DE4435043B4 - Method of making a miniature electrostatic lens - Google Patents
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Abstract
Verfahren zur Herstellung einer elektrostatischen Miniaturlinse mit in mehreren Ebenen liegenden elektrostatischen Blenden, dadurch gekennzeichnet, daß die Blenden aus leitfähigen Deponatstrukturen (1, 2, 3, 1', 2', 3') bestehen, die mit Hilfe von korpuskularstrahl-induzierter Depositions-Lithographie auf in Planartechnik lithographisch auf einem isolierenden Substrat erzeugten Spannungszuführungen (4, 5, 6) aufgebaut sind, wobei die Blenden (1, 2, 3, 1', 2', 3') kreisförmig oder polygonförmig hergestellt werden.method for making a miniature electrostatic lens with in several Plane lying electrostatic diaphragms, characterized in that the diaphragms made of conductive Deponate structures (1, 2, 3, 1 ', 2', 3 ') exist, with the help from particle beam-induced deposition lithography to in Planar technique lithographically generated on an insulating substrate voltage supplies (4, 5, 6) are constructed, wherein the apertures (1, 2, 3, 1 ', 2', 3 ') circular or made in polygonal shape become.
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer elektrostatischen Miniaturlinse mit in mehreren Ebenen liegenden elektrostatischen Blenden.The The invention relates to a method for producing an electrostatic Miniature lens with multi-level electrostatic Dazzle.
Bekannte elektrostatische Miniaturlinsen sind aus runden Öffnungen in Metallplatten (Blenden) mit dazwischenliegenden Isolatoren aufgebaut. Derartige bekannte Linsen sind beispielsweise in dem Buch W. Glaser, "Grundlagen der Elektronenoptik", Springer Verlag Wien, 1952 beschrieben. Anwendungen derartiger Miniaturlinsen finden sich in der Mikroelektronik beispielsweise als Immersionslinse in Elektronenstrahlquellen-Bausteinen und Elektronenröhren.Known Electrostatic miniature lenses are made of round openings in metal plates (screens) with built in between insulators. Such known lenses are, for example, in the book W. Glaser, "Fundamentals of Electron Optics", Springer Verlag Vienna, 1952 described. Find applications of such miniature lenses in microelectronics, for example, as an immersion lens in electron beam source devices and electron tubes.
Die
Die
Druckschrift
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zu schaffen, welches eine verbesserte Miniaturlinse der eingangs genannten Art liefert.Of the Invention has for its object to provide a method which is an improved miniature lens of the type mentioned supplies.
Diese Aufgabe wird bei der erfindungsgemäßen Miniaturlinse dadurch gelöst, daß die Blenden aus leitfähigen Deponatstrukturen bestehen, die mit Hilfe von korpuskularstrahl-induzierter Depositions-Lithographie auf in Planartechnik lithographisch auf einem isolierenden Substrat erzeugten Spannungszuführungen aufgebaut sind.These Task is solved in the miniature lens according to the invention characterized in that the aperture conductive Deponate structures exist by means of corpuscular-induced Deposition lithography on in planographic technique lithographically an electrical substrate generated voltage supplies are constructed.
Erfindungsgemäß ist vorgesehen, daß die Blenden kreisförmig oder polygonförmig hergestellt sind. Bei letzterem hat sich herausgestellt, daß die Abweichung von der Kreisform keinen negativen Einfluß auf den mittleren Bereich der Blende und damit auf den Strahl hat.According to the invention, it is provided that the apertures circular or polygonal are made. In the latter case, it has been found that the deviation from the circular shape no negative influence on the middle area the aperture and thus on the beam has.
