JP6847886B2 - 荷電粒子ビーム偏向デバイス - Google Patents

Description

本発明の実施形態は、荷電粒子ビーム偏向デバイスに関する。

電子ビーム、イオンビームなど荷電粒子ビームを用いた描画装置や加工装置が産業用に用いられており、荷電粒子の単一ビームを用いた装置に加えて、高スループット化のため荷電粒子のマルチビームを用いた描画装置などが開発されている。

特開平５−１６６７０７号公報 特開平１１−１７６７１９号公報 特表２００９−５０２０３３号公報 特開２０１５−９５５３９号公報 特許第４６６４２９３号公報

マルチ電子ビーム描画装置などにおいて、高スループット化のため荷電粒子ビーム本数増加およびビームピッチ縮小が要望されるが、荷電粒子ビーム偏向デバイスにおける荷電粒子ビーム制御信号配線の輻輳化が顕著となり、配線クロストークや信号減衰などによる信号品質の低下でスループット向上が抑制されるという問題があった。

本発明の実施形態は、ビーム本数の増加およびビームピッチ縮小による制御信号配線の高密度化に対応可能な荷電粒子ビーム偏向デバイスの提供を目的とする。

本発明の実施形態によれば、荷電粒子ビーム偏向デバイスは、基板と、該基板に設けられた複数の荷電粒子ビーム通過開口と、前記荷電粒子ビーム通過開口を通過する荷電粒子ビームを偏向する複数の電極対と、前記電極対の一方の電極に与える電圧を制御する受光素子であって、前記荷電粒子ビーム通過開口と前記受光素子との間の距離は、隣り合う荷電粒子ビーム通過開口間の距離よりも短い、受光素子と、前記受光素子に光信号を与える光導波路と、前記受光素子に前記電極対の駆動電圧と、前記受光素子の最低動作バイアス電圧との和より高いバイアス電圧を与える電源配線と、を備えている。

第１の実施形態に係る荷電粒子ビーム偏向デバイスの概略断面図。 第１の実施形態に係る荷電粒子ビーム偏向デバイスの概略上面図。 （ａ）は、図２のＡ−Ａ′に沿った１つのブランカーの概略断面図であり、（ｂ）は、図２のＢ−Ｂ′に沿った１つのブランカーの概略断面図。 （ａ）は、図２の中の１つのブランカー部分を切出した概略上面図であり、（ｂ）及び（ｃ）は、第１の実施形態に係る荷電粒子ビーム偏向デバイスの等価回路図。 （ａ）及び（ｂ）は、図３（ａ）及び（ｂ）で示した実施形態の変形例の概略断面図。 （ａ）及び（ｂ）は、第２の実施形態に係る荷電粒子ビーム偏向デバイスの製造方法を示す概略工程断面図。 （ａ）及び（ｂ）は、第２の実施形態に係る荷電粒子ビーム偏向デバイスの製造方法を示す概略工程断面図。 第３の実施形態に係る荷電粒子ビーム偏向デバイスの概略断面図。 第３の実施形態に係る荷電粒子ビーム偏向デバイスの概略断面図。 第３の実施形態に係る荷電粒子ビーム偏向デバイスの概略断面図。 第４の実施形態に係る荷電粒子ビーム偏向デバイスの概略断面図。 第４の実施形態に係る荷電粒子ビーム偏向デバイスの概略断面図。 第４の実施形態に係る荷電粒子ビーム偏向デバイスの概略断面図。 第５の実施形態に係る荷電粒子ビーム偏向デバイスの概略断面図。 第５の実施形態に係る荷電粒子ビーム偏向デバイスの概略断面図。 第５の実施形態に係る荷電粒子ビーム偏向デバイスの概略断面図。 第６の実施形態に係る荷電粒子ビーム偏向デバイスの概略上面図。 （ａ）及び（ｂ）は、第６の実施形態に係る荷電粒子ビーム偏向デバイスの等価回路図。 第６の実施形態に係る荷電粒子ビーム偏向デバイスの変形例の概略上面図。 第７の実施形態に係る荷電粒子ビーム偏向デバイスの概略上面図。 第８の実施形態に係る荷電粒子ビーム偏向デバイスの概略上面図。 第９の実施形態に係る荷電粒子ビーム偏向デバイスの概略上面図。 第９の実施形態に係る荷電粒子ビーム偏向デバイスの等価回路図。 第９の実施形態に係る荷電粒子ビーム偏向デバイスの等価回路図。 第９の実施形態に係る荷電粒子ビーム偏向デバイスの等価回路図。 第１０の実施形態に係る荷電粒子ビーム偏向デバイスの概略上面図。

以下、適宜図面を参照しながら実施形態の説明を行っていく。説明の便宜のため、各図面の縮尺は必ずしも正確ではなく、相対的な位置関係などで示す場合がある。また、同一または同様の要素には、同じ符号を付している。

また、実施形態では、主に電子ビームの偏向デバイスについて説明を行うが、これはイオンビームなど他の荷電粒子ビームの偏向デバイスであっても同様に実施可能であることは述べるまでも無いことである。

電子ビーム描画装置、イオンビーム加工装置など、荷電粒子ビーム装置は、微細加工、分析評価などに幅広く活用されており、特に、電子ビーム描画装置は、半導体デバイスを量産するためのマスク製造に欠かせない、巨大な半導体産業を支える重要インフラ装置となっている。近年の半導体技術は、更なる微細化、または実効的な微細化を進めることで進展し続けており、電子ビームマスク描画装置の微細化とスループット向上の要求が益々高まってきている。

一方、電子ビーム描画の微細化は描画データの肥大化を伴うことになり、マスク製造のスループット低下が深刻化する。このため電子ビームマスク描画装置の高スループット化のための描画速度向上が必要となっており、レジスト露光時間に制限され易い描画速度を電子ビームのマルチビーム化で大幅に向上する開発が進められている。マルチ電子ビーム描画装置では、同時に複数の電子ビームでパターン描画を行うため単一電子ビーム描画に比し大幅なスループット向上が可能になる。

マルチ電子ビーム描画を行うためには、電子ビームの分割と分割された電子ビームの個別ブランキング（ＯＮ／ＯＦＦ）制御が必要になり、各分割電子ビームに対応するブランカーアレイが必要になる。マルチ電子ビーム描画装置のブランカーとしてシャッターも考えられるが、電子ビーム描画装置では１０〜５０ｋｅＶの加速電子が用いられており、シャッターの耐久性や動作速度の観点で好ましくない。このため、マルチ電子ビーム描画装置ではブランカーとしてビーム偏向器を用いており、電子ビーム偏向により結像面から外して実質的なビーム消去を行う方法が用いられている。

