JP2000251816A - 粒子線を静電的に偏向させる装置 - Google Patents
粒子線を静電的に偏向させる装置Info
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- H01J3/26—Arrangements for deflecting ray or beam
- H01J3/28—Arrangements for deflecting ray or beam along one straight line or along two perpendicular straight lines
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- H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
- H01J37/02—Details
- H01J37/04—Arrangements of electrodes and associated parts for generating or controlling the discharge, e.g. electron-optical arrangement or ion-optical arrangement
- H01J37/147—Arrangements for directing or deflecting the discharge along a desired path
- H01J37/1472—Deflecting along given lines
- H01J37/1474—Scanning means
- H01J37/1477—Scanning means electrostatic
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- Analytical Chemistry (AREA)
- Electron Beam Exposure (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】粒子線を静電的に偏向させる装置において、製
造技術上の利点を維持しながら利用価値を改善する。 【解決手段】複数本の偏向ワイヤーが結合されて偏向格
子を形成している。これら偏向ワイヤーは、１つの偏向
格子に属しているすべての偏向ワイヤー（２．１１,
２．１２；２．２１,２．２２；２．３１,２．３２）に
おいて常に同じ値の偏向電圧が印加されるように互いに
接続され、且つ制御回路（５）と接続されている。
造技術上の利点を維持しながら利用価値を改善する。 【解決手段】複数本の偏向ワイヤーが結合されて偏向格
子を形成している。これら偏向ワイヤーは、１つの偏向
格子に属しているすべての偏向ワイヤー（２．１１,
２．１２；２．２１,２．２２；２．３１,２．３２）に
おいて常に同じ値の偏向電圧が印加されるように互いに
接続され、且つ制御回路（５）と接続されている。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、２つの座標軸Ｘ,Ｙ
によって張られる面を走査する目的で粒子線を初期放射
方向から静電的に偏向させる装置であって、偏向ワイヤ
ーとして形成された複数の電極が制御回路に接続され且
つ制御に応じて可変な偏向電圧を印加されている前記装
置に関するものである。なお初期放射方向とは、座標軸
Ｘ,Ｙと交差している非偏向粒子線の方向である。また、
制御電圧は、座標軸Ｘまたは座標軸Ｙ方向における粒子
線の初期放射方向からの偏向に対し等価である。
によって張られる面を走査する目的で粒子線を初期放射
方向から静電的に偏向させる装置であって、偏向ワイヤ
ーとして形成された複数の電極が制御回路に接続され且
つ制御に応じて可変な偏向電圧を印加されている前記装
置に関するものである。なお初期放射方向とは、座標軸
Ｘ,Ｙと交差している非偏向粒子線の方向である。また、
制御電圧は、座標軸Ｘまたは座標軸Ｙ方向における粒子
線の初期放射方向からの偏向に対し等価である。
【０００２】
【従来の技術】粒子線機器、たとえばウェーハーを露光
するための電子線露光器およびイオン線露光器において
は、被露光面を越えるように粒子線を偏向させる装置が
必要である。この種の偏向装置は偏向システムと呼ばれ
ることもあるが、粒子線の方向の変更は原理的には磁力
または静電力の影響により行なわれる。放射方向に相前
後して磁力と静電力を利用するようにした偏向装置も知
られている。
するための電子線露光器およびイオン線露光器において
は、被露光面を越えるように粒子線を偏向させる装置が
必要である。この種の偏向装置は偏向システムと呼ばれ
ることもあるが、粒子線の方向の変更は原理的には磁力
または静電力の影響により行なわれる。放射方向に相前
後して磁力と静電力を利用するようにした偏向装置も知
られている。
【０００３】粒子線の偏向を迅速且つ正確に行なう場合
には、静電式偏向システムが有利である。この種の静電式
偏向システムにおいては、複数個の偏向電極が異なる電
圧ポテンシャルで付勢され、これにより静電場が発生す
る。静電場は電圧ポテンシャルの変化或いは偏向電極の
制御に応じて方向を変えるように粒子線に作用を及ぼ
す。偏向電極の制御は、粒子線が初期放射方向（非偏向光
