閉隔成するチャンバ容器と、当該チャンバ容器の開口端に装着される蓋部との間にシールブッシュを介して挟持され、外部に設けられる前記増幅器と電気的に接続することができる。
前記微小放電の検出信号は、前記露光描画装置の描画状態を経時的に記憶表示するモニター回路に送出することができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好適な実施の形態について、添付図面に基づいて詳細に説明する。図１から図３は、本発明にかかる微小放電の検出方法および検出装置の一実施例を示している。
【００１５】
同図に示した検出方法および検出装置１０は、本発明を電子ビーム式の露光描画装置に適用した場合を例示している。図１は、電子ビーム式露光描画装置の要部断面図であり、同図において、符号１２で示した部分が露光描画装置の電子銃である。
【００１６】
電子銃１２は、真空チャンバ容器１４内に設置されている。真空チャンバ容器１４は、内部が図外の真空ポンプにより吸引されて真空状態に保たれるものであり、内部に中空円筒状の絶縁碍子１６が設置されている。
【００１７】
絶縁碍子１６は、下端側が真空チャンバ容器１４により支持され、上端側に電子銃１２を吊下げるようにして支持している。電子銃１２には、その外周に電子銃保持部１８が設けられ、上端側には、ケーブル接続具２０が接続されている。
【００１８】
真空チャンバ容器１４内は、絶縁碍子１６の内方を含む、下方部分が真空領域Ａとなっていて、絶縁碍子１６の外方を含む、上方部分がＳＦ６ガスが充満された絶縁ガス領域Ｂとなっており、これらの領域Ａ，Ｂは、絶縁碍子１６を介して、隔成されている。
【００１９】
電子銃１２は、電子を放出するエミッターや、エミッターを加熱するフィラメントおよび高圧電位が加えられる引出し電極などが内蔵されている。電子銃１２の上部側には、引出し電極などで高電位を与える高圧ケーブル２２が、ケーブル接続具２０を介して電気的に接続されている。
【００２０】
高圧ケーブル２２の外周には、ケーブル保持具２４が装着され、このケーブル保持具２４の外周には、チャンバ容器１４の上端開口に装着される蓋部２６が取付けられていて、蓋部２６をチャンバ容器１４の開口端に装着することで、容器１４内が封止されている。
【００２１】
本実施例の微小放電検出装置１０は、放電検出リング３０と、図２に示す増幅器３２およびゲイン調整用増幅器３４とを備えている。放電検出リング３０は、図１に示すように、高圧ケーブル２２の外周を囲繞する金属製のリング体であって、リング本体３０ａと、リング本体３０ａに一端が接続された端子部３０ｂと、シールブッシュ３０ｃとを備えている。
【００２２】
本実施例の場合には、リング本体３０ａは、断面が概略直角三角形に形成され、内面が下方側に向けて拡開するテーパ面になっていて、外周面に端子部３０ｂが設けられている。
【００２３】
端子部３０ｂは、リング本体３０ａの対向する部分に突設され、端子部３０ｂには、環状のシールブッシュ３０ｃが装着されている。シールブッシュ３０ｃは、真空チャンバ容器１４の開口端と蓋部２６の下端との間に挟持され、これによりチャンバ容器１４内は、外部に対して封止されている。
【００２４】
この放電検出リング３０は、大地電位からフロートさせた電極であり、端子部３０ｂは、図２に示す、オペアンプで構成した増幅器３２の＋側の入力端子に接続されている。
【００２５】
増幅器３２の−側の入力端子は、出力側に接続され、増幅器３２の出力側は、オペアンプで構成したゲイン用増幅器３４の＋側の入力端子に接続されている。増幅器３４の−側の入力端子には、一端が大地電位に設置された抵抗Ｒ１が接続されているとともに、抵抗Ｒ２を介して、出力側に接続されている。
【００２６】
ゲイン調整用増幅器３４の出力側は、図外のモニター回路に接続されている。モニター回路は、電子銃１２を用いて、例えば、ウエハー上に半導体のパターンを描画する際に、描画位置などの描画状態を経時的に表示記憶する装置である。
【００２７】
以上のような構成を備えた電子ビーム式の露光描画装置で、例えば、ウエハー上に描画パターンを描画している最中に微小放電が発生したとすると、この微小放電は、ガスコンディショニング状態（絶縁ガス領域Ｂに相当する）においては、図３に示すように、波頭が５μｓｅｃ、波尾が１ｍｓｅｃ程度の微小変位信号として顕われる。
【００２８】
このような微小変位信号であれば、容量結合している放電検出リング３０で、充分に微小放電信号として検出することが可能であり、本実施例では、放電検出リング３０で検出し、高感度の電流／電圧変換器（増幅器３２）を介して、電圧信号として取出し、予め、既知の電圧でキャリブレートしておいたゲイン用増幅器３４に入力して、所定値以上の電圧信号が入力されたときに、これをモニター回路に送出するようにしている。
【００２９】
このようにして、微小放電に伴う信号を検出して、描画のクロック信号に対応させて、どのタイミングで微小放電が発生したかを、モニター回路を介して、描画を制御するコンピュータに転送し、対応する部分にマーキングをすると、正確に微小放電に伴う、不良品の情報を提供することができる。
【００３０】
この場合、本実施例では、電子銃１２に、高電圧を供給する高圧ケーブル２２の外周に容量結合させるように設置された放電検出リング３０により、微小放電を直接検出するので、高電圧電源のスパイクノイズや誘導ノイズの影響を排除して、正確に微小放電を検出することができる。
【００３１】
なお、上記実施例では、本発明を電子ビーム式の露光描画装置の電子銃１２に適用した場合を例示したが、本発明の実施は、これに限られることはなく、たとえば、電子顕微鏡の電子銃、あるいは、電解放出イオン顕微鏡や集束イオンビーム描画装置用のイオン銃で発生する微小放電の検出に適用することができる。
【００３２】
【発明の効果】
以上、詳細に説明したように、本発明にかかる微小放電の検出方法および検出装置によれば、微小な放電を正確に検出することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明にかかる微小放電の検出装置の一実施例を示す電子ビーム式の露光描画装置の要部断面図である。
【図２】本発明にかかる微小放電の検出装置の電気回路の要部説明図である。。
【図３】本発明にかかる微小放電の検出装置で検出する微小放電の波形図である。
【図４】従来の微小放電の検出装置の一例を示す電気回路図である。
【符号の説明】
１０        微小放電検出装置
１２        電子銃
１４        真空チャンバ
１６        絶縁碍子
２２        高圧ケーブル
３０        放電検出リング
３２        増幅器
３４        ゲイン調整用増幅器
【図１】
2004319271.tif 000003
【図２】
2004319271.tif 000004
【図３】
2004319271.tif 000005
【図４】
2004319271.tif 000006