実際のマルチ電子ビーム描画装置は、分割電子ビームを等間隔配置し、ビームピッチ間を全ビーム一括移動しながら一斉描画していくことで隙間無く描画している。このため、分割電子ビームおよびブランカーアレイは高精度に２次元配列を維持していく必要があり、それぞれ一枚の基板に形成した２次元配列の開口（アパーチャー）アレイを用いて、分割ビーム生成、個別ビーム制御を行っている。以後は、前者をＳＡＡ（Shaping Aperture Array）基板（または単にＳＡＡ）、後者をＢＡＡ（Blanking Aperture Array）基板（または単にＢＡＡ）と記すこととする。

マルチ電子ビーム描画装置の更なる微細化と高スループット化のため、電子ビームのビームサイズとビームピッチの縮小、ビーム本数増大などが要望されるが、これらは電子ビーム偏向デバイス（ＢＡＡ）におけるブランキング制御信号を各ブランカーに伝送する配線の輻輳化を顕著化し、ブランキング制御信号間のクロストークやスキュー、配線微細化による信号減衰や波形歪など、ブランキング制御信号の伝送品質低下により装置スループットを低下させてしまうという問題に繋がる。また、ブランキング制御信号配線の輻輳化により、ＢＡＡ基板を通過する電子ビームに対しブランキング制御信号配線による電磁的な擾乱が重畳し易くなり、電子ビームによるパターン描画品質自体を低下させるという問題も発生し易い。

実施形態においては、ビーム本数の増加やビームピッチ縮小による荷電粒子ビーム偏向デバイス制御信号配線の高密度化に対応可能とするため、ＢＡＡ基板のブランカーアレイ領域のブランキング制御信号配線を光導波路による光配線で行い、ブランカー近傍を通過する配線の電磁結合や電磁輻射を本質的に排除することでブランキング制御信号間の干渉障害や電子ビームへの電磁的な擾乱重畳を抑制する。

また、荷電粒子ビームの偏向手段として、磁界偏向と電界偏向があるが、ここでは、ブランキング制御信号配線の輻輳化解消のため光配線を用いる前提とし、電流制御となる磁界偏向ではなく、電圧制御となる電界偏向を用いる。これは、光配線の信号出力を担う光電気変換素子（受光素子）が一般的に電流出力素子、即ち、受光パワーに比例して電流出力される素子のため、光配線により磁界制御のための大きな電流を確保するには大きな光パワー伝送が必要となり、消費電力の大電力化が避けられないためである。

一方、電界偏向を用いる場合、光電変換素子がバイアス電圧以下で出力一定の電流源として機能するため、光電変換素子のバイアス電圧以下に限られるが、負荷抵抗を大きくすることで小さな電流でも大きな出力電圧を得ることが出来、小さな光伝送パワーで済むため消費電力の低電力化が容易となる。

即ち、光配線により直接電界偏向を制御することも可能になり、光配線した信号を一旦デジタル信号に再生して電界偏向電極を駆動するのではなく、光配線された光電力にほぼ比例する受光電流によって直接的に光配線された光電力にほぼ比例する電圧を発生させ、電界偏向電極をアナログ的に制御することができる。また、光伝送パワーが電界偏向の制御電圧で一意に確定するのではなく、負荷抵抗の大きさとそれによる動作速度の帯域低下を考慮し、装置としての性能バランスを考慮して設定可能となる。

実施形態においては、各ブランカーのＯＮ／ＯＦＦ制御を電気的な増幅回路を用いず光信号で直接的に制御することも可能になり、ブランキング制御信号配線部分での電磁的障害を根本的に排除するだけでなく、最小限の電子素子（受光素子および負荷抵抗）のみで構成し、電子ビームからの散乱電子や電子ビーム整形部材が発する蛍光Ｘ線による電子回路（特にトランジスタなど）の誤作動や劣化を防止することが可能となる。

尚、光配線とＦＥＴ（Field effect transistor）などの電圧―電流変換素子を用いて電流制御する場合、磁界偏向でもある程度消費電力の抑制が可能となるが、ＦＥＴ素子のチャネル抵抗低減と電流ＯＮ／ＯＦＦ比の確保のため、結果的に比較的大きな光パワーでＦＥＴ素子を駆動する必要が出てくる。また、ＦＥＴ自身の誤作動や劣化問題が再燃する。

従って、以下に記述する実施形態では、実質的な実用性制限から光配線と電界偏向の組合せに限定している。以下、具体的な実施形態の構成を説明していく。

（第１の実施形態）
図１〜図３（ｂ）は、第１の実施形態を示す概略構成図であり、図１はＳＡＡおよびＢＡＡの全体構成を示す概略断面図、図２はＢＡＡの一部を抜き出した概略上面図、図３（ａ）は図２のＡ−Ａ′に沿った１つのブランカー７の概略断面構成図、図３（ｂ）は図２のＢ−Ｂ′に沿った１つのブランカー７の概略断面構成図である。

図１において、入力電子ビーム１、ビーム整形アパーチャアレイ（ＳＡＡ）２、ＢＡＡの基板で例えばＳｉ基板３、ＢＡＡの開口部４、偏向電極５、対向電極（例えば接地電位）６、ビーム偏向器（ブランカー）７、ブランキングアパーチャアレイ（ＢＡＡ）８、およびマルチ電子ビーム９が表されている。

入力電子ビーム１は、電子銃（図示せず）から引き出されて加速される。ビーム整形アパーチャアレイ（ＳＡＡ）２は、入力電子ビーム１をマルチ電子ビームに分割するとともにビーム形状を整える。１つのビーム偏向器（ブランカー）７は、ＢＡＡの開口部４と偏向電極５と対向電極６からなる。

入力電子ビーム１は、ＳＡＡ２によりマルチ電子ビーム９以外を遮断されるとともに、ＳＡＡ２の開口形状および配列を反映したマルチ電子ビーム９に変換される。マルチ電子ビーム９は、所定のビーム配列を保持したまま直進し、全体偏向電極（図示せず）および電子ビームレンズ（図示せず）により制御され、露光面（図示せず）に例えば１／１００に縮小されて照射される。このとき、露光面に投影されるビームパターンは、ＢＡＡ８でビーム制御されたビームアレイパターンであり、例えば図１の左から３番目の偏向電極５に例えば＋５Ｖの電圧を与えて通過する電子ビーム９ａを偏向させると、露光面には９ａの電子ビームが消去されたパターンとなって投影される。消去されたマルチ電子ビーム９ａは、非偏向ビームとは異なる方向に向かって進むことで、露光面より前に設けられた開口瞳（全体ビームの中間収束点近傍に設けた絞り開口、図示せず）を通過できずに開口瞳部材により遮断されるようにすればよい。