路に対応している）から所望の方向へ偏向し、制御のヴ
ァリエーションに応じて、座標軸Ｘ,Ｙによって張られる
面を介して案内されるように行なわれる。
には、静電式偏向システムが有利である。この種の静電式
偏向システムにおいては、複数個の偏向電極が異なる電
圧ポテンシャルで付勢され、これにより静電場が発生す
る。静電場は電圧ポテンシャルの変化或いは偏向電極の
制御に応じて方向を変えるように粒子線に作用を及ぼ
す。偏向電極の制御は、粒子線が初期放射方向（非偏向光
路に対応している）から所望の方向へ偏向し、制御のヴ
ァリエーションに応じて、座標軸Ｘ,Ｙによって張られる
面を介して案内されるように行なわれる。
【０００４】最近では、偏向電極をワイヤーとして形成
した静電式偏向システムが開発された。ワイヤーは部分
的な距離にわたって初期放射方向に平行に延びている。
この種の偏向システムはドイツ連邦共和国特許公開第３
１３８８９８号公報に記載されている。この公報によれ
ば、８本のワイヤーが半径方向において対称になるよう
に初期放射方向を中心として分配されている。この場合
ワイヤーはその端部を絶縁体に固定されている。絶縁体
への固定位置は、粒子線に対するワイヤーの相対的な位
置および指向性を決定する。このドイツ連邦共和国特許
公開第３１３８８９８号公報に開示された、初期放射方
向に関するワイヤーの配置構成を、図１に図示した。
した静電式偏向システムが開発された。ワイヤーは部分
的な距離にわたって初期放射方向に平行に延びている。
この種の偏向システムはドイツ連邦共和国特許公開第３
１３８８９８号公報に記載されている。この公報によれ
ば、８本のワイヤーが半径方向において対称になるよう
に初期放射方向を中心として分配されている。この場合
ワイヤーはその端部を絶縁体に固定されている。絶縁体
への固定位置は、粒子線に対するワイヤーの相対的な位
置および指向性を決定する。このドイツ連邦共和国特許
公開第３１３８８９８号公報に開示された、初期放射方
向に関するワイヤーの配置構成を、図１に図示した。
【０００５】複数個の電極をシリンダセグメントまたは
円セグメントとして初期放射方向を中心にして分配配設
したそれ以前の公知の偏向システムに比べると、上記装
置の欠点は、偏向感度が比較的小さく、また混合偏向ポテ
ンシャルを発生させねばならないので、電極の制御の際
にコストが増大することである（前記ドイツ連邦共和国
特許公開第３１３８８９８号公報、第４頁第５行から第
７行まで）。静電場を少なくともほぼ均一にするには混
合偏向ポテンシャル、たとえばＵ４＝（Ｕｙ＋Ｕ ｘ）√
２が必要である。
円セグメントとして初期放射方向を中心にして分配配設
したそれ以前の公知の偏向システムに比べると、上記装
置の欠点は、偏向感度が比較的小さく、また混合偏向ポテ
ンシャルを発生させねばならないので、電極の制御の際
にコストが増大することである（前記ドイツ連邦共和国
特許公開第３１３８８９８号公報、第４頁第５行から第
７行まで）。静電場を少なくともほぼ均一にするには混
合偏向ポテンシャル、たとえばＵ４＝（Ｕｙ＋Ｕ ｘ）√
２が必要である。
【０００６】したがって上記のワイヤー型偏向システム
はそれ以前公知の従来技術に比べて利用価値が少ない。
このためその本来の利点、すなわち製造が簡単であると
いう利点は、特に粒子線の迅速且つ正確な偏向が望まし
い適用例に対して効果的に活用できない。
はそれ以前公知の従来技術に比べて利用価値が少ない。
このためその本来の利点、すなわち製造が簡単であると
いう利点は、特に粒子線の迅速且つ正確な偏向が望まし
い適用例に対して効果的に活用できない。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】そこで本発明の課題
は、冒頭で述べた種類の偏向システムにおいて、製造技術
上の利点を維持しながら利用価値を改善することであ
る。
は、冒頭で述べた種類の偏向システムにおいて、製造技術
上の利点を維持しながら利用価値を改善することであ
る。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記の課題は、本発明に
よれば、複数本の偏向ワイヤーが結合されて偏向格子を
形成しており、これら偏向ワイヤーは、１つの偏向格子に
属しているすべての偏向ワイヤーにおいて常に同じ値の
偏向電圧が印加されるように互いに接続され、且つ制御
回路と接続されていることにより解決される。
よれば、複数本の偏向ワイヤーが結合されて偏向格子を
形成しており、これら偏向ワイヤーは、１つの偏向格子に
属しているすべての偏向ワイヤーにおいて常に同じ値の
偏向電圧が印加されるように互いに接続され、且つ制御
回路と接続されていることにより解決される。
【０００９】本発明の有利な構成では、複数の偏向格子
が座標軸Ｘに割り当てられ、これらの偏向格子の偏向ワ
イヤーが座標軸Ｙに関し対称に配置されていること、お
よび（または）複数の偏向格子が座標軸Ｙに割り当てら
れ、これらの偏向格子の偏向ワイヤーが座標軸Ｘに関し
対称に配置されている。
が座標軸Ｘに割り当てられ、これらの偏向格子の偏向ワ
イヤーが座標軸Ｙに関し対称に配置されていること、お
よび（または）複数の偏向格子が座標軸Ｙに割り当てら
れ、これらの偏向格子の偏向ワイヤーが座標軸Ｘに関し
対称に配置されている。
【００１０】これにより、混合偏向ポテンシャルという
高コストの準備をせずに場の高均一性が達成される。ま
