JP2012241779A

JP2012241779A - Vacuum connecting device, charged-particle beam drawing device, and method of mounting exhaust device on the charged-particle beam drawing device

Info

Publication number: JP2012241779A
Application number: JP2011111610A
Authority: JP
Inventors: Tatsuhiro Kawashima; 辰裕河島; Tateaki Ko; 建明侯
Original assignee: Nuflare Technology Inc
Current assignee: Nuflare Technology Inc
Priority date: 2011-05-18
Filing date: 2011-05-18
Publication date: 2012-12-10

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a vacuum connecting device capable of connecting pipes or the like at a high degree of vacuum while holding electrical insulation.SOLUTION: Flanges 3, 4 facing each other are vacuum-sealed by inserting an insulation spacer 12 therebetween and tightening with bolts 9 and nuts 10. Washers 7 are made of an insulating resin, and the bolts 9 are covered with an insulating resin 11. Edges 13, 14 are provided to the opposed surfaces of the flanges 3, 4, respectively, and taper parts 15, 16 are formed from the edges 13, 14 toward the outer peripheral parts of the flanges 3, 4, respectively. A resin gasket 5 is interposed in a space surrounded by the taper parts 15, 16. The resin gasket 5 remains in the space further on the outer peripheral part side than the edges 13, 14. The resin gasket 5 is desirably made of Teflon (R).

Description

本発明は、真空接続装置、荷電粒子ビーム描画装置および排気装置の荷電粒子ビーム描画装置への取付方法に関し、より詳しくは、配管同士との接続などに用いられる真空接続装置と、この真空接続装置を備えた荷電粒子ビーム描画装置、および、この真空接続装置を用いて排気装置を荷電粒子ビーム描画装置に取り付ける方法に関する。 The present invention relates to a method for mounting a vacuum connection device, a charged particle beam drawing device, and an exhaust device to a charged particle beam drawing device, and more specifically, a vacuum connection device used for connecting pipes to each other, and the vacuum connection device. And a method of attaching an exhaust device to the charged particle beam drawing apparatus using the vacuum connection device.

近年、大規模集積回路（ＬＳＩ；ＬａｒｇｅＳｃａｌｅＩｎｔｅｇｒａｔｉｏｎ）の高集積化および大容量化に伴い、半導体素子に要求される回路線幅は益々狭く微細なものとなっている。半導体素子は、回路パターンが形成された原画パターン（マスクまたはレチクルを指す。以下では、マスクと総称する。）を用い、いわゆるステッパと呼ばれる縮小投影露光装置によって、ウェハ上にパターンを露光転写して回路形成することにより製造される。こうした微細な回路パターンをウェハに転写するためのマスクの製造において、電子ビーム描画装置が用いられている。 In recent years, along with the high integration and large capacity of large scale integrated circuits (LSIs), circuit line widths required for semiconductor elements are becoming increasingly narrow and fine. A semiconductor element uses an original pattern (a mask or a reticle, hereinafter referred to as a mask) on which a circuit pattern is formed, and the pattern is exposed and transferred onto a wafer by a reduction projection exposure apparatus called a stepper. It is manufactured by forming a circuit. In manufacturing a mask for transferring such a fine circuit pattern onto a wafer, an electron beam drawing apparatus is used.

電子ビーム描画装置は、基板を載置するためのステージを内蔵する描画室と、ステージに載置した基板に電子ビームを照射するビーム照射装置とを有する。かかる描画室やビーム照射装置の内部は所定の真空度に保たれる。 The electron beam drawing apparatus has a drawing chamber containing a stage for placing a substrate, and a beam irradiation device for irradiating an electron beam onto the substrate placed on the stage. The inside of the drawing chamber or the beam irradiation apparatus is kept at a predetermined degree of vacuum.

描画室内やビーム照射装置内の気体を排気する排気装置としては、例えば、イオンポンプまたは分子ポンプなどが好適である。配管同士、あるいは、配管と各種機器類および排気装置は、通常、配管継手の一種であるフランジによって接続される。そのなかでも、超高真空が必要な排気系には、一般に、コンフラットフランジ（ＣｏｎＦｌａｔＦｌａｎｇｅ）が用いられる。コンフラットフランジは、接続すべき配管の各端部に互いに対向して配置される。コンフラットフランジの内側には先の尖ったエッジが設けられており、通常は、銅製のガスケットを挟んで塑性変形させることによってシールする構成となっている（例えば、特許文献１参照。）。 As an exhaust device for exhausting the gas in the drawing chamber or the beam irradiation device, for example, an ion pump or a molecular pump is suitable. The pipes or the pipes and various devices and the exhaust device are usually connected by a flange that is a kind of pipe joint. Among them, a conflat flange is generally used for an exhaust system that requires ultra-high vacuum. The conflat flange is disposed opposite to each other at each end of the pipe to be connected. A pointed edge is provided on the inner side of the conflat flange, and is usually configured to be sealed by plastic deformation with a copper gasket interposed therebetween (see, for example, Patent Document 1).

一方、電子ビーム描画装置では、装置内における電気的絶縁性の保持が不可欠となる。しかしながら、銅製のガスケットを用いて接続する方法では、電子ビーム描画装置の電気的絶縁性を保持できないという問題があった。 On the other hand, in an electron beam drawing apparatus, it is essential to maintain electrical insulation in the apparatus. However, the method of connecting using a copper gasket has a problem that the electrical insulation of the electron beam lithography apparatus cannot be maintained.

特公昭５８−２１１５８号公報Japanese Patent Publication No.58-21158

本発明は、かかる問題に鑑みてなされたものである。すなわち、本発明の目的は、電気的絶縁性を保持しつつ、高い真空度で配管などを接続可能な真空接続装置を提供することにある。 The present invention has been made in view of such problems. That is, an object of the present invention is to provide a vacuum connection device capable of connecting piping or the like with a high degree of vacuum while maintaining electrical insulation.

