(57)【要約】【課題】電極と真空用信号ケーブルとの接続が煩雑であり、また、電子光学コラムに長尺のケーブルが多数配置されることとなり、ケーブルの絶縁材に樹脂系の材料等を使用した場合には、その表面からの放出ガスが多いため、高い真空度に到達するまでに時間を要し、到達真空度も低くなる課題があった。【解決手段】筒状の筒体１と、筒体１の内周面３０に形成された電極２と、筒体１の外周面に所定パターンの溝部３ａを備えるとともに該溝部３ａ内に前記電極２に接続する第１導電パターン３とからなる第１導電パターン３とを有し、内部に電子線２０を通過させる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
筒体の中空部に電子線を通過させる電子光学コラムであって、前記筒体の内周面に電極を、外周面に溝部と該溝部に配される第１導電パターンとを設け、前記電極および第１導電パターンを少なくとも一部が前記筒体中に配される第１接続部材を介して電気的に接続したことを特徴とする電子光学コラム。
【請求項２】
前記第１導電パターンは、前記筒体の外周面より内側に形成されていることを特徴とする請求項１に記載の電子光学コラム。
【請求項３】
前記第１導電パターンは、前記溝部内に被着された膜から成ることを特徴とする請求項１または２に記載の電子光学コラム。
【請求項４】
前記第１接続部材は、導電ピンから成ることを特徴とする請求項１〜３の何れかに記載の電子光学コラム。
【請求項５】
前記第１接続部材は、前記筒体の内周面と同一面上に配置されることを特徴とする請求項１〜４の何れかに記載の電子光学コラム。
【請求項６】
前記筒体の外周面に軸方向に略垂直な鍔部を有することを特徴とする請求項１〜５の何れかに記載の電子光学コラム。
【請求項７】
前記筒体の外周面における表面抵抗値は、内周面の表面抵抗値より高いことを特徴とする請求項１〜６の何れかに記載の電子光学コラム。
【請求項８】
内周面の真円度が２μｍ以下であることを特徴とする請求項１〜７の何れかに記載の電子光学コラム。
【請求項９】
内周面の円筒度が２μｍ以下であることを特徴とする請求項１〜７の何れかに記載の電子光学コラム。
【請求項１０】
外周面に前記第１導電パターンと電気的に接続する第２導電パターンを備えた筒状の保持体と、該保持体の内部に請求項１〜９の何れかに記載の電子光学コラムを備えたことを特徴とする電子光学多層コラム。
【請求項１１】
前記第１導電パターンと第２導電パターンとが保持体に配された第２接続部材を介して電気的に接続したことを特徴とする請求項１０に記載の電子光学多層コラム。
【請求項１２】
前記第１接続部材の保持体側の端部と、前記第２接続部材の端部とが当接されていることを特徴とする請求項１１に記載の電子光学多層コラム。
【請求項１３】
前記第１接続部材の保持体側の端部が凹状又は凸状、前記第２接続部材の端部が凸状又は凹状であり、前記第１接続部材および第２接続部材の端部が互いに凹凸嵌合していることを特徴とする請求項１１または１２に記載の電子光学多層コラム。
【請求項１４】
前記第２接続部材は、導電ピンから成り、中心に貫通孔を備えたことを特徴とする請求項１１〜１３の何れかに記載の電子光学多層コラム。
【請求項１５】
前記電子光学多層コラムの同軸度が２μｍ以下であることを特徴とする請求項１０〜１４の何れかに記載の電子光学多層コラム。
【請求項１６】
前記保持体の外周面に軸方向に略垂直な鍔部を有することを特徴とする請求項１０〜１５の何れかにに記載の電子光学多層コラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、荷電粒子ビーム装置に用いられる電子光学コラムに関し、例えば荷電粒子ビーム装置の電子光学の電子光学鏡筒外（大気中）で生成される偏向、縮小投影電圧を、電子光学の電子光学鏡筒内（真空中）にある光学装置の各電極に供給する手段を有する電子光学コラムおよび多層電子光学コラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
走査型電子顕微鏡や電子線描画装置等の荷電粒子ビーム装置は、電子線を試料上に照射して観察、描画等を行う装置である。例えば、電子線描画装置の場合、電子線源からの電子線を成形用絞り板（アパーチャ）に設けられた開口部に照射して、その開口部のパターン形状に電子線断面形態を成形し、この成形された電子ビームを静電又は電磁縮小投影レンズによって縮小投影し、静電又は電磁偏向レンズによって試料表面上の所望の位置に偏向して照射することにより、試料表面上に所望の形態寸法のパターン露光を行っている。
【０００３】
