JPH02247966A - 静電偏向装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 従来の技術 発明が解決しようとする課題 課題を解決するための手段 作用 実施例 本発明の一実施例　　　　　（第１〜５図）発明の効果 〔概要〕 静電偏向装置に関し、 物理的強度を保持したまま静電偏向装置を小型化するこ
とができ、かつ、電極を極めて精度良く配置するととも
に、いかなる部分がチャージアンプしてもビームには、
影響を及ぼさないようにすることができる静電偏向装置
を捷供することを目的とし、 荷電粒子ビームが入射され、絶縁体からなる筒と、前記
筒の内面にほぼ荷電粒子ビームの進行方向に沿って電極
数に等しい数の溝を設けるとともに、政情は散乱した荷
電粒子ビームを受ける区域の溝部と前記ビームを受ける
区域外の溝部とを有し、前記溝が設けられた筒の表面を
金属膜で被覆するとともに、前記区域外の溝部において
電気的に絶縁する絶縁部を設けることにより形成された
電極片とを備え、前記電極片が形成された前記筒の内面
を電極として用いるように構成されている。

〔産業上の利用分野〕

本発明は、静電偏向装置に係り、詳しくは、荷電粒子ビ
ームを試料上で走査するための静電偏向装置に関する。

偏向は荷電粒子ビーム装置における基本技術の一つであ
る。荷電粒子の一つである電子ビームを用いた露光装置
においては、低収差高速偏向が要求されるため、偏向器
を大偏向用と小偏向用に分離し、小偏向用としては、走
査速度が速く、低電圧で動作する静電偏向器が使用され
ている。

〔従来の技術〕

従来の静電偏向装置は小偏向用として使用され、偏向能
率を良くするために最終レンズ内に配置されていた。同
様ｐ理由で大偏向用の磁界型偏向装置も最終レンズ内に
配置する必要がある。したがって、磁界型偏向装置と静
電偏向装置は偏向能率の関係や、装置自体の大きさの関
係等から、磁界型偏向器の内側に静電偏向装置を配置し
なければならなかった。すなわち、磁界中に電極を配置
することになるため、磁界を乱すことになる。これを避
けるため、多極の電極を製作する場合には個々の電極を
絶縁体で形成し、その表面を金属薄膜で被覆して組み立
ることにより、静電偏向装置を構成するものが一般的で
ある。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、このような従来の静電偏向装置にあって
は、絶縁体の表面を金属薄膜で被覆した個々の電極を組
み上げて装置を構成する構造となっていたため、以下に
述べるような問題点があった。

すなわち、個々の絶縁体を組み上げて電極を構成する関
係上、電極の取り付は精度には限界があり、電極の大き
さが一定の場合電極の極数が増えると対向する電極間距
離が大きくならざるを得ない、したがって、同じ偏向量
を得るためにはより高い電圧を印加する必要が生じ、大
きな電源が必要になるばかりか、走査速度を遅くする要
因となっている。また、静電偏向装置が大きくなること
により静電偏向装置の外側にある磁界型偏向装置を構成
する電磁コイルも大きくなり、コイルのインダクタンス
の増大から走査速度を一段と低下させてしまうことにな
る。さらに、個々の電極の工作精度は高いものであって
も、静電偏向装置自体は小さいものであるため組み立て
に非常に手間を要し、組み立て精度の向上が図、れない
という問題点があった。

また、支持体と全ての多極電極片を一体形成したものが
ある。しかし、このものは支持体と電極の一端がある地
点で一体化するような構造であったため、電極が長い場
合は強度が不足し、また、電極の一端が一体化する支持
体部では電極間を絶縁しなければならないことから、絶
縁部の露出によって該絶縁部に荷電粒子が当たることに
より不確定な電位を生じるチャージアップが発生してし
まう、チャージアップによる電位は荷電粒子を不規則に
偏向してしまうため、精度低下を招く。これを避けるた
め、荷電粒子が露出した絶縁部に当たらないように支持
体部のさらに内側にアース接続された筒を配置し、ビー
ムに対する絶縁部のチャージアップの影響を打ち消して
いた。したがって、アース接続された筒を支持体内部に
設けることから、静電偏向装置は大きなものとならざる
を得す、前述したように走査速度の低下等を招来してい
た。