また、本発明は、電気的絶縁性と高真空度を実現することのできる荷電粒子ビーム描画装置を提供することにある。 Another object of the present invention is to provide a charged particle beam writing apparatus capable of realizing electrical insulation and high vacuum.

さらに、本発明は、電気的絶縁性と高真空度を保持しつつ、排気装置を荷電粒子ビーム描画装置へ取り付ける方法を提供することにある。 Furthermore, this invention is providing the method of attaching an exhaust apparatus to a charged particle beam drawing apparatus, maintaining electrical insulation and a high degree of vacuum.

本発明の他の目的および利点は、以下の記載から明らかとなるであろう。 Other objects and advantages of the present invention will become apparent from the following description.

本発明の第１の態様は、対向するフランジ間に絶縁スペーサを挟み、締結部材で締結することにより、フランジ間を真空シールする真空接続装置であって、
フランジと締結部材の間に設けられた絶縁部材と、
フランジの各対向面に設けられたエッジと、
各エッジからフランジの各外周部に向かって形成されたテーパ部と、
各テーパ部によって挟まれた空間に介装される樹脂ガスケットとを有し、
樹脂ガスケットは、エッジより外周部側の空間内に留まっていることを特徴とするものである。 A first aspect of the present invention is a vacuum connection device for vacuum-sealing between flanges by sandwiching an insulating spacer between opposing flanges and fastening with a fastening member.
An insulating member provided between the flange and the fastening member;
An edge provided on each facing surface of the flange;
A tapered portion formed from each edge toward each outer peripheral portion of the flange;
Having a resin gasket interposed in the space sandwiched by each taper,
The resin gasket is characterized in that it remains in the space on the outer peripheral side from the edge.

本発明の第１の態様において、樹脂ガスケットは、テフロン（登録商標）からなることが好ましい。 In the first aspect of the present invention, the resin gasket is preferably made of Teflon (registered trademark).

本発明の第２の態様は、試料が載置される描画室と、
荷電粒子ビームを照射するビーム照射装置と、
描画室およびビーム照射装置の少なくとも一方にある気体を排気する排気装置と、
描画室またはビーム照射装置に繋がる配管と、排気装置に繋がる配管とを接続する真空接続装置とを備えた荷電粒子ビーム描画装置であって、
真空接続装置は、２つの配管の端部に設けられたフランジと、
フランジ同士を絶縁スペーサを挟んで締結する締結部材と、
フランジと締結部材の間に設けられた絶縁部材と、
フランジの各対向面に設けられたエッジと、
各エッジからフランジの各外周部に向かって形成されたテーパ部と、
各テーパ部によって挟まれた空間に介装される樹脂ガスケットとを有し、
樹脂ガスケットは、エッジより外周部側の空間内に留まっていることを特徴とするものである。 A second aspect of the present invention includes a drawing chamber in which a sample is placed;
A beam irradiation device for irradiating a charged particle beam;
An exhaust device for exhausting gas in at least one of the drawing chamber and the beam irradiation device;
A charged particle beam drawing apparatus comprising a piping connected to a drawing chamber or a beam irradiation device and a vacuum connection device connecting a piping connected to an exhaust device,
The vacuum connection device has a flange provided at the end of two pipes,
A fastening member that fastens the flanges with an insulating spacer interposed therebetween;
An insulating member provided between the flange and the fastening member;
An edge provided on each facing surface of the flange;
A tapered portion formed from each edge toward each outer peripheral portion of the flange;
Having a resin gasket interposed in the space sandwiched by each taper,
The resin gasket is characterized in that it remains in the space on the outer peripheral side from the edge.

本発明の第２の態様において、樹脂ガスケットは、テフロン（登録商標）からなることが好ましい。 In the second aspect of the present invention, the resin gasket is preferably made of Teflon (registered trademark).

本発明の第３の態様は、荷電粒子ビーム描画装置に繋がる配管の端部と、排気装置に繋がる配管の端部とにそれぞれフランジを設け、
絶縁スペーサを挟んだ状態でフランジ同士を締結するとともに、フランジの各対向面に設けられたエッジから、フランジの各外周部に向かって形成されたテーパ部によって挟まれた空間に樹脂ガスケットを介装し、樹脂ガスケットがエッジより外周部側の空間内に留まるようにすることを特徴とする排気装置の荷電粒子ビーム描画装置への取付方法に関する。 In the third aspect of the present invention, a flange is provided at each of the end of the pipe connected to the charged particle beam drawing apparatus and the end of the pipe connected to the exhaust apparatus,
The flanges are fastened together with the insulating spacers sandwiched, and resin gaskets are inserted in the spaces between the edges provided on the opposing surfaces of the flanges and the tapered portions formed toward the outer peripheral parts of the flanges. In addition, the present invention relates to a method for mounting an exhaust device to a charged particle beam drawing apparatus, wherein a resin gasket stays in a space on the outer peripheral side of the edge.

本発明の第１の態様によれば、電気的絶縁性を保持しつつ、高い真空度で配管等を接続可能な真空接続装置が提供される。 According to the first aspect of the present invention, there is provided a vacuum connection device capable of connecting piping or the like with a high degree of vacuum while maintaining electrical insulation.

また、本発明の第２の態様によれば、電気的絶縁性と高真空度を実現することのできる荷電粒子ビーム描画装置が提供される。 Moreover, according to the 2nd aspect of this invention, the charged particle beam drawing apparatus which can implement | achieve electrical insulation and a high degree of vacuum is provided.

さらに、本発明の第３の態様によれば、電気的絶縁性と高真空度を保持しつつ、排気装置を荷電粒子ビーム描画装置へ取り付ける方法が提供される。 Furthermore, according to the third aspect of the present invention, there is provided a method for attaching an exhaust device to a charged particle beam drawing apparatus while maintaining electrical insulation and a high degree of vacuum.