ここで、図９を用いて従来の荷電粒子ビーム装置の概略について説明する。従来の荷電粒子ビームは、電子光学鏡筒１７の外（大気中）で生成された偏向、縮小投影電圧を、真空内用信号ケーブル１８で耐真空コネクタ（ハーメチックシールコネクタ）を介して、電子光学鏡筒内１７（真空）に導入される。
【０００４】
さらに、導入された偏向、縮小投影電圧は、真空内用信号ケーブル１８を介して静電レンズの電極２２に与えられる。偏向、縮小投影電圧を電極２２に与えることによって電場が生成され、その電場の強さに比例した電子線の縮小投影作用、偏向作用を生じる。さらに、静電レンズの電極２２は、絶縁支持部１９を介して円筒状の保持体２１に固定され、固定された各静電レンズの電極２２と偏向制御回路間は、シールドの一端をアース接続のシールド線を用いて接続されている。シールド線２３は、隣り合う伝送線間の静電結合によるクロストークを防止するために必要であるとされている（特許文献１参照）。
【０００５】
また、この荷電粒子ビーム装置に搭載する電子光学コラムとしては、例えば図１０（ａ）、（ｂ）に示すように、電極材を構成する導電性セラミックスからなる静電レンズの電極２２を研削加工によって同一形状に形成した後に、各静電レンズの電極２２と導通をとる部分にメタライズ法によりチタンを主成分とする導電性金属パッド２４を形成している。さらに、同様にして各静電レンズの電極２２を保持体２１の内周面に固定する部分の任意の２箇所にメタライズ法によりチタンを主成分とする接続用金属パッド２５を形成している。次に、白金を電解メッキにより各静電レンズの電極２２の表面に形成し、保持体２１に各静電レンズの電極２２を内部に配置固定する際に各静電レンズの電極２２の接続用金属パッド２５がそれぞれに当接するように開口部を形成している。さらに、開口部の内壁部分に、メタライズ法によりチタンもしくはモリブデン−マンガンを主成分とする接続用金属パッド２５を形成し、各静電レンズの電極２２を位置決めした状態で保持体２１に挿入し、保持体２１に形成された開口部にハンダ等の接続金属を注入し加熱することにより各静電レンズの電極２２に形成した接続用金属パッドと保持体に形成した接続用金属パッド２５を互いに固定することにより静電レンズを得るものである（特許文献２参照）。
【０００６】
また、電極２２と真空用信号ケーブル１８との接合方法としては図１１に示すように、導電性セラミックスで構成される静電レンズの電極２２の表面にＴｉ、Ｃｒ、Ｚｒ、Ｎｉの少なくとも１種を含む導電性材料で構成される密着メタライズ層２３ａと、Ｃｕ、Ｎｉ、Ａｕ、Ｐｔ、Ａｇの内の少なくとも一つを含む導電性材料で構成される接続用メタライズ層２３ｂとからなるメタライズ層２３を設けた静電レンズの電極２２が提案されている。さらにこのメタライズ層２３上にＰｂ−Ｓｎはんだを形成し、このＰｂ−Ｓｎはんだを利用して静電レンズの電極２２に電圧を印加するための真空用信号ケーブル１８を接続することによって静電レンズの電極２２の基本構造が完成し、これら静電レンズの電極２２を８個円周上に配置し静電レンズが得られるとしている。この静電レンズの構成と製造方法によれば、膜厚の均一性、密着性およびはんだ濡れ性の全てに優れたメタライズ層２３とすることができ、電子ビーム露光装置の静電レンズを精度良く動作させることができるとされている（特許文献３参照）。
【特許文献１】特開２００２−１９８２９４号公報
【特許文献２】特開２０００−１１９３７号公報
【特許文献３】特開２００２−２０３５０４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
前述のように、電子光学コラムでは、静電又は電磁レンズの電極と真空コネクタは、ケーブルを介して接続されている。この方法では、電子光学コラムに長尺のケーブルが多数配置されることとなり、電子光学コラムにそのためのスペースを設ける必要がある。また、ケーブルの絶縁材に樹脂系の材料等を使用した場合には、その表面からの放出ガスが多いため、高い真空度に到達するまでに時間を要し、また到達真空度も低くなる。樹脂以外の放出ガスの少ない材料を使用したとしても、その表面積が大きいため、同様に高い真空度を得るまでに多くの時間を要する、もしくは、高い到達真空度を得にくいという課題があった。
【０００８】
通常、静電又は電磁レンズは筒状の電子光学鏡筒内に上方又は下方から挿入するように設置する。この時、図９に示すように、各電極２２に真空用真空ケーブル１８が接続されていると、挿入作業が非常に困難であり、断線等の不具合が発生する可能性も高い。同様に、メンテナンスの際に静電または電磁レンズを電子光学鏡筒１７内から取り出す際にも、作業性が悪く断線等の不具合が発生する可能性が高い構成となっている。
【０００９】