た、以下に詳細に説明する複数本の偏向ワイヤーを適宜
位置決めすることにより、高次の静電ポテンシャルのフ
ーリエ調和関数を簡単に抑圧して、場の均一性をさらに
改善することができる。複数本の偏向ワイヤーを同じポ
テンシャルで付勢すると、偏向システム全体の偏向感度
が向上するので有利である。
高コストの準備をせずに場の高均一性が達成される。ま
た、以下に詳細に説明する複数本の偏向ワイヤーを適宜
位置決めすることにより、高次の静電ポテンシャルのフ
ーリエ調和関数を簡単に抑圧して、場の均一性をさらに
改善することができる。複数本の偏向ワイヤーを同じポ
テンシャルで付勢すると、偏向システム全体の偏向感度
が向上するので有利である。
【００１１】本発明の特に有利な構成では、座標軸Ｘと
座標軸Ｙにはそれぞれ２つの偏向格子が割り当てられて
いる。座標軸Ｘに割り当てられる偏向格子は座標軸Ｙに
関し対称に対向し、座標軸Ｙに割り当てられる偏向格子
は座標軸Ｘに関し対称に対向している。この場合、座標軸
Ｘに割り当てられる偏向格子の間には電圧ポテンシャル
±ＵＸが設定され、座標軸Ｙに割り当てられる偏向格子
には電圧ポテンシャル±ＵＹが設定される。偏向格子に
印加される電圧の変化に依存して粒子線は初期放射方向
から偏向せしめられる。
座標軸Ｙにはそれぞれ２つの偏向格子が割り当てられて
いる。座標軸Ｘに割り当てられる偏向格子は座標軸Ｙに
関し対称に対向し、座標軸Ｙに割り当てられる偏向格子
は座標軸Ｘに関し対称に対向している。この場合、座標軸
Ｘに割り当てられる偏向格子の間には電圧ポテンシャル
±ＵＸが設定され、座標軸Ｙに割り当てられる偏向格子
には電圧ポテンシャル±ＵＹが設定される。偏向格子に
印加される電圧の変化に依存して粒子線は初期放射方向
から偏向せしめられる。
【００１２】本発明の他の構成では、同じ偏向格子の少
なくとも２つの偏向ワイヤーは座標軸Ｘ,Ｙの原点に対
し異なる距離で配置されている。換言すれば、１つの偏向
格子の少なくとも２本の偏向ワイヤーにおいて、偏向ワ
イヤーと非偏向粒子線との距離は異なっている。これに
関連して、すべての偏向ワイヤーの横断面中心点が、座標
軸原点に対し同心に指向している複数個の円ｋ１，
ｋ２，．．．．．．ｋｎの周線上に配分されているのが
有利である。これらの円は座標軸原点または非偏向粒子
線に対しても同心に指向している。このようにして、同じ
偏向格子に属している偏向ワイヤーと非偏向粒子線との
距離は円ｋ１，ｋ２，ｋ３の半径ｒ１，ｒ２，ｒ３によ
って決定されている。
なくとも２つの偏向ワイヤーは座標軸Ｘ,Ｙの原点に対
し異なる距離で配置されている。換言すれば、１つの偏向
格子の少なくとも２本の偏向ワイヤーにおいて、偏向ワ
イヤーと非偏向粒子線との距離は異なっている。これに
関連して、すべての偏向ワイヤーの横断面中心点が、座標
軸原点に対し同心に指向している複数個の円ｋ１，
ｋ２，．．．．．．ｋｎの周線上に配分されているのが
有利である。これらの円は座標軸原点または非偏向粒子
線に対しても同心に指向している。このようにして、同じ
偏向格子に属している偏向ワイヤーと非偏向粒子線との
距離は円ｋ１，ｋ２，ｋ３の半径ｒ１，ｒ２，ｒ３によ
って決定されている。
【００１３】場の均一性に関して特に好都合な構成は、
たとえば全部で４つの偏向格子が設けられ、それぞれの
偏向格子が６本の偏向ワイヤーから形成され、すべての
偏向格子の偏向ワイヤーが半径ｒ１＜ｒ２＜ｒ３の３つ
の円ｋ１，ｋ２，ｋ３の周線上に配分されており、それ
ぞれの円ｋ１，ｋ２，ｋ３が１つの偏向格子の２本の偏
向ワイヤーを備えている場合である。
たとえば全部で４つの偏向格子が設けられ、それぞれの
偏向格子が６本の偏向ワイヤーから形成され、すべての
偏向格子の偏向ワイヤーが半径ｒ１＜ｒ２＜ｒ３の３つ
の円ｋ１，ｋ２，ｋ３の周線上に配分されており、それ
ぞれの円ｋ１，ｋ２，ｋ３が１つの偏向格子の２本の偏
向ワイヤーを備えている場合である。
【００１４】この場合上記半径の比はｒ１：ｒ２：ｒ３
＝１：１．１：１．２である。円ｋ １上の１つの偏向格
子の２つの偏向ワイヤーの間の円弧長さｂ１と、円ｋ２
上の１つの偏向格子の２つの偏向ワイヤーの間の円弧長
さｂ２と、円ｋ３上の１つの偏向格子の２つの偏向ワイ
ヤーの間の円弧長さｂ３との比は８：１：１４である。
＝１：１．１：１．２である。円ｋ １上の１つの偏向格
子の２つの偏向ワイヤーの間の円弧長さｂ１と、円ｋ２
上の１つの偏向格子の２つの偏向ワイヤーの間の円弧長
さｂ２と、円ｋ３上の１つの偏向格子の２つの偏向ワイ
ヤーの間の円弧長さｂ３との比は８：１：１４である。
【００１５】この場合、円弧長さｂ１を５ｍｍないし１
０ｍｍの範囲内で実施するのが有利である。偏向電圧±
ＵＸおよび±ＵＹは１００ボルト以下である必要があ
る。これにより、特に電子線リソグラフィーに適用する
と、場の均一性および偏向感度に関し非常に優れた結果
が得られる。非偏向粒子線に対して垂直な断面で観察さ
れる場の不均一性は上記構成において最適に抑制され、
特に２次ないし７次の静電ポテンシャルのフーリエ調和
関数は「ゼロ」に低減される。
０ｍｍの範囲内で実施するのが有利である。偏向電圧±
ＵＸおよび±ＵＹは１００ボルト以下である必要があ
る。これにより、特に電子線リソグラフィーに適用する
と、場の均一性および偏向感度に関し非常に優れた結果