本実施の形態の真空接続装置によって配管同士を接続する様子を示す断面図である。It is sectional drawing which shows a mode that piping is connected with the vacuum connection apparatus of this Embodiment. ガスケットの大きさを変えた以外は、図１と同じ構成を有するコンフラットフランジの断面図である。It is sectional drawing of the conflat flange which has the same structure as FIG. 1 except having changed the magnitude | size of the gasket. 電子ビーム描画装置の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of an electron beam drawing apparatus. 電子ビーム描画方法の説明図である。It is explanatory drawing of an electron beam drawing method. 電子ビーム描画装置と排気装置が真空接続装置を介して接続する様子を示す概略平面図である。It is a schematic plan view which shows a mode that an electron beam drawing apparatus and an exhaust device are connected via a vacuum connection apparatus. 真空接続装置によって配管同士を接続する様子を示す断面図の一例である。It is an example of sectional drawing which shows a mode that piping is connected by a vacuum connection apparatus.

図１は、本実施の形態の真空接続装置によって配管同士を接続する様子を示す断面図である。 FIG. 1 is a cross-sectional view showing a state in which pipes are connected to each other by the vacuum connection device of the present embodiment.

配管１は、図示しない電子ビーム描画装置の描画室に繋がっているものとすることができる。あるいは、配管１は、電子ビーム描画装置のビーム照射装置に繋がっているものとすることもできる。 The pipe 1 can be connected to a drawing chamber of an electron beam drawing apparatus (not shown). Alternatively, the pipe 1 can be connected to a beam irradiation apparatus of an electron beam drawing apparatus.

配管２は、図示しない排気装置に繋がっているものとすることができる。ここで、排気装置は、イオンポンプまたは分子ポンプなどとすることができる。 The pipe 2 can be connected to an exhaust device (not shown). Here, the exhaust device may be an ion pump or a molecular pump.

配管１と配管２の各端部には、リング状のフランジ３とフランジ４が互いに対向するように設けられている。フランジ３、４は、互いの対向する面に、先の尖ったエッジ１３、１４を備えたコンフラットフランジである。これらのフランジは、締結部材で締結することによって真空シールされる。具体的には、フランジ３、４は、座金７、８を介し、ボルト９とナット１０によって締め付けられるようになっている。 At each end of the pipe 1 and the pipe 2, a ring-shaped flange 3 and a flange 4 are provided so as to face each other. The flanges 3 and 4 are conflat flanges having pointed edges 13 and 14 on opposite surfaces. These flanges are vacuum sealed by fastening with a fastening member. Specifically, the flanges 3 and 4 are fastened by bolts 9 and nuts 10 through washers 7 and 8.

締結部材を構成するボルト９とナット１０は金属製とすることができ、さらに、座金８も金属製とすることができる。但し、フランジと締結部材の間には絶縁部材を設ける。図１の例では、座金７を絶縁性の樹脂とするとともに、ボルト９を絶縁性の樹脂１１で被覆して、ボルト９と、フランジ３、４とが電気的に絶縁されるようにしている。 The bolt 9 and the nut 10 constituting the fastening member can be made of metal, and the washer 8 can also be made of metal. However, an insulating member is provided between the flange and the fastening member. In the example of FIG. 1, the washer 7 is made of an insulating resin and the bolt 9 is covered with the insulating resin 11 so that the bolt 9 and the flanges 3 and 4 are electrically insulated. .

また、フランジ３とフランジ４の間には、絶縁性の樹脂からなるスペーサ（絶縁スペーサ）１２が設けられている。これにより、フランジ３とフランジ４が直接的に接触するのを防ぐことができる。 Further, a spacer (insulating spacer) 12 made of an insulating resin is provided between the flange 3 and the flange 4. Thereby, it can prevent that the flange 3 and the flange 4 contact directly.

フランジ３には、エッジ１３から外周部へ向かってテーパ部１５が形成されている。同様に、フランジ４にも、エッジ１４から外周部へ向かってテーパ部１６が形成されている。フランジ３とフランジ４とが対向して配置されることで、テーパ部１５とテーパ部１６の間に空間が形成される。本実施の形態では、この空間に絶縁性の樹脂からなるガスケット（樹脂ガスケット）５を介装する。これにより、配管１と配管２の高真空下での接続を実現することができる。 A tapered portion 15 is formed on the flange 3 from the edge 13 toward the outer peripheral portion. Similarly, the flange 4 is also formed with a tapered portion 16 from the edge 14 toward the outer peripheral portion. By arranging the flange 3 and the flange 4 to face each other, a space is formed between the tapered portion 15 and the tapered portion 16. In the present embodiment, a gasket (resin gasket) 5 made of an insulating resin is interposed in this space. Thereby, the connection under the high vacuum of the piping 1 and the piping 2 is realizable.

ガスケット５は、電子ビーム描画装置へと続く空間に露出している。このため、ガスケット５を構成する樹脂としては、樹脂表面からの低分子物質などの放出が少ないものを用いる。 The gasket 5 is exposed in a space that leads to the electron beam drawing apparatus. For this reason, as the resin constituting the gasket 5, a resin that releases less low-molecular substances from the resin surface is used.

表１は、大気圧からの排気過程における樹脂の気体放出速度と吸水率とを比較した一例である。尚、吸水率は、常温常圧下で樹脂中に含まれる水分の割合である。 Table 1 is an example comparing the gas release rate of the resin and the water absorption rate in the exhaust process from atmospheric pressure. In addition, a water absorption is a ratio of the water | moisture content contained in resin under normal temperature normal pressure.

本発明者の検討によれば、１時間当たりの気体放出速度が１．６×１０^−３Pa・m³・s^-1・m^-2以下の樹脂であれば、本実施の形態におけるガスケットの構成材料として使用可能である。しかしながら、高い真空度を実現する点からは、気体放出速度および吸水率のいずれもが低い値を示すテフロン（登録商標）を用いることが好ましい。 According to the study of the present inventors, if the gas release rate per hour is 1.6 × 10 ⁻³ Pa · m ³ · s ⁻¹ · m ⁻² or less, the gasket of the present embodiment It can be used as a constituent material. However, from the viewpoint of realizing a high degree of vacuum, it is preferable to use Teflon (registered trademark) that exhibits low values for both the gas release rate and the water absorption rate.