また、通常、偏向電圧は高周波であるため、真空用信号ケーブル１８の静電容量は低いことが望ましいが、その手段としては、真空用信号ケーブル１８の長さを短くする、断面積を小さくする等があるが、ケーブルとして用いられる銅線の断面積を小さくすると断線のおそれが高くなるという課題を有していた。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
前記課題に鑑み、本発明の電子光学コラムは、筒体の中空部に電子線を通過させる電子光学コラムであって、前記筒体の内周面に電極を、外周面に溝部と該溝部に配される第１導電パターンとを設け、前記電極および第１導電パターンを少なくとも一部が前記筒体中に配される第１接続部材を介して電気的に接続したことを特徴とする。
【００１１】
前記第１導電パターンは、前記筒体の外周面より内側に形成されていることを特徴とする。
【００１２】
前記第１導電パターンは、前記溝部内に被着された膜から成ることを特徴とする。
【００１３】
前記第１接続部材は、導電ピンから成ることを特徴とする。
【００１４】
前記第１接続部材は、前記筒体の内周面と同一面上に配置することを特徴とする。
【００１５】
前記筒体の外周面に軸方向に略垂直な鍔部を有することを特徴とする。
【００１６】
前記筒体の外周面における表面抵抗値は、内周面の表面抵抗値より高いことを特徴とする。
【００１７】
内周面の真円度が２μｍ以下であることを特徴とする。
【００１８】
内周面の円筒度が２μｍ以下であることを特徴とする。
【００１９】
本発明の電子光学多層コラムは、外周面に前記第１導電パターンと電気的に接続する第２導電パターンを備えた筒状の保持体と、該保持体の内部に前記電子光学コラムを備えたことを特徴とする。
【００２０】
前記第１導電パターンと第２導電パターンとが保持体に配された第２接続部材を介して電気的に接続したことを特徴とする。
【００２１】
前記第１接続部材の保持体側の端部と、前記第２接続部材の端部とが当接されていることを特徴とする。
【００２２】
前記第１接続部材の保持体側の端部が凹状又は凸状、前記第２接続部材の端部が凸状又は凹状であり、前記第１接続部材および第２接続部材の端部が互いに凹凸嵌合していることを特徴とする。
【００２３】
前記第２接続部材は、導電ピンから成り、中心に貫通孔を備えたことを特徴とする。
【００２４】
前記電子光学多層コラムの同軸度が２μｍ以下であることを特徴とする。
【００２５】
前記保持体の外周面に軸方向に略垂直な鍔部を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００２６】
本発明の電子光学コラムによれば、筒体の外周面に第１導電パターンを備えており、この第１導電パターンが電極と接続されることから、複雑な真空内用信号ケーブルなどの配線作業を簡略化できるとともに、作業性が良く、断線などの不具合発生を防止することが可能となる。同時に樹脂被覆されたケーブルを用いないため、高真空に到達する時間を短くすることが可能であり、到達真空度をより高くすることが可能である。
【００２７】
外周面に前記筒体の第１導電パターンと接続する第２導電パターンを備えた筒状の保持体と、該保持体の内部に前記筒体を備えることにより、さらに複雑な配線が可能になるとともに、分割した筒体を用いる場合、保持体による位置決めにより、筒体の組立精度を高めることができ、同軸度の良い静電レンズ群もしくは電子光学系を得ることができる。
【００２８】
第１導電パターンが開口部より底面側に形成されているため、筒体外周面に導体が接触しても短絡することがない。また、溝部深さにより導電線と周辺の導体との距離を一定に保つことが可能となる。これにより真空下での放電現象を防止することが可能となる。
【００２９】
またさらに、溝部の断面形状、溝部の距離、導電体の物性により、第１導電パターンの抵抗値、静電容量を任意に設定することが可能となる。
【００３０】
さらに、保持体外周部の第２導電パターンと導電材で接続された接続孔に接続ネジを通し、筒体内周部の電極に接続された接続ブッシュにねじ込み第１導電パターンと筒体内周部の電極を接続することで信頼性の高い第１導電パターン、第２導電パターンおよび電極の接続を得ることができる。
【００３１】
さらに、本発明の構成によれば、筒体もしくは保持体の軸方向に略垂直な鍔部を有し，ここに第１導電パターンもしくは第２導電パターンと真空内信号ケーブルを接続するための端子部を集中的に配置することにより配線の作業性を向上させることが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３２】
ここで、本発明の電子光学コラムの実施形態について説明する。
【００３３】