そこで本発明は、物理的強度を保持したまま静電偏向装
置を小型化することができ、かつ、電極を極めて精度良
く配置するとともに、いかなる部分がチャージアップし
てもビームには影響を及ぼさないようにすることができ
る静電偏向装置を捷供することを目的としている。

〔課題を解決するための手段〕

本発明による静電偏向装置は上記目的達成のため、荷電
粒子ビームが入射され、絶縁体からなる筒と、前記筒の
内面にほぼ荷電粒子ビームの進行方向に沿って電極数に
等しい数の溝を設けるとともに、政情は散乱した荷電粒
子ビームを受ける区域の溝部と前記ビームを受ける区域
外の溝部とを有し、前記溝が設けられた筒の表面を金属
膜で被覆するとともに、前記区域外の溝部において電気
的に絶縁する絶縁部を設けることにより形成された電極
片とを備え、前記電極片が形成された前記筒の内面を電
極として用いるように構成している。

〔作用〕

本発明では、絶縁体からなる筒の内面に所定の溝が設け
られるとともに、政情が設けられた筒の表面は金属膜で
被服され、かつ政情の内部において荷電粒子ビームを受
けない区域の溝部に絶縁体が設けられる。

したがって、電気的に絶縁された電極片が形成され、該
電極片は支持体である筒と一体成形されることから個々
ｐ電極片を小型化しても十分な強度および加工・組立精
度を得ることができる。また、荷電粒子ビームから見え
る部分は全て金属膜で被覆されているから、絶縁体露出
部がビームにあたることによって発生するチャージアッ
プの影響が適切に回避される。

（実施例〕 以下、本発明を図面に基づいて説明する。

皿理説里 本発明は、絶縁体からなる筒の内面にほぼ荷電粒子ビー
ムの進行方向に沿って電極に等しい数の溝を設けるとと
もに、該筒内面を金属膜被服し、政情の所定区域に絶縁
体を設けて電気的に絶縁することにより、該筒内面に複
数個の電極を形成する。また、政情は荷電粒子ビームの
放射線方向の照射に対して前記絶縁部が露出しないよう
な区域を有する形状に画成されている。

したがって、複数個の電極片が筒の内面に一体的に形成
されることになり個々の電極片を小型化することができ
るとともに、支持体と電極片を一体化することによって
電極片を小型化しても十分な強度を確保することができ
る。

二災隻■ 以下、上記基本原理に基づいて実施例を説明する。第１
〜５図は本発明に係る静電偏向装置の一実施例を示す図
であり、本実施例は電極を８個有する静電偏向装置に適
用した例である。第１図は静電偏向装置の斜視図、第２
図は第１図における１−１矢視断面図、第３図は第１図
における■−■矢視断面図である。

まず、構成を説明する。第１〜３図において、ｌは静電
偏向装置であり、２は絶縁体からなる円筒である。円筒
（筒）２には円筒２の内面２ａから外面２ｂに向かって
半径方向（すなわち、荷電粒子ビームの放射線方向）に
Ｔ字型の変形溝（溝）３〜ｌＯが８個画成され、変形溝
３〜１０を画成することにより電極片１１〜１８が８個
形成される。変形溝３〜１０は荷電粒子ビームを受ける
区域の溝部３ａ〜１０ａ、と、ビームを受ける区域外の
溝部、すなわちビームを受けない区域に位置する溝部３
ｂ〜１０ｂとから構成される。変形溝３〜ｌＯは、例え
ばワイヤカンタ−を用いて形成することができるが、予
め電極および支持体が形成された型に絶縁体を注入、成
形する態様であってもよい。

変形溝３〜１０の形状は本実施例のようなＴ字型のもの
には限定されず、荷電粒子ビームの放射線を受けない区
域を持つものであればよく、他の実施例として第４図（
ａ）〜（ｇ）に示すような形状のものでもよい。