また、ガスケット５が電子ビーム描画装置へと続く空間に露出する面は、できるだけ小さいことが好ましい。 Moreover, it is preferable that the surface where the gasket 5 is exposed to the space leading to the electron beam drawing apparatus is as small as possible.

図２は、ガスケットの大きさを変えた以外は、図１と同じ構成を有するコンフラットフランジの断面図である。図２において、ガスケット６は、テーパ部１５とテーパ部１６によって形成される空間からエッジ１３、１４を超えて配管１、２の方へはみ出している。 FIG. 2 is a cross-sectional view of a conflat flange having the same configuration as FIG. 1 except that the size of the gasket is changed. In FIG. 2, the gasket 6 protrudes from the space formed by the tapered portion 15 and the tapered portion 16 beyond the edges 13 and 14 toward the pipes 1 and 2.

一方、図１のガスケット５は、エッジ１３、１４より外周部側であって、テーパ部１５とテーパ部１６によって形成される空間に留まっている。 On the other hand, the gasket 5 in FIG. 1 is located on the outer peripheral side of the edges 13 and 14 and remains in the space formed by the tapered portion 15 and the tapered portion 16.

上記のような違いにより、図２で電子ビーム描画装置へと続く空間に露出する面Ｓ_２の面積は、図１における対応する面Ｓ_１の面積より大きくなる。本発明者の検討によれば、同じ樹脂を使用した場合であっても、図２のような構成とすることにより、配管１および配管２の内部の真空度は、図１の構成より低下することが分かっている。これは、樹脂から放出される気体の量が増えるためと推測される。 The difference as described above, the area of the surface S ₂ which is exposed to the space that follows in FIG. 2 to the electron beam drawing apparatus is larger than the area of the surface S ₁ which corresponds in Figure 1. According to the study of the present inventor, even when the same resin is used, the degree of vacuum inside the pipe 1 and the pipe 2 is lower than that of the structure of FIG. I know that. This is presumably because the amount of gas released from the resin increases.

以上述べたように、本実施の形態の真空接続装置では、フランジ同士を対向させ、樹脂からなるスペーサを挟んだ状態で金属製のボルトで締め詰める。このとき、ボルトとフランジの間に樹脂製の座金を設けるとともに、フランジに接触するボルトの面を樹脂で被覆して、ボルトとフランジを電気的に絶縁する。また、互いに対向するフランジのエッジ間に、樹脂からなるガスケットを介装する。このような構造の真空接続装置とすることにより、電子ビーム描画装置の電気的絶縁性を保持しつつ、電子ビーム描画装置を排気装置に接続することができる。 As described above, in the vacuum connection device of the present embodiment, the flanges are opposed to each other, and the metal bolts are tightened in a state where the spacer made of resin is sandwiched. At this time, a resin washer is provided between the bolt and the flange, and the surface of the bolt contacting the flange is covered with resin to electrically insulate the bolt and the flange. A gasket made of resin is interposed between the flange edges facing each other. With the vacuum connection device having such a structure, the electron beam drawing apparatus can be connected to the exhaust device while maintaining the electrical insulation of the electron beam drawing apparatus.

また、真空接続装置に使用する樹脂としては、テフロン（登録商標）が好ましい。さらに、ガスケットは、フランジのエッジより外周部側であって、テーパ部によって形成される空間内に留まるようにすることが好ましい。このようにすることにより、樹脂から放出される気体の量を少なくすることができ、高真空度を実現することができる。 The resin used for the vacuum connection device is preferably Teflon (registered trademark). Furthermore, it is preferable that the gasket stays in the space formed by the tapered portion on the outer peripheral side from the edge of the flange. By doing so, the amount of gas released from the resin can be reduced, and a high degree of vacuum can be realized.

本実施の形態の真空接続装置は、配管同士、配管と各種機器類および排気装置との接続、または、配管と各種計器との接続などに用いることができる。 The vacuum connection device of the present embodiment can be used for connection between pipes, connection between pipes and various devices and exhaust devices, connection between pipes and various instruments, and the like.

次に、図３〜図５を用いて、本実施の形態の電子ビーム描画装置について述べる。 Next, the electron beam drawing apparatus according to the present embodiment will be described with reference to FIGS.

図３に示すように、電子ビーム描画装置１０１は、描画部１０３と制御部１０４とで構成される。描画部１０３は、描画室３００と、描画室３００の天井部に設けた電子鏡筒３０１とを備えている。電子鏡筒３０１は、上述したビーム照射装置を構成する。 As shown in FIG. 3, the electron beam drawing apparatus 101 includes a drawing unit 103 and a control unit 104. The drawing unit 103 includes a drawing chamber 300 and an electronic lens barrel 301 provided on the ceiling of the drawing chamber 300. The electron column 301 constitutes the beam irradiation device described above.

描画室３００内には、互いに直交するＸ方向とＹ方向に移動自在なステージ３０２が設けられており、ステージ３０２上に試料１０２が載置される。試料１０２は、例えば、ガラス基板上にクロム膜等の遮光膜とレジスト膜とが積層されたマスクである。 In the drawing chamber 300, a stage 302 that is movable in the X direction and the Y direction orthogonal to each other is provided, and the sample 102 is placed on the stage 302. The sample 102 is, for example, a mask in which a light shielding film such as a chromium film and a resist film are stacked on a glass substrate.

