JP4588602B2

JP4588602B2 - 静電偏向器の製造方法

Info

Publication number: JP4588602B2
Application number: JP2005286918A
Authority: JP
Inventors: 隆亀谷; 雅裕井上
Original assignee: Topcon Corp
Current assignee: Topcon Corp
Priority date: 2005-09-30
Filing date: 2005-09-30
Publication date: 2010-12-01
Anticipated expiration: 2025-09-30
Also published as: US20070075257A1; US7829865B2; US20090140161A1; US7435969B2; JP2007095634A

Description

本発明は、電子線やイオンビームなどの荷電ビームを偏向させるための偏向器の製造方法に係り、特に電子線露光装置、イオン注入装置、電子顕微鏡等に用いられる静電偏向器の製造方法に関する。

従来から、偏向器として以下のものが知られている。特許文献１には、偏向器として、棒状体を支柱として４つの扇形電極を円筒状の絶縁体内に配置したものが記載されている。また、特許文献２には、フランジに８分割した電極を一体加工し、電極支持器に装着してなる静電偏向器が記載されている。

また、特許文献３には、絶縁体からなる円筒の内面に電極材料からなる円筒を接着し、この電極材料からなる円筒を軸方向に沿って、かつ、電子ビームの軌道からは前記絶縁体からなる円筒が見えないように複数個に切断し、残った切断片を電極とする工程を含むことを特徴とする電子ビーム露光装置用静電偏向器の製造方法が記載されている。

また、特許文献４には、導電性半導体または金属からなり、中空対称形状を有する一体物の第１部品を用意し、前記第１部品の外面または内面に絶縁物からなる第２部品を埋め込み、前記第１部品の一端から他端に及びかつ第２部品に達する切り込みを複数個形成して、該切り込みで第１部品を分断して所定極数の電極を有した静電型偏向電極を製造する方法が記載されている。

そして、特許文献５には、導電性金属材で形成された円筒状素材を得る第１の工程と、円筒状素材の外周面を周方向に８等分に区画する線上から円筒状素材の軸心線にむけて円筒状素材の半径方向中途位置まで所定幅で延びる切り込みをそれぞれ設ける第２の工程と、円筒状素材における軸心線方向の両端面で切り込みの設けられている領域内に絶縁性のリング状治具をそれぞれ固定する第３の工程と、リング状治具の装着されている条件下で各切り込みの内端部側を軸心線方向に延長させて円筒状素材を周方向に８個の電極要素に分離させる第４の工程とを備えている荷電ビーム描画装置用静電偏向電極の製造方法が記載されている。

特許文献６には、ブロックの側面から電子ビーム通過領域に向かって延びる複数の外側絶縁溝を形成し、外側絶縁溝にそれぞれ絶縁体を嵌挿し絶縁体を外側絶縁溝の内壁に接着した後、複数の中間絶縁溝を形成することによって対応する内側絶縁溝と外側絶縁溝を連通せしめ、電子ビーム通過領域を取り囲む複数の電極を形成する静電偏向電極の製造方法が記載されている。

特開平２−１００２５０号公報特開平８−１７１８８１号公報特開平４−１７４５１０号公報特開平２−１２３６５１号公報特開平１０−２６１３７６号公報特開平５−２９２０１号公報

しかしながら、特許文献１のような静電偏向器では、棒状体を支柱して４つの扇形電極を円筒状の絶縁体内に配置しなければならないので、作業に手間を要し、効率的に静電偏向器を製造することができないという問題がある。また、特許文献２、３、４、５のような静電偏向器では、電極支持器に電極を接着等しなければならず、作業に手間を要し、磁場を乱さないように電子線に対して均等かつ互いの電極が接触しないように配置するのは極めて困難であるという問題がある。また、特許文献６のような静電偏向電極では、外側絶縁溝にそれぞれ絶縁体を嵌挿し外側絶縁溝の内壁に接着しなければならず、作業に手間を要し、効率的に静電偏向器を製造することができないという問題がある。

そこで、本発明は、位置決めのための部材を要することなく、高精度で、効率的かつ容易に製造することができる静電偏向器の製造方法を提供することを目的とする。

本発明に係る静電偏向器の製造方法は、絶縁体にスリットを形成した電極素材を接続し、その後にスリットに沿って電極素材を切断して複数の電極部材を製造するものである。

即ち、請求項１の発明は、大径部に絶縁体への取付用のフランジ部を形成した略円錐状の電極素材に、その母線に沿った方向に複数のスリットを形成しておき、前記フランジ部を前記絶縁体に結合した後、前記スリットに連通するよう電極素材を切断加工して、電気的に分離した複数の電極部材からなる一体型の電極を製造することを特徴とする静電偏向器の製造方法である。