すなわち、第４図（ａ）に示された丁字形の変形溝２０
は荷電粒子ビームを受ける区域の溝部２０ａと、前記ビ
ームを受ける区域外の溝部２０ｂとから構成される。ま
た、同図（ｂ）に示された円形の変形溝２１は荷電粒子
ビームを受ける区域の溝部２１ａと、前記ビームを受け
る区域外の溝部２１ｂとから構成される。また、同図（
Ｃ）に示されたＬ字形の変形溝２２は荷電粒子ビームを
受ける区域の溝部２２ａと、前記ビームを受ける区域外
の溝部２２ｂとから構成される。また、同図（ｄ）に示
されたＬ字形の変形溝２３は荷電粒子ビームを受ける区
域の溝部２３ａと、前記ビームを受ける区域外の溝部２
３ｂとから構成される。また、同図（ｅ）に示された円
形の変形溝２４は荷電粒子ビームを受ける区域の溝部２
４ａと、前記ビームを受ける区域外の溝部２４ｂとから
構成される。また、同図（ｆ）に示されたＬ字形の変形
溝２５は荷電粒子ビームを受ける区域の溝部２５ａと、
前記ビームを受ける区域外の溝部２５ｂとから構成され
る。また、同図（ｇ）に示された三角形の変形溝２６は
荷電粒子ビームを受ける区域の溝部２３ａと、前記ビー
ムを受ける区域外の溝部２６ｂとから構成される。

変形溝３〜１０の個数は形成しようとする電極数に対応
するものであれば、８個には限定されないことは言うま
でもない。さらに、隣り合う２つの前記変形溝３〜１０
間に位置する電極片１１−１８は他の実施例として第５
図に示されている。第５図（ａ）〜（ｄ）に示された電
極片３１〜３４は基部３１ａ〜３４ａと、基部３１ａ〜
３４ａと一体的に形成され基部よりも大きな断面積を有
する先端部３１ｂ〜３４ｂと、から構成声れる。第５図
（ａ）における電極片３１の先端部３１ｂは平坦な内面
を有し、第５図（ｂ）における電極片３２の先端部３２
ｂは円弧凹状の内面を有し、第５図（Ｃ）における電極
片３３の先端部３３ｂは半円白土の内面を有し、第５図
（ｄ）における電極片３４の先端部３４ｂは三角凸状の
内面を有する。

円筒２の内面２ａは変形溝３〜１０の溝部３ｂ〜１０ｂ
の一部領域を除いて、例えば金属メツキにより全て金属
膜で被覆されている６個々の電極片１１〜１８は金属膜
で被覆されない部分、すなわち、絶縁体が剥き出しにな
っている帯状絶縁領域（絶縁部）３ｃ〜１０ｃによって
電気的に分離されている。

この帯状絶縁領域は、円筒内面を全面金属膜で被覆した
後、ワイヤーカッタで剥離するか、放電加工によって剥
離することより形成する。帯状絶縁領域３０〜１０ｃは
放射線方向にのびる荷電粒子ビームから見えない位置で
あれば変形溝３〜１０の溝部３ｂ〜１０ｂのどの位置に
形成してもよく、例えば第２図に示す（ア）の位置ある
いは（イ）の位置の何れの位置に形成してもよい、した
がって、対向する電極片３〜ｌＯの内面２ａ同士が一対
の電極１１ａ−１８ａを形成することになる。そして、
その電極１１ａ〜１８ａは支持部材である円筒２と一体
形成された構造となっていることから物理的強度′が強
く、かつ、小型化されたものとなっている。

また、帯状絶縁領域３ｃｍ１０ｃを荷電粒子ビームから
見えない位置に形成することにより、個々の電極片１１
〜１８を電気的に分離する一方で、荷電粒子ビームから
見える部分には全て導体である金属膜が被覆されている
ことにより、従来例のような露出した絶縁部を排除して
チャージアップの影響を回避することができる。