図１は、本発明の電子光学コラムの一実施形態を示す一部断面斜視図であり、図２（ａ）は本発明の電子光学コラムにおける筒体の外周面の部分拡大図であり、図２（ｂ）は筒体１に形成された第１導電パターン３の部分拡大断面図である。
【００３４】
図３は、本発明の電子光学コラムの第１導電パターンと電極との接続を示す部分拡大断面図である。
【００３５】
図１〜３に示すように、本発明の電子光学コラム１００は、中空部に電子線を通過させる筒体１と、筒体１の内周面３０に形成された電極２と、外周面に形成された溝部３ａと該溝部３ａに配された導電体３ｂからなる第１導電パターン３と、前記電極２および第１導電パターン３を少なくとも一部が前記筒体１中に配される第１接続部材を介して電気的に接続したものである。
【００３６】
筒体１は、樹脂または無機物から形成されるが、真空中での発塵、放出ガスが少なく、電子線２０が照射されても電気的性質が変化しない等の理由から無機物であることが好ましく、特にアルミナ質焼結体から形成することが好ましい。このアルミナ質焼結体は、焼結体中のアルカリ元素などの含有量をコントロールすることにより、電圧印加による焼結体中のイオンのマイグレーションを抑制することができるため、長期間にわたり筒体１の電気特性の安定化を確保することができる。さらに、アルミナ質焼結体は、ヤング率が２８０MＰａ以上、３点曲げ強度が３００ＭＰａ以上と機械的特性に優れているため、研削加工を行っても割れなどが発生しにくく高精度の寸法精度を得ることができる。
【００３７】
筒体１の内周面３０の表面抵抗値は、１０６〜１０１０Ωの範囲であることが好ましく、電極２に印加する電圧により筒体１の内部に発生する帯電を防止することができ、筒体１の内部を通過する電子線２０が、筒体１の内部に帯電した電子が放電することによる影響を受けにくく高精度な電子線２０およびレンズを形成できる。
【００３８】
筒体１の外周面の表面抵抗値は、内周面の表面抵抗値より高いことが好ましい。筒体１の内周面３０の表面抵抗値が小さいと、前述の通り電子線２０の照射による帯電を防止することができる。一方、外周面の表面抵抗値が大きいと、第１導電パターン３の形成部分に個別に絶縁処理をする必要がなくなる。
【００３９】
このような筒体１としては、チタン酸化物もしくはチタン化合物を分散させたアルミナ質焼結体を用いることがさらに好ましい。チタン酸化物もしくはチタン化合物を分散させたアルミナ質焼結体を得る際は非酸化雰囲気にて焼成することにより、焼結体の外周面の抵抗値が低く、焼結体内部の抵抗値が高い焼結体が得られる。この現象を利用して、例えば、外周面の表面を研削削加工することで抵抗値の高い焼結体内部を露出させることにより、表面抵抗値の高い外周面が得られる。この製造方法によると、１個の母材から必要に応じて、任意の場所に任意の表面抵抗値を付与した筒体１を一体加工することが可能となる。また、第１導電パターン３から筒体１へのリーク電流を防止するために、筒体１の外周面の表面抵抗値は１０１２Ω以上であることが好ましい。
【００４０】
なお、筒体１の内周面３０とは、電極２が形成された表面を含む中空部に露出する面を言い、内周面３０、外周面の表面抵抗の測定方法はＪＩＳＣ６４８１に定められた方法によって求めることができる。
【００４１】
筒体１の内周面３０に形成する電極２は、Ａｕ、Ｃｕ、Ｔｉ、Ａｇ及びＰｔなどから選択される導体から形成され、筒体１の内周面３０にメッキ法、蒸着法によりコーティングされる薄膜でもよく、金属などの導体を筒状に形成した後に、内周面３０に接合することにより形成してもよい。
【００４２】
この電極２は、外部から印加される電圧に応じて、集光レンズ電極用、投影レンズ電極用、縮小レンズ電極用、偏向電極用等に使用される。また、各レンズ間をシールドするための接地電極用に使用される。また、筒体１の内周面３０には、各電極２間を分極することを目的として溝を形成することが好ましい。溝が電子光学コラム１００の軸方向に形成される場合は、各レンズ間を溝により分極する。円周方向に形成される場合は、偏向器の各電極２を溝により分極する。また、溝の側面及び底面の表面抵抗が１０１２Ω以上であると、電子線照射により帯電が生じ、放電現象を起こすため、溝の側面及び底面の表面抵抗値は１０６〜１０１２Ωの範囲であることが望ましく、特に帯電を防止するということから、１０６〜１０１０Ωの範囲であることが望ましい。
【００４３】
筒体１の内周面３０は、真円度が２μｍ以下であることが好ましく、これにより、電子銃から放出された電子線が、電子光学コラムを通り、電気的な位置の補正を行わなくても試料上において光軸中心に近い位置に照射される。また、電気的に補正を行わなくても成形された電子線２０が意図した形状に近い形となる。
【００４４】
