JP6022717B2 - 多電極電子光学系 - Google Patents

Description

本発明は、一般的には電極積層体と、荷電粒子ビーム発生器と、荷電粒子リソグラフィシステムとに関する。さらに、本発明は、荷電粒子ビームを動作させるための方法に関する。

半導体産業では、高い精度および信頼性を有しているより小型の構造体を製造することがますます望まれている。リソグラフィは、かかる製造プロセスの重要部分である。マスクレスリソグラフィシステムでは、荷電粒子小ビームが、ターゲットにパターンを転写するために使用され得る。小ビームは、所望のパターンを得るために個別に制御可能であり得る。

商業的に実用可能であるためには、荷電粒子リソグラフィシステムは、かなりのウェーハスループットおよび厳格な許容誤差に関する厳しい要求を満たすことが可能である必要がある。より高いスループットは、より多くの小ビーム、かくして、より高い電流を使用することによって実現され得る。

しかし、より多数の小ビームの操作は、結果としてより多数の制御回路の必要性をもたらす。動作制御回路は、リソグラフィシステム内で加熱を引き起こし得る。さらに、電流の増加は、結果としてリソグラフィシステムの構成部材と相互作用するより多数の荷電粒子をもたらす。リソグラフィシステム内での荷電粒子とシステムの構成部材との衝突が、各構成部材の著しい加熱を引き起こし得る。結果として引き起こされるビーム操作の構成部材の加熱は、リソグラフィ処理の精度を低下させる熱変形にまで至る場合がある。

多数の小ビームの使用は、小ビーム間の粒子間相互作用（例えばクーロン相互作用）により許容されない精度不良のリスクをさらに高める。

粒子間相互作用の影響は、粒子源とターゲットとの間の経路を短縮化することにより軽減され得る。経路短縮化は、荷電粒子を操作するためにより強力な電界を使用することによって達成され得るが、これは、荷電粒子リソグラフィシステムにおける様々な電極間により大きな電位差を与えることを必要とする。

強力な高電界のもとでは、コリメータ電極の形状とレイアウトとは、電界の分布に対して可能な精度の、かくしてビームの発生及び成形精度に対しての重要な決定要素となっている。

強力な電界条件下でもビームコリメートの精度を高くしつつ、多数の荷電粒子小ビームの使用を可能にする、荷電粒子ビーム発生器およびリソグラフィシステムとその構成部材とを提供することが望まれている。

かくして、第１の態様に係われば、各々が、荷電粒子ビームを通すことが可能な電極アパチャを備えた電極本体を有し、光軸に沿う荷電粒子ビームをコリメートするための少なくとも３つのコリメータ電極を具備するコリメータ電極積層体が提供される。前記複数の電極本体は、光軸とほぼ平行な軸方向に沿って離間されている。このコリメータ電極積層体は、前記コリメータ電極を軸方向に沿って所定間隔を有して位置させるように、各対の隣接したコリメータ電極間に設けられ、電気絶縁材で形成された複数のスペーサ構成体を具備している。前記コリメータ電極の各々は、別々の電圧出力部に電気的に接続されている。

本明細書においては、円柱座標が、荷電粒子ビーム発生器の空間関係を説明するために使用されている。荷電粒子流の巨視的方向は、「軸方向」Ｚ’と呼ばれる。本明細書においては、「上流」という用語は、荷電粒子の流れとは逆の方向を示すために使用されている。逆に、「下流」という用語は、荷電粒子の流れと一緒の方向を示すために使用されている。本例では、「上流」および「下流」という用語は、負軸方向−Ｚおよび正軸方向Ｚのそれぞれに対応する。軸方向Ｚに対して垂直なビーム電流密度分布の重心（即ち、平均位置）が、いわゆる「光軸」Ａを規定している。「径方向」Ｒは、光軸Ａから径方向に離れる方向を指す横断面内の任意の方向に対応している。「角度方向」は、横断面内の径方向位置の（微小）回転角度に沿った方向を指している。

一実施の形態に係われば、各電圧出力部は、別々に調節可能である。

一実施の形態に係われば、前記電極本体は、前記軸方向にほぼ垂直な径−角度面内に配設されたデスクの形状を有している。また、前記電極アパチャは、前記軸方向に電極本体を貫通して延びた実質的に円形のカットアウトにより、好ましくは、形成されている。

一実施の形態に係われば、前記３つのコリメータ電極は、軸方向に沿って配置されており、第１のコリメータ電極は、コリメータ積層体の上流端設けられ、最後のコリメータ電極は、コリメータ積層体の下流端に設けられ、そして、少なくとも１つの中間のコリメータ電極は、前記第１のコリメータ電極と最後のコリメータ電極との間に設けられている。

一実施の形態に係われば、少なくとも１つの中間のコリメータ電極は、前記軸方向に沿った電極厚さを有している。

一実施の形態に係われば、一方では隣接した中間の電極間の電極間距離Ｈｄと、他方では軸方向Ｚに沿った電極厚さＨｅとは、関係式０．７５・Ｈｅ≦Ｈｄ≦１．５・Ｈｅにより規定されている。

一実施の形態に係われば、前記第１のコリメータ電極は、１．５・Ｈｅ≦Ｈ１≦２．５Ｈｅにより規定された範囲の第１の厚さＨ１を有している。

一実施の形態に係われば、第１のコリメータ電極は、光軸から離れる径方向にスムーズに湾曲された軌跡で、下方に光軸に沿って広がった軸方向のボアを備えた第１の電極アパチャを有している。

一実施の形態に係われば、前記最後のコリメータ電極の径方向内側部分の電極厚さＨ１０は、３・Ｈ１０≦Ｈｅにより規定された範囲内にある。

一実施の形態に係われば、前記最後のコリメータ電極の径方向外側部分の厚さは、中間の電極厚さと実質的に等しい。

一実施の形態に係われば、複数のコリメータ電極は、少なくとも３つのコリメータ電極が、第１のコリメータ電極と最後のコリメータ電極との間に設けられるように、軸方向に沿って配設されている。

更なる実施の形態に係われば、前記少なくとも３つの中間の電極のうちの真ん中のコリメータ電極は、１．５・Ｈｅ≦Ｈ５≦２．５・Ｈｅ０≦Ｈｅの範囲内の厚さＨ５を有している。

一実施の形態に係われば、スペーサ構成体の高さＨｓと、スペーサ構成体とコリメータアパチャのアパチャ周縁との間の最短径方向距離ΔＲ1と、の関係は、３・Ｈｓ≦ΔＲ1により記載されている。

第２の態様によれば、ならびに本明細書で上述された効果および利点によれば、光軸に沿って荷電粒子ビームを発生させるためのビーム源と、第１の態様による積層体支持システムを有しているコリメータ電極積層体とを備えている荷電粒子ビーム発生器が提供される。第１のコリメータ電極は、コリメータ電極積層体の上流端に設けられ得る。コリメータ電極の電極アパチャは、光軸に沿って同軸的にアラインメントされ得、またビーム源は、第１のコリメータ電極の上側に直接に固定され得る。

第３の態様に係われば、又上述された影響及び効果に従って、各々が、荷電粒子ビームを通すことが可能な電極アパチャを備えた電極本体を有し、これら電極本体は、光軸とほぼ平行な軸方向に沿って離間されており、前記電極アパチャは、前記光軸に沿って共軸にアラインメントされている、光軸に沿う荷電粒子ビームをコリメートするための複数のコリメータ電極を有する電極積層体と、各電極に電位を与える電気接続部とを具備するコリメータシステムが提供される。

コリメータシステムの動作の間に、電極積層体の中間の電極は、他のコリメータ電極と比較して高い正電位に保たれるように、チャージされる。電極積層体の上流方向で前記中間の電極の前の２つの電極の各々には、下流方向でこの電極に近接した電極よりも低い電位が与えられ得る。

一実施の形態に係われば、最後のコリメータ電極は、コリメータシステムの動作の間に、正電位に保たれるようにチャージされる。前記中間の電極と最後の電極との間に位置された少なくとも１つの電極は、最後の電極の電位よりも低い電位が与えられ得る。

更なる実施の形態に係われば、少なくとも２つの電極が、中間の電極と最後の電極との間に含ませられる。これらの後から2番目の電極は、コリメータシステムの動作の間に、負電位を有するようにチャージされる。

本願発明の第４の態様に係われば、第２の態様に係わる荷電粒子ビーム発生器を動作させるための方法が提供される。この方法は、ビーム源により電子ビームを発生させることと、発生された電子ビームを光軸に沿ってコリメータ電極積層体のアパチャを通るように放出させることと、コリメータ電極に電位を与えることとを具備している。前記コリメータ電極に電位を与えることは、第１のコリメータ電極を接地電位に保つことと、中間のコリメータ電極を高い正電位に保つことと、最後のコリメータ電極を低い正電位に保つこととを有している。

一実施の形態に係われば、コリメータ電極に電位を与えることは、中間のコリメータ電極と、この中間のコリメータ電極の上流に直接に位置した隣接したコリメータ電極との間に電位差を与えることと、前記隣接したコリメータ電極と、この隣接したコリメータ電極の上流に直接に位置した更なる隣接したコリメータ電極との間に更なる電位差を与えることとを有している。この更なる電位差は、前記電位差よりも大きくて良い。

一実施の形態に係われば、前記コリメータ電極に電位差を与えることは、中間の電極の上流の第２のコリメータ電極を、負電位に保つことを有している。

一実施の形態に係われば、前記コリメータ電極に電位差を与えることは、後ろから２番目の電極と後ろから3番目の電極との少なくとも一方を、低い負電位に保つことを有している。

0032 一実施の形態に係われば、前記コリメータ電極に電位差を与えることは、最後のコリメータ電極の直前の２つの中間のコリメータ電極の少なくとも一方を、−３００ボルトと−５００ボルトとの間の値の一定の電位に保つことと、第２のコリメータ電極を、−３キロボルトと−４キロボルトとの間の値の一定の電位に保つことと、中間のコリメータ電極を＋２０キロボルトと＋３０キロボルトとの間の値の一定の電位に保つことと、最後のコリメータ電極を、＋５００ボルトと＋１１００ボルトとの間の値の一定の正電位に保つこととを有している。

以下、添付の概略図を参照として専ら例としてのみ実施形態を説明する。図面において、同一の参照符号は同一の部材を指している。
一実施形態による荷電粒子リソグラフィシステムの概略斜視図を示している。 一実施形態による荷電粒子リソグラフィシステムの真空チャンバの正面図を示している。 一実施形態によるビーム発生器の概略側面図を示している。 一実施形態によるコリメータ電極積層体の斜視図を示している。 一実施形態によるコリメータ電極の斜視図を示している。 一実施形態によるコリメータ電極積層体の概略側方断面図を示している。 実施形態によるコリメータ電極の側方断面図を示している。 実施形態によるコリメータ電極の側方断面図を示している。 実施形態によるコリメータ電極の側方断面図を示している。 実施形態によるコリメータ電極の側方断面図を示している。 一実施形態によるビーム発生器の詳細上面図を示している。 別の実施形態によるビーム発生器の斜視図を示している。 別の実施形態によるビーム発生器の斜視図を示している。 別の実施形態によるビーム発生器の斜視図を示している。 一実施形態によるビーム発生器の下方部分の側方断面図を示している。 一実施形態によるコリメータ電極積層体内の支持コラムの側方断面図を示している。 一実施形態によるコリメータ電極積層体内の冷却用導管の側方断面図を示している。 別の実施形態によるコリメータ電極積層体内の支持システムを示している。

図面は、専ら例示を目的として意図されたものであり、特許請求の範囲により規定されるような保護範囲を限定するものとしての役割は有さない。

以下は、専ら例として示され図面を参照とする本発明のいくつかの実施形態の説明である。

リソグラフィシステム
図１は、リソグラフィシステム１０などのターゲット処理マシンの斜視図を概略的に示している。かかるリソグラフィシステム１０は、半導体ターゲット３１のリソグラフィ処理（例えばレジストで被覆された半導体基板上への構造物の作製）のために構成されている。リソグラフィシステム１０は、（下方側に）投影コラム４６を収容するための真空チャンバ３０と、（上方側に、即ち、真空チャンバ３０の上方に位置された）電子装置２２を収容するためのキャビネット１２とを備えている。

前記キャビネット１２は、壁部パネルにより規定され、キャビネット１２の内部へのアクセス用に開口１４を正面側に備えた閉鎖可能ケーシングを備えている。２つのドア１５が、開口１４を覆うために設けられている。壁部およびドアは、空気がキャビネット１２に進入するのを防ぐように封止的に閉鎖され得る直方体形状を規定している。キャビネット１２は、電子機器２２を収容するための棚２０を担持する側方に離間されたラック１８を収容している。真空チャンバ３０は、上方側面３２に、真空チャンバ３０の内部のビーム投影コラム４６からキャビネット１２の内部の電子機器２２に至る導管／ケーブル２６を通させるためのアクセスポート３６を有している接続壁部３５を備えている凹状セクションを備えている。

前記真空チャンバ３０は、ターゲット３１および投影コラム４６を収容するように構成されている。真空チャンバ３０は、その内部で真空環境を維持する（典型的には１０^-3以下）ように構成された真空ケーシング３９（外方層）を備えている。真空ケーシング３９の内部には、支持ケーシング４０（中間層）と、キャリアフレーム４２を有しているキャリアケーシング４１（最内領域）とが設けられている。投影コラム４６は、キャリアケーシング４１の内側のキャリアフレーム４２により支持されている。投影コラム４６は、ターゲット３１を処理するために使用されている複数の処理用小ビーム４７を発生させ操作するように構成されている。投影コラム４６は、様々な光学部材を備え得る。例示の部材は、荷電粒子ビームから複数の小ビームを形成するためのアパチャアレイ、変調された小ビームを形成するために小ビームをパターニングするための小ビーム変調器、およびターゲット３１の表面上に変調された小ビームを投影するための小ビーム投影器で有り得る。

図２は、荷電粒子リソグラフィシステム１０の一実施形態の単純化された概略図を示している。かかるリソグラフィシステムは、例えば米国特許第６，８９７，４５８号、米国特許第６，９５８，８０４号、米国特許第７，０１９，９０８号、米国特許第７，０８４，４１４号、米国特許第７，１２９，５０２号、米国特許第８，０８９，０５６号、および米国特許第８，２５４，４８４；米国特許出願公開第２００７／００６４２１３号、米国特許出願公開第２００９／０２６１２６７号、米国特許出願公開第２０１１／００７３７８２号、米国特許出願公開第２０１１／００７９７３９号、および米国特許出願公開第２０１２／００９１３５８号などに記載されている。これらはいずれも、本発明の所有者に譲受され、いずれもここに参照によりそれらの全体として本明細書に組み込まれる。

図２は、ターゲット処理システム１０の真空チャンバ３０の正面図を示している。荷電粒子ビーム発生器を有している投影コラム４６は、真空チャンバ３０の内側のキャリアフレーム４２に収容されている。荷電粒子ビーム発生器５０は、荷電粒子リソグラフィシステム１０の真空チャンバ３０の内部のキャリアフレーム４２に挿入可能であり、そこから除去可能であるビーム発生器モジュールとして形成されている。キャリアケーシング４１およびキャリアフレーム４２は、懸架ベース４３に連結された懸架部材４４（例えば板ばね）により支持ケーシング４０内に可動的に懸架され、この懸架ベース４３は、次いで複数の剛性ではあるが側方にヒンジ動作可能な懸架ロッド４５によりキャリアケーシング４１に可動的に相互連結されている。

荷電粒子ビーム５４は、荷電粒子ビーム発生器５０により発生され、その後、投影コラム４６内に設けられた様々な光学素子により操作される。

本明細書では、「屈折させる」という用語は、ビームの偏向部分の作用を一般的に指すために使用されている。本明細書では、「コリメートする」という用語は、ビームの様々な部分をよりコリメートする作用を指すために使用されている。

第１のビーム発生器の実施形態
図３は、一実施形態によるビーム発生器モジュール５０の概略断面図を示している。この断面図は、軸方向−径方向面、即ち、軸方向Ｚおよび径方向Ｒに広がる面内で規定されている。

図３には、ビーム発生器５０を構成する部品、構成部材、および／またはモジュールを収容したビーム発生器のチャンバ５１が示される。ビーム発生器５０は、荷電粒子ビーム源５２と、コリメータ積層体７０と、ビーム発生器のチャンバ５１の内部を真空にするための真空ポンプ１２２、１２３（真空ポンプ１２２のみが図示されている）とを備えている。

前記ビーム源５２は、ビーム源の真空チャンバ５３内に収容され、このビーム源の真空チャンバ５３は、次いでビーム発生器のチャンバ５１内に配置されている。ビーム源５２は、コリメータ積層体７０の上部側に固定され、光軸Ａに沿って荷電粒子ビーム５４を発生させるように構成されている。ビーム源のチャンバ５３は、源の真空ポンプユニット１２０を収容し、この源の真空ポンプユニット１２０は、ビーム源５２の放射放出効率を向上させ有効放射寿命を延ばすために、ビーム源５２の近くに局所的に超低真空を生成させ得る。

荷電粒子源５２により発生された荷電粒子ビーム５４は、初めに、光軸Ａに沿って移動しつつ径方向に外方に発散する特性を有し得る。コリメータ電極積層体７０は、次いで荷電粒子ビーム５４の部分を選択的に屈折させて、ビームをコリメートする、即ち、ビーム分布の様々な部分を光軸Ａに沿ってより共線的に下流へと移動させる役割を果たし得る。

コリメータ積層体７０は、電気絶縁材料により形成されたスペーサ構成体８９により軸方向Ｚに沿って相互に変位されたコリメータ電極７１〜８０の軸方向に配置された積層体（即ち、シーケンス）を備えている。コリメータ電極７１〜８０は、電極アパチャ８２をそれぞれが備えている平坦リング形状の本体８１により形成されている。図示する実施形態では、リング形状の本体８１は、光軸Ａに沿って均等な距離Ｈｄをおいて変位され、電極アパチャ８２は、光軸Ａに沿って同軸的にアラインメントされている。好ましくは、電極本体８１は、導電性および機械的に剛性の材料から作製されている。十分な導電性により、コリメータ電極７１〜８０の各表面への均質に分配された電荷の容易なチャージが可能となっている。十分な機械的剛性により、コリメータ電極７１〜８０は、一定の空間構成を保持し、したがって粒子ビーム５４の発生時に安定的な電位差を持続させることが可能となる。好ましくは、電極７１〜８０は、アルミニウムから作製されている。アルミニウムは、良好な導電性および非磁性特性を有している軽量材料であり、さらに荷電粒子ビーム発生時に蓄積される熱エネルギーを放散するのに十分な伝熱性を示している。

複数のコリメータ電極７１〜８０およびスペーサ構成体８９を同軸的にアラインメントされた電極積層体７０へと形成していることにより、光軸Ａに沿った種々の位置でのコリメータ積層体７０内での電界分布を最適化することが可能となっている。複数の離間されたコリメータ電極７１〜８０の使用により、比較的軽量の設計が許容されている。

垂直方向Ｚに沿ったコリメータ電極７１〜８０の厚さＨ１、Ｈ５、Ｈｅは、ビーム発生時のかなりの熱応力下においても電極本体８１の十分な構造的完全性を確保しつつ、各電極本体８１内に液体用導管１０５を収容するのに十分なものであってもよい。

コリメータ積層体７０の最上のコリメータ電極７１（即ち、積層体７０の上流側で荷電粒子ビーム５４と最初に合って、これを通すコリメータ電極７１）は、発散する湾曲アパチャを備えている。コリメータ積層体７０の最終のコリメータ電極８０（即ち、光軸Ａに沿って下流に向かった荷電粒子ビーム５４が最後に合ってこれを通すコリメータ電極）が、比較的小さな内方の厚さＨ１０を有している。積層体の電極特性が、図６を参照してさらに論じられる。