電子鏡筒３０１内には、上から順に、電子銃３０３と、照明レンズ３０４と、ブランキング偏向器３０５と、ブランキングアパーチャ３０６と、第１成形アパーチャ３０７と、投影レンズ３０８および成形偏向器３０９と、第２成形アパーチャ３１０と、主偏向器３１１と、対物レンズ３１２と、副偏向器３１３とが配置されている。 In the electron column 301, the electron gun 303, the illumination lens 304, the blanking deflector 305, the blanking aperture 306, the first shaping aperture 307, the projection lens 308, and the shaping deflector 309 are arranged in order from the top. A second shaping aperture 310, a main deflector 311, an objective lens 312, and a sub deflector 313 are arranged.

電子銃３０３から発せられた電子ビームＢは、照明レンズ３０４により第１成形アパーチャ３０７に照射されるが、ブランキングオン時（非描画期間）には、ブランキング偏向器３０５により偏向されてブランキングアパーチャ３０６上に照射され、第１成形アパーチャ３０７には照射されない。 The electron beam B emitted from the electron gun 303 is irradiated to the first shaping aperture 307 by the illumination lens 304. When blanking is on (non-drawing period), the electron beam B is deflected by the blanking deflector 305 and blanked. The light is irradiated on the aperture 306 and is not irradiated on the first shaping aperture 307.

第１成形アパーチャ３０７には矩形状の開口が形成されている。そして、電子ビームＢは、第１成形アパーチャ３０７を透過する際に、その断面形状が矩形に成形され、投影レンズ３０８により第２成形アパーチャ３１０上に投影される。この際、成形偏向器３０９により第２成形アパーチャ３１０への電子ビームＢの投影場所を変化させ、電子ビームＢの形状と寸法を制御する。 The first shaping aperture 307 is formed with a rectangular opening. When the electron beam B passes through the first shaping aperture 307, its cross-sectional shape is shaped into a rectangle, and is projected onto the second shaping aperture 310 by the projection lens 308. At this time, the projection position of the electron beam B onto the second shaping aperture 310 is changed by the shaping deflector 309 to control the shape and size of the electron beam B.

第２成形アパーチャ３１０を透過した電子ビームＢの焦点は、対物レンズ３１２により試料１０２に合わせられる。そして、主偏向器３１１による電子ビームＢの主偏向と副偏向器３１３による電子ビームＢの副偏向とで、試料１０２に対する電子ビームＢのショット位置が制御される。 The focus of the electron beam B transmitted through the second shaping aperture 310 is adjusted to the sample 102 by the objective lens 312. The shot position of the electron beam B with respect to the sample 102 is controlled by the main deflection of the electron beam B by the main deflector 311 and the sub deflection of the electron beam B by the sub deflector 313.

試料１０２上に描画されるパターン５０は、図４に示すように、主偏向で偏向可能なＹ方向幅の短冊状の複数のストライプ５１に分割され、さらに、各ストライプ５１は、行列状の多数のサブフィールド５２に分割される。パターン５０の描画に際しては、ステージ３０２をストライプ５１の幅方向に直交するＸ方向に連続移動させつつ、電子ビームＢを主偏向により各サブフィールド５２に位置決めし、所定のショット図形５４に成形された電子ビームＢを副偏向によりサブフィールド５２の定位置にショットして図形５３を描画する。そして、１つのストライプ５１の描画を終了すると、ステージ３０２をＹ方向にステップ移動させてから次のストライプ５１の描画を行い、これを繰り返して試料１０２の全体にパターン５０を描画する。 As shown in FIG. 4, the pattern 50 drawn on the sample 102 is divided into a plurality of strip-like stripes 51 having a width in the Y direction that can be deflected by main deflection. Are divided into subfields 52. When drawing the pattern 50, the stage 302 is continuously moved in the X direction orthogonal to the width direction of the stripe 51, and the electron beam B is positioned in each subfield 52 by main deflection, and is formed into a predetermined shot figure 54. The electron beam B is shot at a fixed position in the subfield 52 by sub-deflection to draw a figure 53. When the drawing of one stripe 51 is completed, the stage 302 is moved stepwise in the Y direction, the next stripe 51 is drawn, and this is repeated to draw the pattern 50 on the entire sample 102.

このように、電子ビームＢは、主偏向器３１１と副偏向器３１３によって偏向され、連続的に移動するステージ３０２に追従しながら、照射位置を決められる。Ｘ方向のステージ移動を連続的に行うとともに、電子ビームＢのショット位置をステージ移動に追従させることで、描画時間の短縮を図ることができる。尚、本実施の形態においては、ステージ３０２を停止させた状態で１つの主偏向領域の描画を行い、次の領域へ移動するときには描画を行わないステップアンドリピート方式の描画方法であってもよい。 In this way, the electron beam B is deflected by the main deflector 311 and the sub deflector 313, and the irradiation position can be determined while following the stage 302 that moves continuously. By continuously moving the stage in the X direction and making the shot position of the electron beam B follow the stage movement, the drawing time can be shortened. In this embodiment, a step-and-repeat drawing method may be used in which drawing of one main deflection area is performed with the stage 302 stopped, and drawing is not performed when moving to the next area. .

制御部１０４は、電子ビーム描画装置１０１の各種制御を行う制御計算機４００を備えている。制御計算機４００には、ステージ３０２の制御を行うステージ制御部４０６が接続されている。ステージ制御部４０６には、ステージ３０２を駆動する駆動部４０１と、ステージ３０２に固定したステージミラー３０２ａへのレーザ光の入反射でステージ３０２の位置を測定するレーザ側長計４０２とが接続されている。また、制御計算機４００には、偏向制御部４０３が接続されており、ブランキング偏向器３０５、成形偏向器３０９、主偏向器３１１および副偏向器３１３を偏向制御部４０３により各偏向器用アンプ３０５ａ、３０９ａ、３１１ａ、３１３ａを介して制御する。 The control unit 104 includes a control computer 400 that performs various controls of the electron beam drawing apparatus 101. A stage control unit 406 that controls the stage 302 is connected to the control computer 400. Connected to the stage control unit 406 are a drive unit 401 that drives the stage 302 and a laser side length meter 402 that measures the position of the stage 302 by incident / reflected laser light on a stage mirror 302 a fixed to the stage 302. . Further, a deflection control unit 403 is connected to the control computer 400, and a blanking deflector 305, a shaping deflector 309, a main deflector 311 and a sub deflector 313 are connected to each deflector amplifier 305 a, Control is performed via 309a, 311a, and 313a.

