(57)【要約】【課題】真空チャンバ内での電子計測の精度を高め且つ効率良く計測し得る電子計測装置を提供する。【解決手段】真空チャンバ内で電子放出部材１０からの放出電子量を計測する電子計測装置であって、ＸＹ方向に移動可能なＸＹステージ３の上に、剛性支持部材４と、圧電素子固定部材６と、ファラデーカップ７をＺ方向に重ねるユニットを有し、ファラデーカップ７の近傍に、該ファラデーカップ７の振動を検知するための第１の圧電素子５を配置したことを特徴とする。【選択図】　　　図１
2004101252.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
真空チャンバ内で電子放出部材からの放出電子量を計測する電子計測装置であって、
ＸＹ方向に移動可能なＸＹステージの上に、剛性支持部材と、圧電素子を間に固定する圧電素子固定部材と、電子計測器をＺ方向に重ねるユニットを有し、前記電子計測器の近傍に、該電子計測器の振動を検知するための第１の圧電素子を配置したことを特徴とする電子計測装置。
【請求項２】
前記ＸＹステージの前記電子計測器を有する側の反対側に半球状部材を固定し、前記電子放出部材が配列された面から均一な距離に保たれるＺ方向平行部材の上面全体に第２の圧電素子を固定し、該第２の圧電素子上に前記半球状部材が載置された状態で前記ＸＹステージを移動させた時のＺ方向のズレを、前記第２の圧電素子の変位量より検知することを特徴とする請求項１に記載の電子計測装置。
【請求項３】
前記第２の圧電素子の変位量を連続で捕えることにより、前記ＸＹステージの振動を検知することを特徴とする請求項２に記載の電子計測装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、高真空が保たれている真空チャンバ内で、電子放出部材から放出する電子を測定するために、ＸＹステージで電子計測器を移動させ、電子分布を観測するための技術分野に関する。
【０００２】
【従来技術】
従来の技術を図４により説明する。
図４は、Ｘ方向に駆動するＸ送り機構１と、Ｘ方向とほぼ直交するＹ方向に駆動するＹ送り機構２を有するＸＹ方向に移動可能なＸＹステージ３の上に、剛性支持部材４と電子計測器の一例としてのファラデーカップ７を設置した装置を真上から見た図である。
【０００３】
ファラデーカップ７による電子計測では、ファラデーカップ７が振動していると正しい電子量を捕えることができないため、振動がある一定値以下のもとで測定する必要がある。
【０００４】
しかしながら、ファラデーカップ７は全面が電極であり、ファラデーカップ内に閉じ込められた電子を測定する以外にも、ファラデーカップの側面にぶつかった電子量も電流値として測定することが可能であるため、ファラデーカップに直接振動を検知するセンサをつけることができず、ファラデーカップ７の振動を直接捕えることができない。このため、ＸＹステージ３の振動を各ＸＹ静電容量センサ１５からの連続値で捕え、このＸＹステージ３の振動をファラデーカップ７の振動と見なし、ＸＹステージ３を移動させてファラデーカップ７を電子放出部材の真下に移動させた後、各静電容量センサ１５の出力が一定値以下（あるいはほぼ０：無振動）となってから、電子計測を実行する。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上記のような従来技術では、以下のような問題がある。
（１）ＸＹステージ３の周囲に静電容量センサ１５があるため、ＸＹステージ３の移動量が物理的に制限される。このため、ＸＹステージ３を移動させファラデーカップ７で電子を計測する装置において、電子放出部材の測定範囲が狭まり、作業効率が悪い。
（２）静電容量センサ１５は、被測定物との相対距離を近づけないと、そのもっている高分解能を発揮できない。このため、測定精度を高めるためには、静電容量センサ１５と被測定物との相対距離を大きくできないので、ＸＹステージの可動範囲が制限され、上記と同様に電子放出部材の測定範囲が狭まり、作業効率が悪い。
（３）特に、真空チャンバ内において電子量を計測する装置では、静電容量センサを取り付けるのが困難な場合が多い。
【０００６】
本発明は、上述の従来技術における問題に鑑みてなされたもので、真空チャンバ内での電子計測の精度を高め且つ効率良く計測し得る電子計測装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上述の課題を解決するために成された本発明は、真空チャンバ内で電子放出部材からの放出電子量を計測する電子計測装置であって、ＸＹ方向に移動可能なＸＹステージの上に、剛性支持部材と、圧電素子を間に固定する圧電素子固定部材と、電子計測器をＺ方向に重ねるユニットを有し、前記電子計測器の近傍に、該電子計測器の振動を検知するための圧電素子を配置したことを特徴としているものである。
【０００８】
従来装置のように、ファラデーカップのような電子計測器を載置したＸＹステージの振動を検知しても、ファラデーカップの振動を検知しているとは限らない（支点であるＸＹステージの振動を圧電素子で検知しても、作用点であるファラデーカップの振動を検知しているとは限らない。）が、本発明の電子計測装置ではファラデーカップの底面近くに圧電素子を設置したことにより、より精確なファラデーカップの振動を捕えるが可能である。また、ＸＹステージの周囲に静電容量センサが無いため、ＸＹステージの移動範囲を広くすることができる。このため、ファラデーカップのような電子計測器による電子計測の精確性が向上すると共に、高真空内での電子計測の作業効率が向上する。
【０００９】