Durch die Herstellung der Blenden durch korpuskularstrahl-induzierter Depositions-Lithographie sind äußerst kleine Abmessungen bei großer Genauigkeit erzielbar. Diese Technik wurde erst in jüngster Zeit bekannt und ist beim Aufbau von Spitzen für Rastersondenmikroskope und zur Charakterisierung von Lithographie-Systemen sowie zur Strukturierung von Oberflächen entwickelt und eingesetzt worden. Eine Beschreibung dieser Technik wurde unter anderem vorgenommen von H.W.P. Koops, R. Weiel, D.P. Kern, T.H. Baum in J. Va. Sci. Technol. B6(1) 1988, 477).By the production of the apertures by corpuscular-beam-induced Deposition lithography are extremely small Dimensions at large Accuracy achievable. This technique has only recently been is known and is in the construction of tips for scanning probe microscopes and for the characterization of lithography systems as well as for the structuring of surfaces developed and used. A description of this technique was carried out inter alia by H.W.P. Koops, R. Weiel, D.P. Core, T.H. Tree in J. Va. Sci. Technol. B6 (1) 1988, 477).
An die Leitfähigkeit der Blenden sind keine allzu großen Ansprüche zu stellen, da diese lediglich auf eine geeignete Spannung, beispielsweise 30 V, aufzuladen sind, ohne daß ein Strom fließt. Es sind daher halbleitende Werkstoffe verwendbar. Mit Edelmetallen, beispielsweise Gold oder Platin, die in eine Kohlenstoffmatrix eingelagert sind, wurden gute Ergebnisse bezüglich der Deposition bei der Herstellung der erfindungsgemäßen Miniaturlinse als auch bezüglich der Leitfähigkeit an der fertigen Linse erzielt. Anstelle des Edelmetalls kann jedoch auch Kupferdioxid verwendet werden. Die erfindungsgemäße Miniaturlinse kann mit äußerst geringen Abmessungen, von beispielsweise 1 μm Kantenlänge und 100 nm Durchmesser der einzelnen Poldrähte, hergestellt werden.At the conductivity The panels are not too big claims to make, as these only on a suitable voltage, for example, 30 V, are charged, without the existence Electricity flows. Therefore semiconducting materials are usable. With precious metals, For example, gold or platinum embedded in a carbon matrix were good results regarding the deposition in the production of the miniature lens according to the invention as well as regarding the conductivity achieved on the finished lens. However, instead of the precious metal can also be used copper dioxide. The miniature lens according to the invention can with extremely low Dimensions, for example, 1 micron edge length and 100 nm diameter the single pigtails, getting produced.
Obwohl grundsätzlich auch durch korpuskularstrahl-induzierte Depositions-Lithographie plattenförmige Körper herstellbar sind, ist bei der erfindungsgemäßen Miniaturlinse vorzugsweise vorgesehen, daß die leitfähigen Deponatstrukturen drahtförmig sind. mit dieser Weiterbildung der Erfindung wird Zeit und Material bei der Herstellung der Deponatstrukturen erspart, während die gewünschten elektronenoptischen Eigenschaften gewährleistet bleiben.Even though in principle also by corpuscular beam induced deposition lithography disc-shaped body can be produced, is preferably in the miniature lens according to the invention provided that the conductive Deponate structures wire-shaped are. With this development of the invention time and material saved in the production of landfill structures, while the desired electron optical Features are guaranteed.
Eine andere Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Herstellung der Miniaturlinse besteht darin, daß mindestens eine der Blenden aus mehreren nahe beieinanderstehenden stabförmigen Elektroden besteht, die voneinander isoliert sind und jeweils mechanisch und elektrisch mit einer Spannungszuführung in Verbindung stehen.A Another development of the method according to the invention for the production the miniature lens is that at least one of the apertures consists of several closely spaced rod-shaped electrodes, which are isolated from each other and each mechanical and electrical with a power supply keep in touch.
Diese Weiterbildung hat den Vorteil, daß lediglich stabförmige Elektroden aufzubauen sind. Außerdem können die stabförmigen Elektroden mit voneinander abweichenden Spannungen beaufschlagt werden. Dadurch können je nach Anzahl der stabförmigen Elektroden und Potentialunterschieden dazwischen Dipole, Hexapole und Oktupole realisiert werden, womit beispielsweise Linsenfehler korrigiert, Strahlablenkungen und andere Beeinflussungen des Elektronenstrahls vorgenommen werden können.This development has the advantage that only rod-shaped electrodes are to be constructed. In addition, the rod-shaped electrodes can be subjected to deviating voltages become. As a result, depending on the number of rod-shaped electrodes and potential differences between them, dipoles, hexapoles and octupoles can be realized, with which, for example, lens aberrations can be corrected, beam deflections and other influences on the electron beam can be made.