特に、内周面３０の真円度が小さい光学コラム１００は、電子線描画装置に好適に搭載され、電子線を用いて高い寸法精度で描画することができる。筒体１の内周面３０の真円度を１μｍ以下とすることがより好ましい。
【００４５】
また、筒体１の内周面は、円筒度が２μｍ以下であることが好ましく、筒体１の軸方向にわたって、上述同様に、電子銃から放出された電子線が、電気的な位置の補正を行わなくても試料上において光軸中心に近い位置に照射され、電気的に補正を行わなくても成形された電子線２０が意図した形状に近い形となる。
【００４６】
なお、筒体１の内周面３０を真円度、円筒度を２μｍ以下とするには、例えば、センタレス研削等により外周面の真円度、円筒度が２μｍ以下となるよう加工後、この外周面を基準とし、円筒研削盤等により筒体１の内周面を加工する。上述のように、筒体１の内周面３０とは、電極２が形成された表面、電極２が形成されていない面等、中空部に露出する面の全ての面を示すものであるため、電極２が形成された面の真円度を２μｍ以下とするには、詳細を後述するように第１接続部材の筒体１の中空部側の端面と内周面３０とを同時に加工し、両者の境界を微小なものとした後に、電極２を形成すればよい。
【００４７】
なお、筒体１の内周面３０の真円度、円筒度は、ＪＩＳ  Ｂ  ０６２１で規定され、例えば、ＪＩＳ  Ｂ  ７４５１に準拠した真円度測定器により測定することができる。
【００４８】
筒体１の外周面には、図２、３に示すように、溝部３ａと、該溝部３ａに配される導電体３ｂとからなる第１導電パターン３が設けられており、前記電極２および第１導電パターン３を少なくとも一部が前記筒体１中に配される第１接続部材を介して電気的に接続される。
【００４９】
これにより、第１導電パターン３は、一端を筒体１の任意の外周面に形成することが可能となり、筒体１の外周面に接続する真空用信号ケーブルの接続場所を任意に設定することができるため、複雑な真空内用信号ケーブルなどの配線作業を簡略化することができる。電子光学コラム１００の組立の作業性を容易にするとともに、真空用信号ケーブルの断線等の発生を防止することが可能となる。特に、電極２を偏向器として用いる場合、電極２を２極、４極、８極等のように分極し、各々の分極した電極２に電圧を印加するため、分極した電極２の数に応じて真空内信号用ケーブルを接続する必要があり配線作業が繁雑になるが、本発明の電子光学コラム１００を用いることにより、配線の作業性がより向上できる。また、樹脂被覆された真空内用信号ケーブルの利用を少なくすることができることから、樹脂からのアウトガスを抑制でき、高真空に到達する時間を短くすることが可能であり、到達真空度をより高くすることが可能である。
【００５０】
筒体１の外周面に形成する溝部３ａは、電子光学コラム１００の利用目的に応じて適宜形成され、その形成方法としては、研削加工、ブラスト加工、焼成前加工（切削加工）等がある。また溝部３ａの断面形状は、溝部３ａの底面部が円弧状であっても、直線状であってもよく、溝部３ａの側面は底面から開口部にかけて広がるテーパー状であっても構わないが、溝部３ａの側面が底面から開口部にかけて広がるテーパー状であることが導電体３ｂの塗布形成が行いやすいため好ましい。また、溝部３ａをエンドミルなどによる加工で形成すると、研削治具の直径に対応する溝部３ａが形成され、溝部３ａの断面積は常に一定とすることができるため好ましい。
【００５１】
溝部３ａ内に形成される導電体３ｂは、Ａｇ−Ｃｕ−Ｔｉ、Ａｇ、ＡｕそしてＰｔ等を主成分とする導電性の配線、膜からなり、溝部３ａ内に被着された膜から成ることが好ましい。膜で形成される場合には、例えば、ペーストを塗布した後に加熱処理することで容易に形成できる。筒体１の外周面に溝部３ａを加工した後に、メッキ法などにより外周面全面にＡｕ膜を形成し、外周面をメッキ膜厚以上、導電線の溝部３ａ深さ未満の研磨代で研削加工することにより、溝部３ａ内に導電線を形成して第１導電パターン３を得ることができる。
【００５２】
前述の通り、溝部３ａの断面積は常に一定とすることができるため、溝部３ａ内に導電体３ｂを形成する際に、ディスペンサーなどを用いて塗布すると、常に一定厚みの第１導電パターン３を形成することが可能となり、単位長さ当たりの第１導電パターン３の抵抗値、静電容量を常に一定とすることができるため、電極２に印加する電圧を安定化させることが可能となり、高精度の電子線２０を得ることができる。
【００５３】
図２（ｂ）に示すように、第１導電パターン３は、筒体１の外周面より内側に形成することが好ましい。これにより、筒体１を導電性を有する電子光学鏡筒に設置する際に、電子光学鏡筒との絶縁を確保することが容易となり、印加電圧のショートを防止することができる。
【００５４】