本発明の電子計測装置においては、前記ＸＹステージの前記電子計測器を有する側の反対側に半球状部材を固定し、前記電子放出部材が配列された面から均一な距離に保たれるＺ方向平行部材の上面全体に第２の圧電素子を固定し、該第２の圧電素子上に前記半球状部材が載置された状態で前記ＸＹステージを移動させた時のＺ方向のズレを、前記第２の圧電素子の変位量より検知するように構成することが好ましい。また、前記第２の圧電素子の変位量を連続で捕えることにより、前記ＸＹステージの振動を検知することも好ましい。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を具体的な実施例に基づいて説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
【００１１】
【実施例】
（実施例１）
図１は本実施例の電子計測装置の全体構成を示す斜視図であり、図２は図１の要部を真横から見た図である。
【００１２】
本装置は、Ｘ方向に駆動するＸ送り機構１と、Ｘ方向とほぼ直交するＹ方向に駆動するＹ送り機構２を有するＸＹ方向に移動可能なＸＹステージ３の上に、剛性支持部材４と、圧電素子５を間に固定する圧電素子固定部材６と、ファラデーカップ７をＺ方向に重ねるユニットを有しており、圧電素子５の変位量はケーブル８を介して電圧計９で計測される。
【００１３】
本装置は不図示の真空チャンバ内に配置され、所定の真空雰囲気下において、電子放出部材１０から放出される電子１１を、ＸＹステージ３を任意の位置に移動させファラデーカップ７で捕えることにより、電子放出部材１０からの放出電子量を計測することができる。
【００１４】
この計測時に、ファラデーカップ７が振動していると、正しい電子量を捕えることができない。このため、ファラデーカップ７の振動を精確に捕えるために、圧電素子５をファラデーカップ７に近接して配置している。即ち、図２に示されるように、ファラデーカップ７を直接支持している圧電素子固定部材６の間に圧電素子５を挟んでいる。
【００１５】
上記のような構成によれば、圧電素子５の変位量を測定することにより、より精確にファラデーカップ７の振動を捕えることが可能である。そして、振動がある一定値以下（あるいはほぼ０：無振動）となってから電子計測を実行することにより、測定精度を高めることができる。
【００１６】
また、従来装置のようにＸＹステージ３の周囲に静電容量センサが無いため、ＸＹステージの移動範囲を広くすることが可能となり、高真空内での電子計測を効率良く行うことができる。即ち、図４に示した装置では、ＸＹステージ３または剛性支持部材４からの距離を各ＸＹ静電容量センサ１５で連続で計測することにより振動検知を行うが、各ＸＹ静電容量センサ１５がＸＹステージ３の周囲にあるため、ファラデーカップ７の可動範囲は符号１６の範囲に限定されるが、本実施例の装置ではファラデーカップ７の可動範囲は符号１７の範囲まで広げることができる。
【００１７】
（実施例２）
図３は本実施例の電子計測装置の要部を真横から見た図である。
【００１８】
本装置では、ＸＹステージ３のファラデーカップ７を有する側の反対側に半球状部材１２を固定している。また、電子放出部材の面から均一な距離に保たれるＺ方向平行部材１３を有し、このＺ方向平行部材１３の上面全体には圧電素子１４が接着固定されている。
【００１９】
ＸＹステージ３の移動は、圧電素子１４上に半球状部材１２が載置された状態で行われる。理想状態では、ＸＹステージ３のＺ方向への変位はゼロであり、ＸＹどのポイントにおいても圧電素子１４の変位量は一定値である。
【００２０】
ここで、多少でもＺ方向へのズレが発生した場合、圧電素子１４の変位量は変化する。この場合は、ＸＹステージ３を停止させる、若しくは、圧電素子１４の変位量を連続で捕え、ＸＹステージ３のＺ方向の振動を捕える。このようなＸＹステージ３のＺ方向のズレ若しくは振動を検知することにより、電子計測の精度をより一層高めることができる。
【００２１】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、ＸＹステージ上にある電子計測器に、圧電素子を近接して配置したことにより、電子計測器の振動をより精確に捕えるが可能である。また、ＸＹステージの周囲に静電容量センサが無いため、ＸＹステージの移動範囲を広くすることができる。よって、電子計測の精確性が向上すると共に、高真空内での電子計測の作業効率が向上する。
【００２２】
また、特に、ＸＹステージの電子計測器を有する側の反対側に半球状部材を固定し、電子放出部材が配列された面から均一な距離に保たれるＺ方向平行部材の上面全体に第２の圧電素子を固定し、該第２の圧電素子上に半球状部材が載置された状態でＸＹステージを移動させた時のＺ方向のズレを、第２の圧電素子の変位量より検知するように構成したり、第２の圧電素子の変位量を連続で捕えることにより、ＸＹステージの振動を検知するように構成した場合には、高真空内での電子計測の精度をより一層高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施例１の振動検知装置の全体構成を示す斜視図である。
【図２】図１の振動検知装置の要部を真横から見た図である。
【図３】実施例２の振動検知装置の要部を真横から見た図である。
【図４】従来の振動検知装置を真上から見た図である。
【符号の説明】
１　Ｘ送り機構
２　Ｙ送り機構
３　ＸＹステージ
４　剛性支持部材
５　圧電素子（第１の圧電素子）
６　圧電素子固定部材
７　ファラデーカップ（電子計測器）
８　ケーブル
９　電圧計
１０　電子放出部材
１１　電子
１２　半球状部材
１３　Ｚ方向平行部材
１４　圧電素子（第２の圧電素子）
１５　ＸＹ静電容量センサ
１６　従来装置におけるファラデーカップの可動範囲
１７　本発明の装置におけるファラデーカップの可動範囲
【図１】
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【図２】
2004101252.tif 000004
【図３】
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【図４】
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