図２において、受光素子１０、光導波路１１、負荷抵抗１２、電源配線１３、ブランキング制御信号に相当する制御光１４が表される。

これらの動作の詳細は後述するが、光導波路１１により送られてくる制御光１４は受光素子１０で電流に変換され、負荷抵抗１２などにより電圧に変換されて偏向電極５に所定電圧を印加する。このとき、開口４を通過する電子ビームは、偏向電極５と対向電極６の電位差および距離により決定する電界により偏向される。一方、制御光１４がなくなると受光素子１０が電流を発生しなくなり、偏向電極５および受光素子１０の寄生容量に蓄積された電荷が負荷抵抗１２を通して放電され、偏向電極５への印加電圧が低下する。このとき、負荷抵抗１２の一方が接地されている場合、偏向電極５も接地電位になり、対向電極６との電界がゼロになって開口４を通過する電子ビームは直進する。

これらの動作においては、光信号は、直接的にアナログ（連続）量で偏向電極５の駆動電圧に変換されており、偏向電極５による電子ビームの偏向量を、光導波路１１の制御光１４を発する部分から、アナログ量として遠隔制御することができる。即ち、電子ビーム９の偏向角をそれぞれの偏向電極毎に独立に遠隔制御することができ、例えば、前述した開口瞳から外れない程度の微小偏向振動（微小領域スキャン）を行わせるなど、偏向電極毎に単純なブランキング（ＯＮ／ＯＦＦ）動作以外の動作を混在させることなどが可能になる。上記した微小偏向振動は、各電子ビームのビームサイズを等価的に拡大して、比較的荒い寸法のパターンを描画する際などに活用可能である。また、回路にトランジスタを含まないことから、散乱電子ビームや蛍光Ｘ線などによる劣化が起こりにくいこと、偏向電極５が実質的な最小電力で駆動されるため消費電力が低く、発熱起因のＢＡＡの歪みによる電子ビームアレイの配列歪が発生し難いなどの効果も持っている。

図３（ａ）、（ｂ）において、ｐ型Ｓｉ１０ａ、ｎ型Ｓｉ１０ｂ、ｐ電極１０ｃ、光導波路１１、光導波路１１を周期構造に加工した回折格子１１ａ、クラッド層１１ｂ、反射金属１１ｃ、配線金属１２ａ、絶縁膜およびクラッド層をかねたＳｉＯ_２膜１３ａ、偏向電極５、対向電極６、および負荷抵抗１２が表される。ｐ電極１０ｃは例えばＷ、Ｔｉ、Ａｌなどである。光導波路１１は例えばＳｉＯＮである。クラッド層１１ｂは例えばＳｉＯ_２である。反射金属１１ｃは例えばＡｌ、Ｎｉ、Ｐｔ、Ａｕ、Ａｇなどである。配線金属１２ａは例えばＡｌ、Ｃｕなどである。偏向電極５および対向電極６は例えばＣｕ、Ａｕなどである。負荷抵抗１２は例えばポリＳｉ、シリサイド金属などである。

光導波路１１は所謂光導波路コアであり、クラッド層１１ｂ、１３ａより屈折率が高い材料とする（例えば、ＳｉＯＮ、ＳｉＮ、Ｓｉなど）。回折格子１１ａは、例えば光導波路１１を伝播する光の波長λの１／２周期に形成する。但し、波長λは光導波路１１中を伝播する光の波長であり、真空中波長が光導波路１１の等価屈折率分だけ短縮された波長を指す。こうすることにより、光導波路１１を水平方向に伝播する光が回折格子１１ａ部分で垂直方向に光結合し、受光素子１０に入力される。このとき、光導波路１１を水平伝播する光は、回折格子１１ａ部分で図３（ａ）の下方のみならず上方にも結合するため、反射金属１１ｃで折返して下方のみ放射（光出力）するようにする。これにより、光導波路１１と受光素子１０の光結合効率を高めることができる。

ここで、光導波路（コア）１１を例えばＳｉＯＮとし、図３（ａ）のように受光素子１０がＳｉ材料のｐｎ接合からなる場合、制御光１４には例えば８５０ｎｍの近赤外光を用いることが出来る。また、光導波路（コア）１１を例えばＳｉとし、受光素子１０にはＳｉ基板３上に集積形成したＧｅ、化合物半導体材料（例えば、ＧａＩｎＡｓ／ＩｎＰ系材料、ＳｉＧｅなど）などからなるｐｎ接合素子（図示せず）やＭＳＭ（Metal Semiconductor Metal）接合素子（図示せず）とした場合、制御光１４には例えば光ファイバ通信で用いられる１３００ｎｍ帯や１５５０ｎｍ帯の赤外光を用いることが出来る。

図４（ａ）は、図２の中の１つのブランカー部分を切出した概略上面図であり、回路接続構成を理解し易くするため、光導波路１１を省略して制御光１４の矢印で光入出力関係を単純化して示した図である。

受光素子１０は、図３(ａ)のｐｎ接合（１０ａ、１０ｂ）、アノード電極１０ｃ、ｎ型Ｓｉ１０ａから引出されるカソード電極（図示せず）で構成されるが、ここではダイオード記号により極性と配置関係のみを示している。

図４（ｂ）は、図４（ａ）の等価回路であり、偏向電極５と対向電極６は電気的にはコンデンサとなることからコンデンサ記号で記述している。以後、偏向電極５と対向電極６はまとめて７と記述することもある。

図４（ａ）および図４（ｂ）に示すように、受光素子１０は、例えばカソードを正電圧電源１３（例えば＋７Ｖ）、アノードを負荷抵抗１２および偏向電極５に接続する。このとき、負荷抵抗１２のもう一方の端子と対向電極６は、例えば接地電位に接続する。この状態で制御光１４を入力すると、受光素子が制御光１４の光強度に応じた電流（光電流）を発生し、負荷抵抗１２の抵抗値との積で決定する電圧が偏向電極５に印加される。例えば、受光素子１０の光電流が１０μＡ、負荷抵抗１２の抵抗値が５００ｋΩとすると、偏向電極５には＋５Ｖが印加されることになる。