が得られる。非偏向粒子線に対して垂直な断面で観察さ
れる場の不均一性は上記構成において最適に抑制され、
特に２次ないし７次の静電ポテンシャルのフーリエ調和
関数は「ゼロ」に低減される。
【００１６】もちろん他の比例値およびオーダーも選定
できるが、この場合には異なる結果が得られる。さらに、
偏向ワイヤーの基本配置構成として基本的には円の周線
ではなく、或いは円の周線だけに限定するのではなく、た
とえば正方形、八角形など他の幾何学的図柄をベースに
してもよい。機能的に常に重要なことは、これらの周線上
にある偏向ワイヤーが座標軸Ｘおよび（または）座標軸
Ｙに関し対称に配置されることである。
できるが、この場合には異なる結果が得られる。さらに、
偏向ワイヤーの基本配置構成として基本的には円の周線
ではなく、或いは円の周線だけに限定するのではなく、た
とえば正方形、八角形など他の幾何学的図柄をベースに
してもよい。機能的に常に重要なことは、これらの周線上
にある偏向ワイヤーが座標軸Ｘおよび（または）座標軸
Ｙに関し対称に配置されることである。
【００１７】偏向ワイヤーの材料としては金、プラチナ、
タングステン、アルミニウム或いは銅、またはシリコンを
含むこれら金属の１つまたはいくつかの合金が有利であ
る。偏向ワイヤーの径は１０μｍと２０0μｍの間である
べきである。
タングステン、アルミニウム或いは銅、またはシリコンを
含むこれら金属の１つまたはいくつかの合金が有利であ
る。偏向ワイヤーの径は１０μｍと２０0μｍの間である
べきである。
【００１８】本発明による装置は場の均一性の改善およ
び偏向感度の向上に関連した有利な作用のほかに、構成
が簡潔であるために、この種の偏向装置の製造精度を高
めるうえで優れた技術的前提が与えられている。
び偏向感度の向上に関連した有利な作用のほかに、構成
が簡潔であるために、この種の偏向装置の製造精度を高
めるうえで優れた技術的前提が与えられている。
【００１９】本発明による偏向装置は、半導体製造工程
においてウェーハーまたはマスク上に露光構造を生じさ
せる機器に有利に利用可能である。この場合特に効果的
なのは、使用される粒子線光学的露光光線に偏向ワイヤ
ーがわずかな表面積を提供するので、粒子線放射方向に
不具合に影響する帯電が十分に抑制される。
においてウェーハーまたはマスク上に露光構造を生じさ
せる機器に有利に利用可能である。この場合特に効果的
なのは、使用される粒子線光学的露光光線に偏向ワイヤ
ーがわずかな表面積を提供するので、粒子線放射方向に
不具合に影響する帯電が十分に抑制される。
【００２０】さらに、１本の偏向ワイヤーをそれぞれの
偏向電圧で付勢することにより生じる場の強さは、ワイ
ヤーの面積が比較的小さいので高く、したがって望まし
くない帯電は迅速に崩壊する。本発明による配置構成の
更なる利点は、多数の偏向ワイヤーが設けられているこ
とにより、外側から偏向システムへ指向している電圧ポ
テンシャルの粒子線に対する作用が十分に遮断される点
にある。
偏向電圧で付勢することにより生じる場の強さは、ワイ
ヤーの面積が比較的小さいので高く、したがって望まし
くない帯電は迅速に崩壊する。本発明による配置構成の
更なる利点は、多数の偏向ワイヤーが設けられているこ
とにより、外側から偏向システムへ指向している電圧ポ
テンシャルの粒子線に対する作用が十分に遮断される点
にある。
【００２１】薄いワイヤーの配置に関しヴァリエーショ
ンが広いので、偏向電極の少ない公知の解決法の場合に
比べて粒子線光学的収差を著しく抑制して改善すること
ができる。したがって、２４本の偏向ワイヤーを有してい
る本発明による偏向システムを用いると、すでに述べた
理由から初期放射方向を通る垂直断面内での静電場の不
均一性は最適に抑制される。
ンが広いので、偏向電極の少ない公知の解決法の場合に
比べて粒子線光学的収差を著しく抑制して改善すること
ができる。したがって、２４本の偏向ワイヤーを有してい
る本発明による偏向システムを用いると、すでに述べた
理由から初期放射方向を通る垂直断面内での静電場の不
均一性は最適に抑制される。
【００２２】本発明による装置の製造の際に重要なこと
は、所定位置からの偏向ワイヤーの位置ずれが少なく、こ
れにより、位置の不正確によって生じる収差は光学像の
クオリティに関して無視できるほどの大きさである。こ
れは、アッセンブリが複雑でないために容易に実現され
る。
は、所定位置からの偏向ワイヤーの位置ずれが少なく、こ
れにより、位置の不正確によって生じる収差は光学像の
クオリティに関して無視できるほどの大きさである。こ
れは、アッセンブリが複雑でないために容易に実現され
る。
【００２３】
【発明の実施の形態】次に、本発明の実施形態を詳細に
説明する。なお、従来の技術による偏向ワイヤーの配置
構成を示す図１に対する説明は、本明細書冒頭に含まれ
ているので、ここで反復する必要はない。
説明する。なお、従来の技術による偏向ワイヤーの配置
構成を示す図１に対する説明は、本明細書冒頭に含まれ
ているので、ここで反復する必要はない。
【００２４】図２は本発明による配置構成を原理的に示
したもので、中空シリンダ１内には偏向ワイヤー２が張
設されている。中空シリンダ１は有利には非導電性材料
から製造され、その内面は導電性材料で被覆されてい
る。偏向ワイヤー２の両端は絶縁板と結合されている。
これら絶縁板のうち図２には、図を簡単にするため絶縁