前記コリメータ電極７１〜８０は、電気絶縁スペーサ構成体８９により互いに離間されている。スペーサ構成体８９は、ビーム発生時に電極間に与えられる比較的大きな電位差（数キロボルト／ミリメートル規模の電位差）でも隣接した電極間において放電が発生するのを防止する、電極７１〜８０間の最小距離Ｈｄを規定している。

スペーサ構成体８９は、電極間距離を一定に維持し、電極同士が電気的に接続状態になる（即ち、等電位表面になる）のを回避するために、機械的圧縮に対する高い抵抗性をさらに有している電気絶縁材料から作製されている。例えば、スペーサ構成体８９は、セラミックから作製され得る。好ましくは、各スペーサ構成体８９は、１対の隣接したコリメータ電極間に設けられている。３つのかかるスペーサ構成体８９が、十分に確立された電極間間隔Ｈｄを維持しつつ、各隣接したコリメータ電極ごとに１つが割り当てられる２つの安定的な３点支持面を提供するために、各対の隣接したコリメータ電極間に設けられている。

コリメータ積層体７０は、支持突出部９２ｂと、３つの側で積層体７０を囲む支持脚部９３とによりビーム発生器のチャンバ５１内に懸架されている。支持脚部９３は、外部基準フレーム（例えばキャリアフレーム４２）に対してコリメータ積層体７０を固定するために使用されている。

次に、図７ａ〜図７ｄとの組合せにおいて冷却用構成体（例えば部材１１０〜１１４と１１６〜１１９とを備えている）の実施形態を説明する。

第１のコリメータ電極積層体の実施形態
図４は、一実施形態によるコリメータ電極積層体７０の斜視図を示している。この実施形態は、軸方向Ｚへと光軸Ａに沿って伝播する電子ビーム５４を成形するための１０個のコリメータ電極７１〜８０を備えている。

第１のコリメータ電極７１は、第１のコリメータ電極７１に対してその上側に荷電粒子ビーム源５２を固定するための源係合部材と、コリメータアパチャの正中線に発生された荷電粒子ビーム５４の光軸Ａをアラインメントさせるための源アラインメント部材とを備えている。

各選択されたコリメータ電極７１〜７４、７６〜８０は、電極外周面に沿って３つの支持部分８６を備えている。各支持部分８６は、一方の側ではスペーサ構成体８９を、および場合によっては反対側では別のスペーサ構成体８９を収容する。この実施形態では、スペーサ構成体８９は、電極支持部分８６を支持するまたはそれにより支持されている平坦端部表面を有している円筒状物体によって形成されている。均一な直径を有している円筒状スペーサ構成体８９は、大量個数での製造が容易であり、これによりコリメータ積層体７０の作製およびメンテナンスが容易化されている。さらに、円筒状スペーサ構成体８９の円形形状は、電極コリメータ積層体７０の内部の電界に対するスペーサ構成体の摂動の影響を軽減するのを助ける。コリメータ積層体７０の作製は、均一な所定のスペーサ高さＨｓを有しているスペーサ構成体８９を製造することによってさらに容易化され規格化されている。これにより、全てのコリメータ電極７１〜８０が、軸方向Ｚに沿って均等な所定の相互距離Ｈｄにわたって効率的にアラインメントおよび離間され得る。

図示している実施形態では、３つのかかる電気絶縁円筒状スペーサ構成体８９が、各隣接した対の電極間に配置されている。３つのスペーサ構成体８９は、径方向および角度方向に均等に離間された三脚を形成し、即ち、各スペーサ構成体８９は、光軸Ａから均等な径方向距離を置いて配置され、３つのスペーサ構成体８９は、光軸Ａを中心として１８０°の角度で相互に離間されている。結果として得られる３点支持により、コリメータ電極は、安定的にそれらの各横断面に沿って担持され、高精度での（典型的には１０マイクロメートル未満の最大アラインメント誤差を有している）電極アラインメントが可能となる。均等な径方向および角度方向の間隔は、必須ではないが、正確なコリメータアラインメントを助長する好ましいロバスト構成をもたらす。

隣接したコリメータ電極の電極支持部分８６および介在するスペーサ構成体８９は、軸方向Ｚに対して平行に配向された支持コラム９０を規定している。ように軸方向にアラインメントされている。この実施形態では、３つの支持コラム９０が規定されている。

各支持コラム９０は、支持部分８６と介在スペーサ構成体８９を共に保持するためにクランプ留め部材９１ａ、９１ｂをそれぞれ備えている。留め横材９１ａが、支持コラム９０の軸方向端部に設けられている。留め横材９１ａは、ロッド端部に留め横材９１ａを連結する２つのプレテンションロッド９１ｂにより軸方向Ｚに沿って共に引っ張られる。クランプ留め部材９１ａ、９１ｂは、コリメータ電極７１〜８０およびスペーサ構成体８９が相互固定位置へと軸方向に圧迫され得るようにするためのロバストクランプ機構を実現するのに十分な引張強度を有している剛性材料から作製されている。各プレテンションロッド９１ｂは、コリメータ積層体７０と各プレテンションロッド９１ｂとの間の熱膨張差に対応するために狭窄部９１ｃを備えてもよい。好ましくは、クランプ留め部材９１ａ、９１ｂは、荷電粒子ビーム５４により発生される磁場に対する摂動磁場応答の発生を回避するために、非磁性材料から作製されている。上記を考慮して、好ましくは、クランプ留め部材９１ａ、９１ｂはチタンから作製されている。

コリメータ電極積層体７０は、３つの積層体支持脚部９３を備えている。各支持脚部は、コリメータ積層体７０の中央領域７５ａに連結されている。これらの支持脚部９３は、外部基準フレームに対してコリメータ積層体７０を支持するように協働している。外部基準フレームは、例えば図１に示されている荷電粒子リソグラフィシステム１０の真空チャンバ３０の内部に懸架されたキャリアフレーム４２であってもよい。

ビーム発生時に、機械的共振が、外部源から（例えばキャリアフレーム４２を経由してコリメータ積層体７０に到達するフロア振動から、およびコリメータ電極７１〜８０内の冷却用導管１０５を通してポンプ送給される冷却用液体内で発生する流量変動からなど）コリメータ積層体７０内に誘発され得る。中央領域７５ａへの支持脚部９３の連結によりコリメータ積層体７０を支持することにより、誘発される機械的共振に関与する積層体部分の長さおよび重量が削減される。

誘発される機械的共振は、線形運動、回転運動、またはそれら両方のいずれかに関係し得る。有効積層体長さを削減することにより、軸方向に対して垂直な偏向についての有効線形ばね定数は、より短いコラム９０がより剛直なコラムをもたらすことにより大きくなる。より剛直なコラムにより、積層体内の電極７１〜８０の横振れ応答が低下する。より剛直なコラム９０により、電極７１〜８０は、相互に対してより少なく振動し、したがって環境に対してより少なく振動するため、これによりビーム投影精度が最終的に改善されることになる。

さらに、積層体の垂直方向質量中心にてほぼ中央で積層体を係合することにより、全体としてのおよび横断平面内の回転軸を中心とする積層体の慣性モーメントが、低減され、これが、外的に駆動されるより低い周波数トルク振動に対する全体としての積層体の回転振れ応答を低減する。

図４に示されている実施形態では、コリメータ積層体７０の中央領域７５ａ（即ち、垂直方向質量中心）は、コリメータ積層体７０の中心のコリメータ電極７５に対応するように選択されている。この場合に、中心の電極７５は、源５２（図４ではなく図３に図示する）から下流に計数されて第５のコリメータ電極７５により形成されている。この場合に中心の電極７５としての第５の電極について選好されている点（例えば第６の電極７６との対照において）は、積層体７０に対するより厚い第１の電極７１および源５２の追加重量に関係する。

中心のコリメータ電極７５は、電極外周面に沿って３つの積層体支持突出部９２ｂを備えている電極本体９２ａを有している。中心の電極７５の外周面に沿った径方向に延びた積層体支持突出部９２ｂは、例えば中心の電極７５のユニボディ成形によってなど容易に製造され得るロバスト支持構成体をもたらす。電極本体９２ａおよび突出部９２ｂは、コリメータ電極積層体７０の総重量Ｗを共同で支持するのに十分な機械強度を有している。各積層体支持脚部９３は、各積層体支持突出部９２ｂに連結されている。

代替的な実施形態では（図示せず）、支持脚部９３は、外部基準フレームとのバランス調整された支持連結を確立するために、支持コラム９０内のスペーサ構成体８９と係合し得る（中心のコリメータ電極７５への係合の代わりにまたはそれに加えて）。

図４の実施形態では、各積層体支持脚部９３は、中央積層体領域７５ａに（例えば支持突出部９２ｂに）支持脚部を連結するための脚部接合部９４を備えている。さらに、各積層体支持脚部９３は、外部基準フレームに支持脚部９３を連結するための脚部ベース９５を備えている。脚部ベース９５の付近に、積層体支持脚部９３は、逆の角度方向に沿って少なくとも部分的に配向された別個の脚部材９３ａ〜９３ｂを有している三角形支持構成体を有している。脚部材９３ａ〜９３ｂは、機械的に剛性ではあるが電気的に絶縁性の材料から作製され得る。これらの脚部材９３ａ〜９３ｂの上方および下方に、各支持脚部９３は、脚部ベース９５に対して径方向Ｒに脚部接合部９４を変位させ得るための２つの径方向たわみ部分９６ａ〜９６ｂを備えている。図４の実施形態では、径方向たわみ部分９６ａ〜９６ｂは、可撓性幅狭中央領域を規定している。湾曲Ｉ字形プロファイルを有している断面を有しているビーム材を備えている。各ビーム材は、（局所的）径方向に対して垂直に実質的に配向され、それによりＩ字形プロファイルは、局所的径方向軸面内のみで撓曲し得る一方で、局所的角度方向においては機械的に剛直に留まる。脚部接合部９４と対応する脚部ベース９５との間で可能となる径方向変位は、例えばビーム発生時の脚部ベース９５に対する中央積層体領域７５ａ（例えば中心の電極７５）の径方向の熱変形の結果であり得る。中心のコリメータ電極７５は、ビーム発生時に比較的高い正電位に維持されることが予期され、これは、結果として多数の二次／後方散乱電子がこの中心の電極７５に衝突することになる。この結果としての加熱により、コリメータ電極７５の径方向膨張が引き起こされる一方で、外部基準フレームは、かかる熱変形を被らない。この径方向の熱差による変形は、径方向たわみ部分９６ａ、９６ｂと、これらのたわみ部分９６ａ、９６ｂ間の脚部材９３ａ〜９３ｂの径方向傾斜とにより効率的に対応され得る。

代替的な実施形態では（図示せず）、支持システムが異なるように形状設定されてもよい。例えば、追加の脚部セグメントが、例えばＡ字形状支持脚部を形成するために、脚部材９３ａ〜９３ｂを有している三角形構成体の上方および／または下方に備えられてもよい。さらに、径方向たわみ部分９６ａ〜９６ｂは、例えば異なる断面プロファイルを有しているなど異なるように成形されてもよい。

様々な実施形態によれば、外部基準フレーム（例えばキャリアフレーム４２）は、下方軸方向Ｚ（支持脚部９３に対してかけられる圧縮応力、図４に図示）、上方軸方向−Ｚ（支持部材９３に対してかけられる引っ張り応力、図示せず）、径方向Ｒ（支持部材９３に対する曲げ応力、図示せず）、またはそれらの組合せのいずれかに配向され得る支持部材９３を介して中央領域７５ａ内に電極積層体７０を支持してもよい。

コリメータ電極
図５は、中間コリメータ電極７２〜７４、７６〜７９の一実施形態の斜視図を示している。中間コリメータ電極７２〜７４、７６〜７９は、導電性および機械的に剛性の材料から作製された平坦電極本体８１により形成され、コリメータアパチャ８２が、平坦本体８１の中心に設けられている。コリメータアパチャ８２は、軸方向Ｚに沿って見た場合に実質的に円形であり、内方アパチャの直径φを規定している。さらに、円形アパチャ８２は、角度方向Φに沿った断面（即ち、軸方向−径方向面内の断面）で見た丸め（即ち、湾曲状にトリミングされた）開口部外周面８２ａを有している。円形のアパチャの外周面８２ａは、外周面８２ａに沿った高い局所的電界集中を回避するのを助けている。円形のアパチャの外周面８２ａは、５キロボルト／ミリメートル超の局所的電界強度の発生を回避するように形状設定され得る。

コリメータ電極７１〜８０は、電極外周面８５に沿って３つの支持部分８６を備えている。各支持部分８６は、一方の側に１つのスペーサ構成体８９（例えば第１の電極７１および最後の電極８０のための）を、または各側にスペーサ構成体８９（例えば中間の電極７２、７３、７４、７５、７６、７７、７８、７９のための）を収容するように構成されている。

好ましくは、コリメータ電極７１〜８０間のスペーサ構成体８９は、軸方向Ｚに沿って均等な高さＨｓを有している。均等な高さを有しているスペーサ構成体８９は、スペーサ８９についての、およびコリメータ電極間に装着されることとなる他の構成体（例えば以下で論じられる中間冷却用導管）についての製造規格化を容易化する。好ましくは、スペーサ高さＨｓは、コリメータアパチャの外周面８２ａから付近のスペーサ８９の側方表面までの最短径方向距離ΔＲ１の１／３よりも小さい。これにより、スペーサ構成体８９の存在によるコリメータアパチャ８２での電界摂動は、無視し得るレベルにまで低減される。

前記コリメータ電極７１〜８０は、電極プレート本体８１の電極外周面８５に沿って３つの電極支持アーム部８７を備えている。３つの電極支持アーム部８７は、好ましくは電極外周面８５の周囲に均等に離間されて分散される（角座標に沿って均等な距離をおいて）。電極支持アーム部８７は、外周面８５に沿って径方向に若干突出し、角度方向Φに実質的に沿って延びた。各電極支持アーム部８７は、一方の遠位端部で可撓性のアーム狭窄部８７ｂを介して電極本体８１の外周面８５に連結された少なくとも１つの剛性アーム部分８７ａを備えてもよい。各電極支持アーム部８７は、その反対側の遠位端部で対応する電極支持部分８６に連結されてもよい。各電極支持部分８６は、円形プラットフォームにより形成されてもよい。第２の可撓性アーム狭窄部８７ｃは、剛性アーム部分８７ａと電極支持部分８６との間に設けられてもよい。好ましくは、剛性アーム部分８７ａおよび可撓性アーム狭窄部８７ｂ〜８７ｃは、軸方向Ｚにコリメータ電極を支持するのに十分な機械的剛直性／強度をもたらすために、対応するコリメータ電極の高さと同一のまたは少なくとも匹敵する軸方向に沿った高さを有している。各可撓性アーム狭窄部８７ｂ〜８７ｃに設けられた狭窄部は、径方向−角度方向面内の方向に主に規定され、より好ましくは（局所的）径方向Ｒに沿って配向されている。この実施形態では、可撓性アーム狭窄部８７ｂ〜８７ｃは、軸方向Ｚにおいて電極本体８１に対する対応する電極支持部分８６の撓曲を防止しつつ、径方向−角度方向面内で電極本体８１に対する対応する電極支持部分８６の変形および撓曲を主に可能にする板ばねを効果的に形成している。各電極支持アーム部８７は、電極支持本体８１と電極支持アーム部８７との間に熱膨張スロット８８を規定している。熱膨張スロット８８もまた、径方向−角度方向面内で、角度方向Φに実質的に沿って延びた。

１つまたは複数の可撓性アーム狭窄部８７ｂ〜８７ｃを有している径方向可動アーム部８７および熱膨張空間８８により、電極本体８１は、隣接するコリメータ電極の対応する支持部分８６に支持部分８６を軸方向にアラインメントされた状態に維持しつつ、主に径方向−角度方向面内でおよびより具体的には径方向Ｒに変形する（膨張／収縮する）ことが可能となる。コリメータ電極積層体７０の使用時に、コリメータ電極７１〜８０は、異なる電位値に維持され、異なる量の（二次／後方散乱）電子放射およびその結果としての熱エネルギーを受領することになることが予期される。可動アーム部８７および膨張空間８８は、荷電粒子ビーム５４の発生および平行化の際に生じる電極７１〜８０の多様なおよび異なる熱誘発径方向によりに対して効率的に適応し、それにより支持コラム９０（図４を参照）は、軸方向Ｚに沿って相互にアラインメントされた状態に留まる。

図４に示す実施形態における中心のコリメータ電極７５および隣接する中間コリメータ電極は、ビーム発生時に大きな正電位にさらされるように設計されている。また、積層体７０内の最終電極８０は、かなりの電位（約＋０．５〜＋１．５キロボルト）にさらされるように設計されている。これらの電極が二次電子および後方散乱電子にかけることになる結果として生じるかなりの引力は、著しい電子衝突および電子吸収を引き起こし、したがってかなりの熱発生を引き起こすことになる。例えば、中心のコリメータ電極７５の径方向膨張は、電極支持コラム９０を径方向に外方へと移動させ、これが、他のコリメータ電極の支持部分８６を外方に引っ張ることになる。しかし、残りのコリメータ電極に設けられた径方向可動支持アーム部８７は、この径方向膨張に適応し、かくして、全ての電極７１〜８０を同軸的にアラインメントした状態に維持する。

電位の与え
図６は、一実施形態によるコリメータ電極積層体７０の概略側方断面図を示している。コリメータ電極積層体７０は、１０個のコリメータ電極７１〜８０を備え、第５のコリメータ電極７５が、中心のコリメータ電極を構成する。図示されている断面は、コリメータ電極積層体７０のこの実施形態のいくつかの特徴的寸法を専ら概略的に示している。この実施形態の多数の構造詳細は、単純化のために省略されている（例えば、コリメータアパチャ、電極支持部分、およびスペーサ構成体の細部形状が図示されない）。

一般的に、同軸的に配置されたコリメータ電極積層体７０を形成するためにスペーサ構成体８９により分離された複数のコリメータ電極７１〜８０の使用により、光軸Ａに沿った種々の位置でのコリメータ積層体７０内での電界分布を最適化することが可能となる。少なくとも５つの隣接したコリメータ電極間の電位差の段階的変化により、結果として軸方向Ａに沿って比較的平滑に変化する電界分布が得られる。５つ以上のコリメータ電極を備えている電極積層体は、複数の負電界最小値と複数の正電界最大値とを有し得る電界分布の発生を可能にし、したがって荷電粒子ビーム５４をコリメートすることと荷電粒子ビーム５４の球面収差を軽減することとの両方を行い得る電界を発生させるのに十分な自由度をもたらす。特定の用途に対する好ましいビーム特徴の発見は、与えられる電位の値の変化による多コリメータ電極積層体により容易に達成される。

ある特定の実施形態では、コリメータ積層体７０で１０個のコリメータ電極７１〜８０を使用することにより、一方では軸方向Ｚに沿って比較的漸進的な電位分布を生成するための、ならびに他方ではシンクポンプ１２２、１２３との良好な視線と、十分な電極冷却と、構造の単純化とを実現するのに十分な電極間間隔Ｈｄを実現するための自由度間の良好なバランスがもたらされる点に本発明者らは気付いた。