制御部１０４は、さらに、パターンデータ（ＣＡＤデータ）を、電子ビーム描画装置１０１で処理可能なフォーマットに変換した描画データを記憶する記憶装置４０４を備えている。また、制御部１０４は、ショットデータ生成部４０５を備えている。 The control unit 104 further includes a storage device 404 that stores drawing data obtained by converting pattern data (CAD data) into a format that can be processed by the electron beam drawing apparatus 101. Further, the control unit 104 includes a shot data generation unit 405.

ショットデータ生成部４０５は、描画データで規定されるパターン５０を複数のストライプ５１に分割する処理、各ストライプ５１をサブフィールド５２に分割する処理、各サブフィールド５２内の図形５３の形状、大きさ、位置を決定する処理、図形５３を１回のショットで描画できる複数部分に分割する処理等を行ってショット図形５４のデータを生成する。このショット図形データは偏向制御部４０３へ送られる。 The shot data generation unit 405 performs processing for dividing the pattern 50 defined by the drawing data into a plurality of stripes 51, processing for dividing each stripe 51 into subfields 52, and the shape and size of the figure 53 in each subfield 52. The process of determining the position, the process of dividing the figure 53 into a plurality of parts that can be drawn in one shot, and the like are performed to generate data of the shot figure 54. This shot figure data is sent to the deflection control unit 403.

試料１０２に対して電子ビームによる描画を行う場合には、描画室３００と電子鏡筒３０１の内部を所定の真空度にする。具体的には、描画室３００と電子鏡筒３０１に配管を設け、これらを排気装置の配管に接続することにより、描画室３００や電子鏡筒３０１の内部の気体を排出する。排気装置としては、例えば、イオンポンプまたは分子ポンプなどを用いることができる。また、上記配管同士の接続には、本実施の形態の真空接続装置が用いられる。これにより、電気的絶縁性と高真空度を実現することのできる電子ビーム描画装置が提供される。 When drawing with the electron beam on the sample 102, the inside of the drawing chamber 300 and the electron column 301 is set to a predetermined degree of vacuum. Specifically, piping is provided in the drawing chamber 300 and the electron column 301, and these are connected to the piping of the exhaust device, whereby the gas inside the drawing chamber 300 and the electron column 301 is discharged. For example, an ion pump or a molecular pump can be used as the exhaust device. Moreover, the vacuum connection apparatus of this Embodiment is used for the connection of the said piping. Thereby, an electron beam drawing apparatus capable of realizing electrical insulation and a high degree of vacuum is provided.

図５は、電子ビーム描画装置１０１の配管１と、排気装置２０１の配管２とが、フランジ３、４を介して接続する様子を示す概略平面図である。図１に示すように、本実施の形態によれば、フランジ３とフランジ４を対向させ、樹脂からなるスペーサ１２を挟んだ状態で金属製のボルト９で締め詰める。このとき、ボルト９とフランジ３の間に樹脂製の座金７を設けるとともに、フランジ３に接触するボルト９の面を樹脂１１で被覆して、ボルト９とフランジ３を電気的に絶縁する。また、互いに対向するフランジ３、４のテーパ部１５、１６によって挟まれた空間に、樹脂からなるガスケット５を介装する。このようにすることにより、電子ビーム描画装置１０１の電気的絶縁性を保持しつつ、電子ビーム描画装置１０１を排気装置２０１に接続することができる。 FIG. 5 is a schematic plan view showing a state in which the pipe 1 of the electron beam drawing apparatus 101 and the pipe 2 of the exhaust apparatus 201 are connected via the flanges 3 and 4. As shown in FIG. 1, according to the present embodiment, the flange 3 and the flange 4 are opposed to each other, and are tightened with a metal bolt 9 with a spacer 12 made of resin interposed therebetween. At this time, a resin washer 7 is provided between the bolt 9 and the flange 3, and the surface of the bolt 9 contacting the flange 3 is covered with the resin 11 to electrically insulate the bolt 9 and the flange 3. Further, a gasket 5 made of resin is interposed in a space sandwiched between the tapered portions 15 and 16 of the flanges 3 and 4 facing each other. In this way, the electron beam drawing apparatus 101 can be connected to the exhaust device 201 while maintaining the electrical insulation of the electron beam drawing apparatus 101.

ガスケット５に使用する樹脂としては、テフロン（登録商標）が好ましい。さらに、ガスケット５は、フランジ３、４のエッジ１３、１４より外周部側であって、テーパ部１５、１６によって形成される空間内に留まるようにすることが好ましい。このようにすることにより、ガスケット５を構成する樹脂から放出される気体の量を少なくして、電子ビーム描画装置１０１の内部を高真空にすることができる。 The resin used for the gasket 5 is preferably Teflon (registered trademark). Furthermore, it is preferable that the gasket 5 stays in the space formed by the tapered portions 15 and 16 on the outer peripheral side of the edges 13 and 14 of the flanges 3 and 4. By doing in this way, the quantity of the gas discharge | released from resin which comprises the gasket 5 can be decreased, and the inside of the electron beam drawing apparatus 101 can be made into a high vacuum.

尚、電子ビーム描画装置の絶縁性を保持した状態で、これを排気装置に接続する方法としては、例えば、図６に示す構造も考えられる。図６では、図示しない電子ビーム描画装置に繋がる配管１と、図示しない排気装置に繋がる配管２とが、真空接続装置１０００、２０００、３０００によって接続されている。 Note that, for example, a structure shown in FIG. 6 is conceivable as a method of connecting the electron beam drawing apparatus to the exhaust apparatus while maintaining the insulating property. In FIG. 6, a pipe 1 connected to an electron beam drawing apparatus (not shown) and a pipe 2 connected to an exhaust apparatus (not shown) are connected by vacuum connection devices 1000, 2000, and 3000.