板３だけを図示した。それぞれの偏向ワイヤー２は、そ
の端部の一方を絶縁板３に固定されている。偏向ワイヤ
ー２の他端は、中空シリンダ１の反対側の端部に設けら
れた図示していない第２の絶縁板と結合されている。
したもので、中空シリンダ１内には偏向ワイヤー２が張
設されている。中空シリンダ１は有利には非導電性材料
から製造され、その内面は導電性材料で被覆されてい
る。偏向ワイヤー２の両端は絶縁板と結合されている。
これら絶縁板のうち図２には、図を簡単にするため絶縁
板３だけを図示した。それぞれの偏向ワイヤー２は、そ
の端部の一方を絶縁板３に固定されている。偏向ワイヤ
ー２の他端は、中空シリンダ１の反対側の端部に設けら
れた図示していない第２の絶縁板と結合されている。
【００２５】偏向ワイヤー２は、粒子線の非偏向放射方
向に対応する初期放射方向４に平行に指向している。な
お本発明は、偏向ワイヤー２が初期放射方向４に対し平
行に指向する実施形態に限定されるものではなく、偏向
ワイヤー２のうち少なくともいくつかが初期放射方向４
に対し傾斜しているような実施形態も可能である。
向に対応する初期放射方向４に平行に指向している。な
お本発明は、偏向ワイヤー２が初期放射方向４に対し平
行に指向する実施形態に限定されるものではなく、偏向
ワイヤー２のうち少なくともいくつかが初期放射方向４
に対し傾斜しているような実施形態も可能である。
【００２６】図３は図２の中空シリンダ１の平面図で、
偏向ワイヤー相互の位置決め態様、座標ＸとＹの原点に
対する偏向ワイヤーの位置決め態様、偏向ワイヤーと偏
向格子との関係、偏向ワイヤーと制御回路５との接続態
様が図示されている。この図からわかるように、全部で
２４本の偏向ワイヤー２が設けられている。偏向ワイヤ
ー２はＸ軸に対してもＹ軸に対しても対称に位置決めさ
れている。本発明によれば偏向ワイヤー２はグループご
とにまとめられて偏向格子を形成しており、同じ偏向格
子に属する偏向ワイヤー２は座標軸原点、または初期放
射方向４として図示されている非偏向粒子線に対して異
なる間隔を持っている。たとえば偏向ワイヤー２．１
１,２．１２,２．２１,２．２２,２．３１,２．３２は
１つの偏向格子に属しており、この偏向格子には可変電
圧+ＵＸが印加される。
偏向ワイヤー相互の位置決め態様、座標ＸとＹの原点に
対する偏向ワイヤーの位置決め態様、偏向ワイヤーと偏
向格子との関係、偏向ワイヤーと制御回路５との接続態
様が図示されている。この図からわかるように、全部で
２４本の偏向ワイヤー２が設けられている。偏向ワイヤ
ー２はＸ軸に対してもＹ軸に対しても対称に位置決めさ
れている。本発明によれば偏向ワイヤー２はグループご
とにまとめられて偏向格子を形成しており、同じ偏向格
子に属する偏向ワイヤー２は座標軸原点、または初期放
射方向４として図示されている非偏向粒子線に対して異
なる間隔を持っている。たとえば偏向ワイヤー２．１
１,２．１２,２．２１,２．２２,２．３１,２．３２は
１つの偏向格子に属しており、この偏向格子には可変電
圧+ＵＸが印加される。
【００２７】残りの１８本の偏向ワイヤー２は他の３個
の偏向格子にまとめられており、それぞれの偏向格子に
は同様にそれぞれ６本の偏向ワイヤー２が属しており
（図面を簡単にするため符号は付していない）、可変電
圧−ＵＸ，＋ＵＹ，−ＵＹが印加されている。
の偏向格子にまとめられており、それぞれの偏向格子に
は同様にそれぞれ６本の偏向ワイヤー２が属しており
（図面を簡単にするため符号は付していない）、可変電
圧−ＵＸ，＋ＵＹ，−ＵＹが印加されている。
【００２８】ここで、本発明による装置の原理を、電圧+
ＵＸが印加される偏向格子に関し説明する。これに関し
て図３からわかるように、偏向ワイヤー２．１１,２．１
２,２．２１,２．２２,２．３１,２．３２の横断面中心
点は座標軸原点または初期放射方向４に対して同心の３
つの円ｋ１，ｋ２，ｋ３の周線上に位置決めされてい
る。これら３つの円ｋ１，ｋ２，ｋ３の半径の比は
ｒ１：ｒ２：ｒ３＝１：１．１：１．２１である。
ＵＸが印加される偏向格子に関し説明する。これに関し
て図３からわかるように、偏向ワイヤー２．１１,２．１
２,２．２１,２．２２,２．３１,２．３２の横断面中心
点は座標軸原点または初期放射方向４に対して同心の３
つの円ｋ１，ｋ２，ｋ３の周線上に位置決めされてい
る。これら３つの円ｋ１，ｋ２，ｋ３の半径の比は
ｒ１：ｒ２：ｒ３＝１：１．１：１．２１である。
【００２９】なお本発明の対象は上記３つの円に限定さ
れるものではなく、これとは異なる数の円を設定しても
よく、これら円の半径の比も上記の値と異なっていてよ
い。さらに図３からわかるように、円ｋ１には、偏向電
圧+ＵＸが印加される偏向格子の２つの偏向ワイヤー
２．１１と２．１２が割り当てられている。円ｋ２には
２つの偏向ワイヤー２．２１と２．２２が割り当てら
れ、そして円ｋ３には２つの偏向ワイヤー２．３１と
２．３２が割り当てられている。
れるものではなく、これとは異なる数の円を設定しても
よく、これら円の半径の比も上記の値と異なっていてよ
い。さらに図３からわかるように、円ｋ１には、偏向電
圧+ＵＸが印加される偏向格子の２つの偏向ワイヤー
２．１１と２．１２が割り当てられている。円ｋ２には
２つの偏向ワイヤー２．２１と２．２２が割り当てら
れ、そして円ｋ３には２つの偏向ワイヤー２．３１と
２．３２が割り当てられている。