請求項２の発明は、請求項１の静電偏向器の製造方法において、前記電極素材のスリットは、前記フランジ部から円錐状の部分にかけて連続して形成されていることを特徴とする。

請求項３の発明は、請求項１または２の静電偏向器の製造方法において、前記円錐状の電極素材の小径部から切断加工を行なうことを特徴とする。

請求項４の発明は、請求項１ないし３のいずれかの静電偏向器の製造方法において、前記切断加工は、放電加工でなされることを特徴とする。

請求項５の発明は、請求項１ないし４のいずれかの静電偏向器の製造方法において、前記電極素材は、所定の厚さを備えた略円錐筒状部材であることを特徴とする。

本発明によれば、上記電極素材を各電極部材に切り離すことなく一体的でかつスリットを形成して絶縁部材に組み付けその後分割するようにしたので、静電偏向器を位置決めのための部材を要することなく、高精度でかつ容易に製造することができる。

本発明に係る静電偏向器の製造方法について説明する。本例に係る静電偏向器は、例えば図１に示す走査電子顕微鏡などに使用される。この走査電子顕微鏡は、鏡筒１０内上部の電子線源１１から発生した電子線４１を、アライメントコイル１２（第1偏向手段）、スティグコイル１３（第２偏向手段）で偏向させ、対物レンズコイル１４（倍率調整手段）で倍率調整し、試料を走査する。試料２１から発生する二次電子、反射電子などの荷電粒子４２を検出器３０で検出し、図示しないモニター等の画像表示手段で試料像を表示し観察するものである。

この静電偏向器の詳細な構造を図２に示す。本例では、鏡筒１０内には、対物レンズコイル１４を拡大した対物レンズコイル５０の内部から上方にかけて本例に係る静電偏向器４０が配置されている。本例では、静電偏向器４０の電極８０は環状の取付部材７０に環状の絶縁体９０を挟んでネジ７１で取り付けられている。

本例では、電極８０は、図２ないし図４に示すように、８個の電極部材８１〜８８で構成されており、電極８０は全体下向きに窄まり、先端に電子線透過孔８９を備えた円錐形状になるよう取り付けられている。ここで、図４は、図３の取付フランジ部８１ａ〜８８ａ側から見た図である。本例では、８個の電極部材８１〜８８は同一形状であり、図４に示すように、光軸Ｏに対して軸対象をなすように形成されており、各電極部材８１〜８８の間には間隙８１ｂ〜８８ｂが設けられている。また、各電極部材８１〜８８はその円錐形状の大径部側に絶縁体９０への取付フランジ部８１ａ〜８８ａが形成されており、この取付フランジ部８１ａ〜８８ａから下方にむけ前記円錐形状にそって電極部８１ｃ〜８８ｃが延設されている。また前記取付フランジ部８１ａ〜８８ａから電極部８１ｃ〜８８ｃにかけて間隙８１ｂ〜８８ｂに連続するスリット８１ｄ〜８８ｄが形成されている。本例では、取付フランジ部８１ａ〜８８ａは絶縁体９０にメタライズされて取付けられている。

次に、本例に係る静電偏向器４０の製造方法について説明する。本例に係る静電偏向器４０は、各電極部材８１〜８８及び各取付フランジ部８１ａ〜８８ａを一体として形成された電極素材１００を絶縁体９０に組み付けたのち、放電加工で切断加工されて製造される。

本例において、電極素材１００は図５及び図６に示すように、８つの取付フランジ部８１ａ〜８８ａと、この取付フランジ部８１ａ〜８８ａの下方から先窄まりに垂下された円錐部１１０と、円錐部１１０の先端に設けられた円筒部１２０とからなる。本例では電極素材１００は金属製の部材であり、円錐部１１０の内部に空間部１１１を形成して、この空間部１１１は電子線透過孔８９と連通している

また、本例では、取付フランジ部８１ａ〜８８ａの間にはスリット８１ｄ〜８８ｄが形成されており、このスリット８１ｄ〜８８ｄは円錐部１１０の母線に沿って下方の所定個所まで及んでいる。