Bei dieser Weiterbildung kann vorgesehen sein, daß sich die stabförmigen Elektroden im wesentlichen in der jeweiligen Ebene erstrecken. Dadurch wird – abgesehen von der Möglichkeit, den Elektroden unterschiedliche Spannungen zuzuführen – ein Verhalten der Blende bzw. der Miniaturlinse erzielt, das sich demjenigen von Blenden in dünnen Metetallplatten annähert. Es kann jedoch auch vorgesehen sein, daß sich die stabförmigen Elektroden im wesentlichen parallel zur Achse der Linse erstrecken.at This development can be provided that the rod-shaped electrodes extend substantially in the respective plane. This will - apart from the possibility to supply different voltages to the electrodes - a behavior of the diaphragm or the miniature lens, which is that of aperture in thin metal plates approaches. However, it can also be provided that the rod-shaped electrodes in the extend substantially parallel to the axis of the lens.
Eine vorteilhafte Ausgestaltung dieser Weiterbildung besteht darin, daß mindestens zwei sich einander gegenüberstehende stabförmige Elektroden mit getrennten Spannungszuführungen versehen sind. Werden an diese Spannungszuführungen Spannungen verschiedener Höhe gelegt, ist eine Ablenkung des Elektronenstrahls in einfacher Weise möglich. Dieses kann beispielsweise zur Bildung von mikroelektronischen Umschaltelementen genutzt werden.A advantageous embodiment of this development is that at least two opposing ones rod-shaped Electrodes are provided with separate power supply lines. Become to these voltage supplies voltages different height placed, a deflection of the electron beam is possible in a simple manner. This For example, to form microelectronic switching elements be used.
Bei einer anderen Weiterbildung der erfindungsgemäßen Miniaturlinse ist vorgesehen, daß die Blenden zweier eine weitere Ebene einschließenden Ebenen eine gemeinsame Spannungszuführung aufweisen. Diese Weiterbildung eignet sich insbesondere zur Bildung einer Sammellinse mit vorzugsweise drei Ebenen dadurch, daß an die Blenden der äußeren Ebenen Umgebungspotential und an die Blende der mittleren Ebene eine davon abweichende Spannung angelegt wird. Die erfindungsgemäße Miniaturlinse kann jedoch auch als Immersionslinse betrieben werden. Dazu wird die Blende der einen äußeren Ebene auf Umgebungspotential, vorzugsweise Massepotential, gelegt, während die beiden anderen Blenden mit Spannungen beaufschlagt werden, die sich nur wenig voneinander unterscheiden.at another development of the miniature lens according to the invention is provided that the apertures two levels including another level a common voltage supply exhibit. This development is particularly suitable for education a convergent lens preferably three levels in that the Dazzle the outer levels Environment potential and one of the iris of the middle level deviating voltage is applied. The miniature lens according to the invention However, it can also be operated as an immersion lens. This will be the aperture of an outer plane at ambient potential, preferably ground potential, placed while the tensions are applied to both other diaphragms differ only slightly from each other.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung anhand mehrerer Figuren dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigt:embodiments The invention are illustrated in the drawing with reference to several figures and explained in more detail in the following description. It shows:
Gleiche Teile sind in den Figuren mit gleichen Bezugszeichen versehen.Same Parts are provided in the figures with the same reference numerals.
Bei
dem Ausführungsbeispiel
nach
Durch
eine gestrichelte Linie
Eine
der in
Die
Gegenüber den
in den
In
entsprechender Weise sind bei der Miniaturlinse nach
Die
Bei
der Miniaturlinse nach
Die
in
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