真空接続装置２０００は、配管１と配管５０００を接続するものであり、フランジ２００３とフランジ２００４とが、金属製の座金２００８を介して、ボルト２００９とナット２０１０で締め付けられている。また、これらの間には、銅製のガスケット２００５が介装されている。真空接続装置３０００は、配管２と配管４０００を接続するものであり、その構造は真空接続装置２０００と同じである。 The vacuum connection device 2000 connects the pipe 1 and the pipe 5000, and the flange 2003 and the flange 2004 are fastened with a bolt 2009 and a nut 2010 via a metal washer 2008. In addition, a copper gasket 2005 is interposed between them. The vacuum connection device 3000 connects the pipe 2 and the pipe 4000, and the structure thereof is the same as that of the vacuum connection device 2000.

真空接続装置１０００は、配管４０００と配管５０００を接続するものであり、フランジ１００３とフランジ１００４とが、樹脂スペーサ１０１１を挟んだ状態で、ボルト１００９とナット１０１０によって締め付けられている。尚、ボルト１００９とナット１０１０は金属製であり、座金１００８も金属製であるが、座金１００７は絶縁性の樹脂である。また、ボルト１００９のフランジ１００３、１００４と接触する部分には、絶縁性の樹脂が被覆されている。さらに、フランジ１００３とフランジ１００４の間には、セラミック製のシールリング１００５が配置されており、Ｏリング１００１によって真空シールされている。 The vacuum connection device 1000 connects the pipe 4000 and the pipe 5000, and the flange 1003 and the flange 1004 are fastened by a bolt 1009 and a nut 1010 with a resin spacer 1011 sandwiched therebetween. The bolt 1009 and the nut 1010 are made of metal, and the washer 1008 is also made of metal, but the washer 1007 is an insulating resin. Further, portions of the bolt 1009 that are in contact with the flanges 1003 and 1004 are covered with an insulating resin. Further, a ceramic seal ring 1005 is disposed between the flange 1003 and the flange 1004 and is vacuum-sealed by an O-ring 1001.

図６の構造によっても、電子ビーム描画装置の絶縁性を保持した状態で、電子ビーム描画装置を排気装置に接続することができる。しかしながら、この構成では、図１に比べて真空接続装置と配管の数が増えるために装置が大型化する。また、配管抵抗が大きくなることによって真空度が低下するという問題もある。 Also with the structure of FIG. 6, it is possible to connect the electron beam drawing apparatus to the exhaust device while maintaining the insulation of the electron beam drawing apparatus. However, in this configuration, the number of vacuum connection devices and pipes is increased as compared with FIG. There is also a problem that the degree of vacuum is lowered due to an increase in piping resistance.

これに対して、図１の真空接続装置によれば、樹脂ガスケットを用いることで、１つの真空接続装置で配管１と配管２を接続することができる。したがって、図６のように装置を大型化することがなく、また、高真空度を達成することができる。 On the other hand, according to the vacuum connection apparatus of FIG. 1, the piping 1 and the piping 2 can be connected by one vacuum connection apparatus by using a resin gasket. Therefore, the apparatus is not enlarged as shown in FIG. 6, and a high degree of vacuum can be achieved.

本発明は、上記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内において、種々変形して実施することができる。例えば、上記実施の形態では、電子ビームを用いたが、イオンビームなどの他の荷電粒子ビームを用いた場合にも適用可能である。 The present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention. For example, although the electron beam is used in the above embodiment, the present invention can also be applied to cases where other charged particle beams such as an ion beam are used.

また、上記では、本実施の形態の真空接続装置を介して、電子ビーム描画装置と排気装置を接続する例について述べたが、本発明はこれに限られるものではない。例えば、電子ビーム描画装置以外の真空装置、例えば、スパッタリング装置およびＣＶＤ（ＣｈｅｍｉｃａｌＶａｐｏｒＤｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）装置などの各種成膜装置、透過型電子顕微鏡または走査透過型電子顕微鏡などを、本実施の形態の真空接続装置を介して排気装置に接続することも可能である。 In the above description, the example in which the electron beam drawing apparatus and the exhaust apparatus are connected via the vacuum connection apparatus of the present embodiment has been described. However, the present invention is not limited to this. For example, a vacuum apparatus other than an electron beam drawing apparatus, for example, various film forming apparatuses such as a sputtering apparatus and a CVD (Chemical Vapor Deposition) apparatus, a transmission electron microscope, a scanning transmission electron microscope, and the like are connected in vacuum according to the present embodiment. It is also possible to connect to the exhaust device via a device.