また、絶縁体９０は図７に示すように環状の部材であり、その取付フランジ部８１ａ〜８８ａとの接合面には、溝部９１が設けられており、上述したスリット８１ｄ〜８８ｄに係合して取付位置を設定するものとしている他、所定個所に取付部材７０へのボルト貫通孔９２が開設されている。

次に、本例に係る静電偏光器の製造工程について説明する。まず、電極素材１００の取付フランジ部８１ａ〜８８ａを絶縁体９０にメタライズして取付ける。絶縁体９０の材質は、セラミックス、樹脂等でもあってもよい。また、取付フランジ部８１ａ〜８８ａと絶縁体９０結合する場合、接着剤を用いて結合させてもよい。

電極素材１００と絶縁体９０に接合した後、電極素材１００の円筒部１２０から、放電加工で円筒部１２０及び円錐部１１０の母線に沿って８等分し、間隙８１ｂ〜８８ｂを形成する。この切断により形成される間隙８１ｂ〜８８ｂは前記各スリット８１ｄ〜８８ｄに至るようにする。

本例に係る静電偏光器の製造方法によれば、取付フランジ部８１ａ〜８８ａと絶縁体９０とを接合した状態で電極素材１００を切断して各電極部材８１を形成するので、位置決めのための部材を要することなく、各電極部材を組み付ける手間がないため、容易かつ精度よく静電偏向器を製造することができる。

製造される静電偏向器は、電子線露光装置、イオン注入装置、電子顕微鏡などの電子線装置の静電偏向器が配置される部位に装着する。

なお、静電偏向器が配置される部位の内側に絶縁体のチャージアップ防止用部品を設置することもできる。この場合、絶縁体のチャージアップを防止することができるので、
従来型のように部品点数が増えたり、電極形状が複雑になったりすることも避けることができる。

なお、上記実施例では、８等分した静電偏向器を説明したが、これに限定されず、２等分、３等分、４等分等の複数等分したものであってもよい。また、電極のフランジ、円錐状体に設けるスリット及び間隙の形状は、直線状に限定されず、例えばジグザグ状とすることができる。ジグザグにすることにより、照射される電子線が絶縁体からは直接見通せないこととなるので、絶縁体のチャージアップを防止することができる。

実施例に係る静電偏向器が使用される走査電子顕微鏡の概略の構成を示す図である。実施例に係る静電偏向器の走査電子顕微鏡への設置状態を示す断面図である。図２に示した静電偏向器を示す下方からの斜視図である。図２に示した静電偏向器を示す平面図である。図２に示した静電偏向器の製造手順を示す下方からの斜視図である。図２に示した静電偏向器の電極素材の断面図である。図２に示した静電偏向器の取付部材を示す図であり、（a）は平面図、（ｂ）は正面図である。

符号の説明

１０・・・鏡筒
１１・・・電子線源
１２・・・アライメントコイル
１３・・・スティグコイル
１４・・・対物レンズコイル
２１・・・試料
３０・・・検出器
４０・・・静電偏向器
４１・・・電子線
４２・・・荷電粒子
５０・・・偏向コイル
７０・・・取付部材
８０・・・電極
８１〜８８・・・電極部材
８１ａ〜８８ａ・・・取付フランジ部
８１ｂ〜８８ｂ・・・間隙
８１ｃ〜８８ｃ・・・電極部
８１ｄ〜８８ｄ・・・スリット
８９・・・電子線透過孔
９０・・・絶縁体
９１・・・溝部
９２・・・ボルト貫通孔
１００・・・電極素材
１１０・・・円錐部
１１１・・・空間部
１２０・・・円筒部

Claims

大径部に絶縁体への取付用のフランジ部を形成した略円錐状の電極素材に、その母線に沿った方向に複数のスリットを形成しておき、前記フランジ部を前記絶縁体に結合した後、前記スリットに連通するよう電極素材を切断加工して、電気的に分離した複数の電極部材からなる一体型の電極を製造することを特徴とする静電偏向器の製造方法。
前記電極素材のスリットは、前記フランジ部から円錐状の部分にかけて連続して形成されていることを特徴とする請求項１の静電偏向器の製造方法。
前記円錐状の電極素材の小径部から切断加工を行なうことを特徴とする請求項１または２の静電偏向器の製造方法。
前記切断加工は、放電加工でなされることを特徴とする請求項１ないし３のいずれかの静電偏向器の製造方法。
前記電極素材は、所定の厚さを備えた略円錐筒状部材であることを特徴とする請求項１ないし４のいずれかの静電偏向器の製造方法。