図６に示すコリメータ電極積層体７０の実施形態では、全ての中間コリメータ電極７２、７３、７４、７６、７７、７８、７９の中間電極厚さＨｅが、実質的に同一である。本明細書では、「実質的に同一の」という用語は、達成可能な製造公差内で同一の値を有している中間電極厚さＨｅを指す。アルミニウムから作製されたコリメータ電極については、中間電極厚さＨｅは、１０ミリメートル〜２０ミリメートルの範囲内、好ましくは１２ミリメートル〜１５ミリメートルの範囲内であってもよく、より好ましくは１３．６ミリメートルに等しい。均一厚さの中間電極を使用することにより、電極本体の大量生産が可能となり、コリメータ積層体への中間コリメータ電極の組立が簡単になる。代替的な実施形態では、全ての電極が同一厚さを有してもよい。さらに他の実施形態では、いくつかまたは全ての電極厚さが異なってもよい。

コリメータ積層体７０の最上のコリメータ電極７１（即ち、積層体７０の上流側の光軸Ａに沿った荷電粒子ビーム５４に初めに合い、これを通すコリメータ電極７１）は、発散的に湾曲した開口部ボア７１ａが続くより小さな上方アパチャの直径φ１を備えている。この小さな上方アパチャの直径φ１および湾曲開口部ボア７１ａにより、ビーム源５２によって発生される荷電粒子ビーム５４は漸進的な電界変化を被ることが可能となる。第１のコリメータ電極７１の第１の電極厚さＨ１は、１．５・Ｈｅ≦Ｈ１≦２．５・Ｈｅにより定義されている範囲内である。この特定の範囲内の厚さを有している第１のコリメータ電極７１により、コリメータ積層体７０の上流端（即ち、頂部）は、比較的小さなビーム源開口部から比較的より大きなコリメータアパチャへの平滑移行部を有していることが可能となり、第１の電極は、上に取り付け可能であるビーム源５２の重量を直接的に支持するのに十分な強度を有していることが可能となる。本明細書では、「平滑な」という用語は、表面（この場合は開口部表面）が巨視的スケールで曲線に急激な変化（即ち、鋭角のリッジ、角、または隙間）を有さないことを示すために使用されている。急激な曲線変化は、電界中に望ましくない大きな局所的変動を発生させる。

中心のコリメータ電極７５は、第１のコリメータ電極７１と最終のコリメータ電極８０との間に設けられている。中間のコリメータ電極７２、７３、７４、７６、７７、７８、７９は、第１のコリメータ電極７１と最終のコリメータ電極８０との間に、および中心のコリメータ電極７５の両側に配置されている。中心のコリメータ電極７５の中間の電極厚さＨ５は、１．５・Ｈｅ≦Ｈ５≦２．５・Ｈｅにより定義されている範囲内である。好ましくは、中間の電極厚さＨ５は、２２ミリメートル〜２６ミリメートルの間の範囲であり、より好ましくは２４ミリメートルに等しい。この特定の範囲内の厚さＨ５を有している中心のコリメータ電極７５により、コリメータ積層体７０の中央領域７５ａは、コリメータ電極積層体７０が例えば横軸（軸方向Ｚに対して垂直な）を中心として振動するのを防止するのに十分な強度および曲げ剛性を有していることが可能となる。

代替的な実施形態では、中心の電極７５は、中間電極７２〜７４、７６〜７９の厚さＨｅと実質的に等しい厚さＨ５を有してもよい。これは、例えば機械的により強度の高い材料を使用することにより、または積層体支持構成体がコリメータ積層体内で他のおよび／またはより多くの電極に係合する場合に達成され得る。これは、図１５を参照としてさらに説明される。

コリメータ積層体７０の最終のコリメータ電極８０（即ち、荷電粒子ビーム５４と最後に合うコリメータ電極）は、最終内方電極厚さＨ１０を有している径方向内方部分８０ａを有している。内方の厚さＨ１０は、Ｈ１０≦Ｈｅ／３により定義されている範囲内である。好ましくは、最終電極８０の内方の厚さＨ１０は、小さな軸方向距離のみにわたり延在しつつ、荷電粒子ビーム５４に対して逆の極性を有している電位を効果的に持続するために比較的小さな値を有している。これにより、アパチャの外周面の付近に高度に局所化された引力電界を生成する。逆の極性を有している薄い最終の電極８０は、コリメータ積層体７０の先行部分で発生されているビームでの正球面収差を補償するために、荷電粒子ビームについて負球面収差を生じさせる。

最終のコリメータ電極８０は、径方向外方部分８０ｂに最終外方電極厚さＨ１０’を有している。好ましくは、最終外方電極厚さＨ１０’は、最終電極８０を機械的により高い強度にするために、およびさらには外方部分の内部に冷却用導管を収容するのに十分な高さを与えるために、中間電極厚さＨｅと等しい。図６に示すように、内方部分８０ａから外方部分８０ｂへの移行は、内方の厚さＨ１０から外方の厚さＨ１０’への軸方向段階的増加を伴い得る。これは、径方向内方部分８０ａについては内方アパチャの直径φ１０を、および径方向外方部分８０ｂについては外方アパチャの直径φ１０’をもたらす。好ましい実施形態によれば、最終のコリメータ電極８０の内方の本体厚さＨ１０は５ミリメートル以下の範囲内であり、外方の本体厚さＨ１０’は１０ミリメートル以上の範囲内であり、内方アパチャの直径φ１０は６０ミリメートルであり、外方アパチャの直径φ１０’は１００ミリメートルである。

最終の電極８０の下流には、荷電粒子ビーム５４から複数の小ビームを形成するためのアパチャアレイ５８が設けられている。アパチャアレイ５８は、コリメータ電極積層体７０の構造構成部材であり得る。代替的には、アパチャアレイ５８は、（光軸Ａに沿って見た場合に）ビーム発生器モジュール５０の直ぐ下流に投影コラム４６内に配置された集光レンズモジュール５６の一部を形成してもよい。アパチャアレイ５８は、下方中央表面と傾斜側方表面とを備えている。好ましくは、動作時に、アパチャアレイ５８は接地電位に維持される。アパチャアレイ５８の形状は、帯電した最終コリメータ電極８０（の鋭角エッジ）とアパチャアレイ５８との間の放電を回避するために、最終コリメータ電極８０の（比較的）薄い径方向内方電極部分８０ａの内方外周部間に十分な距離をもたらす。また、アパチャアレイ５８の形状により、アパチャアレイ５８と最終コリメータ電極８０の径方向外方部分８０ｂとの間の間隔が、ビーム発生器モジュール５０の外部および／または集光レンズモジュール５６の外部の領域に対しコリメータ電極積層体７０の内部の真空を保持するために小さく維持されることが確保される。

図６は、ビーム発生およびビーム処理時にコリメータ電極積層体７０のこの実施形態を動作させるための例示の方法を示すのを補助する。この実施形態では、コリメータ電極７１〜８０は、同軸構成において光軸Ａに沿って均等な距離Ｈｄをおいて位置決めされている。

他の実施形態では、コリメータ電極は、異なる電極間距離をおいて位置決めされてもよい。例えば、図９〜図１１を参照して論じられる実施形態を参照されたい。

異なる静電位の値（即ち、電圧）が、コリメータ電極７１〜８０に印加される。コリメータ電極積層体７０、荷電粒子ビーム発生器５０、または荷電粒子リソグラフィシステム１０は、別個の電圧源のセット１５１〜１６０を備え得る。各電圧源１５１〜１６０は、各コリメータ電極７１〜８０に選択された電位を与えるための出力端子を備えている。電気接続が、各電圧源１５１〜１６０の出力端子と対応するコリメータ電極７１〜８０の電気接点１０９との間に与えられる。好ましくは、電圧源１５１〜１６０は、ビーム発生器５０の動作時に個別におよび動的に調節可能である。代替的には、電圧源１５１〜１６０は、対応するコリメータ電極７１〜８０に印加されることとなる別個の選択された電圧値にその出力を変換するために、適切なアダプタおよび分割器を有している単一電源として形成され得る。

以下は、コリメータ電極の好ましい構成と、電極７１〜８０に与えられた２つの好ましい電位分布とに対応する、２つの数値シミュレーション（コラムごとに１つ）の表である。表中の一連の電極番号は、例えば図４および図６を参照とする説明で使用される際の一連のコリメータ電極７１〜８０に対応する。

様々な電極に関する列挙された電位値は、接地電位に対する電位差に対応する。各電位の値は、対応する電圧源１５１〜１６０によりコリメータ電極７１〜８０に与えられ得る。動作時に、最終のコリメータ電極８０の直ぐ下流に配置されたアパチャアレイ５８は、好ましくは接地電位に維持されている。荷電粒子ビーム発生器５０を動作させるための方法は、ビーム源５２で電子ビーム５４を発生させることと、コリメータ電極積層体７０のアパチャ８２を通して光軸Ａに沿って発生された電子ビームを投影することと、コリメータ電極７１〜８０に電位を与えることであって、接地電位に第１のコリメータ電極７１を維持すること、最高の正電位に中心のコリメータ電極７５を維持すること、および低い正電位に最終のコリメータ電極８０を維持することを備えている、与えることとを備えてもよい。

コリメータ電極間に与えられる電位差は、角度誤差を軽減しつつ、均質な横断電子ビーム表面電流密度を生成する役割を果たす。ビーム発生時に、電子ビーム５４は、径方向−軸方向面内の断面で見た場合に局所的発散輪郭を有しているビーム源５２から発出する。

第３のコリメータ電極７３、第４のコリメータ電極７４、および第５のコリメータ電極７５に与えられた大きく上昇した電の位値は、横断電子ビーム５４に対して正レンズとして機能する局所的電界分布を生成する。これは、光軸Ａに向かって径方向−軸方向断面内で電子ビーム５４の局所的輪郭を屈折させる役割を果たし、電子ビーム５４の分布を収束させる。径方向−角度方向面内の電界強度の径方向変動により、正レンズの影響は、電子ビーム５４中の電子に径方向−角度方向面内で見た場合に非均一な軸方向速度分布をかのうにしている（球面収差の影響のためにそうさせる）。

第６のコリメータ電極７６、第７のコリメータ電極７７、第８のコリメータ電極７８、および第９のコリメータ電極７９に与えられた大きく低下した電位の値は、横断電子ビーム５４に対して負レンズとして機能する局所的電界分布を生成する。これもまた、径方向−軸方向断面内でしかしここでは光軸Ａから離れるように電子ビーム５４の局所的輪郭を屈折させる。電子ビームおよび電界の径方向分布の変動は、球面収差の影響にやはり寄与し得る。

最終コリメータ電極８０に与えられた正電位（接地基準に対する）は、横断する電子ビーム５４に（または全般的に負荷電粒子のビームに対して）負球面収差を生じさせる。発生された負球面収差は、コリメータ積層体７０の先行部分で発生されている任意の正球面ビーム収差を（少なくとも部分的に）補償している。

好ましくは、電圧源１５１〜１６０は、電子ビーム５４がビーム発生器５０から下流に発出する時に電子ビーム５４の最終局所的輪郭が適切に平行化されるように（即ち、ビームが少なくとも可能な限り径方向−軸方向断面内で平行になされる）、コリメータ電極７１〜８０に対して電位を生成するように設定されている。電圧源１５１〜１６０により生成される電位は、軸方向に沿って電位値の分布を変更するために、および／または電界の局所的振幅を変更するために動的に調節され得る。したがって、正レンズおよび負レンズの軸方向中心が軸方向に沿って移動され得る、および／または電界振幅が変更され得る。動作時にコリメータ電極７１〜８０に与えられる電位の個別の調節が可能であることにより、変化する動作条件（例えばビーム電流、真空条件、遮断条件等）に対する再構成および最適化が容易になる。

この方法は、中央の電極７５に先行する第２のコリメータ電極７２を負電位に維持することをさらに備えている。さらに、この方法は、最終コリメータ電極８０の直前で先行する２つの中間コリメータ電極７８、７９の少なくとも一方を低い負電位に維持することをさらに備えてもよい。最終コリメータ電極８０に先行する最終の中間コリメータ電極７８〜７９の１つまたは２つに負電位を与えることは、コリメータ電極積層体７０の下流の領域から起始する二次電極および／または後方散乱電極を偏向させるのを助ける。二次電子は、例えばアパチャアレイ５８との電子ビーム５４中の一次電子の衝突時に生成され得る。局所的負電位は、強力に正帯電した中心のコリメータ電極７５に衝突する電子の個数を減少させるのを助ける。

上述の具体的な数の例によれば、ビーム発生器５０を動作させるための方法のさらなる実施形態は、最終コリメータ電極８０の直前に先行する２つの中間コリメータ電極７８、７９の少なくとも一方を−３００ボルト〜−５００ボルトの値を有している一定の電位に維持することと、第２のコリメータ電極７２を−３キロボルト〜−４キロボルトの値を有している一定の電位に維持することと、中心のコリメータ電極（７５）を＋２０キロボルト〜＋３０キロボルトの値を有している一定の電位に維持することと、最終コリメータ電極８０を＋５００ボルト〜＋１１００ボルトの範囲内の正電位に維持することとを備えてもよい。

第１の冷却用構成体の実施形態
図７ａ〜図７ｄは、実施形態によるコリメータ電極７１〜８０の上方断面図および側方断面図を示している。図示されているコリメータ電極７１〜８０は、冷却用液体１０２を移送するための冷却用導管１０５を備え、冷却用導管１０５は、液体供給構成体１１７に連結するための第１の開口１０３と、液体排出構成体１１８に連結するための第２の開口１０４とを備えている。

冷却用導管１０５の存在は、コリメータ電極７１〜８０の熱により誘発される変形が調整され得るように、電界制御の精度および信頼性をさらに改善し得る。冷却用導管１０５は、例えば散乱電子および／または二次電子にさらされることにより引き起こされる熱的加熱によってコリメータ電極７１〜８０の膨張を低減させ得る。冷却用液体１０２内の電気コンダクタンスは、コリメータ電極の中の少なくとも１つで蓄積された電荷が、電極に与えられる電位を変更するのに十分な大きさの量で他のコリメータ電極に向かって移動するのを回避するために、最小限に抑えられるべきである。より強力な電荷源が、冷却用液体により任意の電荷搬送を補償するために使用されてもよいが、かかる電荷消散は、液体の冷却能力に負の影響を及ぼす、冷却用液体を通る結果として生じる電流による抵抗加熱によりあまり望ましくない。電気的分離は、超純水（ＵＰＷ：ultra-pure water）または非導電性油を冷却用液体として使用することにより達成され得る。好ましくは、ＵＰＷは、粒子ビーム発生器５０の動作時に絶えずまたは間断的にフィルタリングされる。

図７ａ〜図７ｄに示されているように、コリメータ電極は、荷電粒子源５２に対面する上面８３と荷電粒子源５２から離れる方向に向く下面８４とを備えているリング形状電極本体８１（適用可能である場合には常に様々な実施形態にとって最善のものが示唆されている）を備えている。下面８４および上面８３は、電極外周面を規定している側部表面８５により相互に連結されている。第１の開口１０３および第２の開口１０４は、側部表面８５に配置されている。側部表面８５に冷却用導管１０５の第１の開口１０３と第２の開口１０４とを配置することは、積層体７０内の異なるコリメータ電極７１〜８０間でのスペースの干渉をもたらす恐れのある（即ち、電界摂動）構成体から免れるように維持するのを助ける。特に、冷却用液体供給および／または除去が、電極７１〜８０の側方側から行われるため、液体供給構成体１１７および／または液体排出構成体１１８は、コリメータ電極７１〜８０間のいずれの空間を占める必要もない。

第１の開口１０３および第２の開口１０４は、コリメータ電極７１〜８０の同一側に配置されている。同一側に第１の開口１０３および第２の開口１０４を配置することは、コリメータ積層体７０の同一側での冷却用液体供給構成体１１７および冷却用液体排出構成体１１８の両方の配置を許容し、これは、他の構成部材がコリメータ積層体７０に並んで／の周囲に配置されているためのより多くのスペースを与える。

冷却用導管１０５は、電極アパチャ８２の周囲で電極本体８１を貫通して延びた軌道に沿って第２の開口１０４に第１の開口１０３を連結する。冷却用導管１０５は、アパチャ８２の周囲の実質的に円環状の部分１０５ａと、第１の開口１０３および第２の開口１０４に円環状の部分１０５ａを連結するための２つの実質的に直線状の端部部分１０５ｂとを備えている。この構成は、電極アパチャ８２が円形のアパチャである場合には特に有利である。この場合に、実質的に円環状の導管部分１０５ａは、アパチャ外周面８２ａから一定の距離をおいた軌道を辿り、これは、結果としてコリメータ電極７１〜８０の中央部分のより均質な冷却をもたらす。

冷却用導管１０５は、径方向に配向された管開口１０３、１０４を有している管状構成体により形成されている。比較的強力な伝熱性および導電性材料が、冷却管の構造材料として好ましい。例えば、チタンは、強力金属非磁性金属である。コリメータ電極本体８１内／上に設けられているチタン冷却管１０５は、（付近の）電荷粒子フラックスが光軸に沿って移動するのに応答して著しい磁場擾乱または磁気応力を発生させない。さらに、チタンは、比較的高い融解温度（約１９４０ケルビン）を有し、これによりチタンは、チタン冷却管１０５の周囲に実質的により低い融点の金属（例えば約９３０ケルビンの融解温度を有しているアルミニウムなど）からコリメータ電極本体８１を鋳造することによってコリメータ電極の内部に冷却用導管１０５を製造するのに非常に適した金属となる。代替的には、モリブデンが、冷却管を作製するための材料として使用されてもよい。

冷却管１０５は、比較的均質な液体流を内部で達成するための円形断面を有してもよい。かかる円形冷却管１０５の外径は、０．６センチメートル〜１センチメートルの範囲内であってもよく、対応する内径は、０．４センチメートル〜０．８センチメートルの範囲内であってもよい。

図７ａに示されているように、導管１０５は、は、コリメータ電極７１〜８０の本体８１内に一体化されて（鋳造されて）もよい。一体的な形成により、冷却効率が改善される。さらに、電極内に管を一体化することにより、管は、本体表面から突出せず、他の場合であれば電極アパチャ８２間の望ましい電界分布を摂動する局所的電界集中を生じさせない。また、電極７１〜８０間でスパークする可能性が軽減される（これは、電極表面の頂部に位置決めされるかまたは電極表面から突出する導管の場合には該当しない）。さらに、コリメータ電極本体８１内に導管１０５を一体化させることにより、コリメータ積層体７０内で移動する自由分子が径方向に外方に移動し、例えばコリメータ積層体７０から一定の距離をおいて径方向に外方に位置決めされたゲッタポンプ１２２、１２３によって吸収されるなど除去されるために利用可能な側方空間（即ち、平均自由行程）が増大することになる。コリメータ電極と冷却用液体１０２との間の伝熱効率が最大化されなければならない場合には、電極は、冷却用導管１０５の周囲に電極材料を鋳造することにより形成されることが好ましい。

好ましくは、導管１０５の円環状の部分１０５ａは、電極アパチャ８２の外周面８２ａから離れるように十分な径方向の導管距離ΔＲ２をおいて配置されている。これにより、冷却用導管１０５の円環状の部分１０５ａを通り流れる冷却用液体１０２の冷却効果が、角座標に沿って比較的均質に留まる（即ち、流入液体と流出液体との間の温度差が比較的小さく留まる）ことが確保され、それにより電極本体８１の熱膨張差は、角座標の関数とほぼ同一に留まる。