１、２、４０００、５０００配管
３、４、１００３、１００４、２００３、２００４フランジ
５、６、２００５ガスケット
７、８、１００７、１００８、２００８座金
９、１００９、２００９ボルト
１０、１０１０、２０１０ナット
１１、１００２樹脂
１２、１０１１スペーサ
１３、１４エッジ
１５、１６テーパ部
１０００、２０００、３０００真空接続装置
１００１Ｏリング
１００５シールリング
５０パターン
５１ストライプ
５２サブフィールド
５３図形
５４ショット図形
１０１電子ビーム描画装置
１０２試料
１０３描画部
１０４制御部
２０１排気装置
３００描画室
３０１電子鏡筒
３０２ステージ
３０２ａステージミラー
３０３電子銃
３０４照明レンズ
３０５ブランキング偏向器
３０５ａブランキングアンプ
３０６ブランキングアパーチャ
３０７第１成形アパーチャ
３０８投影レンズ
３０９成形偏向器
３０９ａ成形アンプ
３１０第２成形アパーチャ
３１１主偏向器
３１１ａ主偏向アンプ
３１２対物レンズ
３１３副偏向器
３１３ａ副偏向アンプ
４００制御計算機
４０１駆動部
４０２レーザ側長計
４０３偏向制御部
４０４記憶装置
４０５ショットデータ生成部
４０６ステージ制御部
Ｂ電子ビーム
1, 2, 4000, 5000 Piping 3, 4, 1003, 1004, 2003, 2004 Flange 5, 6, 2005 Gasket 7, 8, 1007, 1008, 2008 Washer 9, 1009, 2009 Bolt 10, 1010, 2010 Nut 11, 1002 Resin 12, 1011 Spacer 13, 14 Edge 15, 16 Tapered portion 1000, 2000, 3000 Vacuum connection device 1001 O-ring 1005 Seal ring 50 Pattern 51 Stripe 52 Subfield 53 Shape 54 Shot shape 101 Electron beam drawing device 102 Sample 103 Drawing Numeral 104 Control unit 201 Exhaust device 300 Drawing chamber 301 Electron barrel 302 Stage 302a Stage mirror 303 Electron gun 304 Illumination lens 305 Blanking deflector 305a Blanc King amplifier 306 Blanking aperture 307 First shaping aperture 308 Projection lens 309 Molding deflector 309a Molding amplifier 310 Second shaping aperture 311 Main deflector 311a Main deflection amplifier 312 Objective lens 313 Sub deflector 313a Sub deflection amplifier 400 Control computer 401 Drive Unit 402 laser side length meter 403 deflection control unit 404 storage device 405 shot data generation unit 406 stage control unit B electron beam

Claims

対向するフランジ間に絶縁スペーサを挟み、締結部材で締結することにより、前記フランジ間を真空シールする真空接続装置であって、
前記フランジと前記締結部材の間に設けられた絶縁部材と、
前記フランジの各対向面に設けられたエッジと、
前記各エッジから前記フランジの各外周部に向かって形成されたテーパ部と、
前記各テーパ部によって挟まれた空間に介装される樹脂ガスケットとを有し、
前記樹脂ガスケットは、前記エッジより前記外周部側の前記空間内に留まっていることを特徴とする真空接続装置。 A vacuum connection device for vacuum-sealing between the flanges by sandwiching an insulating spacer between opposing flanges and fastening with a fastening member,
An insulating member provided between the flange and the fastening member;
An edge provided on each facing surface of the flange;
A tapered portion formed from each edge toward each outer peripheral portion of the flange;
A resin gasket interposed in a space sandwiched between the taper portions,
The vacuum connection device, wherein the resin gasket remains in the space on the outer peripheral side from the edge.

前記樹脂ガスケットは、テフロン（登録商標）からなることを特徴とする請求項１に記載の真空接続装置。 The vacuum connection device according to claim 1, wherein the resin gasket is made of Teflon (registered trademark).

試料が載置される描画室と、
荷電粒子ビームを照射するビーム照射装置と、
前記描画室および前記ビーム照射装置の少なくとも一方にある気体を排気する排気装置と、
前記描画室または前記ビーム照射装置に繋がる配管と、前記排気装置に繋がる配管とを接続する真空接続装置とを備えた荷電粒子ビーム描画装置であって、
前記真空接続装置は、前記２つの配管の端部に設けられたフランジと、
前記フランジ同士を絶縁スペーサを挟んで締結する締結部材と、
前記フランジと前記締結部材の間に設けられた絶縁部材と、
前記フランジの各対向面に設けられたエッジと、
前記各エッジから前記フランジの各外周部に向かって形成されたテーパ部と、
前記各テーパ部によって挟まれた空間に介装される樹脂ガスケットとを有し、
前記樹脂ガスケットは、前記エッジより前記外周部側の前記空間内に留まっていることを特徴とする荷電粒子ビーム描画装置。 A drawing room in which the sample is placed;
A beam irradiation device for irradiating a charged particle beam;
An exhaust device for exhausting a gas in at least one of the drawing chamber and the beam irradiation device;
A charged particle beam drawing apparatus comprising: a vacuum connection device that connects a piping connected to the drawing chamber or the beam irradiation device and a piping connected to the exhaust device;
The vacuum connection device includes a flange provided at an end of the two pipes,
A fastening member for fastening the flanges with an insulating spacer interposed therebetween;
An insulating member provided between the flange and the fastening member;
An edge provided on each facing surface of the flange;
A tapered portion formed from each edge toward each outer peripheral portion of the flange;
A resin gasket interposed in a space sandwiched between the taper portions,
The charged particle beam drawing apparatus, wherein the resin gasket remains in the space on the outer peripheral side from the edge.

前記樹脂ガスケットは、テフロン（登録商標）からなることを特徴とする請求項３に記載の荷電粒子ビーム描画装置。 The charged particle beam drawing apparatus according to claim 3, wherein the resin gasket is made of Teflon (registered trademark).

荷電粒子ビーム描画装置に繋がる配管の端部と、排気装置に繋がる配管の端部とにそれぞれフランジを設け、
絶縁スペーサを挟んだ状態で前記フランジ同士を締結するとともに、前記フランジの各対向面に設けられたエッジから、前記フランジの各外周部に向かって形成されたテーパ部によって挟まれた空間に樹脂ガスケットを介装し、前記樹脂ガスケットが前記エッジより前記外周部側の前記空間内に留まるようにすることを特徴とする排気装置の荷電粒子ビーム描画装置への取付方法。
Provide flanges at the end of the pipe connected to the charged particle beam drawing device and the end of the pipe connected to the exhaust device,
The flanges are fastened together with an insulating spacer sandwiched between them, and resin gaskets are inserted into spaces sandwiched by tapered portions formed toward the outer peripheral portions of the flanges from the edges provided on the opposing surfaces of the flanges. And attaching the exhaust gasket to the charged particle beam drawing apparatus, wherein the resin gasket stays in the space on the outer peripheral side of the edge.