【００３０】円ｋ１上にある偏向ワイヤー２．１１と
２．１２の間の円弧長さと、円ｋ２上にある偏向ワイヤ
ー２．２１と２．２２の間の円弧長さと、円ｋ３上にあ
る偏向ワイヤー２．３１と２．３２の間の円弧長さの比
はほぼ８：１：１４である。この場合、偏向ワイヤー
２．１１と２．１２の間の円弧長さの絶対値は５ｍｍと
１０ｍｍの範囲内で実施することができる。
２．１２の間の円弧長さと、円ｋ２上にある偏向ワイヤ
ー２．２１と２．２２の間の円弧長さと、円ｋ３上にあ
る偏向ワイヤー２．３１と２．３２の間の円弧長さの比
はほぼ８：１：１４である。この場合、偏向ワイヤー
２．１１と２．１２の間の円弧長さの絶対値は５ｍｍと
１０ｍｍの範囲内で実施することができる。
【００３１】残りの偏向格子に割り当てられている偏向
ワイヤー２は上記の配置構成に対応して位置決めされて
いる。座標Ｘに割り当てられ、電圧ポテンシャル±ＵＸ
で付勢されている２つの格子の偏向ワイヤーは、座標軸
Ｙに関し対称に対向している。電圧ポテンシャル±ＵＹ
で付勢されている他の２つの格子は、座標軸Ｘに関し対
称に対向している。同時に、偏向格子がそれぞれ９０゜
互いに回転してずれて、非偏向粒子線のまわりに位置決
めされているような配置構成も得られる。
ワイヤー２は上記の配置構成に対応して位置決めされて
いる。座標Ｘに割り当てられ、電圧ポテンシャル±ＵＸ
で付勢されている２つの格子の偏向ワイヤーは、座標軸
Ｙに関し対称に対向している。電圧ポテンシャル±ＵＹ
で付勢されている他の２つの格子は、座標軸Ｘに関し対
称に対向している。同時に、偏向格子がそれぞれ９０゜
互いに回転してずれて、非偏向粒子線のまわりに位置決
めされているような配置構成も得られる。
【００３２】これに関しても指摘しておくと、個々の偏
向格子を座標軸原点に対して、或いは座標軸ＸとＹに対
して相対的に配置する他の配置構成も考えられる。たと
えば４つの偏向格子を配置する場合、必ずしも放射状対
称である必要はなく、それぞれの座標軸ＸまたはＹに割
り当てられている偏向格子は偏向ワイヤーの数量に関し
てもこれら偏向ワイヤーの位置決めに関しても互いに異
なっていてよい。
向格子を座標軸原点に対して、或いは座標軸ＸとＹに対
して相対的に配置する他の配置構成も考えられる。たと
えば４つの偏向格子を配置する場合、必ずしも放射状対
称である必要はなく、それぞれの座標軸ＸまたはＹに割
り当てられている偏向格子は偏向ワイヤーの数量に関し
てもこれら偏向ワイヤーの位置決めに関しても互いに異
なっていてよい。
【００３３】さらに図３からわかるように、それぞれ１
つの偏向格子に属している偏向ワイヤー２は制御線を介
して互いに接続されており、且つそれぞれのポテンシャ
ル＋ＵＸ，−ＵＸ，＋ＵＹまたは−ＵＹを生じさせる制
御回路５の出力部に接続されている。
つの偏向格子に属している偏向ワイヤー２は制御線を介
して互いに接続されており、且つそれぞれのポテンシャ
ル＋ＵＸ，−ＵＸ，＋ＵＹまたは−ＵＹを生じさせる制
御回路５の出力部に接続されている。
【００３４】この配置構成により、±ＵＹ＝０および±
ＵＸに対して０でない値から±１００ボルトまでの値が
生じるような制御電圧が偏向格子に印加されると、たと
えば図４に示すような静電場が生じる。
ＵＸに対して０でない値から±１００ボルトまでの値が
生じるような制御電圧が偏向格子に印加されると、たと
えば図４に示すような静電場が生じる。
【００３５】本発明の種々の実施形態では、すべての偏
向ワイヤーはともに同じ金属から成り、たとえば金、プラ
チナ、タングステン、アルミニウム、銅、タンタル、チタン、
モリブデン、或いはこれら金属の１つまたはいくつかと
シリコンとの合金から成っている。また、いくつかのワイ
ヤー或いはワイヤーグループに対して異なる素材を使用
してもよい。
向ワイヤーはともに同じ金属から成り、たとえば金、プラ
チナ、タングステン、アルミニウム、銅、タンタル、チタン、
モリブデン、或いはこれら金属の１つまたはいくつかと
シリコンとの合金から成っている。また、いくつかのワイ
ヤー或いはワイヤーグループに対して異なる素材を使用
してもよい。
【００３６】本発明の特に有利な構成は、たとえばワイ
ヤーは溶融点の高い金属（たとえば１６５０℃）から製
造されている。このような構成において、稼動上の条件か
ら汚染層を偏向ワイヤー上に沈殿させると、ワイヤーに
対し損傷させずに真空中で焼きなましすることによりク
リーニングを行なうことができる。
ヤーは溶融点の高い金属（たとえば１６５０℃）から製
造されている。このような構成において、稼動上の条件か
ら汚染層を偏向ワイヤー上に沈殿させると、ワイヤーに
対し損傷させずに真空中で焼きなましすることによりク
リーニングを行なうことができる。
【００３７】本発明の他の構成では、いくつかの偏向ワ
イヤーまたはすべての偏向ワイヤーは付設の弾性要素に
より付勢されている。この場合の弾性要素の弾性係数は、
偏向ワイヤーが種々の稼動条件においても裂傷しないよ
うに偏向ワイヤーの引張り強度に同調している必要があ
る。弾性要素で付勢する代わりに、偏向ワイヤーの固有弾
性を利用して偏向ワイヤーを付勢してもよい。この場合
も種々の稼動条件において許容引張り応力を越えてはな
らない。
イヤーまたはすべての偏向ワイヤーは付設の弾性要素に
より付勢されている。この場合の弾性要素の弾性係数は、
偏向ワイヤーが種々の稼動条件においても裂傷しないよ