例えば、約１３．６ミリメートルの電極厚さを有し、冷却用液体としての水流を受け、コリメータ電極の少なくとも１つが動作時に最大で６０℃までの温度上昇を伴い加熱される、約６０ミリメートルのアパチャ直径φを有している電極アパチャ８２を備えたアルミニウムコリメータ電極（２３７ワット／メートルケルビンの典型的なバルク熱伝導率を有している）を有しているコリメータ積層体の実施形態では、径方向の導管距離ΔＲ２は、好ましくは２０ミリメートル以上に選択されている。この例では、円環状の導管部分１０５ａの典型的な総直径は、１００ミリメートル以上となる点に留意されたい。

代わって、図７ｃに示されているように、導管１０５は、電極本体８１’の上部側８３’に設けられた凹部１０６の内部に収容されてもよい。電極本体８１’中に凹部１０６をフライス加工し、その中に導管１０５を配置することは、電極を製造するための比較的安価な方法である。伝熱性接着材料１０７が、電極本体８１’に管を固定し、有効伝熱界面を増大させるために、冷却管１０５の周囲にて凹部１０６内に設けられてもよい。また、凹部内への導管の装着により、導管１０５に沿って伝播する局所的機械的共振が軽減される。

図７ｄに示されているさらに別の実施形態では、導管１０５’’は、径方向−軸方向面に沿った断面で見た場合に矩形の外方断面を、即ち、矩形の外周面を有してもよい。また、この導管１０５’’は、電極本体８１’’の内部に設けられた、電極本体８１’’の上部側８３’に開口を有している凹部１０６’の内部に収容されている。凹部１０６’は、一方では導管１０５’’の下方側部と側方側部との間の、および他方では凹部１０６’の下方側部と側方側部との間の熱接触を改善するように矩形の導管１０５’’を収容するために、凹部の（軸方向）内方部分に相補的な矩形輪郭を備えている。この実施形態では、導管１０５’’は、冷却用液体１０２’’を受けるための湾曲状内方スペースを有している下方溝部分１０５ｃと、（例えば下方溝部分１０５ｃの直立側方壁部上に上方蓋部分１０５ｄをレーザ溶接することにより）封止的に湾曲状内方スペースを閉じるための平坦上方蓋部分１０５ｄとを備えている。凹部１０６’の軸方向外方部分は、凹部１０６’内への導管１０５’’の挿入を容易にするために隅肉（丸め）形状を有してもよい。

これらの実施形態のいずれにおいても、中間導管（例えば管状部材）１１０が、コリメータ電極の第２の開口１０４を電極積層体７０の後のコリメータ電極の第１の開口１０３に連結するために設けられている。中間管状部材１１０を使用することは、コリメータ積層体７０内で２つ以上のコリメータ電極を冷却する能力をもたらし、一方で単体液体供給構成体１１７および液体排出構成体１１８のみが、冷却用液体の供給および除去のそれぞれに対して必要とされている。コリメータ電極積層体７０の２つ以上のコリメータ電極が冷却されるべき場合には、この実施形態は実装が比較的容易である。

図３の実施形態では、中間管状部材１１０は、例えば酸化アルミニウムなどの電気絶縁材料により形成されている。これは、電極同士（液体連通が間で確立された）が電気的に接続された状態になる（即ち、等電位表面になる）のを防止している。かかる電気接続は、個別の電極を有しているという当初の目的を無効にする。代替的な実施形態では、中間管状部材は、導電性材料により形成された部分と、電気絶縁材料により形成された結合部分とを備えてもよい（例えば図１４を参照）。

図３に示されている実施形態では、コリメータ電極７１〜８０内の冷却用導管１０５は、後のコリメータ電極７１〜８０に連続的に通して冷却用液体を搬送するために直列的に連結されている。最終コリメータ電極８０の供給導管開口１０３は、コリメータ積層体７０内に冷却用液体を搬送するために冷却用液体供給管１１７に連結されている。第１のコリメータ電極７１の排出導管開口１０４は、コリメータ積層体７０から冷却用液体を搬出するために冷却用液体排出管１１８に連結されている。冷却用液体ポンプ１１６（熱抽出手段を有している）が、ビーム発生器のチャンバ５１の外部に設けられている。供給管１１７および排出管１１８は、所定の位置で気密的にビーム発生器のチャンバ５１を貫通する。ビーム発生器のチャンバ５１の外部では、供給管１１７および排出管１１８は、冷却用液体ポンプ１１６の供給ポートおよび排出ポート（図示せず）に結合されている。ビーム発生器のチャンバ５１の内側では、供給管１１７および排出管１１８は、外側からの一過性の力および機械的共振が供給管１１７および排出管１１８を経由してコリメータ積層体７０に搬送されるのを防止するために、動作揺らぎを減衰するためのさらなるベロー構成体１１９を備えている。好ましくは、さらなるベロー構成体１１９は、振動を効果的に減衰するために管直径よりも短い。

図示されている実施形態によれば、好ましくは、冷却用液体は、下流領域でコリメータ積層体７０内に初めにポンプ送給され（即ち、最終の電極８０に供給され）、加熱された冷却用液体は、上流領域でコリメータ積層体７０からポンプ送出される（即ち、第１の電極７１から排出される）。この構成は、負の軸方向−Ｚに沿って冷却用液体の純流動をもたらす。多くの用途で、電極積層体７０の下流に配置されたコリメータ電極は、後方散乱電子および／または二次電子のさらなる衝突および吸収を被り、この結果としてより高い熱負荷が生じる。ここでは、下流電極への冷却用液体の初期供給と、後のより上方の電極への（加温された）冷却用液体の搬送とが、加熱された電極と冷却用液体との間のより効率的な熱交換をもたらすために好ましい。

また、図３には、中間の管状部材１１０が第１の開口１０３から離れる方向に径方向に向いた第１の実質的に直線状の部分１１１と、第２の開口１０４から離れる方向に径方向に向いた第２の実質的に直線状の部分１１２と、第２の直線状部分１１２に第１の直線状部分１１１を連結する実質的に湾曲した部分１１３とを備えている。これら直線状部分１１１、１１２と、これらの間の湾曲した部分１１３とを備えている中間の管状部材１１０は、座屈のリスクを軽減し、中間の管状部材１１０を通る冷却用液体の連続移送をより確実に保証する。中間の管状部材１１０は、少なくとも１つのベローズ構成体１１４を備えている。ベローズ１１４は、コリメータ電極と隣接するコリメータ電極との間のあらゆる熱差による変形に対する動的補償を可能にする。これらの電極の均質な加熱と結果的に生じる変形差とは、中間の管状部材１１０を経由した電極間における追加的な応力の印加を結果的にもたらさない。また、ベローズ構成体１１４は、コリメータ積層体７０へと結合されている機械的振動を減衰／解消するのを支援する。

真空ポンプシステムの実施形態
図８は、一実施形態によるビーム発生器の詳細上面図を示している。このビーム発生器は、本明細書において上記で論じたように荷電粒子源５２とコリメータ積層体７０とを備えてもよい。

荷電粒子ビーム発生器５０は、ビーム発生器真空チャンバ５１の内部に収容されている。荷電粒子ビーム発生器５０は、コリメータ電極積層体７０の外周面から距離ΔＲをおいて設けられた少なくとも１１つの真空ポンプユニット１２２、１２３を備えている。真空ポンプユニット１２２、１２３は、光軸に対して平行に配向され、コリメータ高さの少なくとも一部に及ぶ開口部高さＨｐを有しているポンプ開口部１２２ａ、１２３ａを有している細長い構成体を形成している。

図８の実施形態では、ビーム発生器のチャンバ５１は、動作時に発生器のチャンバ５１およびコリメータ積層体７０内を低真空に持続させるために少なくとも２つの真空ポンプユニット１２２、１２３を備えている。真空ポンプユニット１２２、１２３は、コリメータ電極積層体７０の外周面から径方向距離ΔＲをおいて設けられている。真空ポンプユニットの個数は、環境からビーム発生器のチャンバ５１内へのガス分子の予想される流入量に応じて、例えば３つまたは４つなどに増加されてもよい。真空ポンプユニット１２２、１２３は、ビーム発生器のチャンバ５１を通り移動する分子を除去することにより真空を持続させる。ポンプユニット１２２、１２３は、化学反応または表面吸着によりビーム発生器のチャンバ５１から自由移動ガス分子を除去する例えば２つのゲッタポンプを備えてもよい。

ポンプユニット１２２、１２３の能動ポンプ動作表面１２２ａ、１２３ａは、コリメータ積層体７０のかなりの部分に沿って、または好ましくは全高Ｈｃに沿って延びている。コリメータ積層体７０の高さＨｃに沿って実質的に延びた各ポンプ動作表面１２２ａ、１２３ａを有しているポンプユニット１２２、１２３の位置決めにより、ビーム発生器のチャンバ５１内の空間の節減が得られる。ポンプ開口部１２２ａ、１２３ａは、好ましくはコリメータ外周面（コリメータ電極７１〜８０の外周面８５により描かれる）に対面している。

コリメータ電極積層体７０は、支持部分８６を有している３つの支持コラム９０を備えている。各支持コラム９０（例えばその支持部分８６）は、電極外周面８５に沿って各角度範囲ΔΦ１、ΔΦ２、ΔΦ３にわたり延びている。ポンプユニット１２２、１２３のポンプ開口部１２２ａ、１２３ａは、それぞれ、３つの角度範囲ΔΦ１、ΔΦ２、ΔΦ３のいずれとも重畳部を有さない角度ポンプ範囲ΔΦｐに及ぶ。図示されている構成は、良好なポンプ効率を実現する。

電極積層体７０は、中に設けられた冷却用導管１０５を有しているコリメータ電極７１〜８０を備えてもよい（即ち、「冷却可能コリメータ電極」）。この場合に、電極積層体７０は、第１のコリメータ電極の第２の開口１０４を、これに隣接するコリメータ電極の第１の開口１０３に連結するための中間管状部材１１０をさらに備えている。これら中間管状部材１１０は、電極外周面８５に設けられて管角度範囲ΔΦｔで広がっている。ポンプユニット１２２、１２３に関する上記の角度位置決め特性に加えて、ポンプ開口部１２２ａ、１２３ａの角度ポンプ範囲ΔΦｐは、管角度範囲ΔΦｔとの重畳部をやはり有さない。

第２のビーム発生器の実施形態
図９は、別の実施形態によるビーム発生器５０’の斜視図を示している。上述の（特に図３〜図８に関連して）コリメータ電極積層体７０に関連する特徴および効果が、図９〜図１３に示されているコリメータ電極積層体７０’の実施形態にも存在し得るため、ここでは全てを再び論じることはしない。図９〜図１３のビーム発生器５０’の実施形態の考察では、同様の参照番号は、同様の特徴に対して使用されるが、実施形態を識別するためにプライム符号により示されている。

図９のビーム発生器５０’は、コリメータ電極積層体７０’と、光軸Ａ’に沿って荷電粒子ビームを発生するためにビーム源５２’を包囲するビーム源真空チャンバ（または「源のチャンバ」）５３’とを備えている。光軸Ａ’は、コリメータ電極積層体７０’の内方部分に沿って延びている。

コリメータ電極積層体７０’は、電極アパチャ８２’をそれぞれが有している１０個のコリメータ電極積層体７１’〜８０’を備えている。電極アパチャ８２’は、光軸Ａ’に沿って同軸的にアラインメントされ、光軸Ａ’に沿って軸方向Ｚ’と実質的に平行に伝播する電子ビームを電気的に操作するように構成されている。

第１のコリメータ電極７１’は、コリメータ電極７０’の上流端に設けられている。ビーム源５２’は、第１のコリメータ電極７１’の外方面の上または付近にさらに上流に固定されている（図１１を参照）。各選択されたコリメータ電極７１’〜７４’、７６’〜８０’は、電極外周面に沿って３つの支持部分８６’を備えている。支持部分８６’は、軸方向Ｚ’に向く一方の側でスペーサ構成体８９’を収容する。支持部分８６’は、負の軸方向−Ｚ’に向く反対側で別のスペーサ構成体８９’をさらに収容し得る。スペーサ構成体８９’は、電気的に絶縁性であり、機械的圧縮に対する耐性を有している。スペーサ構成体８９’は、均一スペーサ高さと、隣接する電極７１’〜７４’、７６’〜８０’の電極支持部分８６’を支持するまたはそれらにより支持されている平坦端部表面とを有している円筒状物体として形成されてもよい。

図示されている実施形態では、３つのかかるスペーサ構成体８９’が、各隣接した対の電極間に配置されている。好ましくは、３つのスペーサ構成体８９’は、三脚構造を形成している。スペーサ構成体８９’は、光軸Ａ’から離れるように実質的に均等な径方向距離をおいて配置され、光軸Ａ’を中心として約１８０°の角度距離をおいて相互に離間されている。スペーサ構成体８９’および支持コラム９０’の構成が、図１３を参照として以下でさらに説明される。

コリメータ電極積層体７０’は、３つの積層体支持脚部９３’を備えている。各支持脚部は、軸方向Ｚ’に対するコリメータ積層体７０’の中央領域７５’に連結されている。支持脚部９３’は、外部基準フレームに対してコリメータ積層体７０’を支持するように協働し、この外部基準フレームは、図１の荷電粒子リソグラフィシステムのキャリアフレーム４２により形成され得る。図４のコリメータ電極積層体に関して説明された共振調整効果が、この記載されるコリメータ構成によりやはり達成可能である。

コリメータ積層体７０’の中央領域７５’は、中心のコリメータ電極７５’に対応するように選択され、この中心のコリメータ電極７５’は、この場合には源５２’から始まり軸方向Ｚ’に沿って進んで下流方向へと数えて第５のコリメータ電極７５’となる。中心のコリメータ電極７５’は、３つの角９２ｂ’と３つの中間電極本体エッジ９２ｃを有している機械的に強度の高い三角形スラブによって形成された電極本体を備えている。各角９２ｂ’は、軸方向Ｚ’に向かう一方の側ではスペーサ構成体８９’を、および負の軸方向−Ｚ’に向かう反対側では別のスペーサ構成体８９’を収容する。

各積層体支持脚部９３’は、各電極本体エッジ９２ｃに連結されている。図９〜図１１の実施形態では、各積層体支持脚部９３’は、３つの別個の領域でコリメータ積層体７０’に連結された径方向に突出する三脚９３ａ’〜９６ｃ’を備えている。積層体支持脚部９３’は、外部基準フレームに支持脚部９３’を連結するための支持フット９９を有している脚部ベース９５’を備えている。積層体支持脚部９３’は、径方向に内方におよび脚部ベース９５’から中央積層体領域７５ａ’に向かう局所的に逆の角度方向に延びた第１の脚部材９３ａ’と第２の脚部材９３ｂ’とを備えている。積層体支持脚部９３’は、例えば第５の電極７５’の対応する電極本体エッジ９２ｃ’になど、中央積層体領域７５ａ’に第１の脚部材９３ａ’と第２の脚部材９３ｂ’とを連結するための２つの脚部接合部９４ａ’〜９４ｂ’を備えている。この実施形態では、脚部接合部９４ａ’〜９４ｂ’は、第５の電極７５’により発生される電界の角度対称性を保持するために、電極本体の上方表面と同一高さである。

また、各積層体支持脚部９３’は、脚部ベース９５’から電極積層体７０’内の最下電極７９’〜８０’の一方に向かって延びた第３の脚部材９３ｃを備えてもよい。

好ましくは、脚部材９３ａ’〜９３ｃは、機械的に剛性の材料から作製されている。各脚部材９３ａ’〜９３ｃ’の少なくとも中間部分は、相互からおよび脚部ベース９５’から支持される電極を電気的に絶縁するために電気絶縁材料から本質的に作製される。第１の脚部材９３ａ’および第２の脚部材９３ｂ’はそれぞれ、径方向たわみ部分９６ａ’〜９６ｂ’を備え、これは、対応する脚部接合部９４ａ’〜９４ｂ’が脚部ベース９５’に対して径方向Ｒ’に変位するのを可能にするように構成されている。図９の実施形態では、径方向たわみ部分９６ａ’〜９６ｂ’は、可撓性幅狭中央領域を規定している。湾曲Ｉ字形断面を有しているビーム材を備えている。各Ｉ字形ビーム材は、（局所的）径方向に対して主に横方向に配向され、Ｉ字形プロファイルが（局所的）角度方向における機械的剛性を維持しつつ、（局所的）径方向−軸方向面内で撓曲するのを可能にする。

図１０に示されているように、脚部ベース９５’は、支持フット９９に連結され、この支持フット９９は、第１の支持フット部分９９ａと第２の支持フット部分９９ｂとを備えている。支持フット部分９９ａ〜９９ｂは、相互に対して可動的に配置された別個の本体を形成している。支持フット部分９９ａ〜９９ｂは、第１の支持フット部分９９ａと第２の支持フット部分９９ｂとの間に位置決めされた弾性部材１００により相互連結され得る。弾性部材１００は、第１のフット部分９９ａおよび第２のフット部分９９ｂが所定の範囲内で相互に変位するのを可能にする。弾性部材１００は、例えば軸方向Ｚ’および（局所的）角度方向Φに対して平行に共に延びた２つの板ばね１００ａ〜１００ｂによって形成されてもよい。２つの板ばね１００ａ〜１００ｂは、光軸Ａ’から異なる径方向距離をおいて相互に平行に配向されている。各板ばねは、径方向Ｒ’に実質的に向かって対面する（即ち、そのシート面法線が径方向Ｒ’を少なくとも部分的に指す）。１つの支持フット９９の板ばね１００ａ〜１００ｂはそれぞれ、径方向−軸方向に沿った弾性撓曲を個別に可能にする。板ばね１００ａ〜１００ｂは共に、第１のフット部分９９ａおよび第２のフット部分９９ｂが、平行四辺形的に径方向Ｒ’に沿って弾性的に撓曲するのを可能にする。これにより、第１のフット部分９９ａは、第２のフット部分９９ｂ（および外部基準フレーム）に対する径方向撓曲時にその配向を維持することが可能となる。板ばね１００ａ〜１００ｂは、例えば薄鋼板から構成され得る。

説明された積層体支持構成は、脚部接合部９４ａ’〜９４ｂ’と各積層体支持脚部９３’の対応する脚部ベース９５’との間の径方向変位と、第１のフット部分９９ａと各積層体支持脚部９３’の第２のフット部分９９ｂとの間の径方向変位とを可能にする。協働する３つの積層体支持脚部９３’は、光軸Ａ’に沿ってアラインメントされた状態にコリメータ積層体７０’を維持しつつ、脚部ベース９５’に対する中心の電極７５’の径方向変形差を好都合に許容し得る積層体支持構成をもたらす。

支持フット９９は、対応する支持脚部９３’の高さを微調整するための１つまたは複数の調節部材９９ｃを備えてもよい。３つの支持脚部９３’の支持高さを個別に変更することにより、コリメータ積層体７０’の全高および外部フレーム４２に対する傾斜が、正確に調節され得る。

また、脚部ベース９５’は、本明細書において以下でさらに説明されるように周囲のビーム発生器のチャンバ５１’と協働するガスケット９８を備えてもよい。

図９〜図１３の実施形態では、源真空チャンバ５３’はビーム源５２’を包囲する。

源真空チャンバ５３’は、３つの面取りされた角を有している主として三角形状を有している径方向−角度方向面内に規定された断面を有しているチャンバ壁部によって形成される。結果的に得られる真空源のチャンバの壁部の不整六角形断面形状は、３つの面取りされた壁部角が下部に位置するコリメータ積層体７０’の３つの支持コラム９０’にアラインメントされるように配置されている。コリメータ電極積層体７０’および源真空チャンバ５３’は、直接的には機械的に連結されない。同様に、ビーム源５２’および源真空チャンバ５３’は、直接的には機械的に連結されない。代わりに、第１のコリメータ電極７１’は、第１のコリメータ電極７１’の上方側で第１のコリメータ電極７１’に荷電粒子ビーム源５２’を固定するための係合部材と、電極アパチャ８２’の正中線に発生された荷電粒子ビームの光軸Ａ’を配向するための源アラインメント部材とを備えている。

