JPH01264151A - 荷電粒子線装置における複数ビーム発生装置 - Google Patents

Abstract

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

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は荷電粒子線装置に係り、特に荷電粒子線露光装
置に好適な複数ビーム発生器に関する。

〔従来の技術〕

従来の装置は、特開昭５９−１８４５２４号に記載のよ
うに単一の荷電粒子線発生源からの荷電粒子線束で多数
の穴を有する絞り上を照射して、複数の荷電粒子ビーム
を得る方法をとっていた。また、特開昭５７−４９９０
０号に記載されているように、複数の荷電通子源を配列
して、一つの鏡筒の中で複数の荷電子ビームを発生させ
ていた。

〔発明が解決しようとする課題〕

上記第１の従来技術では、単一の荷電粒子源からの粒子
線束で多数の穴のあいた絞り上を照射し、その絞りの穴
を通過する荷電粒子によりビームを複数化するため、荷
電粒子線束の大半がこの絞りによって遮られ、この荷電
粒子線束の利用効率が低いという問題があった。しかも
、荷電粒子源としては広い粒子線放射角を必要とし、荷
電粒子源の負担も大きかった。

第２の従来技術では、多数の荷電粒子源を平面上にマト
リクス配置し、各荷電粒子源からの荷電粒子ビームを用
いるものであるが、個々の荷電粒子源の特性のバラツキ
に対して荷電粒子ビーム電流を均等に制御することが困
難であるという問題があった。

本発明の目的は、単一の荷電粒子源から取出された粒子
線束を効率良く複数化し、各々の粒子線束の安定性を制
御しやすくすることにある。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的は、荷電粒子線発生器の後段に荷電粒子線バイ
プリズムを設置し、この荷電粒子線に対するプリズム作
用を利用して荷電粒子線束を複数に分離することによっ
て達成される。

〔作用〕

第６図は、荷電粒子線バイプリズムの原理を示している
。荷電粒子線２０は、紙面に垂直な線状電極３に対して
平行に入射する場合を考える。線状電極３は荷電粒子線
２０の電荷と同符号の電荷を線密度λで帯電させである
。荷電粒子線２０は、線状電極３に対して入射点をａ　
”−ａ　’″のように変化させて、荷電粒子線２０のエ
ネルギーと線状電極３の線電荷密度λが変化しない限り
、常に同一の偏向角αだけ偏向される。このとき、偏向
角αは、荷電粒子の質量ｍ、電荷ｅ、速度Ｖ、真空中る
。この作用は、メーレンシュテット（Ｍｏｌｌｅｎｓｔ
ｅｄ）型バイプリズムと呼ばれるものである。

この作用を利用すれば、単一の荷電粒子源から一定の放
射角内に発散して来る荷電粒子線束を複数の荷電粒子線
束に分離することができる。

〔実施例〕

以下、電子線装置を例に本発明の詳細な説明する。負電
荷の他の荷電粒子線に対しては本実施例の電子線装置の
場合と同等に考えれば良く、正電荷の荷電粒子線に対し
て、電位関係を逆転して考えれば、電子線装置の場合と
同等となる。

第１図は、本発明の第一の実施例である。電子銃１から
射出された電子線束２は、バイプリズムの作用によって
、複数の電子線束５に分離される。

バイプリズムは、互いに平行に配置された中央電極３と
外部電極４から成り、中央電極３は電子光学系の光学軸
６と直交している。

この実施例では外部電極４を接地し、中央電極３に電源
（図示せず）より負の電位を与える。外部電極４を接地
したのは装ｆ［４成を簡略化し、入射ビームへの影響を
軽減するためで、中央電極３との電位の相対関係を保つ
ならば、正負いずれの電位でも良い、中央電極３に与え
る電位を変化させると、分離される電子線束５の間の角
度を任意に選ぶことができる。

第２図の（ａ）は、第二の実施例であり、第１図におけ
るバイプリズム部分のみを抜き出して平面図として示し
いる０本実施例では、ｎ本の中央で交叉させ、その外周
を取囲むように外部ｒ′ｒ１極４′を配置した例で、２
ｎ本の複数電子線束（図示せず）が得られる。