第１導電パターン３は、筒体１の外周面に形成された溝部３ａ内に形成された第１接続部材を介して電極２と電気的に接続され、第１接続部材は、導電体３ｂとは別体の導電ピンや、導電体３ｂを筒体１の内部に引き回してよいが、図３の部分拡大断面図に示すように、第１接続部材として導電ピン５を用いることが好ましい。
【００５５】
これにより、真空内信号用ケーブルは、導電ピン５と機械的に接合することができるので、信頼性の優れる接合が得られる。また、機械的な接合であることから、装置の分解、組立などに対応しやすくメンテナンス性に優れる電子光学コラム１００が得られる。
【００５６】
導電ピン５は、筒体１の外周面から内周面に向けて形成された接続孔６に配置され、その一方端は接続孔６に延設された第１導電パターン３と接続され、他端は電極２と接続される。また、接続孔６は溝部３ａと一体的に成形されている。また、より確実に電極２と第１導電パターン３を接続するために、導電ピン５をロウ付け部５ａにより筒体１に接続することが好ましい。このように電極２と第１導電パターン３を接合することで電気的に接続することができる。これにより、第１接続部材と筒体１との間には隙間が形成されることなく、筒体１の気密性もしくは高真空度を保つことができるため、安定した電子線２０を得ることができる。ここで、導電ピン５は、銅、純チタン、白金などの非磁性金属からなり、円柱形状のロッドからの研削により得ることができる。
【００５７】
第１接続部材は、筒体１の内周面３０と同一面上に配置されていることが好ましい。詳細には、図３の部分拡大断面図に示すように、第１接続部材がロウ付け部５ａを介して配置された導電ピン５から成る場合、導電ピン５の端面のうち電極２が形成される側の端面と電極２を形成する前の筒体１の内周面が同一面上に形成されているものであり、導電ピン５と筒体１との境界部に微小な段差等はない。この内周面３０に薄膜から成る電極２を形成する。この、薄膜はほぼ均一に膜付けされる。この結果、筒体１の電極２の表面を含む内周面３０の真円度を２μｍ以下の小さなものとして、筒体１の内周面のうち電極２が形成された面における真円度、電極２が形成されていない面における真円度の差も小さくすることができる。また、電子光学コラムとして使用する際に筒体１の中空部を通過する電子線の位置精度を高精度に調整することができる。一方、導電ピン５の端面が筒体１の内周面３０と同一面上に配置されない場合、即ち、導電ピン５と筒体１との境界部に段差が生じている場合、      電極２を形成する際に薄膜はほぼ均一に膜付けされるため、段差の形状は保持され、筒体１の内周面３０の真円度を小さくすることができず、中空部を通過する電子線の位置精度が低いものとなってしまう。
【００５８】
ここで、導電ピン５の端面と筒体１の内周面３０とが同一面上に配置されているとは、導電ピン５を含む領域の筒体１の内周面の真円度が２μｍ以下の状態をいう。
【００５９】
このように、導電ピン５の端面を筒体１の内周面３０と同一面上に配置するには、導電ピン５をロウ付け等により筒体１に接続した後に、筒体１の内周面、導電ピン５の端面を同時に加工することによって得られ、詳細は上述のように真円度を２μｍ以下とする際と同様である。
【００６０】
図４の電子光学コラム１００の斜視図に示すように、筒体１の外周面の軸方向に略垂直な鍔部４を設けることが好ましい。これにより、第１導電パターン３は鍔部４まで延設され、さらに鍔部４にて真空用信号ケーブルと接続される。第１導電パターン３と真空内用信号ケーブルの接続は、真空内用信号ケーブルの先端に取り付けたラグ端子を、第１導電パターン３に接触させ、ネジ止めすることにより行う。この接続方法により、接続位置を任意に設計することが可能となり、鍔部４に集中して真空内信号用ケーブルを配置することにより作業性を向上することができる。
【００６１】
次いで、図５〜７を用いて、本発明の電子光学コラムの他の実施形態である電子光学多層コラムについて説明する。
【００６２】
本発明の電子光学多層コラム２００は、図５に示すように、図１〜３に示すような電子光学コラム１００を複数層備えたものであり、外周面に電子光学コラム１００の第１導電パターン３と接続する第２導電パターン１３を備えた筒状の保持体１１を備えるものである。
【００６３】
保持体１１は、上述の電子光学コラム１００における筒体１と同様に、金属、樹脂、無機物のいずれから選択されるが、真空中での発塵、放出ガスが少なく、電子線が照射されても電気的性質が変化しないなどの理由から無機物であることが好ましく、特にアルミナ質焼結体であることが好ましい。アルミナ質焼結体は、焼結体中のアルカリ元素などの含有量をコントロールすることにより、電圧印加による焼結体中のイオンのマイグレーションを抑制することができるので、長期間にわたり保持体１１の電気特性を安定化することができる。