各積層体支持脚部９３’は、源真空チャンバ５３’をアラインメントおよび支持するための２つのチャンバ支持部材１０１を備えている。この実施形態では、各チャンバ支持部材は、細長い支持ロッド１０１により形成され、この細長い支持ロッド１０１は、対応する脚部ベース９５の脚部連結部１０１ａから源のチャンバ５３’を局所的に支持するチャンバ連結部１０１ｂに向かって延びた。少なくとも１つの狭窄部１０１ｃが、熱膨張差を許容するために支持部材１０１に沿って設けられてもよい。図９〜図１０に示されている実施形態は、６つのかかる支持ロッド１００を備え、これらは上方におよび径方向に内方に延びた。

図９に示されている支持構成により、ビーム源のチャンバ５３’およびコリメータ電極積層体７０’は、ビーム源のチャンバ５３’とコリメータ電極積層体７０’との間の直接的な機械的結合を回避しつつ、同一の支持構成体９３’〜１０１ｃを介して同一の外部基準フレーム４２上に支持され得る。この支持構成は、コリメータ積層体７０’のアラインメントに対するビーム源のチャンバ５３’における圧力により誘発される変形の影響を有利に軽減し得る。対照的に、この支持構成は、源のチャンバ５３’のジオメトリおよび源のチャンバ５３’の内部の真空長剣に対する電極積層体７０’の熱により誘発される変形の影響を有利に軽減し得る。代替的にはまたは追加的には、提案されている支持構成は、コリメータ電極積層体７０’から余剰重量および余剰サイズの源のチャンバ５３’を機械的に結合解除し、それによりコリメータ電極積層体７０’の機械的共振（固有）周波数に対する源のチャンバ５３’の寄与を軽減またはさらには解消する。したがって、コリメータ積層体７０’に関して結果的に得られる機械的共振周波数は、周波数空間内でより高くなりさらに局所化される。源真空チャンバ５３’と電極コリメータ積層体７０’とを結合解除するための提案されている支持構成は、次に論じられる電極コリメータ積層体７０’とビーム発生器真空チャンバ５１’との間の機械的結合解除解決策とは別個に、独立した改良点として実装され得る。

第２の真空システムの実施形態
図１０〜図１１は、ビーム発生器真空チャンバ（または「発生器のチャンバ」）５１’と真空ポンプシステムとを備えているビーム発生器の実施形態５０’の斜視図を示している。図８の発生器のチャンバ５１を有しているビーム発生器５０に関する特徴および効果は、以下に説明する発生器のチャンバ５１’を有しているビーム発生器５０’においても存在し得るため、ここでは全てを再び論じることはしない。図１０〜図１１の実施形態の考察では、同様の参照番号は、同様の特徴に対して使用されるが、実施形態を識別するためにプライム符号により示されている。

ビーム発生器真空チャンバ５１’は、図１０〜図１１では部分的にのみ図示されている。図１０では、ビーム発生器のチャンバ５１’の後方チャンバ部分５１ａおよび下方チャンバ部分５１ｂのみが図示されている。上方チャンバ部分および側方チャンバ部分は、完全なビーム発生器のチャンバ５１’の一部を形成しているが、発生器のチャンバ５１’の内部の荷電粒子ビーム発生器５０’を示すために図１０では一部が切り取られている。発生器のチャンバ５１’の３つの側方チャンバ部分５１ｃ〜５１ｅが、図１１に示されている。

ビーム発生器真空チャンバ５１’は、動作時に発生器のチャンバ５１’の内部を低真空に持続させるために真空ポンプユニット１２２’、１２３’（例えばゲッタ）を備えている。真空ポンプユニット１２２’、１２３’は、ポンプ支持構成体１２４に装着され、軸方向Ｚに対して実質的に平行な本体軸を有して配向されている。ポンプ支持構成体１２４は、（径方向Ｒに沿って見て）実質的にコリメータ積層体７０’に向かって対面する湾曲した表面部分を有している。真空ポンプユニット１２２’、１２３’は、実質的にコリメータ積層体７０’から離れる方向を向いたポンプ支持構成体１２４の表面部分に装着されている。ポンプ支持構成体１２４による電気遮蔽および真空ポンプ１２２’、１２３’の外方方向は、例えばコリメータ積層体７０’の内部に生成される電界に対する多角形形状の真空ポンプ１２２’〜１２３’の摂動の影響を軽減するのを助けている。

コリメータ電極積層体７０’の各支持コラム９０’は、電極外周面に沿って各角度範囲ΔΦ１’、ΔΦ２’、ΔΦ３’にわたり延びた。範囲ΔΦ１’のみが図１１では図示されている。有利には、各支持コラム９０’のアラインメントされた貫通穴の内部にクランプ留め部材９１ａ’〜９１ｂ’を有している構成は、コラム幅を縮小させ、したがって各支持コラム９０’が延びた角度範囲ΔΦ１’、ΔΦ２’、ΔΦ３’をも縮小させる。縮小されたコラム幅は、コリメータ領域の内部の分子が障害を伴わずに真空ポンプユニット１２２’〜１２３’に向かって移動するためのより大きな窓を与え、結果としてより高いポンプ効率が得られる。

次に、コリメータ電極積層体７０’とビーム発生器のチャンバ５１’との間の機械的結合解除機構が説明される。

軸方向Ａ’に沿って見た場合に、コリメータ電極積層体７０’の積層体支持脚部９３’は、径方向に外方に延在し、コリメータ電極７１’〜８０’の外周面を越えて突出する。また軸方向Ａ’に沿って見た場合に、発生器のチャンバ５１’のより低真空のチャンバ部分５１ｂは、コリメータ電極７１’〜８０’の外周面を越えて延びた外方チャンバ外周部１３０を規定している。（コリメータ電極積層体７０’が発生器のチャンバ５１’の内部に位置決めされている場合）。積層体支持脚部９３’の角座標にて、外方チャンバ外周部１３０は、積層体支持脚部ベース９５’に対して「内接」されている（即ち、、外方チャンバ外周部１３０は、脚部ベース９５’よりも光軸Ａ’からより小さな径方向距離をおいて局所的に位置する）。

突出する積層体支持脚部９３’を収容するために、下方真空チャンバ部分５１ｂは、チャンバ壁部に３つの側方チャンバ開口部１３２を備えている。チャンバ開口部１３２は、各積層体支持脚部９３’に対応する角座標に配置されている。好ましくは、各側方チャンバ開口部１３２が、対応する支持脚部９３’の局所的外周面と相補的な形状を有している。図１０の実施形態では、各側方チャンバ開口部１３２が、局所的に矩形断面を有している対応する脚部ベース９５’を収容するために主に矩形の形状を有している。好ましくは、側方チャンバ開口部１３２は、対応する支持脚部９３’の局所的外周部（断面）と同様に（適合するように）形状設定されているが、支持脚部（の局所的外周部）が収容され得ると共に、支持脚部が発生器のチャンバ５１’の壁部との直接的な剛性連結を回避しつつチャンバ壁部を貫通して突出し得る場合には、他の開口部形状が可能である。

本明細書で上述したように、積層体支持部材９３’は、周囲の発生器のチャンバ９３’に連結するためのガスケット９８をそれぞれ備えてもよい。ガスケット９８は、側方チャンバ開口部１３２のエッジに沿って下方真空チャンバ部分５１ｂに対応する積層支持部材９３’を固定可能に連結するように配置および構成されている。さらに、ガスケット９８は、側方チャンバ開口部１３２と支持脚部９３’の間のスペースを覆い封止するように形成されている。結果的に得られる封止構成により、種々の真空条件を側方チャンバ開口部１３２の両側に（即ち、発生器のチャンバ５１’の内部および外部に）与えることが可能となる。図１０〜図１１の実施形態では、各積層体支持部材９３’のガスケット９８は、合成ゴム（より具体的には、Ｖｉｔｏｎ（登録商標）のような真空適合性フルオロポリマーエラストマー）から作製された平坦矩形ワッシャにより形成され、このワッシャは、積層体支持部材９３’の脚部ベース９５’を囲む。

結果的に得られるビーム発生器構成により、コリメータ積層体７０’および発生器のチャンバ５１’が外部基準フレームにより個別に支持されるのを可能にしつつ、発生器のチャンバ５１’の内側にコリメータ積層体７０’を収容することが可能となる。これにより、コリメータ積層体７０’と発生器のチャンバ５１’とのａｉｄの直接的な剛体的機械的結合が回避される。

有利には、コリメータ積層体７０’とビーム発生器のチャンバ５１’との間の提案されている機械的結合解除は、コリメータ積層体７０’のアラインメントに対する発生器源のチャンバ５１’圧力により誘発される変形の影響を軽減し得る、および／または発生器のチャンバ５１’のジオメトリに対する電極積層体７０’の熱により誘発される変形の影響を軽減し得る。

代替的にはまたは追加的には、提案されている機械的結合解除は、コリメータ電極積層体７０’の機械的共振（固有）周波数に対する発生器のチャンバ５１’の寄与を軽減またはさらには解消し得る。

代替的にはまたは追加的には、提案されているビーム発生器構成により、コリメータ積層体７０’は、発生器のチャンバ５１’の内部で生成される真空条件下で動作され得る一方で、コリメータ積層体７０’の位置およびアラインメントは、真空チャンバ５１’の外部から依然として調節され得る。これは、コリメータ積層体のアラインメントおよび性能試験を大幅に容易化し、ビーム精度の改善を助ける。

機械的結合解除を伴うこの提案されている支持構成により、比較的薄い壁部と底質量とを有している発生器のチャンバ５１’の作製が可能となる。したがって、説明されているビーム発生器の実施形態５０’は、荷電粒子リソグラフィシステム１０（例えば図１に示されている）の真空チャンバ３０の内部に設けられたキャリアフレーム４２内に挿入可能でありそこから除去可能なモジュールとして好都合に形成され得る。

本明細書において上記で示されているように、提案されている支持構成（即ち、一方ではビーム発生器のチャンバ５１’と電極コリメータ積層体７０’とを機械的に結合解除するための、および他方では源真空チャンバ５３’と電極コリメータ積層体７０’とを機械的に結合解除するための）のいずれか１つが、単独で実装されてもよい。しかし、図９〜図１０を参照として説明されている実施形態は、これらの結合解除解決策が、同一の積層体支持構成体を使用し、それにより所要空間および構造複雑性を比較的低く維持することによっても共に実装され得ることを示している。

これらの両機械的結合の解除の解決策は、異なる解決策として見なされてもよく、これらの解決策はいずれも、コリメータ積層体支持部９３’〜９６ｂがコリメータ積層体７０’の中央領域７５ａ’に連結されていることを必要とする。ビーム発生器のチャンバ５１’と電極コリメータ積層体７０’との間の説明された機械的結合解除は、一般的には、内側に電極積層体を有している真空チャンバを備えている任意のビーム発生器と、コリメータ電極積層体の側方領域に装着された積層体支持部とにおいて適用され得る。

しかし、図９〜図１０を参照として説明されている実施形態は、結合解除解決策が、同一の積層体支持構成体を使用し、それにより所要空間および構造複雑性を比較的低く維持しつつ、本明細書において上記で論じられた３つの共振周波数の影響の全てに対するコリメータ電極積層体７０’の共振感応度を有利に低くするために、コリメータ積層体７０’の中央領域７５ａ’内に係合するコリメータ積層体支持部９３’〜９６ｂと共に実装され得ることを示している。

図１２は、ビーム発生器５０’のこの第２の実施形態の下方（即ち、下流）側で、コリメータ電極積層体７０’およびビーム発生器のチャンバ５１’が機械的に分離された状態に留まるように構成されているのを概略的に示している。したがって、ビーム発生器のチャンバ５１’およびコリメータ電極積層体７０’は、外部基準フレーム４２により別個に支持された状態に留まり得る。図１２は、ビーム発生器のチャンバ５１’が図１０に示されている下方チャンバ部分５１ｂの一部を形成している下部プレート１３４を備えているのを示している。下部プレート１３４は、比較的薄くコリメータ電極積層体の径方向に近位に配置された径方向内方チャンバプレート部分１３４ａと、径方向内方チャンバプレート部分１３４ａよりも薄く外方チャンバ外周部１３０に対して径方向により近くに配置された径方向外方チャンバプレート部分１３４ｂとを備えている。内方プレート部分１３４ａは、最終コリメータ電極８０’の近位に配置されている。特に、内方プレート部分１３４ａは、径方向Ｒ’において径方向内方電極部分８０ａ’の近位に、および軸方向Ｚ’において径方向外方電極部分８０ｂ’の近位に位置する。幅狭間隙ΔＺが、内方プレート部分１３４ａと最終コリメータ電極８０’との間に規定されている。この間隙ΔＺは、好ましくは径方向Ｒ’に沿って一定の高さを有している。好ましくは、間隙ΔＺの高さは、約０．５ミリメートル以下である。

さらに、好ましくは、この間隙ΔＺを規定している。表面は、最終コリメータ電極８０’（動作時に約１キロボルトの電位に維持され得る）とビーム発生器のチャンバ５１’の内方プレート部分１３４ａ（好ましくは動作時に接地電位に維持されている）との間での放電を回避するために、特に内方プレート部分１３４ａの径方向内方遠位端部に平滑曲線を有している。

結果的に得られる支持構成により、ビーム発生器のチャンバ５１’およびコリメータ電極積層体７０’は、外部基準フレーム４２により個別に支持され得る。例えば、外部基準フレーム４２は、その下部プレート１３４にてビーム発生器のチャンバ５１’を支持し得るが、側方に突出する積層体支持脚部９３’は、コリメータ電極積層体７０’を担持し、さらに外部基準フレーム４２によりビーム発生器のチャンバ５１’の外部に支持されている。

また、図１２は、積層体支持脚部９３’が安定性を向上させるために最後から２番目のコリメータ電極７９’に連結され得るのを示している。積層体支持脚部９３’は、最後から２番目の電極７９’の本体エッジに第３の脚部材９３ｃ’を連結するための第３の脚部接合部９４ｃを備えている。例えば、第３の脚部接合部９４ｃは、ねじ連結または他の既知の方法により最後から２番目のコリメータ電極７９’に固定され得る。第３の脚部材９３ｃは、積層体支持脚部９３が、一方で第１の脚部材９３ａ’および第２の脚部材９３ｂ’により支持された中心のコリメータ電極７５’（図９を参照）と、他方で第３の脚部材９３ｃにより支持された最後から２番目の電極７９’との間の熱差の変形に対応するのを可能にする第３のたわみ部分９６ｃを備えてもよい。

さらに、図１２は、コリメータ電極７８’〜８０’間の電極間高さＨｄ’が一定であってもよいことを示している。特に、最後から２番目の電極７９’と最終電極８０’の径方向内方電極部分８０ａ’との間の電極間高さＨｄ’が、好ましくは最後から３番目の電極７８’と最後から２番目の電極７９’と電極間高さＨｄ’と均等である。

第２の支持コラムの実施形態
図１３は、第２のコリメータ積層体７０’の実施形態における支持コラム９０’の構成を示している。隣接したコリメータ電極の電極支持部分８６’および介在するスペーサ構成体８９’は、積層体支持コラム９０’を規定している。ように軸方向にアラインメントされ、積層体支持コラム９０’は、軸方向Ｚ’と実質的に平行に配向されている。この実施形態では、３つの支持コラム９０’が形成されている。電極支持部分８６’およびスペーサ構成体８９’はそれぞれ、軸方向Ｚ’と実質的に平行に延びた貫通穴を備えている。各支持コラム９０’の貫通穴は、一体コラム貫通穴を形成しているように相互にアラインメントされている。支持コラム９０’のアラインメントされた貫通穴は、支持部分８６’と中間スペーサ構成体８９’とを共に保持するためのクランプ留め部材９１ａ’〜９１ｄ’を収容する。クランプ留め部材は、例えばプレテンションロッドの２つの遠位端部９１ａ’を共に引っ張る軸方向プレテンションロッド９１ｂ’を備えている。２つの遠位ロッド端部９１ａ’は、第１の電極７１’および最終（即ち、外方）電極８０’のそれぞれに結合されている。各プレテンションロッド９１ｂ’は、コリメータ積層体７０’と各プレテンションロッド９１ｂ’との間の熱差による変形に対応するために２つの狭窄部９１ｃ’を備えている。さらに、ばね部材９１ｄが、コリメータ積層体７０’と各プレテンションロッド９１ｂ’との間の軸方向の熱差に対する追加の補償機構を提供するために、各プレテンションロッド９１ｂ’の一方のまたは両方の遠位ロッド端部９１ａ’に設けられてもよい。好ましくは、クランプ留め部材９１ａ’、９１ｂ’は、例えばチタンなどの強度の高く非磁性の材料から作製されている。十分な径方向相互間隔が、各プレテンションロッド９１ｂ’の外周面と、プレテンションロッド９１ｂ’が内部に収容されている電極支持部分８６’の貫通穴の内方外周部との間に設けられている。

円筒状貫通穴およびロッドの場合には、支持部分８６の貫通穴の内径φsuおよびスペーサ構成体８９の貫通穴の内径φspは共に、プレテンションロッド９１ｂ’の外径φrよりも実質的に大きい。

この径方向相互間隔は、電極がコリメータ電極積層体７０’の動作時に径方向熱変形を被る場合でも、一方の各電極７１’〜８０’と他方の各プレテンションロッド９１ｂ’との間の電気的分離を維持する役割を果たす。この実施形態の電極支持部分８６’の内部の所要の貫通穴により、電極支持部分８６’の典型的な直径は、例えば約１．５倍の大きさなど、図４〜図５に示されているコリメータ電極の実施形態における電極支持部分８６の直径よりも大きいものとなる。

第２の冷却用導管の実施形態
図１４は、図９〜図１１に示されているコリメータ電極積層体７０’の実施形態の冷却構成の一部分を概略的に示している。図１４は電極本体の内側に冷却用導管１０５’をそれぞれが備えているコリメータ電極として形成された、第２のコリメータ電極７２’、第３のコリメータ電極７３’、および第４のコリメータ電極７４’を示している。相互連結導管（中間管状部材として形成された）１１０’は、第１の電極（例えば第４の電極７４’）の第１の導管開口１０３’と第２の電極（例えば第３の電極７３’）の第２の導管開口１０４’との間に設けられている。この実施形態では、相互連結導管の各対は、直に隣接し合い、結果的に得られる電極と相互連結導管とのカスケードは、直列冷却構成を形成している。この実施形態では、各相互連結導管１１０’は、第１の直線状導管部分１１１’と、曲線状導管部分１１３’と、第２の直線状導管部分１１２’とを備えている。この実施形態では、導管部分１１１’〜１１３’は、機械的強度が高く非磁性の材料、例えばチタンから作製されている。図３に示されている実施形態とは対照的に、導管部分１１１’〜１１３’間には導管ベローズが設けられない。代わりに、各相互連結導管１１０’の直線状導管部分１１１’〜１１２’の少なくとも一方が、絶縁性管コネクタ１１５を備えている。対応する導管部分１１１’〜１１２’は、絶縁性管コネクタ１１５の内部で中断し、２つの遠位導管端部にて終端する。これらの遠位導管端部は、絶縁性管コネクタ１１５ａ〜１１５ｂにより液密的に絶縁性管コネクタ１１５の２つの両端部に固定されている。絶縁性管コネクタ１１５ａ〜１１５ｂは、Ｏリングを有しているフレアレス管継手により形成されてもよい。絶縁性管コネクタ１１５は、相互連結された導管部分間に電気絶縁性を与える電気絶縁材料（例えば酸化アルミニウム）から作製されている。絶縁性管コネクタ１１５を有している提案されている導管構成により、相互連結されているコリメータ電極間の放電が軽減されることが確保されている。