受光素子１０の電流により偏向電極５を駆動するためには、電源配線１３に印加する電源電圧を偏向電極５の駆動電圧より高く設定しておく。具体的には、偏向電極５の駆動電圧（例えば５Ｖ）と受光素子の最低動作バイアス電圧（例えば２Ｖ）の和とすればよく、この場合、電源電圧を＋７Ｖとしておけばよい。

また、受光素子１０のアノードを負電圧電源（例えば−７Ｖ）、カソードを負荷抵抗１２および偏向電極５に接続し、負荷抵抗１２のもう一方の端子および対向電極６を接地電位に接続することでも上記と同様の機能動作を行うことが出来る。図４（ｂ）の接続の場合、偏向電極５は接地電位と＋５Ｖを切り替えて電子ビーム偏向を行うが、この場合、偏向電極５は接地電位と−５Ｖを切り替えて電子ビーム偏向を行う。両者で異なるのは、電子ビームの偏向方向（角度）が逆になるだけであり、ブランキング動作が行われることには変わりはない。

更に、上記説明では対向電極６と負荷抵抗１２の一端を接地電位に接続しているが、これは接地電位に変えて特定の基準電位としてもよい。例えば、図４（ｂ）において接地電位を基準電位（例えば１Ｖ）に置き換え、電源電圧を＋８Ｖとする。開口４を通過する電子ビームは、偏向電極５と対向電極６の電位差による電界で偏向されるが、この場合、非光入力状態で両者に電位差がないため、また、基準電位が電子の加速電圧に比し非常に小さいため、非光入力状態で電子ビームが直進し、光入力状態で偏向電極５と対向電極６の電位差に応じて電子ビーム偏向が行われる。接地電位に変えて基準電位を用いるケースとして、ＢＡＡ８のチャージアップ制御や、ブランカー７のノーマリオフ化などがある。

このように、実施形態によれば光で偏向電極５の電圧を直接的に制御可能であり、各ブランカーにトランジスタを含む電子回路を設けなくとも荷電粒子ビーム偏向デバイスが構築可能となる。このため、ＢＡＡ基板８のブランキング制御信号配線の電磁結合や電磁輻射による信号干渉障害や電子ビームへの電磁的な擾乱重畳を抑制可能となるだけでなく、電子ビームからの散乱電子や電子線制限部材の発する蛍光Ｘ線による電子回路（特にトランジスタ）の誤作動や劣化による装置停止を排除可能であり、電子ビーム描画装置のシステム信頼性を大幅に向上可能となる。

一方、マルチ電子ビーム描画装置としての性能向上（微細化、スループット向上）において、ブランキング制御信号配線の輻輳化が問題になりやすいことは既に述べた通りであり、配線輻輳化が主な解決課題の場合には各ブランカーに駆動回路を設けて配線を光化することでも構わない。

図４（ｃ）は、偏向電極５の駆動電圧をブランキング制御信号光から直接発生させるのではなく、一旦、光信号をデジタル電圧信号に変換して駆動回路で偏向電極５の電圧を制御する構成を示している。

図４（ｃ）において、オペアンプ１８、メモリ回路１９、偏向電極ドライバ２０が表される。制御光１４は受光素子１０および負荷抵抗１２により電圧変換され、オペアンプ１８をバッファ回路としてメモリ回路１９にデジタル信号として格納される。負荷抵抗１２の代わりに、オペアンプ１８にフィードバック抵抗（変換抵抗）を並列に設けたトランスインピーダンスアンプを用いることでも構わない。

図４（ｃ）において、メモリ回路１９に格納されたデジタルデータは、装置の電子ビーム描画開始信号（図示せず）に同期して偏向電極ドライバ２０に転送され、ドライバ２０に内蔵するタイマ回路（図示せず）がデータに応じて偏向電極駆動時間を制御して電子ビームによる描画を実行する。この場合、偏向電極５の駆動電圧を制御光１４から直接発生させる必要が無いため、負荷抵抗１２を例えば１ｋΩと比較的小さくすることができる。これにより受光回路動作帯域を例えば図４（ｂ）の５０倍に広くでき、制御光の高速伝送が可能となる。従って、例えば電子ビーム描画を実行している最中に次の描画データを伝送し、メモリ回路１９に次の描画データを格納して待機することも可能になる。

このことは、例えばメモリ回路１９に複数の偏向電極ドライバ２０のデータを一括で格納し、電子ビーム描画開始信号に同期してメモリ回路１９から複数の偏向電極ドライバ２０にデータを転送し、複数のブランカーを１つのメモリ回路で並列制御することも可能ということを示している。即ち、メモリ回路１９へのデータ転送帯域が大きいことで複数ブランカー分の描画データをまとめて転送し、１本の光導波路で複数のブランカーを制御することが可能になる。従って、図４（ｃ）の実施形態では、マルチ電子ビームの本数を増加させてもブランキング制御信号の配線数をそのまま増加させる必要がなくなり、ブランキング制御信号配線の輻輳化を解消可能にすることができる。

また、メモリ回路１９への高速書き込みを電気配線で行うと、ブランキング制御信号配線の電磁輻射が非常に大きくなり、配線間クロストークや電子ビームへの電磁ノイズ重畳を起こしてしまうが、ここでは、ブランキング制御信号配線を光導波路としているため、高速書き込みを行ってもこういった問題が根本的に解消されている。

（第２の実施形態）
図５（ａ）及び（ｂ）は、図３（ａ）及び（ｂ）で示した実施形態の変形例であり、偏向電極５および対向電極６をＳｉ基板内に形成した例である。図５（ａ）は、図２のＡ−Ａ′に相当する概略断面図、図５（ｂ）は、図２のＢ−Ｂ′に相当する概略断面図である。このように構成することでＢＡＡ基板表面にブランカー電極が突出することがなくなり、例えばＢＡＡ８とＳＡＡ２の近接化が容易となる。また、ＢＡＡ基板８の表面に別のデバイスを集積形成することや、ＢＡＡ内蔵の受光素子や電子回路の保護カバーを設けることも容易となる。

図６（ａ）〜図７（ｂ）は、第２の実施形態の製造方法を示す概略工程断面図であり、図５（ｂ）に相当する断面を示している。

まず、ＢＡＡ基板８に内蔵する受光素子１０や電子回路素子などを形成した後、Ｓｉ基板のブランカー電極形成領域に偏向電極５および対向電極６のレプリカに相当する凹部を形成し、凹部表面を含めて全面に絶縁膜（例えばＳｉＯ_２）１３ａを形成する（図６（ａ））。