【００６４】
保持体１１の内部には、外周面に第１導電パターン３が形成された筒体１を配置することから、保持体１１は絶縁体であることが好ましく、アルミナ質焼結体は焼結体中の遷移金属元素、金属元素などの含有量をコントロールすることにより容易に絶縁体を得ることができるため好ましい。
【００６５】
このように外周面に筒体１の第１導電パターン３と接続する第２導電パターン１３を有する保持体１１を備えることにより、さらに複雑な配線が可能になる。
【００６６】
さらに、図５に示すように、電極２の機能毎に筒体１を分割し、各々の筒体１を組み立てる場合、分割した筒体１の同軸度のズレは、筒体１の内部を透過する電子線２０の精度に直接影響を及ぼす。ここで、本実施例のように、保持体１１によって筒体１を位置決めを行うことが可能になり、筒体１の組立精度を高めることができる電子光学多層コラム２００を得ることができる。
【００６７】
通常のケーブルで行う配線は複数のケーブルの相互の位置が、繰り返し組立てる毎に変わり、クロストークノイズ等が変化する可能性があるが、本発明の電子光学コラム１００及び電子光学多層コラム２００に形成する第１導電パターン３及び第２導電パターン１３は、共に固定配線であるため、繰り返し組立を行ってもクロストークノイズの状態等は変化しない。
【００６８】
電子光学コラム１００の第１導電パターン３と同様、図５に示すように保持体１１の外周面に形成する第２導電パターン１３は、保持体１１の外周面に溝部１３ａを形成し、この溝部１３ａ内に導電体１３ｂを形成することが好ましい。保持体１１の外周面に溝部１３ａを形成する方法としては、筒体１に形成する溝部３ａと同様に形成することができる。
【００６９】
筒体１に形成された第１導電パターン３と、保持体１１に形成された第２導電パターン１３の接合方法について図６を用いて説明する。
【００７０】
図６（ａ）は、本発明の電子光学多層コラム２００における第１導電パターン３と第２導電パターン１３との接続を示す部分拡大断面図、同ず（ｂ）は第１接続部材と第２接続部材との接続を示す部分拡大断面図である。
【００７１】
図６に示すように、筒体１の外周面に形成した第１導電パターン３と、保持体１１の外周面に形成した第２導電パターン１３は、保持体１１に設けられた接続孔１６に第２接続部材である導電ピン１５を介して接続することが好ましい。
【００７２】
この第２接続部材は、図６（ａ）に示すように、第１接続部材と同様、第２導電パターン１３の導電体１３ｂとは別体の導電ピン１５により形成されることが好ましいが、導電線を筒体１の内部に引き回したものでもよい。保持体１１には外周面から内周面３０にかけて貫通する接続孔１６を設け、この接続孔１６に導電ピン１５を配置する。また保持体１１の内部に備える筒体１の外周面側に接続ブッシュ２８を配置し、導電ピン１５の先端部を接続ブッシュ２８に接合することにより、第１導電パターン３と第２導電パターン１３を電気的に接続することができる。保持体１１の接続孔１６の側面には、第２導電パターン１３が延設されており、第１導電パターン３と第２導電パターン１３は、固定配線とすることができ、繰り返し組立を行ってもクロストークノイズの状態等は変化しない効果が得られる。なお、図６（ａ）では導電ピン１５を接続ブッシュ２８にて固定しているが、導電ピン１５を接続孔１６内にロウ付けにて保持してもよい。
【００７３】
第１導電パターン３と第２接続部である導電ピン１５とが接続される場合、特に、図６（ｂ）に示すように、第１接続部材を成す導電ピン５の保持体１１側の端部と、第２接続部材を成す導電ピン１５端部とが直接当接していることが好ましい。
【００７４】
これにより接続部分を小型化することができ、接続部分およびその近傍に電界が集中しにくくなるため、高電圧を印加しても、接続部分及びその近傍から放電が起こりにくくなる。
【００７５】
このように、第１接続部材を成す導電ピン５の保持体１１側の端部と、第２接続部材を成す導電ピン１５の端部とが直接当接させる構造として、導電ピン５の保持体１１側の端部および導電ピン１５の筒体１側の端部は、それぞれ図７（ａ）〜（ｄ）に示す要部拡大正面図のように、それぞれの端部が凹状又は凸状であり、それぞれの端部が互いに凹凸嵌合する構造とすることで、確実に導電ピン５および導電ピン１５の端部を当接させ、接続部分を小型化することができる。また、図７に示すような係脱可能な凹凸嵌合とすることにより、電子光学多層コラム２００の洗浄等の際に、分解、組立も容易にすることができる。
【００７６】