また、図３に示されている実施形態とはやはり対照的に、第２の冷却構成では、供給管１１７’および排出管１１８’は、さらなる導管ベローズを備えない。代わりに、供給管１１７’および排出管１１８’（図９〜図１０に示されている）は、かなりの長さを有し、ビーム発生器５０’の外部から起始する機械的共振を減衰するために曲線状領域を備えている。

第３のコリメータ積層体の実施形態
図１５は、外部基準フレーム（４２、図示せず）に対してコリメータ電極積層体７０’’を支持するための積層体支持システム９３’’を備え、コリメータ電極積層体７０’の側方領域９７に連結された、コリメータ電極積層体７０’’の別の実施形態を示している。外側領域は、動径座標に沿って主に外方に対面するコリメータ積層体７０’’の外周面に対応する。この実施形態では、積層体支持脚部９３’’の１つの脚部材９３ａ’’が、第３のコリメータ電極７３’’に係合する。積層体支持脚部９３’’のさらなる脚部材９３ｃ’’’は、第８のコリメータ電極７８’’に係合する。この実施形態では、コリメータ電極７１’’〜８０’’の高さＨｅは、実質的に均等である。さらに、電極間距離Ｈｄは、実質的に均等である。第３のコリメータ電極７３’’および第８のコリメータ電極７８’’は、積層体支持脚部９３’’に対してコリメータ電極積層体７０’’の全体の重量を共同で支持するのに十分な機械強度を有している電極支持アーム部を有している電極支持部分８６’’を備えている。結果として、第３のコリメータ電極７３’’および第８のコリメータ電極７８’’もまた、固定位置に支持コラム９０’’を維持しつつ電極本体８１’’と支持部分８６’’との間の熱差による変形に対応するための熱膨張空間８８’’を備えている。

上記の説明は、限定的ではなく例示的なものとして意図されている。以下に示す特許請求の範囲から逸脱することなく本発明の代替的な実施形態および均等な実施形態が想起され実施され得ることが、当業者には自明となろう。

例えば、コリメータ電極積層体の実施形態および荷電粒子ビーム発生器の実施形態の上記の説明は、まさに３つの電極積層体支持コラムと３つの電極積層体支持脚部との存在を示唆する。３つという個数は、高い安定性および構造的単純性から好ましいが、２つのみのコラムおよび／または脚部か、あるいは４つ以上のコラムおよび／または脚部を有している構成もまた考えられ得る。

コリメータ積層体内の支持脚部は、外部基準フレームに対してバランス調整された懸架を確立するために、中心のコリメータ電極への係合の代替または追加として支持コラム内のスペーサ構成体に係合してもよい。

積層体支持システムは、説明された三角形または三脚状の脚部構造とは異なって形状設定されてもよい。上記の実施形態で説明されている積層体支持システムは、外部基準フレームの主に下流の電極積層体から延びた。一般的には、外部基準フレーム（例えばキャリアフレーム４２）は、下方軸方向Ｚ（図４の脚部９３に対して印加されている圧縮応力）、上方軸方向−Ｚ（支持部材に印加されている引張応力）、径方向Ｒ（支持部材に対する曲げ応力）、バランス調整された対向し合う角度方向Φ、またはそれらの組合せの中のいずれかで配向され得る支持部材により中央領域内に電極積層体を支持し得る。さらに、径方向たわみ部分は、例えば異なる形状、断面プロファイルを有しているなど異なるように形成されてもよく、または他の弾性材料から作製されてもよい。

様々な実施形態が、電極ビームリソグラフィ処理を参照として論じられた。しかし、本明細書において上記で論じられた原理は、他の荷電粒子ビームタイプ（例えば陽イオンまたは陰イオンのビーム）の発生と、他のタイプの荷電粒子ビーム処理方法（例えば電子ビームベースターゲット検査）とにも等しく十分に適用され得る。

これらの実施形態は、荷電粒子ビームをコリメートするように構成されたコリメータ電極積層体を参照として論じられた。１つまたは複数の荷電粒子ビームの経路、形状、および運動エネルギーを操作するように一般的に構成されている電極積層体もまた、範囲内に含まれるものとして理解される。

直ぐ次に項のセットが提示されるが、これらは電極、電極構成体、およびビーム発生器の態様および実施形態を定義する。これらの項セットは、分割出願の対象となり得る。また、これらの項は、プライム符号を伴って参照符号が示された本明細書において上記で説明された部材を備えている代替的な実施形態にも関する。簡略化および明瞭化のみを目的として、プライム符号でマークされた部材の参照符号は、以下の請求項および項に示されている（非限定的な）からは省略されているが、適用可能な場合には常に挿入されているものと見なされるべきである。

付記Ｂ
b1. 光軸（Ａ）に沿う荷電粒子ビームを取り扱う複数の積層されたコリメータ電極（７１−８０）であって、各電極は、荷電粒子ビームを通すことが可能な電極アパチャ（８２）を備えた電極本体（８１）を有しており、前記複数の電極本体は、光軸とほぼ平行な軸方向（Ｚ）に沿って離間されており、前記複数の電極アパチャは、前記光軸に沿って共軸にアラインメントされている、コリメータ電極と、
前記複数の電極（７１−８０）を軸方向に沿って所定間隔を有して位置させるように、各対の隣接した電極間に設けられ、主に電気絶縁材で形成された複数のスペーサ構成体（８９）とを具備する、電極積層体（７０）特に、コリメータ電極積層体であって、
第１の電極及び第２の電極（７１−８０）の各々は、１もしくは複数の支持部（８６）を備えた電極本体（８１）を有し、各支持部は、少なくとも１つのスペーサ構成体を収容するように構成されており、また、
この電極積層体は、前記第1及び第２の電極の夫々の支持部（８６）を、少なくとも１つのスペーサ構成体（８９）が間に配置された状態で、一緒に支持するように構成された少なくとも１つのクランプ留め部材（９１−９１ｃ）を有するように形成されている。

b2. 付記b1に係わる電極積層体（７０）であって、前記第１及び／又は第２の電極の電極本体（８１）は、デスク形状又は扁平なリング形状を有している。

b3. 付記b1又はb2に係わる電極積層体（７０）であって、前記第１と第２の電極（７１−８０）との少なくとも一方は、前記電極本体（８１）の径方向外方の周縁に沿った３つの支持部（８６）を有し、これら３つの支持部は、一緒になって電極本体の重量を支えている。

b4. 付記b3に係わる電極積層体（７０）であって、前記複数の支持部（８６）は、電極本体（８１）に対する支持部の軸方向（Ｚ）に沿った反れを防止するように、充分に硬い。

b5. 付記b3及びb4に係わる電極積層体（７０）であって、前記隣接した電極（７１−８０）の電極支持部（８６）と、挟まれたスペーサ構成体（８９）とは、前記軸方向（Ｚ）に平行な支持柱（９０）を規定するように、軸方向にアラインメントされている。

b6. 付記b5に係わる電極積層体（７０）であって、各支持柱（９０）は、前記支持部（８６）と、挟まれたスペーサ構成体（８９）とを一緒に支持するように、夫々のクランプ留め部材（９１−９１ｃ）に接続されている。

b7. 付記b3乃至b6の何れか１に係わる電極積層体（７０）であって、支持部（８６）が、電極支持部材（８７）によって、対応した電極（７１−８０）の電極本体（８１）に、径方向に可動に接続されている。

b8. 付記b7に係わる電極積層体（７０）であって、前記電極支持部材（８７）は、電極外周面（８５）に沿って、前記支持部材と電極外周面との間に、熱膨張許容スペース（８８）を規定するように、設けられている。

b9. 付記b7又はb8に係わる電極積層体（７０）であって、前記電極支持部材（８７）は、第１端で基板外周面（８５）に接続され、第２端で対応した電極支持部（８６）に接続された可動な細長いアーム部（８７ａ−８７ｃ）を有している。

b10. 付記b9に係わる電極積層体（７０）であって、前記可動な細長いアーム部（８７ａ−８７ｃ）は、軸方向（Ｚ）での電極本体（８１）に対する対応した電極支持部（８６）の反れを防止しながら、径−角度面での電極本体（８１）に対する対応した電極支持部（８６）の反れを可能にしている可撓性のアーム薄部（８７ｂ−８７ｃ）を有している。

b11. 付記b10に係わる電極積層体（７０）であって、前記可撓性のアーム薄部（８７ｂ−８７ｃ）は、前記可動な細長いアーム部の少なくとも一端部に形成されている。

b12. 付記b9乃至b11の何れか１に係わる電極積層体（７０）であって、前記可動な細長いアーム部（８７ａ−８７ｃ）は、角度方向（Φ）に沿って実質的に延びており、また、熱膨張許容スペース（８８）は、角度方向に沿って実質的に延びているスロットを形成している。

b13. 付記b5乃至b12のいずれか１に係わる電極積層体（７０）であって、対応した支持柱（９０）の前記支持部（８６）と前記スペーサ構成体（８９）とは、軸方向にアラインメントされた貫通孔を有し、また、これら貫通孔は、対応したクランプ留め部材（９１−９１ｃ）を収容する空間部を規定しており、そして、クランプ留め部材は、前記軸方向（Ｚ）に平行な圧縮力を支持柱（９０）へ与えるように予めテンションがかけられている。

b14. 付記b13に係わる電極積層体（７０）であって、前記支持部（８６）及び／又はスペーサ構成体（８９）の貫通孔の内径（φsp, φsu）は、クランプ留め部材（９１−９１ｃ）の外径（φr）よりも実質的に大きい。

b15. 付記b14に係わる電極積層体（７０）であって、前記貫通孔の内径（φsp, φsu）とクランプ留め部材（９１−９１ｃ）の外径（φr）との差により、一方では、クランプ留め部材（９１−９１ｃ）と、他方では支持部（８６）及び／又はスペーサ構成体（８９）との間を電気的に絶縁するための径方向の空間部を規定している。

b16. 付記b1乃至b15の何れか１に係わる電極積層体（７０）であって、前記軸方向（Ｚ）に沿って見て、前記第１の電極及び／又は第２の電極の電極本体（８１）の厚さ（Ｈｅ）は、第１の電極と第２の電極との間の電極間距離（Ｈｄ）の値のオーダである。

b17. 光軸（Ａ）に沿った荷電粒子ビーム（５４）を発生させるためのビーム源（５２）と、
付記b1乃至b16のいずれか１に係わる、積層体支持システム（９３−１０１ｃ）を備えた電極積層体（７０）とを具備し、
前記第１の電極（７１）は、電極積層体の上流端に設けられ、前記ビーム源は、前記第１の電極の上流に設けられ、
前記ビーム源（５２）と、電極（７１−８０）の前記電極アパチャとは、光軸に沿って同軸にアラインメントされている、荷電粒子ビーム発生器（５０）である。

b18. 特に、荷電粒子ビーム発生器が第１の電極と第２の電極との間に電位差を、また、第２の電極と第３の電極との間に、前記電位差よりも大きい更なる電位差を与える粒子ビームコリメータとして動作するように設定された付記b17に係わる荷電粒子ビーム発生器（５０）である。

b19. 付記b18に係わる荷電粒子ビーム発生器（５０）であって、少なくとも前記第３の電極には、冷却用液体（１０２）を案内するための冷却用導管（１０５）が設けられている。

b20. 付記b17乃至b19のいずれか１に係わる荷電粒子ビーム発生器（５０）であって、この荷電粒子ビーム発生器は、電極積層体（７０）を収容するための発生器用真空チャンバ（５１）であって、この発生器用真空チャンバは、積層体支持システム（９３−１０１ｃ）の突出支持部（９５，９９−１００b）が、夫々貫通するように設定されたチャンバ開口（１３２）を有し、突出支持部により、発生器用真空チャンバの外で、外の基準フレーム（４２）に対して別の支持接続部が確立される、発生器用真空チャンバ（５１）と、
各々が、夫々のチャンバ開口（１３２）と、対応した突出支持部との間の間隙をシールするように設定された複数のガスケット（９８）とを具備する。

b21. ビーム発生器モジュールとして形成され、付記b17乃至b20のいずれか１に係わる荷電粒子ビーム発生器（５０）であって、前記発生器用真空チャンバ（５１）は、荷電粒子ビームリソグラフィシステム（１０）の真空チャンバ（３０）内に設けられたキャリアフレーム（４２）に対して挿入可能、支持可能、並びに取り出し可能である。

b22. 付記b11乃至b13のいずれか１に係わる荷電粒子発生器（５０）であって、これは、
電極積層体（７０）の上流端に配設され、中にビーム源（５２）を収容するように設定された源チャンバ（５３）と、
前記源チャンバ（５３）を積層体支持システム（９３−９６b）上に直接支持させるための源チャンバ支持部材（１０１−１０１ｃ）とを具備している。

b23. ターゲット（３１）を処理するための荷電粒子リソグラフィシステム（１０）であって、このシステムは、
キャリアフレーム（４２）を囲んでいる真空チャンバ（３０）と、
付記b17乃至b22のいずれか１に係わる荷電粒子ビーム発生器（５０）とを具備し、
前記ビーム発生器は、前記キヤリアフレームに収容されており、
前記電極積層体（７０）は、３つの積層体支持部材（９３−１０１ｃ）を有し、各支持部材は、第１端で電極積層体の中間領域（７５a）に接続され、また第２の端で前記キャリアフレームに接続されて、キャリアフレーム上に電極積層体を支持している。

b24.荷電粒子ビーム発生器で使用されるように設定された電極（７１−８０）であって、これは、上面（８３）と下面（８４）とを備えたリング形状の電極本体（８１）を有し、前記上面と下面とは、電極外周面を規定している側面（８５）により接続されており、また、電極は、外周面に沿って３つの支持部（８６）を有し、各支持部は、少なくとも１つのスペーサ構成体（８９）を収容するように構成されている。

b25. 付記b24に係わる電極（７１−８０）であって、これは、電極外周面（８５）に沿った３つの径方向に可動な電極支持アーム（８７）を有しており、各電極支持アームは、電極支持部と電極外周面との間に、熱膨張許容スペース（８８）を規定するように、電極外周面を対応した電極支持部（８６）に接続している。

b26. 付記b25に係わる電極（７１−８０）であって、各電極支持アーム（８７）は、一端が電極外周面（８５）に接続され、対向端が電極支持部（８６）に接続された径方向に細長い本体を有し、この細長い本体は、角度方向（Φ）に沿って実質的に延びており、また、前記熱膨張許容スペース（８８）は、また、角度方向に沿って実質的に延びたスロットを形成している。

b27. 付記b24乃至b26のいずれか１に係わる電極（７１−８０）であって、これは、好ましくは、鋳造金属により、より好ましくは、実質的にアルミニウムにより形成された一体的な電極本体（８１）を有している。

付記Ｃ
c1. 好ましくはデスク形状又は平坦なリング形状の電極本体（８１）を具備するコリメータ電極であって、前記電極本体には、中心電極アパチャ（８２）が形成され、電極本体は、２つの対向した主面間の電極厚さ（Ｈ）を規定しており、また、電極本体は、冷却用液体（１０２）を流すための、電極本体中の冷却用導管（１０５）を収容している。

c2. 付記c1に係わるコリメータ電極であって、前記冷却用導管（１０５）は、好ましくはチタニウムで形成された案内チューブとして形成されている。

冷却用導管として案内チューブを使用することにより、導管の材料の適当な選択が可能である。特に、コリメータ電極は、異なる材料で形成され得るけれど、案内チューブは、熱伝導性及び導電性に優れた、比較的強い材料が、使用され得る。

c3. 付記c１又はc2に係わるコリメータ電極であって、前記電極本体（８１）は、アルミニウムにより形成されている。

アルミニウムは、コリメータ積層体の軽重量の材料であり、コリメータ積層体の構成と保守とを容易にしている。アルミニウムは、また、良い導電性と非磁気特性とを有し、荷電粒子ビームの処理での適用にとって好ましい。更に、アルミニウムは、熱伝導が良く、荷電粒子の散乱及び衝突により発生する熱ネルギーを放散させる助けをする。

c4. 付記c１乃至c3の何れか１に係わるコリメータ電極であって、前記冷却用導管（１０５）は、液体供給構成体（１１７）に接続するための第１の開口（１０３）と、液体排出構成体（１１８）に接続するための第２の開口（１０４）とを有している。

c5. 付記c4に係わるコリメータ電極であって、前記第１の開口（１０３）と第２の開口（１０４）とは、第１及び第２のコリメータ電極の外周面（８５）に位置されている。

冷却用導管（１０５）の第１の開口（１０３）と第２の開口（１０４）とをリング形状の電極本体（８１）の外周面（８５）に位置させることは、異なる電極本体（７１−８０）間のスペースに潜在的に相互関係する構造を無くす助けをしている。特に、冷却用液体の供給及び／又は排出は、電極積層体（７０）の外周面から（即ち、径及び／又は角度方向に主に沿って）生じるので、液体供給構成体（１１７）及び／又は液体排出構成体（１１８）は、コリメータ電極間のスペースに設ける必要はない。

c6. 付記c5に係わるコリメータ電極であって、各コリメータ電極の前記第１の開口（１０３）と第２の開口（１０４）とは、コリメータ電極の外周面（８５）に、互いに近接するように位置されている。

コリメータ電極の第１の開口と第２の開口とを、コリメータ電極の外周面（８５）に、互いに近接して位置せることは、冷却用液体供給構成体と冷却用液体排出構成体との両者をコリメータシステムの同じ側への配置を可能にしている。このことは、もし必要であれば、コリメータシステムの横に位置される他の部品のための更なるスペースを与える。

c7. 付記c4乃至c6のいずれか１に係わるコリメータ電極であって、前記冷却用導管（１０５）は、電極本体（８１）内でアパチャ（８２）を囲むように設けられた導管経路部（１０５a−１０５b）により第１の開口（１０３）と第２の開口（１０４）とを相互接続している。

冷却用導管が、アパチャを囲み電極中を通る経路を有することにより、電極は、より均一に冷却され得る。

c8. 付記c5又はc6に係わるコリメータ電極であって、前記アパチャ（８２）は、コリメータ電極の光軸（Ａ）に対して円対称であり、また、冷却用導管（１０５）は、前記アパチャ（８２）を囲むように延びた実質的な円環の部分（１０５a）と、この円環の部分と前記第１の開口及び第２の開口とに接続した２つの実質的な直線の端部分（１０５b）とを有している。

このような構成は、コリメータ電極のアパチャが、円形のアパチャである場合には、特に好ましい。このような場合、冷却用導管の、アパチャを囲んだ実質的な円環の部分は、これの経路部に沿ったアパチャの周側壁から同じ距離に位置され、コリメータ電極の中心部の冷却をより均一にすることができる。前記電極アパチャ（８２）は、電極本体（８１）内で軸方向（Ｚ）に沿って延び実質的に円形の貫通孔により形成され得る。

c9. 付記c8に係わるコリメータ電極であって、一方では電極アパチャ（８２）の直径（φ）と、他方では冷却用導管（１０５）の前記円環の部分（１０５a）と電極アパチャ（８２）の周側壁（８２a）との間の径方向の距離（ΔＲ２）との間の関係は、３・ΔＲ２≧φにより規定されている。

c10. 付記c2乃至c9のいずれか１に係わるコリメータ電極であって、前記案内チューブ（１０５）は、コリメータ電極の電極本体（８１）内に一体的に設けられている。

コリメータ電極内での案内チューブ（１０５）の一体的な形成は、冷却効率を改善している。更に、案内チューブの場所での局部的な電界の集中の発生のリスクは、かなり減じられる。

c11. 付記c１乃至c10のいずれか１に係わるコリメータ電極であって、前記電極本体（８１）は、少なくとも一部が鋳造材料により、好ましくは、アルミニウムの鋳造により形成されており、前記案内チューブ（１０５）は、鋳造材料中に入れられている。