次に、凹部に電極金属（例えばＣｕ、Ａｕなど）を例えばメッキ形成し、研磨などにより表面を平坦化する（図６（ｂ））。

続いて、光導波路１１および回折格子１１ａを形成し、クラッド層１１ｂ、電極１０ｃ、負荷抵抗１２、配線１２ａ、反射金属１１ｃなどの要素を形成し、電子ビームを通過させる開口４を形成する（図７（ａ））。

最後に、開口４の側面の偏向電極５と対向電極６を覆う絶縁膜１３ａを除去すれば図５（ｂ）の構成が実現する。

（第３の実施形態）
図８〜図１０は、第３の実施形態を示す概略構成断面図であり、電気的な構成要素を集積した基板３と、光学的な構成要素を集積した基板３ａを向い合わせに貼合した例である。図８は、説明のため基板３と基板３ａを接合する直前の状態を示しており、図９、図１０は、両者を接合した後の完成状態である。図９は、図２のＡ−Ａ′に相当する概略断面図、図１０は、図２のＢ−Ｂ′に相当する概略断面図である。

この実施形態では、作製方法や作製条件の異なる電気的な要素と光学的な要素を別の基板に作製することで、それぞれに最適な条件で作製することが出来る利点がある。例えば、電気配線１２ａと光導波路１１は、いずれも１００ｎｍ〜１μｍ程の配線ルールにより形成するが、電気配線１２ａが数％程度の配線幅誤差があっても極端な性能変動がないのに対し、光導波路１１は配線幅誤差や加工面ラフネスで大きく光伝送特性が変わる特質がある。このため、電気配線１２ａと光導波路１１を同じ配線幅に加工する場合でも、光導波路１１は電気配線１２ａの１／１０〜１／１００のラフネスで形成する必要があり、非常に精度の高い加工方法を適用する必要がある。従って、光配線基板と電気配線基板を別々に製造することが特性最適化や過剰コストの抑制に効果がある。

図９、図１０の破線は基板３と基板３ａの接合面を示しているが、実際には一体化しており、ＳｉＯ_２同士の界面などは確認できない場合が多い。基板３と基板３ａとは光学的に接続されることになり、光導波路１１の光結合部（回折格子１１ａ）が受光素子１０に光学的に信号を引き渡す。このとき、基板３と基板３ａの間で電気的な接続が必要ないため、両基板の表面に、それぞれ薄いＳｉＯ_２（例えば、それぞれ５０ｎｍ）を設けてから貼合しても良い。これにより、ＳｉＯ_２のみの接合となり、ＳｉＯ_２と金属、ＳｉＯ_２とＳｉなどの異種接合界面がなくなり、貼合プロセスが容易となる。

図９の構成では、基板３ａ側には電気的な構成要素がなく、基板３に制御光を供給するだけの機能となっているが、実際の動作は図３（ａ）、図５（ａ）となんら変わることがない。むしろ、基板３ａが受光素子１０、負荷抵抗１２などの構成要素に対する散乱電子カバーとして機能するため、ＢＡＡ８の劣化を抑制し、装置の信頼性およびメンテナンス間隔の拡大によるランニングコスト削減に効果が高い。

（第４の実施形態）
図１１〜図１３は、第４の実施形態を示す概略構成断面図であり、電気的な構成要素を集積した基板３と、光学的な構成要素および受光素子１０を集積した基板３ａを向い合わせに貼合した例である。図１１は、説明のため基板３と基板３ａを接合する直前の状態を示しており、図１２、図１３は、両者を接合した後の完成状態である。図１２は、図２のＡ−Ａ′に相当する概略断面図、図１３は、図２のＢ−Ｂ′に相当する概略断面図である。

この実施形態では、第３の実施形態で起こりうる光導波路１１および受光素子１０の光結合ばらつきを抑制可能になる。図１２の構成によれば、光導波路１１の光結合部（回折格子１１ａ）が受光素子１０と一体化されており、回折格子１１ａと受光素子との位置ずれが実質的になく、また、基板貼合界面を介さず光結合するため、基板貼合界面の剥離やごみの挟み込みで発生する微小空隙による光散乱損失が起きない。また、前記した第３の実施形態では、反射金属１１ｃをＳｉＯ_２１１ｂ内部に埋め込み形成する必要があったが、実施形態では基板３の表面に形成するだけでよく、この部分で接合界面に微小空隙が存在しても問題ない。従って、第３の実施形態のように反射金属１１ｃがクラッド層ＳｉＯ_２１１ｂの形成温度に耐えられる必要がなく、反射金属１１ｃの材料選定の制限がなくなる。

第４の実施形態では、基板３と基板３ａは電気的に接続されることになり、図１２では、ｐ電極１０ｃと図示しないｎ電極がそれぞれ電気配線１２ａに電気接続して所定の回路を構成する。この場合、電極と配線１２ａの接続部で位置ずれ吸収できるよう、接続面積に位置ずれ余裕を付加した面積の電気パッドを上記電極または電気配線１２ａに設けることで接続不良を抑制できる。

尚、基板３ａが受光素子１０、負荷抵抗１２などの構成要素に対する散乱電子カバーとして機能するため、ＢＡＡ８の劣化を抑制し、装置の信頼性およびメンテナンス間隔の拡大によるランニングコスト削減に効果が高いことは、第３の実施形態と同様である。

（第５の実施形態）
図１４〜図１６は、第５の実施形態を示す概略構成断面図であり、光学的要素と受光素子１０を集積した基板３ａにも偏向電極５ａ、対向電極６ａを設けている。図１４は、説明のため基板３と基板３ａを接合する直前の状態を示しており、図１５、図１６は、両者を接合した後の完成状態である。図１５は、図２のＡ−Ａ′に相当する概略断面図、図１６は、図２のＢ−Ｂ′に相当する概略断面図である。

この実施形態では、偏向電極５および対向電極６を延長した構成となっており、通過する電子ビームにとっては電界印加領域の長さが延長されたことと等価である。このため、この実施形態では、印加電圧が同じであれば偏向角度が大きく、偏向角度が同じであれば印加電圧を低下できる利点がある。例えば、偏向電極５と５ａ、対向電極６と６ａが同じ長さであるとすると、第４の実施形態の偏向電極駆動電圧が＋５Ｖとして、実施形態では偏向電極の駆動電圧が＋２．５Ｖと半減する。このことは、ＢＡＡ８の消費電力が半減化されることと等価であり、ＢＡＡ８の寿命拡大などの効果が得られる。また、基板３ａが受光素子１０、負荷抵抗１２などの構成要素に対する散乱電子カバーとして機能するため、ＢＡＡ８の劣化を抑制し、装置の信頼性およびメンテナンス間隔の拡大によるランニングコスト削減に効果が高いことは、第３の実施形態、第４の実施形態と同様である。