うに偏向ワイヤーの引張り強度に同調している必要があ
る。弾性要素で付勢する代わりに、偏向ワイヤーの固有弾
性を利用して偏向ワイヤーを付勢してもよい。この場合
も種々の稼動条件において許容引張り応力を越えてはな
らない。
【図１】従来の技術を示す図である。
【図２】本発明による配置構成の原理図である。
【図３】ワイヤーの横断面配置構成を初期放射方向に対
して垂直な断面で示した図である。
して垂直な断面で示した図である。
【図４】本発明による装置を稼動させたときの静電場の
形成を説明する図である。
形成を説明する図である。
１ 中空シリンダ ２ 偏向ワイヤー ２．１１，２．１２；２．２１，２．２２；２．３１，
２．３２ 偏向ワイヤー ３ 絶縁体 ４ 初期放射方向 ５ 制御回路
２．３２ 偏向ワイヤー ３ 絶縁体 ４ 初期放射方向 ５ 制御回路
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 トーマス エルスター ドイツ連邦共和国 デー・07745 イエー ナ グレンツシュトラーセ 19
Claims (6)
- 【請求項１】２つの座標軸Ｘ,Ｙによって張られる面を
走査する目的で粒子線を初期放射方向から静電的に偏向
させる装置であって、偏向ワイヤーとして形成された複
数の電極が制御回路に接続され且つ制御に応じて可変な
偏向電圧を印加され、制御電圧が、座標軸Ｘまたは座標軸
Ｙ方向における粒子線の初期放射方向からの偏向に対し
等価であるような前記装置において、複数本の偏向ワイ
ヤーが結合されて偏向格子を形成しており、これら偏向
ワイヤーは、１つの偏向格子に属しているすべての偏向
ワイヤー（２．１１,２．１２；２．２１,２．２２；
２．３１,２．３２）において常に同じ値の偏向電圧が
印加されるように互いに接続され、且つ制御回路（５）
と接続されていることを特徴とする装置。 - 【請求項２】複数の偏向格子が座標軸Ｘに割り当てら
れ、これらの偏向格子の偏向ワイヤーが座標軸Ｙに関し
対称に配置されていること、および（または）複数の偏
向格子が座標軸Ｙに割り当てられ、これらの偏向格子の
偏向ワイヤーが座標軸Ｘに関し対称に配置されているこ
とを特徴とする、請求項１に記載の装置。 - 【請求項３】座標軸Ｘに２つの偏向格子が割り当てら
れ、これら２つの偏向格子の偏向ワイヤー（２）の間に
電圧ポテンシャル±ＵＸが設定され、座標軸Ｙにも２つ
の偏向格子が割り当てられ、その偏向ワイヤー（２）の
間に電圧ポテンシャル±ＵＹが設定されていることを特
徴とする、請求項２に記載の装置。 - 【請求項４】同じ偏向格子に属している少なくとも２つ
の偏向ワイヤー（２）が座標軸Ｘ,Ｙの原点に対し異な
る距離で配置されていることを特徴とする、請求項１か
ら３までのいずれか一つに記載の装置。 - 【請求項５】すべての偏向ワイヤー（２）の横断面中心
点が、座標軸原点に対し同心に指向している複数個の円
（ｋ１，ｋ２，．．．．．．ｋｎ）の周線上に配分され
ていることを特徴とする、請求項４に記載の装置。 - 【請求項６】偏向ワイヤーが半径ｒ１＜ｒ２＜ｒ３の３
つの円ｋ１，ｋ２，ｋ３の周線上に配分されており、そ
れぞれの円ｋ１，ｋ２，ｋ３が１つの偏向格子の２本の
偏向ワイヤー（２）を備えていることを特徴とする、請
求項５に記載の装置。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19907858A DE19907858C1 (de) | 1999-02-24 | 1999-02-24 | Vorrichtung zur elektrostatischen Ablenkung eines Korpuskularstrahles |
| DE19907858:0 | 1999-02-24 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000251816A true JP2000251816A (ja) | 2000-09-14 |
| JP4538126B2 JP4538126B2 (ja) | 2010-09-08 |
Family
ID=7898628
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000046207A Expired - Fee Related JP4538126B2 (ja) | 1999-02-24 | 2000-02-23 | 粒子線を静電的に偏向させる装置 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6541776B1 (ja) |
| EP (1) | EP1033738A1 (ja) |
| JP (1) | JP4538126B2 (ja) |
| DE (1) | DE19907858C1 (ja) |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE102005005801B4 (de) | 2005-02-04 | 2007-08-09 | Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. | Elektrostatisches Ablenksystem für Korpuskularstrahlung |