第１図に示すように、電極片１１〜１８の端部は円筒２
の端部よりも突出させるとともに、帯状絶縁領域３ｃｍ
１０ｃを荷電粒子ビームから見えないように円筒２の端
面上で半径方向に延長させることにより電極１１ａ−１
８ａに所定の電圧を印加するための接点３５を形成する
ようにしている（第１図は電極１８ａの接点３５のみを
示す）、また、帯状絶縁領域の端部の変形例として帯状
絶縁領域３６のような形状のものでもよい。さらに、本
実施例では全ての変形溝３〜ｌＯについて金属膜で導通
しているのでどこか１箇所（例えば、第１図中（つ）の
箇所）でアースに落とすようにすればよい。

以上述べたように、本実施例によれば、複数個の電極片
１１−１８を円筒２の内面２ａに形成することにより個
々の電極片１１〜１８を小型化することができ、同時に
支持体である円筒２と電極片１１−１８を一体化するこ
とによって電極片１１〜１８を小型化しても十分な強度
を確保することができる。また、電極片１１〜１８の端
部は支持体である円筒２つの端部より突出させるように
している。したがって、電極片１１〜１８の端部におい
ても支持体の絶縁体露山部３Ｃ〜１０ｃ、３６がビーム
から見えないため、静電偏向装置１の如何なる部分もチ
ャージアップの影響をビームに及ぼさないようにするこ
とができる。

さらに、予め複数の電極および支持体が形成された型の
絶縁体を注入、成形する場合には、電極間相互の精度は
その型で決まり、円筒または多角筒の内面にワイヤカッ
ターを用いて変形溝３〜ｌＯあるいは２０〜２６を形成
する場合には、電極１１８〜１８ａ間相互の精度はその
型の工作精度で決定されるため、電極１１８〜１８ａの
組み立て精度とは無関係となり、高精度の静電偏向装置
を容易に得ることが可能になる。

〔発明の効果〕

本発明によれば、物理的強度を保持したまま小型化する
ことができ、かつ、電極を極めて精度良く配置するとと
もに、いかなる部分がチャージアップしてもビームには
影響を及ぼさないようにすることができる。

【図面の簡単な説明】

第１〜５図は本発明に係る静電偏向装置の一実施例を示
す図であり、 第１図はその斜視図、 第２図は第１図における■〜ｌ矢視断面図、第３図は第
１図における■〜■矢視断面図、第４図はその他の実施
例の変形溝を示す破断平面図、 第５図はその他の実施例の電極片を示す破断平面図であ
る。 ｌ・・・・・・静電偏向器（静電偏向装置）、２・・・
・・・円筒（筒）、 ２ａ・・・・・・内面、 ２ｂ・・・・・・外面、 ３〜１０．２０〜２６・・・・・・変形溝（溝）、３ａ
〜１０ａ、２０ａ〜２６ａ・・・・・・ビームを受ける
区域の溝部、 ３ｂ〜１０ｂ、２０ｂ〜２６ｂ・・・・・・ビームを受
ける区域外の溝部、 ３Ｃ〜１０ｃ、３６・・・・・・帯状絶縁領域（絶縁部
）、１１〜１８．３１〜３４・・・・・・電極片、１１
ａ〜１８ａ・・・・・・電極、 ３１ａ〜３４ａ・・・・・・基部 ３１ｂ〜３４ｂ・・・・・・先端部、 ３５ａ・・・・・・接点。 ３〜１０：変形溝 ３ａ−ＩＱａ：ビームを受ける区域の溝部３ｂ−１０ｂ
：ビームを受ける区域外の溝部３Ｃ〜ｔＯ，Ｃ：帯状絶
縁領域 １１−１８：電極片 １１ａ−１８ａ：電極 一実施例の第１図におけるＩ−１矢視断面図第２図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 荷電粒子ビームが入射され、絶縁体からなる筒と、 前記筒の内面にほぼ荷電粒子ビームの進行方向に沿って
   電極数に等しい数の溝を設けるとともに、該溝は散乱し
   た荷電粒子ビームを受ける区域の溝部と前記ビームを受
   ける区域外の溝部とを有し、前記溝が設けられた筒の表
   面を金属膜で被覆するとともに、前記区域外の溝部にお
   いて電気的に絶縁する絶縁部を設けることにより形成さ
   れた電極片とを備え、 前記電極片が形成された前記筒の内面を電極として用い
   るようにしたことを特徴とする静電偏向装置。