好ましくは、前記案内チューブ（１０５）は、チタニウムで形成されている。チタニウムは、低磁界応答性を示し、比較的高い融点を有するストロングメタルである。チタニウムの導管は、（アルミニウムの非常に低い融点により）導管の周りに電極本体をキャステングすることによりアルミニウムの電極本体内に効率よく形成され得る。

c12. 付記c2乃至c9のいずれか１に係わるコリメータ電極であって、前記電極本体（８１）の上面（８３）には、案内チューブ（１０５）に対応した形状を有する凹所（１０６）が設けられており、案内チューブは、凹所内に配置されている。

中に案内チューブ（１０５）を位置させるように適当に形成された凹所（１０６）を備えたコリメータ電極は、製造が比較的容易である。

c13. 付記c１2に係わるコリメータ電極であって、前記案内チューブ（１０５）は、熱伝導性接着剤（１０７）により、コリメータ電極（７１−８０）に前記凹所（１０６）内で取着されている。

コリメータ電極への案内チューブの熱伝導性接着剤による取着は、熱伝導性を改善し、かくして、より効果的な冷却がなされ得る。

c14. 付記c2乃至c13の何れか１に係わるコリメータ電極であって、前記案内チューブ（１０５）は、外側に規定された矩形面、並びに内側に規定され湾曲樋面を備えた下側の樋部（１０５ｃ）と、この下側の樋部の内側に規定された湾曲樋面をシールして、冷却用液体（１０２）のための流れチャンネルを形成している上側の蓋部（１０５ｄ）とを有している。

c15. 付記c2乃至c14の何れか１に係わるコリメータ電極であって、前記コリメータ電極は、少なくとも２つの電極支持部（８６）と、電極本体（８１）の電極外周面（８５）に沿った複数の電極支持部材（８７）とを有しており、各電極支持部材は、電極支持部と電極外周面との間に熱膨張許容スペース（８８）を規定するように、電極外周面と、対応した電極支持部（８６）とを相互接続しており、前記複数の電極支持部材（８７）は、軸方向（Ｚ）の電極本体（８１）の重量を一緒になって支えるように設定されている。

c16. 付記c１5に係わるコリメータ電極であって、前記電極支持部材は、第１端で基板外周面（８５）に接続され、第２端で電極支持部（８６）に接続された可動な細長いアーム部（８７a−８７ｃ）を有している。

c17. 付記c１6に係わるコリメータ電極であって、前記可動な細長いアーム部（８７a−８７ｃ）は、軸方向（Ｚ）での電極本体（８１）に対する対応した電極支持部（８６）の反れを防止しながら、径−角度面での電極本体（８１）に対する対応した電極支持部（８６）の反れを可能にしている可撓性のアーム薄部（８７b−８７ｃ）を有している。

c18. 付記c１乃至c17の何れか１に係わるコリメータ電極であって、前記冷却用導管（１０５）は、前記電極本体（８１）の外周面（８５）の外に設けられた電気絶縁性の導管部材に接続さけている。

c19. 荷電粒子ビーム発生器（５０）に使用されるためのコリメータ電極積層体（７０）であって、前記コリメータ電極積層体は、
荷電粒子ビーム（５４）をコリメートするように構成され、付記c1乃至c18の何れか１に係わる複数のコリメータ電極（７１−８０）を有し、
少なくとも、第１のコリメータ電極と第２のコリメータ電極とには、各々冷却液体を搬送するための冷却用導管（１０５）が設けられ、冷却用導管は、液体供給構成体（１１７）に接続するための第１の開口（１０３）と、液体排出構成体（１１８）に接続するための第２の開口（１０４）とを有し、また、このコリメータ電極積層体は、第１のコリメータ電極の第２の開口（１０４）と、第１のコリメータ電極の第１の開口（１０３）との間に液体接続を確立するように配設された接続導管（１１０）を有している。

コリメータ電極（７１−８０）の積層された構造は、ビーム発生器を比較的軽量に構成することを可能にしている。第１及び第２のコリメータ電極内の冷却用導管（１０５）は、これらの電極本体と冷却用液体（１０２）との間で熱エネルギーを熱交換するように、冷却用液体（１０２）が、電極に沿って流れることを可能にしている。かくして、冷却用液体（１０２）は、コリメータ電極から過度の熱を吸収し、またコリメータ電極の熱による変形の防止を可能にしている。

前記接続導管（１１０）は、電極間の液体接続の確立を可能にしている。前記接続導管（１１０）は、夫々のコリメータ電極の第１及び第２の開口（１０３−１０４）を相互接続しており、かくして、これらコリメータ電極間の一連の液体接続を確立している。積層体での幾つかのコリメータ電極の一連の流体接続は、冷却用液体の供給及び排出のために単一の冷却用液体供給構成体（１１７）及び冷却用液体排出構成体（１１８）を必要とするだけで、同時の冷却が可能である。

積極的に冷却されるコリメータ電極積層体（７０）の設計に際して、電極から冷却用液体（１０２）への熱移送の効率を、同時に、冷却用液体（１０２）を介する電子チャージのロスを最小にしながら、最大にすることは、チャレンジである。

提案された多電極コリメータ積層体（７０）は、軸方向（Ｚ）に沿った電位分布の徐々の（段階的な）変化を発生するように構成されている。提案されたコリメータ電極積層体構造での夫々の電極の第１の開口と第２の開口（１０３−１０４）とを連続的に相互接続することにより、動作の間に隣接した電極間に与えられる電位差は、平行な電極の冷却構造（即ち、各電極への冷却用液体の供給及び排出導管の夫々異なる接続を有する冷却用構造）を有するコリメータ電極積層体に対するよりも小さくなることが期待されている。２つの電極間の接続導管（１１０）を通る冷却用液体（１０２）により生じる比較的小さい電位差の結果として、冷却用液体を通る消失電流による電極チャージのロスは、少なくなるように期待されている。

コリメータ電極積層体のコリメータ電極２つ、幾つか、又は全ては、第１の開口と第２の開口（１０３−１０４）との間の接続導管（１１０）を有する電極として形成され得る。コリメータ電極間の接続導管（１１０）を備えた一連の冷却液体用の構造は、メンテナンス、最適化テスト、並びに変更される動作要求に対する適用を良く果たすことができるように、形成及び／又は保守が、比較的容易である。

c20. 付記c７に係わるコリメータ電極積層体（７０）であって、前記第１のコリメータ電極および第２のコリメータ電極の電極本体（８１）は、コリメータ電極積層体の光軸（Ａ）に沿ってアラインメントされた電極アパチャ（８２）と同軸的に配置されている。

c21. 付記c２０に係わるコリメータ電極積層体（７０）であって、前記第２のコリメータ電極は、光軸（Ａ）に沿って見た場合に、第１のコリメータ電極の上流に配置されている。

多数の荷電粒子ビームコリメータ装置において、下流に配置されたコリメータ電極は、後方散乱電子および／または二次電子の衝突をより被りやすく、その結果としてより高い熱負荷が生じる。上流に配置された第２の電極に冷却用液体を送る前に下流に配置された第１の電極に冷却用液体を供給することにより、第１の電極における冷却用液体のより低い温度によって、より多くの過剰な熱が吸収され得ることになり、加熱された電極と冷却用液体との間のより良好な総熱交換効率がもたらされる。

好ましくは、前記第１のコリメータ電極と第２のコリメータ電極とは、コリメータ電極積層体で直に隣接したコリメータ電極である。

c22. 付記c１８乃至c２１のいずれか１に係わるコリメータ電極積層体（７０）であって、連結導管（１１０）が、第１の開口（１０３）から離れる方向に向いた第１の実質的に直線状の部分（１１１）と、第２の開口（１０４）から離れる方向に径方向に向いた第２の実質的に直線状の部分（１１２）と、第２の直線状部分に第１の直線状部分を連結する実質的に曲線状の部分（１１３）とを備えている中間管状部材（１１０）として形成されている。

２つの直線状部分と中間曲線状部分とを備えている中間管状部材は、中間管状部材の座屈のリスクを軽減し、中間管状部材を通した冷却用液体の連続した流れをより確実に保証する。

c23. 付記c１８乃至c２２のいずれか１に係わるコリメータ電極積層体（７０）であって、前記連結導管（１１０）の少なくとも一部は、好ましくは酸化アルミニウムである電気絶縁材料により形成されている。

酸化アルミニウムは、比較的低い質量密度を有し、低いバルク導電率を有し、製造目的のための使用が容易であるため、好ましい材料である。

c24. 付記c１８乃至c２３のいずれか１に係わるコリメータ電極積層体（７０）であって、前記連結導管（１１０）は、第１のコリメータ電極と第２のコリメータ電極との間の熱差による変形に対応するように構成された少なくとも１つのベローズ構成体（１１４）を備えている、コリメータ電極積層体（７０）。

c25. 付記c１８乃至c２４のいずれか１に係わるコリメータ電極積層体（７０）であって、前記冷却用液体（１０２）は、超純水か、低導電率を有している油かである。

c26. 付記c１８乃至c２５のいずれか１に係わるコリメータ電極積層体（７０）であって、前記電極本体（８１）は、荷電粒子源（５２）に対面する上部表面（８３）と荷電粒子源から離れる方向に向く下部表面（８４）とを備え、前記下部表面および上部表面は、電極外周面を規定している側部表面（８５）に相互により相互連結されている。

c27. 付記c１８乃至c２６のいずれか１に係わるコリメータ電極積層体（７０）であって、コリメータ電極は、電気絶縁材料により形成されたスペーサ構成体（８９）により相互に変位されている。

c28. 付記c２７に係わるコリメータ電極積層体（７０）であって、前記スペーサ構成体（８９）は、軸方向（Ｚ）に沿ってコリメータ電極間に電極間間隔（Ｈｄ）を与えている。

c29. 荷電粒子リソグラフィシステム（１０）で使用するための荷電粒子ビーム発生器（５０）であって、
荷電粒子ビーム（５４）を発生させるための荷電粒子源（５２）と、
付記c１８乃至c２８のいずれか１に係わるコリメータ電極積層体（７０）と
を備えている。

c30. ターゲット（３１）を露光するための荷電粒子リソグラフィシステム（１０）であって、
付記c２９に係わる荷電粒子ビーム（５４）を発生させるための荷電粒子ビーム発生器（５０）と、
荷電粒子ビームから複数の小ビームを形成するためのアパチャアレイ（５８）と、
ターゲットの表面に小ビームを投影するための小ビーム投影器（６６）と
を備えている、荷電粒子リソグラフィシステム（１０）。

c31. 付記c３０に係わる荷電粒子リソグラフィシステム（１０）であって、変調された小ビームを形成するために小ビームをパターニングする小ビーム変調器（５６、６０）をさらに備え、小ビーム投影器（６６）が、ターゲット（３１）の表面に変調された小ビームを投影するように配置されている。

c32. 付記c３０又はc３１に係わる荷電粒子リソグラフィシステム（１０）であって、冷却用液体ポンプ（１１６）からコリメータシステムに向かって冷却用液体を案内するための液体供給構成体（１１７）と、コリメータシステムから離れる方向へと冷却用液体ポンプ（１１６）に戻すように冷却用液体を案内するための液体排出構成体（１１８）とを備えている。

c33. 記c３２に係わる荷電粒子リソグラフィシステム（１０）であって、前記コリメータ電極積層体（７０）を通して冷却用液体を循環させるために、前記液体供給構成体（１１７）と液体排出構成体（１１８）との少なくとも一方に連結された冷却用液体ポンプ（１１６）を備えている。

c34. 付記c３３に係わる荷電粒子リソグラフィシステム（１０）であって、前記冷却用液体ポンプ（１１６）は、閉ループで前記液体排出構成体（１１８）から液体供給構成体（１１７）に向かって冷却用液体（１０２）を再循環させるように構成され、また、荷電粒子リソグラフィシステムは、熱交換ユニットにより液体排出構成体（１１８）から排出される冷却用液体から熱エネルギーを除去するように構成されている、荷電粒子リソグラフィシステム（１０）。

c35. 付記c３４に係わる荷電粒子リソグラフィシステム（１０）であって、動作時に再循環する冷却用液体（１０２）から導電性粒子を除去するように構成されたフィルタ構成体を備えている。

付記Ｄ
d1. 荷電粒子リソグラフィシステム（１０）で使用するための荷電粒子ビーム発生器（５０）であって、
光軸（Ａ）に沿って荷電粒子ビーム（５４）を発生するための荷電粒子源（５２）と、
光軸に沿ったコリメータ高さ（Ｈｃ）を有し、荷電粒子ビームをコリメートするためのコリメータ電極積層体（７０）と、
前記コリメータ電極積層体（７０）と荷電粒子源（５２）とを収容するための発生器の真空チャンバ（５１）と、
前記コリメータ電極積層体の外周面（８５）から距離（ΔＲｐ）をおいて、発生器の真空チャンバ（５１）内に設けられた少なくとも１つの真空ポンプシステム（１２２、１２３）と、を有し、前記少なくとも１つの真空ポンプシステムは、光軸（Ａ）と実質的に平行に延びた有効ポンプ動作表面（１２２ａ、１２３ａ）を有し、前記有効ポンプ動作表面は、コリメータ高さ（Ｈｃ）の少なくとも一部に渡って延びた表面高さ（Ｈｐ）を有している。

d2. 付記d１に係わる荷電粒子ビーム発生器（５０）であって、前記有効ポンプ動作表面（１２２ａ、１２３ａ）の表面高さ（Ｈｐ）は、最低限でもコリメータ電極積層体（７０）のほぼ直径（φｃ）のオーダである値を有している。

d3. 付記d１及びd２のいずれか１に係わる荷電粒子ビーム発生器（５０）であって、前記真空ポンプシステムは、互いに隣接して、軸方向（Ｚ）と実質的に平行に配置され、前記コリメータ高さ（Ｈｃ）の最大部分に沿って各有効ポンプ動作表面（１２２ａ、１２３ａ）を有して延びた、少なくとも４つのゲッタ（１２２、１２３）を備えている。

d4. 付記d１乃至d３のいずれか１に係わる荷電粒子ビーム発生器（５０）であって、前記真空ポンプシステム（１２２、１２３）とコリメータ電極積層体（７０）の外周面（８５）との間の距離（ΔＲｐ）が、コリメータ電極積層体の２つの隣接した電極間の典型的な電極間距離（Ｈｄ）よりも大きい。

d5. 付記d１乃至d４のいずれか１に係わる荷電粒子ビーム発生器（５０）であって、前記発生器の真空チャンバ（５１）の内部に配置され、選択的に解除可能な連結部により真空ポンプシステムのポンプユニット（１２２、１２３）を担持するように構成された、ポンプ支持構成体（１２４）を備えている。

d6. 付記d１乃至d５のいずれか１に係わる荷電粒子ビーム発生器（５０）であって、前記コリメータ積層体（７０）は、コリメータ外周面に沿って３つの異なる角度コラム範囲（ΔΦ１、ΔΦ２、ΔΦ３）にわたり延びた３つの支持コラム（９０）を備え、前記ポンプシステム（１２２、１２３）の有効ポンプ動作表面（１２２ａ、１２３ａ）は、前記３つの角度コラム範囲のいずれとも重畳部を有さない角度ポンプ範囲（ΔΦｐ）で広がっている。

d7. 付記d６に係わる荷電粒子ビーム発生器（５０）であって、有効ポンプ動作表面（１２２ａ、１２３ａ）が広がっている前記角度ポンプ範囲（ΔΦｐ）は、２つの支持コラム（９０）間に規定されている角度範囲と大部分において一致している。

d8. 付記d１乃至d７のいずれか１に係わる荷電粒子ビーム発生器（５０）であって、前記コリメータ積層体（７０）は、一連のコリメータ電極（７１〜８０）を備え、各コリメータ電極は、電位を持続させるための電極本体（８１）を備え、荷電粒子ビーム（５４）への通路を与えるためのアパチャ（８２）を備えている。

d9. 付記d８に係わる荷電粒子ビーム発生器（５０）であって、前記複数のコリメータ電極（７１〜８０）は、軸方向（Ｚ）に沿って配置された、
コリメータ積層体の上流端に設けられた第１のコリメータ電極（７１）と、
コリメータ積層体の下流端に設けられた最終のコリメータ電極（８０）と、
前記第１のコリメータ電極（７１）と最終のコリメータ電極（８０）との間に設けられた少なくとも１つの中間の電極（７２、７３、７４、７６、７７、７８、７９）と
を有している。

d10. 付記d９に係わる荷電粒子ビーム発生器（５０）であって、前記少なくとも１つの中間のコリメータ電極は、厚さ（Ｈｅ）を有し、コリメータ電極が、光軸（Ａ）に沿って所定の距離（Ｈｄ）をおいて相互に離間され、所定の相互距離（Ｈｄ）が、０．７５・Ｈｅ≦Ｈｄ≦１．５・Ｈｅにより規定されている。

d11. 付記d８乃至d１０のいずれか１に係わる荷電粒子ビーム発生器（５０）であって、少なくとも１つのコリメータ電極（７１、７２、７３、７４、７６、７７、７８、７９、８０）は、電極外周面（８５）に沿って３つの各角度範囲（ΔΦ１、ΔΦ２、ΔΦ３）で延びた３つの支持部分（８６）を備え、各支持部分（８６）は、所定の距離（Ｈｄ）で隣接する電極本体（８１）を相互に離間させるための少なくとも１つのスペーサ構成体（８９）を収容するように構成されている。

d12. 付記d１１に係わる荷電粒子ビーム発生器（５０）であって、前記隣接したコリメータ電極の支持部分（８６）と介在するスペーサ構成体（８９）とは、３つの角度コラム範囲（ΔΦ１、ΔΦ２、ΔΦ３）の中の１つで軸方向（Ｚ）に沿って支持コラム（９０）を規定するように同軸的にアラインメントされている。

d13. 付記d８乃至d１２のいずれか１に係わる荷電粒子ビーム発生器（５０）であって、前記コリメータ電極の少なくとも２つは、冷却用液体（１０２）を送るための冷却用導管（１０５）を備え、各冷却用導管は、液体供給構成体に連結するための第１の開口（１０３）と液体排出構成体に連結するための第２の開口（１０４）とを備え、また、前記電極積層体が、第２のコリメータ電極の第１の開口に、第１のコリメータ電極（７１）の第２の開口を連結するための中間管状部材（１１０）を備えている。

d14. 付記d１３に係わる荷電粒子ビーム発生器（５０）であって、前記複数のコリメータ電極（７１〜８０）は、荷電粒子源（５２）に対面する上面（８３）と、荷電粒子源から離れる方向に向く下面（８４）とを備えているリング形状電極本体（８１、８１’）を有し、前記下面と上面とは、電極外周面を規定している。側部表面（８５）により相互に連結され、第１の開口（１０３）および第２の開口（１０４）が、側部表面に配置されている。

d15. 付記d１４に係わる荷電粒子ビーム発生器（５０）であって、前記第１の開口（１０３）と第２の開口（１０４）とは、コリメータ電極（７１〜８０）の同一の側部表面に配置されている。

d16. 付記d１３乃至d１５のいずれか１に係わる荷電粒子ビーム発生器（５０）であって、前記中間管状部材（１１０）は、前記電極外周面（８５）に設けられて、電極外周面（８５）に沿って管角度範囲（ΔΦｔ）で延び、また、前記ポンプ開口部（１２２ａ、１２３ａ）の角度ポンプ範囲（ΔΦｐ）は、導管角度範囲との重畳部を有していない。

d17. 付記d１３乃至ｄ１６のいずれか１に係わる荷電粒子ビーム発生器（５０）であって、冷却用導管（１０５）が、コリメータ電極本体（８１）内で一体化された導管により形成されている。