（第６の実施形態）
上記実施形態では、ＢＡＡ８およびブランカー７についての実施形態を示してきたが、以下では制御光１４の供給構成を含めた実施形態を示していく。

図１７〜図１８（ｂ）は、第６の実施形態を示す概略上面図であり、ここでは、例として６×６の２次元配列ＢＡＡを例として示している。

図１７において、Ｓｉ基板３、ブランカーおよび受信回路７ｓ、受光素子１０、光導波路１１、光送信器（発光素子および送信回路）１５ｓ、電気配線２１、電気端子（入力パッド）２２が表され、これらは例えば図１８（ａ）または図１８（ｂ）に示す回路を構成しているものとする。ブランカー７ｓと受光素子１０をセットで２次元アレイ化している。複数のブランカー７ｓが配列されたブランカーアレイ領域に受光素子１０が配置されている。受光素子１０とブランカー７ｓとの間の距離は、隣り合うブランカー７ｓ間の距離よりも短い。アレイ配置された複数の受光素子１０は、複数のブランカー７ｓの間に配置された受光素子１０を含む。ブランカー７ｓの直近まで光導波路１１が形成されている。光導波路１１が、複数のブランカー７ｓの間の領域にも形成されている。

図１８（ａ）、図１８（ｂ）において、発光素子（発光ダイオード、半導体レーザなど）１５、発光素子１５の駆動回路（送信回路）１６、トランスインピーダンス回路の変換抵抗１７が表され、ここでは、図４（ａ）〜（ｃ）と同様に光導波路１１を省略し、制御光１４の矢印で光入出力関係を単純化して示している。図１８（ｂ）のトランスインピーダンス回路は、変換抵抗１７に代えて図４（ｂ）のように負荷抵抗１２を用いたハイインピーダンス回路でも構わない。

各ブランカー７ｓは、それぞれ受光素子１０が接続されており、端子２２にブランキング制御信号が入力されると、入力パッドに対応する光送信器１５ｓが制御光１４を発生し、光導波路１１を介して受光素子１０に制御光１４を入力する。これにより、図４（ａ）〜（ｃ）で示した第１の実施形態と同様な機構でＢＡＡのブランキング動作が可能になる。結果として、ＢＡＡ内部は光配線によりブランキング制御信号の干渉障害や電子ビームへの電磁的な擾乱重畳が抑制可能であり、外部からは電気信号入力で動作させることが可能であるため、過去に蓄積されてきた電気配線による装置ノウハウを継承しながら装置性能向上を図ることできる。

図１７の実施形態は、ＢＡＡ外部から各ブランカーを個々に直接制御しており、１つの入力パッド２２が１本の光導波路１１と１つのブランカー７に一意に対応している。このため、ＢＡＡの内蔵ブランカー数（マルチ電子ビームの本数）が増えると光導波路本数も増えてしまい、配線スペースが取れなくなることも考えられる。この場合、図４（ｃ）と同様に、図１８（ｂ）の回路構成を適用し、メモリ回路１９に高速書き込みして格納された複数ブランカー分のデータを複数のブランカーに転送して制御することもできる。

図１９に示すように、１本の光導波路１１で、例えば６つのブランカー７ｓを制御するようにすれば、光導波路本数は直接個々駆動する場合の１／６に削減できる。図１９の破線囲みは、１つの光導波路１１および受光素子１０で制御するブランカーグループの範囲を示しており、６×６以上の２次元配列の中の一部を切り出した状態を示している。１本の光導波路１１および１つの受光素子１０が、対応するブランカーグループに属する複数のブランカー７ｓを制御する。図１９と図１７の対比から明らかなように、メモリ回路を用いた高速データ転送と複数ブランカー制御により、ブランキング制御信号配線の輻輳化が大幅に緩和可能となる。ブランカーの制御数は６に限定されず、例えば、２、４、６、８、９、１２、１６など、対称性のある配置数で行うと配線が構成し易くなる。

（第７の実施形態）
図２０は、第７の実施形態を示す概略上面図であり、６×６の２次元配列ＢＡＡを例とし、１つの光導波路１１で異なる波長の光を複数伝送する、所謂波長分割多重（Wavelength Division Multiplexing、以下ＷＤＭと記す）光配線の例を示している。ここでは、多重化する光の波長数を光導波路１本当たり３とする例で示していくが、これに限定されるものでないことは述べるまでもない。また、図２０、図２１、図２６において、黒塗り、白塗り、ドットパターンで表される要素はそれぞれ扱う波長が異なる。

図２０において、分波器（波長選択カプラ）２３（２３ａ、２３ｂ、２３ｃ）、合波器（波長選択カプラ）２４（２４ａ、２４ｂ）が表され、ここでは光送信器１５ｓａの発光波長をλａ、光送信器１５ｓｂの発光波長をλｂ、光送信器１５ｓｃの発光波長をλｃとする。これらの光は、合波器２４ａ、２４ｂにより１つの光導波路１１に合波されるようにする。これは他の光導波路１１についても同様である。

合波器２４ａは、λａに対する波長選択性を持ち、例えば光結合長がλａに相当する方向性光結合器、または周期がλａに相当する回折格子など、λａに感度を持つ波長選択カプラを用いればよい。合波器２４ａは、λａ以外の波長に対しては、単純に通過させるように構成する。合波器２４ｂは、λｂに選択性を持つ波長選択カプラを用い、λｂを光導波路１１に結合するようにするとともに、λｂ以外の波長に対しては、単純に通過させるように構成する。また、λｃは、単に光導波路１１に光結合することで構わない。

分波器２３ａは、合波器２４ａの逆の動作をするように構成する。即ち、λａの波長以外は単純通過するよう構成しておき、λａの波長は受光素子１０方向に光出力するよう構成しておく。また、分波器２３ｂも同様であり、λｂの波長のみ受光素子１０方向に光出力するよう構成しておく。分波器２３ｃは、λｃの波長のみ受光素子１０方向に光出力するよう構成しておくことでも、４５°ミラーなどにより全ての光を受光素子１０方向に出力するように構成することでも構わない。

このように構成することで、物理的な光導波路が１本であっても、実効的な光配線のチャネルは３本となり、ブランキング制御信号配線の輻輳化を大幅に緩和することが可能となる。勿論、ＷＤＭの波長多重数は任意であり、環境温度の変化による波長シフト量や隣接する波長チャネルとのクロストーク量などを鑑みて波長間隔および波長多重数を決定すればよい。また、ＷＤＭ光配線の波長と発光および受光素子の配置の組み合わせも任意に設定することが出来る。