第２図の（ｂ）は、（ａ）の機能を同一平面上で端成す
るのではなく、中央電極３を一×１８０゜づつ回転させ
、電子光学系に対して段階的に配置した例である。（外
部電極は図示せず）第３図は、電子光学軸６に沿った方
向に、バイプリズムを２段配置し、２段目のバイプリズ
ムに１段目と反対の電位関係を持たせた例である。第一
の実施例では、バイプリズム通過後の電子線束５は、電
子光学軸６に対して、より発散する方向に偏向されるた
め、これ以降に電子レンズ（図示せず）や偏向器（図示
せず）を配置すると、これらに斜め入射することになり
好ましくない。そこで、第３図の第１のバイプリズム３
，４の後段に、第２のバイプリズム３’　、４’を設け
、この中央電極３′に正電位を与え、第１のバイプリズ
ム３゜４で与えた発散角βを第２のバイプリズム３“。

４′で打つ消しながら電子ビームを分離する機能を付加
した例である。これは、第２の実施例にも適用できるも
のである。

第４図は、バイプリズムの中央電極を２本の互いに近接
し、かつ平行である２本の線状電極３′。

２′構成した例である。このとき、電子線束２は、中央
部５′と両側の部分５′とに分離され、電子ビーム電流
の最も強い電子線束２の中央部を有効に利用できる利点
を持つ。この実施例は、第２図。

第３図の実施例にも適用できる。

第５図は、バイプリズムによる複数の電子ビーム５の相
互の分離拒離Ｑｓを、バイプリズム後段に配置した電子
レンズ７の強さを変化させることによって制御する場合
の実施例である。

〔発明の効果〕

本発明によれば、荷電粒子発生器から射出した荷電粒子
線束をバイプリズムの作用で複数の荷電粒子′ビームと
するため、荷電粒子線束の利用効率が高く、均一性の良
い複数荷電ビームが得られる効果がある。さらに、パイ
プリズ１１の中央電極に与える電位によって複数の荷電
ビーム間の分離距離を制御できる効果も合せ持っている
。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第一の実施例を表わす電子線装置の縦
断面図、第２図（ａ）は第２の実施例のバイプリズムの
平面図、第２図（ｂ）は、第２の実施例の変形例を表す
バイプリズム中央電極の斜視図、第３図、第４図、第５
図は本発明の他の実施例を表わす電子線装置の縦断面図
、第６図はバイプリズムの原理説明図である。 １・・・電子銃、２・・・電子ビーム、３．３’　、３
’・・・バイプリズム中央電極、４．４’　、４’・・
・バイプリズム外部電極、５．５’　、５’・・・複数
化された電子線束、６・・・電子光学軸、７・・・電子
レンズ、２０・・荷電粒子線。 第３　日

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、荷電粒子線を取出す荷電粒子発生源と、荷電粒子線
   を所定のエネルギーに加速もしくは減速する手段とを有
   する荷電粒子発生器の後段に、荷電粒子線の加速もしく
   は減速する方向に垂直な面内に互に平行に配置され電気
   的に同電位に保たれる２つの外部電極と、その中央に外
   部電極と平行に配置され、外部電極に対して独立に電位
   を与えうる線状の中央電極とを有する荷電粒子線バイプ
   リズムを設けたことを特徴とする荷電粒子線装置におけ
   る複数ビーム発生装置。 ２、前記中央電極を２本以上として、中央電極を荷電通
   子線の加速もしくは減速する方向と垂直な面内でかつ荷
   電粒子線装置の光学軸上で互いに等しい角度で交叉する
   ように配置し、前記外部電極を中央電極を取囲むように
   光学軸に対して回転対称に配置した荷電粒子線バイプリ
   ズムを用いたことを特徴とする特許請求の範囲第１項記
   載の荷電粒子線装置における複数ビーム発生装置。 ３、前記荷電粒子線バイプリズムの後段に、第２の荷電
   粒子線バイプリズムを設け、中央電極と外部電極の電位
   関係を第１の荷電粒子線バイプリズムと逆転させること
   を特徴とする特許請求の範囲第１項および第２項の記載
   の荷電粒子線装置における複数ビーム発生装置。 ４、前記中央電極を荷電粒子線を加速もしくは減速する
   方向に垂直な面内に、外部電極に対して平行で互いに２
   本近接して配置し、かつ同電位を与えるよう構成した荷
   電粒子線バイプリズムを用いたことを特徴とする特許請
   求の範囲第１項、第２項および第３項の荷電粒子線装置
   における複数ビーム発生装置。 ５、前記荷電粒子線バイプリズムの後段に、複数された
   荷電粒子線束の相互の分離距離、もしくは発散角を制御
   する荷電粒子レンズを設けたことを特徴とする特許請求
   の範囲第１項乃至第４項記載の荷電粒子線装置における
   複数ビーム発生装置。