| EP2870115A1 (de) * | 2012-07-07 | 2015-05-13 | LIMO Patentverwaltung GmbH & Co. KG | Vorrichtung zur erzeugung eines elektronenstrahls |
Citations (4)
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| DE3138898A1 (de) * | 1981-09-30 | 1983-04-14 | Siemens AG, 1000 Berlin und 8000 München | Elektrostatisches ablenksystem |
| JPS6044951A (ja) * | 1983-07-28 | 1985-03-11 | インタ−ナショナル ビジネス マシ−ンズ コ−ポレ−ション | 荷電粒子ビ−ム装置 |
| JPS6259953U (ja) * | 1985-10-04 | 1987-04-14 |
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| JPH0294346A (ja) | 1988-09-30 | 1990-04-05 | Jeol Ltd | 荷電粒子線用静電偏向器 |
| US4983833A (en) * | 1988-11-21 | 1991-01-08 | Siemens Aktiengesellschaft | Device for the detecting of charged secondary particles |
| US4962309A (en) * | 1989-08-21 | 1990-10-09 | Rockwell International Corporation | Magnetic optics adaptive technique |
| JPH04328236A (ja) * | 1991-04-26 | 1992-11-17 | Fujitsu Ltd | 電子ビーム露光装置 |
| US5389858A (en) * | 1992-07-16 | 1995-02-14 | International Business Machines Corporation | Variable axis stigmator |
| US5600146A (en) * | 1995-11-22 | 1997-02-04 | Lucent Technologies Inc. | Charged particle beam multiple-pole deflection control circuitry |
| US5821543A (en) * | 1997-08-05 | 1998-10-13 | The Regents Of The University Of California | Transverse-structure electrostatic charged particle beam lens |
-
1999
- 1999-02-24 DE DE19907858A patent/DE19907858C1/de not_active Expired - Fee Related
-
2000
- 2000-01-07 EP EP00100314A patent/EP1033738A1/de not_active Withdrawn
- 2000-02-22 US US09/510,959 patent/US6541776B1/en not_active Expired - Lifetime
- 2000-02-23 JP JP2000046207A patent/JP4538126B2/ja not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS57206172A (en) * | 1981-06-15 | 1982-12-17 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | Electrostatic deflecting device for charged particle beam |
| DE3138898A1 (de) * | 1981-09-30 | 1983-04-14 | Siemens AG, 1000 Berlin und 8000 München | Elektrostatisches ablenksystem |
| JPS6044951A (ja) * | 1983-07-28 | 1985-03-11 | インタ−ナショナル ビジネス マシ−ンズ コ−ポレ−ション | 荷電粒子ビ−ム装置 |
| JPS6259953U (ja) * | 1985-10-04 | 1987-04-14 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP4538126B2 (ja) | 2010-09-08 |
| US6541776B1 (en) | 2003-04-01 |
| DE19907858C1 (de) | 2000-10-05 |
| EP1033738A1 (de) | 2000-09-06 |
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