（第８の実施形態）
図２１は、第８の実施形態を示す概略上面図であり、第７の実施形態における光送信器１５ｓをＢＡＡ基板の外部に設けた例である。

図２１において、光結合器２５、光ファイバ２６、光ファイバ合波器２７が表され、光結合器２５はスポットサイズの小さい光導波路１１の伝播光と、比較的スポットサイズの大きい光ファイバ２６の光導波モードを整合させる、所謂スポットサイズコンバータである。また、光ファイバ合波器２７は、光ファイバ方向性結合器や波長フィルタなどにより複数の波長チャネルを１本の光ファイバに結合させるＷＤＭカプラであり、その機能は第７の実施形態で示した合波器２４と同様である。

このように構成することで、物理的な光導波路が１本であっても、実効的な光配線のチャネルは３本となり、ブランキング制御信号配線の輻輳化を大幅に緩和することが可能となる。また、光送信器１５ｓを光ファイバ２６で結合して、ＢＡＡ基板の外部に設けることで光送信部の遠隔配置が可能となり、比較的サイズの大きな光モジュールを用いることも可能になる。これにより、ペルチェ素子を内蔵して精密に温度制御された高精度波長制御光送信器が使用できるようになり、ＷＤＭの波長間隔を狭く、即ち、波長多重数を例えば２０以上と多くするなど、光導波路１本あたりの実効チャネル数を大幅に増加させることが可能になる。また、光送信器をＢＡＡ外部に設けることで、光送信器による発熱でＢＡＡが加熱されることがなくなり、ＢＡＡの動作安定化と長寿命化が可能になる。

（第９の実施形態）
図２２は、第９の実施形態を示す概略上面図であり、各ブランカーをマトリクス状の光配線により選択して動作させる実施例である。ここでは、各ブランカーが２つの受光素子１０を備え、それぞれ紙面の横方向（Ｘ方向とする）に共通の光導波路、縦方向（Ｙ方向とする）に共通の光導波路に接続されている。

図２２において、光分配器２８が設けられ、接続される受光素子１０全てに均等に光が分配されるよう結合効率が調整されている。また、図２２では光導波路１１から順次受光素子１０に光分配する構成となっているが、これは２分岐光導波路の縦続接続やマルチモード干渉器で光分配して、各受光素子１０に光供給することでも良い。

この実施形態の光受信回路は、例えば図２３に示すように受光素子１０Ｘおよび１０Ｙを縦続接続して受信回路７ｓに入力するようにする。これにより、図２３の光送信器１５ｓＸ、または光送信器１５ｓＹが単独動作しても受信回路７ｓには光電流が流れず、非選択状態、即ち、非動作状態となる。逆に、光送信器１５ｓＸおよび光送信器１５ｓＹが両方動作した場合に受信回路７ｓが唯一の動作状態になる。

従って、図２２に示した各受信回路７ｓは、動作状態にあるＸ方向光導波路と動作状態にあるＹ方向光導波路の交点に位置する場合にのみ光受信することになり、Ｘ方向光導波路の選択とＹ方向光導波路の選択により、対応する交点のブランカーを選択的に動作させることが可能になる。これは即ち、各ブランカーのマトリクス駆動を可能にしており、Ｘ方向の順次選択とＹ方向の順次選択で全てのブランカーを順次走査していくことが可能になる。

しかしながら、図２３の構成では、同時に動作可能なブランカーが基本的にＸ方向またはＹ方向の１行（または１列）のみであり、全てのブランカーを同時に独立動作させて２次元配置ＢＡＡの最大能力を発揮させることが出来ない。

そこで、図２４の構成を用い、各ブランカーの順次走査、または行走査（もしくは列走査）により各ブランカーのメモリ回路１９にデータ格納を行い、全メモリ回路にデータ格納が終わった後、全ブランカーを一斉動作させることでも構わない。このとき、図１８（ｂ）の実施形態で説明したように、１つのメモリ回路で複数のブランカーを制御することで、ブランキング制御信号配線の輻輳化を大幅に緩和することが可能になる。

尚、この実施形態の場合、図２５に示す構成で、ブランカー動作を双極性とすることが可能である。図２５の白三角は正電源、黒三角は負電源を表している。ここでいう双極性動作とは、正電界と負電界、即ち、逆極性の電界を切替えて動作させることを指し、ＢＡＡを通過する電子ビームを直進と偏向で動作させるのではなく、偏向と逆偏向、および直進の３状態で動作させることが可能になる。

また、図２２では、ＢＡＡ基板に搭載された光送信器１５ｓを用いているが、これは図２１のようにＢＡＡ基板外に設けた光送信器を用いることでも構わない。

（第１０の実施形態）
図２６は、第１０の実施形態を示す概略上面図であり、各ブランカーをマトリクス状の光配線により選択して動作させる実施例である。ここでは、各ブランカーが２つの受光素子１０を備え、１つの受光素子が紙面横方向（Ｘ方向とする）に共通の光導波路、もう１つの受光素子がＷＤＭ光配線の光導波路に接続されている。

図２６において、光ファイバ分配器２９が設けられ、ここでは１つの波長の光を３本の光ファイバに均等分配する構成となっている。図２６のＸ方向の光分配については、２分岐光導波路の縦続接続やマルチモード干渉器で光分配して、各受光素子１０に光供給することでも良い。また、ＷＤＭ光配線に接続された受光素子は、Ｙ方向に同じ波長選択性を持たせており、波長により紙面縦方向の列選択を行えるようになっている。

この実施形態においては、Ｘ方向光導波路の選択（行選択）と、Ｙ方向選択の代わりとなる波長選択（列選択）により、２次元配置した各ブランカーのマトリクス駆動を可能にしている。即ち、図２６の実施形態では、物理的なＹ方向光導波路がないにもかかわらず波長を選択することでＹ方向光導波路の選択と同等の機能を持たせている。これにより、Ｘ方向、Ｙ方向の両方に光送信器を配置する必要がなくなり、ＢＡＡ基板の左右２方向に信号入力を集めて構成を簡素化することが可能になる。

また、上記したＹ方向選択の代わりとなる波長選択は、必ずしも列選択（Ｙ方向に同一波長）である必要はなく、波長に対する位置関係を記したルーティングテーブルに従って配列することでも良い。更に、図２６では、Ｘ方向光導波路の選択（行選択）と、Ｙ方向選択の代わりとなる波長選択の例を示したが、これは、Ｘ方向、Ｙ方向ともに波長で位置選択することでも構わない。