導管をコリメータ電極本体内で一体化させることにより、コリメータ積層体内で移動する自由分子が径方向に外方に移動し、例えばコリメータ積層体からある距離をおいて径方向に外方に位置決めされたゲッタポンプによって吸収されるなど除去されるために利用可能な側方空間（即ち、平均自由行程）が増大することになる。

d18. 付記d１乃至d１７のいずれか１に係わる荷電粒子ビーム発生器（５０）であって、前記ビーム発生器のチャンバ（５１）内に収容されたビーム源真空チャンバ（５３）を備え、ビーム源（５２）が、ビーム源真空チャンバ内に収容され、コリメータ積層体（７０）が、ビーム源真空チャンバの外部に位置されている。

d19. 付記d１８に係わる荷電粒子ビーム発生器（５０）であって、前記ビーム源のチャンバ（５３）は、ビーム源のチャンバとビーム発生器のチャンバ（５１）との間に圧力差を生じさせるために少なくとも１つの源真空ポンプユニット（１２０）を囲んでいる。

ビーム源（５２）の付近の差圧超低真空は、その放射放出効率を改善しその有効放射寿命を延ばすのを助ける。

d20. 付記d１乃至d1９のいずれか１に係わる荷電粒子ビーム発生器（５０）であって、前記ビーム発生器は、荷電粒子リソグラフィシステム（１０）の真空チャンバ（３０）の内部に設けられたキャリアフレーム（４２）内に挿入可能でありそこから取り出し可能であるビーム発生器モジュールとして形成され、また、このビーム発生器は、ビーム源（５２）およびコリメータ積層体（７０）を囲んでいるビーム発生器のチャンバ（５１）を備えている。

d21. 特に付記d１〜付記d２０のいずれか１つに係わる荷電粒子ビーム発生器（５０）であって、前記コリメータ電極積層体（７０）は、外部基準フレーム（４２）に対してコリメータ電極積層体を支持するための積層体支持システム（９３〜１０１ｃ）を備え、また、前記発生器の真空チャンバ（５１）は、突出支持部分が発生器の真空チャンバ（５１）の外側の外部基準フレーム（４２）に対して別個の支持界面を形成することが可能となるように、積層体支持システム（９３〜１０１ｃ）の突出支持部分（９５、９９〜１００ｂ）が貫通するように構成されたチャンバ開口部（１３２）を備えている。

ｄ22. 付記d21に係わる荷電粒子ビーム発生器（５０）であって、前記発生器の真空チャンバの外側と内側との間に真空バリアを形成するように、各チャンバ開口部（１３２）と、対応する突出支持部分（９５、９９〜１００ｂ）との間のスペースを封止するようにそれぞれが構成されたガスケット（９８）を備えている。

d23. 特に付記d１乃至d２２のいずれか１に係わる荷電粒子ビーム発生器（５０）であって、内側にビーム源（５２）を収容する源真空チャンバ（５３）を備え、荷電粒子源（５２）および源真空チャンバ（５３）が、コリメータ電極積層体の上流で発生器の真空チャンバ（５１）の内部に設けられ、積層体支持システム（９３〜１０１ｃ）が、積層体支持システム（９３〜１０１ｃ）上に源真空チャンバ（５３）を直接的に支持するための源のチャンバ支持部材（１０１〜１０１ｃ）を備えている。

d24. 付記１乃至２３のいずれか１に係わる荷電粒子ビーム発生器（５０）であって、前記有効ポンプ動作表面（１２２ａ、１２３ａ）の表面幅は、最低限でもコリメータ電極積層体（７０）のほぼ直径（φｃ）のオーダの値を有している。

d25. ターゲット（３１）を露光するための荷電粒子リソグラフィシステム（１０）であって、
付記d１乃至d２４のいずれか１に係わる荷電粒子ビーム（５４）を発生させるための荷電粒子ビーム発生器（５０）と、
前記荷電粒子ビームから複数の小ビームを形成するためのアパチャアレイ（５８）と、
前記ターゲットの表面上に小ビームを投影するための小ビーム投影器（６６）と
を備えている。

付記Ｅ
e1. コリメータ電極積層体（７０）であって、このコリメータ電極積層体は
各々が、荷電粒子ビームの通過を可能にするための電極アパチャ（８２）を有している電極本体（８１）を備え、これら電極本体は、光軸と実質的に平行である軸方向（Ｚ）に沿って相互に離間され、前記電極アパチャは、光軸に沿って同軸的にアラインメントされている、光軸（Ａ）に沿って荷電粒子ビーム（５４）をコリメートするための複数の積層されたコリメータ電極（７１〜８０）と、
外部基準フレーム（４２）に対してコリメータ電極積層体を支持するように、前記コリメータ電極積層体の側方領域（７５ａ、９２ｂ、９７）に連結された積層体支持システム（９３〜１０１ｃ）と
を備えている。

e2. 付記１に係わるコリメータ電極積層体（７０）であって、積層体支持システム（９３〜９６ｂ）が、コリメータ電極積層体（７０）の外周面に沿って分散された積層体支持部材（９３〜１０１ｃ）を備え、外周部が、光軸（Ａ）の周りで角度方向（Φ）に延び、前記積層体支持部材は、外部基準フレーム（４２）に対してコリメータ電極積層体を支持するように協働している。

e3. 付記e２に係わるコリメータ電極積層体（７０）であって、各積層体支持部材（９３〜１０１ｃ）は、
コリメータ電極積層体の側方領域（７５ａ、９２ｂ、９７）に積層体支持部材を連結するための接合部（９４〜９４ｂ）と、
外部基準フレーム（４２）に積層体支持部材を連結するためのベース（９５、９９、９９ａ〜９９ｂ）と、
接合部が径方向（Ｒ）においてベースに対して変位するのを可能にするための少なくとも１つの可撓性径方向たわみ部分（９６ａ〜９６ｂ、１００ａ〜１００ｂ）と
を備えている。

e4. 付記e２又はe３に係わるコリメータ電極積層体（７０）であって、前記各積層体支持部材は、コリメータ電極積層体の中央領域（７５ａ）に配置された中心のコリメータ電極（７５）に連結された積層体支持脚部（９３’〜１０１ｃ’）を備えている。

e5. １０個の積層されたコリメータ電極（７１’’〜８０’’）を備えている付記e２又はe３に係わるコリメータ電極積層体（７０’’）であって、各積層体支持部材は、
第２のコリメータ電極（７２’’）又は第３のコリメータ電極（７３’’）に連結された脚部材（９３ａ’’）と、
第８のコリメータ電極（７８’’）または第９のコリメータ電極（７９’’）に連結されたさらなる脚部材（９３ｃ’’）と、
を備えている積層体支持脚部（９３’’〜１０１ｃ’’）を有している。

e6. 付記e１乃至e５のいずれか１に係わるコリメータ電極積層体（７０）であって、支持システム（９３〜１０１ｃ）が、前記コリメータ電極積層体（７０）の中央領域（７５ａ）に連結されている。

e7. 付記e１乃至e６のいずれか１に係わるコリメータ電極積層体（７０）であって、軸方向（Ｚ）に沿って所定の相互距離をおいてコリメータ電極（７１〜８０）を位置決めするために電気絶縁材料のスペーサ構成体（８９）をさらに備えている。

e8. 付記e７に係わるコリメータ電極積層体（７０）であって、前記コリメータ電極（７１〜８０）の少なくとも１つは、電極外周面（８５）に沿って３つの支持部分（８６）を備え、各支持部分が、少なくとも１つのスペーサ構成体（８９）を収容するように構成されている。

e9. 付記e８に係わるコリメータ電極積層体（７０）であって、隣接したコリメータ電極（７１〜８０）の電極支持部分（８６）および介在するスペーサ構成体（８９）が、軸方向（Ｚ）と平行に支持コラム（９０）を規定している。ように軸方向にアラインメントされている。

e10. 付記e９に係わるコリメータ電極積層体（７０）であって、前記支持コラム（９０）の各々は、前記支持部分（８６）と介在するスペーサ構成体（８９）とを共に保持するためのクランプ留め部材（９１〜９１ｃ）を備えている。

e11. 付記e１０に係わるコリメータ電極積層体（７０）であって、前記支持部分（８６）および対応する支持コラム（９０）のスペーサ構成体（８９）は、クランプ留め部材（９１〜９１ｃ）を収容する軸方向にアラインメントされた貫通穴を備え、クランプ留め部材は、軸方向（Ｚ）と平行な支持コラム（９０）に圧縮力をかけるためにプレテンション加工されている。

e12. 付記e８乃至e１１のいずれか１に係わるコリメータ電極積層体（７０）であって、前記コリメータ電極（７１〜８０）は、電極外周面（８５）に沿って３つの径方向の可動電極支持部材（８７）を備え、各電極支持部材は、対応する電極支持部分（８６）に電極外周面を相互連結することにより、電極支持部分と電極外周面との間に熱膨張空間（８８）を規定している。

e13. 付記e１２に係わるコリメータ電極積層体（７０）であって、前記電極支持部材（８７）は、第１の端部で電極外周面（８５）に連結され第２の端部で電極支持部分（８６）に連結されている径方向の可動の細長いアーム部分を備え、アーム部分は、角度方向（Φ）に実質的に沿って延び、熱膨張空間（８８）が、角度方向に実質的に沿ってやはり延びたスロットを形成している。

e14. 荷電粒子ビーム発生器（５０）であって、この荷電粒子ビーム発生器は、
光軸（Ａ）に沿って荷電粒子ビーム（５４）を発生させるためのビーム源（５２）と、
付記e１乃至e３のいずれか１に係わる積層体支持システム（９３〜１０１ｃ）を有しているコリメータ電極積層体（７０）と
を備え、
第１のコリメータ電極（７１）が、コリメータ積層体の上流端に設けられ、ビーム源が、第１のコリメータ電極の上流に設けられ、ビーム源（５２）およびコリメータ電極（７１〜８０）の電極アパチャ（８２）が、光軸に沿って同軸的にアラインメントされている。

e15. 付記e１４に係わる荷電粒子ビーム発生器（５０）であって、
内側にコリメータ電極積層体（７０）を収容するための発生器の真空チャンバ（５１）であって、発生器の真空チャンバは、突出支持部分が発生器の真空チャンバの外部の外部基準フレーム（４２）との間に別個の支持界面を確立することが可能となるように、積層体支持システム（９３〜１０１ｃ）の突出支持部分（９５、９９〜１００ｂ）が貫通するように構成されたチャンバ開口部（１３２）を備えている真空チャンバと、
各チャンバ開口部（１３２）と対応する突出支持部分（９５、９９〜１００ｂ）との間のスペースを封止するようにそれぞれが構成されたガスケット（９８）と
を備えている。

e16. ビーム発生器モジュールとして形成された付記e１２乃至e１５のいずれか１に係わる荷電粒子ビーム発生器（５０）であって、ビーム発生器の真空チャンバ（５１）が、荷電粒子リソグラフィシステム（１０）の真空チャンバ（３０）の内部に設けられたキャリアフレーム（４２）に挿入可能であり、それにより支持可能であり、そこから取り出し可能である。

e17. 付記e１２乃至e１６のいずれか１つに係わる荷電粒子ビーム発生器（５０）であって、
コリメータ電極積層体（７０）の上流端に配置され、内側にビーム源（５２）を収容するように構成された源のチャンバ（５３）と、
積層体支持システム（９３〜９６ｂ）上に源のチャンバ（５３）を直接的に支持するための源のチャンバ支持部材（１０１〜１０１ｃ）と
を備えている。

e18. ターゲット（３１）を処理するための荷電粒子リソグラフィシステム（１０）であって、この荷電粒子リソグラフィシステムは、
キャリアフレーム（４２）を囲んでいる真空チャンバ（３０）と、
前記キャリアフレームに収容され、付記e１２乃至e１７のいずれか１に係わる荷電粒子ビーム発生器（５０）と、
を備え、
前記コリメータ積層体（７０）は、キャリアフレーム上にコリメータ積層体を支持するために、第１の端部にてコリメータ積層体の中央領域（７５ａ）に、および第２の端部にてキャリアフレームにそれぞれが連結された、３つの積層体支持部材（９３〜１０１ｃ）を備えている。

Claims (23)

1. 各々が、荷電粒子ビーム源(５２)により発生され、複数の小ビームに分けられる荷電粒子ビームを通すことが可能な１つの電極アパチャ（８２）を備えた電極本体（８１）を有し、これら電極本体は、光軸とほぼ平行な軸方向（Ｚ）に沿って離間されており、前記電極アパチャは、前記光軸に沿って共軸にアラインメントされている、光軸（Ａ）に沿う荷電粒子ビームをコリメートするための、荷電粒子ビーム源(５２)側から見て、最初のコリメータ電極と、最後のコリメータ電極と、これらコリメータ電極の間の複数の中間のコリメータ電極とからなる少なくとも５つのコリメータ電極（７１−８０）と、
   前記コリメータ電極を軸方向に沿って所定間隔を有して位置させるように、各対の隣接したコリメータ電極間に設けられ、電気絶縁材で形成された複数のスペーサ構成体（８９）とを具備し、
   前記コリメータ電極（７１−８０）の各々は、コリメータ電極に電位を与えるように、別々の電圧出力部（１５１−１６０）に電気的に接続されており、
   前記コリメータ電極は、２つの隣り合うコリメータ電極間に電位差が生じるように、所定の電位が保たれるように構成されており、また、
   前記少なくとも５つのコリメータ電極間の電位差の階段状の変化により、荷電粒子ビームに対してレンズとして機能する軸方向に沿った電界の分布の平滑な変化が生じる、コリメータ電極積層体（７０）。
2. 前記電界の分布は、複数の最低の負電界と複数の最高の正電界とを有している請求項１に記載のコリメータ電極積層体。
3. 前記電界は、近接したコリメータ電極間の電位差を増大させることにより、最大の電位差にし、この結果、荷電粒子ビームに対して正のレンズとして機能する局所的な電界分布が形成される請求項１又は２に記載のコリメータ電極積層体。
4. 前記電界は、近接したコリメータ電極間の電位差を減少させることにより、最大の電位差に続いた最小の電位差にし、荷電粒子ビームに対して負のレンズとして機能する局所的な電界分布が形成される請求項３に記載のコリメータ電極積層体。
5. 前記少なくとも５つのコリメータ電極のうちの、コリメータ電極積層の上流端に設けられた前記最初のコリメータ電極（７１）は、接地電位に保たれるように構成されている請求項１乃至４のいずれか１に記載のコリメータ電極積層体。
6. 前記少なくとも５つのコリメータ電極のうちの、コリメータ電極積層の下流端に設けられた前記最後のコリメータ電極（８０）は、正電位に保たれるように構成されている請求項１乃至５のいずれか１に記載のコリメータ電極積層体。
7. 前記複数の中間のコリメータ電極のうちの、前記最初のコリメータ電極（７１）と最後のコリメータ電極（８０）との間の中心に設けられた中間のコリメータ電極（７５）は、最高の正電位に保たれるように構成されている請求項１乃至６のいずれか１項に記載のコリメータ電極積層体。
8. 前記中心に設けられた中間のコリメータ電極の直接上流に設けられた近接した中間のコリメータ電極（７４）は、前記中心に設けられた中間のコリメータ電極と前記近接した中間のコリメータ電極との間の電位差を形成する電位に保たれるように構成され、また
   前記近接したコリメータ電極の直接上流に設けられた更なる近接した中間のコリメータ電極は、前記近接した中間のコリメータ電極と前記更なる近接した中間のコリメータ電極との間の更なる電位差を形成する更なる電位差に保たれるように構成されている請求項７に記載のコリメータ電極積層体。
9. 前記少なくとも５つのコリメータ電極のうちの、コリメータ電極積層体の前記最初のコリメータ電極の次に設けられた第２のコリメータ電極（７２）は、最低の負電界を与える負電位に保たれるように構成されている請求項１乃至８のいずれか１項に記載のコリメータ電極積層体。
10. 前記少なくとも５つのコリメータ電極のうちの、前記最後のコリメータ電極から２番目の中間のコリメータ電極（７９）は、更なる最低の負電界を与える負電位に保たれるように構成されている請求項１乃至９のいずれか１項に記載のコリメータ電極積層体。
11. 前記少なくとも５つのコリメータ電極のうちの、前記最後のコリメータ電極から３番目の電極（７８）は、低い負電位に保たれるように構成されている請求項１乃至１０のいずれか１項に記載のコリメータ電極積層体。
12. 前記少なくとも５つのコリメータ電極は、異なる電位に保たれるように構成されている請求項１乃至１１のいずれか１項に記載のコリメータ電極積層体。
13. 前記電極本体は、前記軸方向（Ｚ）にほぼ垂直な径−角度面内に配設されたデスクの形状を有しており、
    前記電極アパチャは、前記軸方向に電極本体を貫通して延びた実質的に円形のカットアウトにより形成されている請求項１乃至１２のいずれか１項に記載のコリメータ電極積層体。
14. 前記少なくとも５つのコリメータ電極のうちの、少なくとも１つの中間のコリメータ電極（７２，７３，７４，７６，７７，７８，７９）は、前記軸方向（Ｚ）に沿った電極厚さ（Ｈｅ）を有している請求項１乃至１３のいずれか１項に記載のコリメータ電極積層体。
15. 一方では隣接した中間のコリメータ電極（７２，７３，７４，７６，７７，７８，７９）間の電極間距離（Ｈｄ）と、他方では軸方向（Ｚ）に沿った電極厚さ（Ｈｅ）とは、関係式０．７５・Ｈｅ≦Ｈｄ≦１．５・Ｈｅにより規定されている請求項１４に記載のコリメータ電極積層体。
16. 前記最初のコリメータ電極は、１．５・Ｈｅ≦Ｈ１≦２．５Ｈｅにより規定された範囲の第１の厚さ（Ｈ１）を有している請求項１４又は１５に記載のコリメータ電極積層体。
17. 前記中間のコリメータ電極は、１．５・Ｈｅ≦Ｈ５≦２．５Ｈｅにより規定された範囲の厚さ（Ｈ５）を有している請求項１４又は１５に記載のコリメータ電極積層体。
18. 前記正電位は、＋５５０ボルトと＋１１００との間の値である請求項６に記載のコリメータ電極積層体。
19. 前記正電位は、＋２０キロボルトと＋３０キロボルトとの間の値である請求項７に記載のコリメータ電極積層体。
20. 前記負電位は、−３キロボルトと−４キロボルトとの間の値である請求項９に記載のコリメータ電極積層体。
21. 前記負電位は、−３００ボルトと−５００ボルトとの間の値である請求項１０に記載のコリメータ電極積層体。
22. 前記負電位は、−３００ボルトと−５００ボルトとの間の値である請求項１１に記載のコリメータ電極積層体。
23. 荷電粒子ビーム(５４)を発生するための荷電粒子ビーム源(５２)と、
    前記荷電粒子ビーム(５４)をコリメートするための、請求項１乃至２２のいずれか１項に記載のコリメータ電極積層体（７０）と、
    前記荷電粒子ビーム(５４)から複数の小ビームを形成するためのアパチャアレイ(５８)とを具備する荷電粒子リソグラフィシステム(１０)。

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