図６（ｂ）に示すように、第２接続部材を成す導電ピン１５は、中心に貫通孔１５ａを備えることが好ましく、電子光学多層コラム２００内の閉空間をなくすことができるので、電子光学多層コラム２００から気体を脱気する際に、早く気体を脱気できかつ高真空にすることができる。貫通孔１５ａを備えることによって、第１接続部材の保持体１１側の端部と第２接続部材の筒体１側の端部を当接させる際に、貫通孔１５ａ内にガイドピン（不図示）を挿入してガイドピンの先端を第１接続部材の端部に当接させたまま、第２接続部材を挿入することで、第１接続部材と第２接続部材を確実に当接させることができる。この貫通孔１５ａを備えた導電ピン１５は、図６（ａ）に示すような接続ブッシュ２８の代わりに保持体１１の接続孔１６内にナット２６とブッシュ２７を設けることにより導電ピン１５を脱着可能に保持している。
【００７７】
このような電子光学多層コラム２００は、その同軸度を２μｍ以下とすることが好ましい。これにより、電子銃から放出された電子線が、電子光学コラムを通り、電気的な位置の補正を行わなくても試料上において光軸中心に近い位置に照射される。また、電気的に補正を行わなくても成形された電子線を意図した形状に近似した形状とすることができる。特に、同軸度が小さい多層電子光学コラム２００は、電子線描画装置に好適に搭載され、電子線を用いて高い寸法精度で描画することができる。より好ましくは、同軸度が１μｍ以下である。
【００７８】
同軸度を２μｍ以下とするには、筒体１の内周面、外周面の同軸度を２μm以下とすればよく、保持体１１の内周面の円筒度を１μm以下とし、さらに保持体１１の内径と筒体１の外径の隙間を２μm以下とした上で保持体１１内に筒体１を挿入すればよい。
【００７９】
なお、同軸度は、ＪＩＳ  Ｂ  ０６２１で規定され、例えば、ＪＩＳ  Ｂ  ７４５１に準拠した真円度測定器により測定することができる。
【００８０】
図８に示すように、本発明の電子光学多層コラム２００の保持体１１には、外周面の軸方向に略垂直な鍔部１４を形成することが好ましい。
【００８１】
第２導電パターン１３は鍔部１４まで延設され、さらに鍔部１４にて真空用信号ケーブルと接続される。第２導電パターン１３と真空内用信号ケーブルの接続は、真空内用信号ケーブルの先端に取り付けたラグ端子を、第２導電パターン１３に接触させ、ネジ止めすることにより行う。この接続方法により、接続位置を任意に設計することが可能となり、鍔部１４に集中して配置することにより作業性を向上することができる。また、鍔部１４は保持体１１を装置に固定する機能に加えて、第２導電パターン１３と真空内用信号ケーブルとの接続部を集約する機能を具備することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００８２】
【図１】本発明の電子光学コラムの実施例を示す一部断面斜視図である。
【図２】（ａ）は本発明の電子光学コラムの筒体を示す部分拡大図であり、（ｂ）は外周面に形成した第１導電パターンの部分拡大断面図である。
【図３】本発明の電子光学コラムの第１導電パターンと電極との接続を示す部分拡大断面図である。
【図４】本発明の電子光学コラムを示す一部断面斜視図である。
【図５】本発明の電子光学多層コラムの実施例を示す一部断面斜視図である。
【図６】（ａ）は本発明の電子光学多層コラムにおける第１導電パターンと第２導電パターンとの接続を示す部分拡大断面図、（ｂ）は第１接続部材と第２接続部材との接続部分を示す部分拡大断面図である。
【図７】（ａ）−（ｄ）は本発明の電子光学多層コラムにおける第１接続部材と第２接続部材の形状を示す側面図である。
【図８】本発明の電子光学多層コラムを示す一部断面斜視図である。
【図９】従来の荷電粒子ビーム装置を示す概略図である。
【図１０】（ａ）は従来の電子光学コラムの実施形態を示す斜視図であり、（ｂ）はこれに用いる電極の斜視図である。
【図１１】従来の電子光学コラム用の電極と真空用真空ケーブルとの接合状態を示す部分拡大斜視図である。
【符号の説明】
【００８３】
１：筒体
２，２２：電極
３：第１導電パターン
３ａ，１３ａ：溝部
３ｂ，１３ｂ：導電体
４，１４：鍔部
５：導電ピン、５ａ：ロウ付部
１５：導電ピン、１５ａ：貫通孔
６，１６：接続孔
１１：保持体
１３：第２導電パターン
１７：電子光学鏡筒
１８：真空内用信号ケーブル
１９：絶縁支持部
２０：電子線
２３：メタライズ層
２３ａ：密着メタライズ層、２３ｂ：接続用メタライズ層
２４：導電性金属パッド
２５：接続用金属パッド
２６：ナット
２７：ブッシュ
２８：接続ブッシュ
３０：内周面
１００：電子光学コラム
２００：電子光学多層コラム
【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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