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

１…入力電子ビーム、２…ビーム整形アパーチャアレイ、３…Ｓｉ基板、４…開口部、５…偏向電極、６…対向電極、７…ビーム偏向器、８…ブランキングアパーチャアレイ、９…マルチ電子ビーム、１０・・・受光素子、１１…光導波路、１２・・・負荷抵抗、１３・・・電源配線、１４・・・制御光、１５・・・発光素子、１６・・・コントローラ、１７・・・変換抵抗、１８・・・オペアンプ、１９・・・メモリ回路、２０・・・駆動回路、２１・・・配線、２２・・・電極パッド、２３・・・波長フィルタ器、２４・・・光合波器、２５・・・光結合器、２６・・・光ファイバ、２７・・・光ファイバ合波器、２８・・・光分配器、２９・・・光ファイバ分配器

Claims (15)

1. 基板と、
   該基板に設けられた複数の荷電粒子ビーム通過開口と、
   前記荷電粒子ビーム通過開口を通過する荷電粒子ビームを偏向する複数の電極対と、
   前記電極対の一方の電極に与える電圧を制御する受光素子であって、前記荷電粒子ビーム通過開口と前記受光素子との間の距離は、隣り合う荷電粒子ビーム通過開口間の距離よりも短い、受光素子と、
   前記受光素子に光信号を与える光導波路と、
   前記受光素子に前記電極対の駆動電圧と、前記受光素子の最低動作バイアス電圧との和より高いバイアス電圧を与える電源配線と、
   を備えた荷電粒子ビーム偏向デバイス。
2. 前記受光素子に接続された負荷抵抗を更に備え、
   前記受光素子の一方の端子が前記電源配線に接続され、前記受光素子のもう一方の端子と前記負荷抵抗の一方の端子との接続配線が前記電極対の一方の電極に接続され、前記電極対のもう一方の電極と前記負荷抵抗のもう一方の端子が基準電位に接続されている請求項１記載の荷電粒子ビーム偏向デバイス。
3. 前記基準電位が接地電位である請求項２記載の荷電粒子ビーム偏向デバイス。
4. 前記接地電位と前記バイアス電圧の電圧差が、前記電極対の駆動電圧と、前記受光素子の最低動作バイアス電圧との和より高い請求項３記載の荷電粒子ビーム偏向デバイス。
5. 前記電極対が前記基板に積層形成されている請求項１〜４のいずれか１つに記載の荷電粒子ビーム偏向デバイス。
6. 前記電極対が前記基板に埋め込み形成されている請求項１〜４のいずれか１つに記載の荷電粒子ビーム偏向デバイス。
7. 複数の荷電粒子ビーム通過開口を有する第二の基板を更に有し、
   前記基板の荷電粒子ビーム通過開口と前記第二の基板の荷電粒子ビーム通過開口が位置合わせされて前記基板と前記第二の基板が貼合されている請求項６記載の荷電粒子ビーム偏向デバイス。
8. 前記第二の基板に埋め込み形成された第二の電極対を有する請求項７記載の荷電粒子ビーム偏向デバイス。
9. １つの前記光導波路および１つの前記受光素子が、複数の前記一方の電極に与える電圧を制御する請求項１〜８のいずれか１つに記載の荷電粒子ビーム偏向デバイス。
10. 前記光導波路に光信号を導入する発光素子または光結合器を更に備えた請求項１〜９のいずれか１つに記載の荷電粒子ビーム偏向デバイス。
11. 前記複数の荷電粒子ビーム通過開口のうち、所定数の荷電粒子ビーム通過開口を１つのグループとし、該グループ内の受光素子をそれぞれ異なる波長の光を選択受信させることにより１本の光導波路で前記グループ内の受光素子を独立に動作させる請求項１０記載の荷電粒子ビーム偏向デバイス。
12. 基板と、
    該基板に設けられた複数の荷電粒子ビーム通過開口と、
    前記荷電粒子ビーム通過開口を通過する荷電粒子ビームを偏向する複数の電極対と、
    前記電極対の一方の電極に与える電圧を制御する受光素子であって、前記荷電粒子ビーム通過開口と前記受光素子との間の距離は、隣り合う荷電粒子ビーム通過開口間の距離よりも短い、受光素子と、
    前記受光素子に光信号を与える光導波路と、
    前記光導波路に光信号を導入する発光素子または光結合器と、
    を備え、
    前記複数の荷電粒子ビーム通過開口のうち、所定数の荷電粒子ビーム通過開口を１つのグループとし、該グループ内の受光素子をそれぞれ異なる波長の光を選択受信させることにより１本の光導波路で前記グループ内の受光素子を独立に動作させる荷電粒子ビーム偏向デバイス。
13. 基板と、
    該基板に２次元配置された複数の荷電粒子ビーム通過開口と、
    前記荷電粒子ビーム通過開口を通過する荷電粒子ビームを偏向する電極対と、
    前記電極対の一方の電極に与える電圧を制御する２つの受光素子と、
    前記２つの受光素子にそれぞれ独立に光信号を与える２つの光導波路と、
    前記２つの光導波路にそれぞれ独立に光信号を導入する２つの発光素子または２つの光結合器と、
    を備え、
    前記２次元配置された複数の荷電粒子ビーム通過開口のうち、所定数の荷電粒子ビーム通過開口を１つのグループとし、該グループ内の各荷電粒子ビーム通過開口に対応する２つの受光素子のうちの１つを第一の光導波路に光結合するとともに、該第一の光導波路に光結合した受光素子でそれぞれ異なる波長の光を選択受信させることにより、前記グループ内の前記第一の光導波路に光結合した受光素子を独立に動作させる荷電粒子ビーム偏向デバイス。
14. 前記グループ内の前記第一の光導波路に結合してない受光素子を第二の光導波路に光結合して一斉動作させる請求項１３記載の荷電粒子ビーム偏向デバイス。
15. 基板と、
    該基板に設けられた単一または複数の荷電粒子ビーム通過開口と、
    前記荷電粒子ビーム通過開口を通過する荷電粒子ビームを偏向する電極対と、
    ２つの受光素子と、
    前記２つの受光素子にそれぞれ独立に光信号を与える２つの光導波路と、
    前記２つの光導波路にそれぞれ独立に光信号を導入する２つの発光素子または２つの光結合器と、
    を備え、
    前記２つの受光素子のうち、第一の受光素子のカソードが高電位、第二の受光素子のアノードが低電位、前記第一の受光素子のアノードが前記第二の受光素子のカソードおよび前記電極対の一方の電極に接続されている荷電粒子ビーム偏向デバイス。

Images