JPH09139184A

JPH09139184A - 静電偏向器の製造方法

Info

Publication number: JPH09139184A
Application number: JP7296672A
Authority: JP
Inventors: Mamoru Nakasuji; 護中筋
Original assignee: Nikon Corp
Current assignee: Nikon Corp
Priority date: 1995-11-15
Filing date: 1995-11-15
Publication date: 1997-05-27
Also published as: US6125522A

Abstract

(57)【要約】【課題】大きいうず電流が発生しにくい複数の電極を
形成し、これら複数の電極を所定の角度関係で高精度に
配置する。【解決手段】絶縁材料の一部に外周部を除いて導電膜
を被着することによって電極２Ａ〜２Ｈを形成し、絶縁
性の外筒４の内面の少なくとも一部に導電膜を被着す
る。アルミニウム製の円筒状の保持用治具１の外周部の
溝１ａ〜１ｈにそれぞれ、電極２Ａ〜２Ｈの凸部を差し
込んだ後、止めねじ３Ａ等を介して外筒４の内面に電極
２Ａ〜２Ｈの外周部を固定する。電極２Ａ〜２Ｈの側面
にリード線を取り付けた後、リン酸に浸すことによって
リン酸で保持用治具１を溶解して除去する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば電子ビー
ム、又はイオンビーム等の荷電粒子線を高速に、且つ高
精度に偏向するための静電偏向器の製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】例えば走査型電子顕微鏡では、被検基板
上で電子ビームを高速に、且つ高精度に走査するために
偏向器が使用されている。また、半導体集積回路等の原
版としてのマスクパターンを半導体ウエハ等の基板上に
転写するための分割転写方式の電子線縮小転写装置で
は、マスクパターン中の複数の小領域中の転写すべき小
領域に電子ビームを照射するための視野選択用偏向器、
及びマスクパターン中の１つの小領域を通過した電子ビ
ームを基板上の対応する転写領域に導くための偏向器が
使用されている。斯かる偏向器として最近は、電磁偏向
器の代わりに、又は電磁偏向器と共に、高速、且つ高精
度に電子ビームを偏向できる静電偏向器が使用されるよ
うになっている。

【０００３】図５は、従来の静電偏向器の電極の配列の
一例を示し、この図５において、電子光学系の光軸ＡＸ
の回りに等角度間隔で静電偏向器の６個の電極９Ａ〜９
Ｆが配置されている。各電極９Ａ〜９Ｆはそれぞれ光軸
ＡＸに沿って矩形状の導電体よりなり、対向する１対の
電極（例えば電極９Ｃ，９Ｆ）には、例えば極性が逆の
可変電圧が印加される。これによって、電極９Ａ〜９Ｆ
の内部を通過する電子ビームＥＢが所望の方向に偏向さ
れる。

【０００４】従来、そのような静電偏向器を製造するた
めの方法として、円筒状のセラミックスの部材に銅合金
よりなる円柱状或いは円筒状の部材を止めねじで固定
し、その銅合金よりなる部材をワイヤカット方式で複数
の電極の形に加工する方法が知られている。また、静電
偏向器の中には、電磁レンズ又は電磁偏向器の内部に配
置される偏向器もあるが、このような用途の静電偏向器
の製造方法として、絶縁物の表面を金属で部分的にコー
ティングして複数の電極を形成する方法も知られてい
る。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上記の如き従来の静電
偏向器の製造方法の中で、銅合金よりなる部材をワイヤ
カット方式で複数の電極の形に加工する方法では、製造
される各電極内の導電部が厚いため、磁場中で使用した
場合に各電極内でうず電流が発生し易いという不都合が
あった。そのため、製造された静電偏向器を電磁レンズ
の内部、又は電磁偏向器の内部で使用した場合に、外側
の電磁レンズ等の磁場を高速に変化させることが困難
で、外側の電磁レンズ等の動作を高速に切り換えること
が困難であった。

【０００６】また、従来の製造方法中で、絶縁物の表面
を金属で部分的にコーティングして複数の電極を形成す
る方法では、多極の電極を形成する場合に各電極の配置
角度を高精度に制御することが困難であるという不都合
があった。本発明は斯かる点に鑑み、大きいうず電流が
発生しにくい電極を形成できると共に、複数の電極を所
定の角度関係で高精度に配置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。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明による静電偏向器
の製造方法は、例えば図１〜図４に示すように、複数個
の電極を有し、これら複数個の電極の内側を通過する荷
電粒子線を偏向する静電偏向器の製造方法において、そ
れら複数個の電極をそれぞれ外周部（２Ａｄ）を除く表
面の少なくとも一部に導電膜が被着された部材（２Ａ〜
２Ｈ）より形成し、絶縁材料より形成された支持部材
（４）の内面にそれら複数個の電極（２Ａ〜２Ｈ）の外
周部を（接着、溶着、又はねじ止め等によって）固定し
たものである。

【０００８】斯かる本発明によれば、先ず複数個の電極
（２Ａ〜２Ｈ）と支持部材（４）とが別々に作製される
ため、例えば８極以上の多極の電極でも容易に高い加工
精度で作製できる。また、例えば所定の角度関係で保持
した複数個の電極（２Ａ〜２Ｈ）の外周部を支持部材
（４）の内面に接触させた後、電極（２Ａ〜２Ｈ）を固
定することによって、複数個の電極が所定の角度関係で
高精度に配置される。更に、電極（２Ａ〜２Ｈ）は表面
の少なくとも一部に導電膜が被着された部材より形成さ
れているため、磁場の内部に配置しても電極（２Ａ〜２
Ｈ）内でのうず電流の発生量は僅かであり、その磁場を
高速に変調できる。

【０００９】また、電極（２Ａ〜２Ｈ）の外周部には導
電膜が無いため、支持部材（４）の内面の全面、又は一
部に帯電防止用の導電膜を被着しても、電極（２Ａ〜２
Ｈ）間の絶縁性が確保される。このように、支持部材
（４）の内面の全部、又は複数の電極（２Ａ〜２Ｈ）の
隙間から見える領域（５Ａ〜５Ｈ）に帯電防止用の導電
膜を被着することによって、内側を通過する荷電粒子線
に対する悪影響を除去できる。

【００１０】この場合、支持部材（４）の外側から止め
ねじ（３Ａ〜３Ｇ）を介して、支持部材（４）に複数個
の電極（２Ａ〜２Ｈ）を固定するようにしてもよい。そ
の際に使用される止めねじ（３Ａ〜３Ｇ）は、絶縁材
料、又は僅かに導電性のある材料から形成することが望
ましい。これによって、例えば複数個の電極（２Ａ〜２
Ｈ）が絶縁状態で確実に固定される。

【００１１】更に、溶解性の部材よりなり、外周部に複
数個の電極（２Ａ〜２Ｈ）を位置決めするための溝（１
ａ〜１ｈ）が形成された仮止め部材（１）を使用し、こ
の仮止め部材の外周部に複数個の電極（２Ａ〜２Ｈ）の
内面を固定してから、複数個の電極（２Ａ〜２Ｈ）の外
周部に支持部材（４）を固定した後、仮止め部材（１）
を溶解して除去するようにしてもよい。この場合、仮止
め部材（１）の外周部の溝（１ａ〜１ｈ）の角度関係は
高い精度（分角精度）で所定の状態に加工できるため、
複数の電極（２Ａ〜２Ｈ）を所定の角度関係で高精度に
配置でき、内部の荷電粒子線を高精度に偏向できる。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、本発明による静電偏向器の
製造方法の実施の形態の一例につき図１〜図４を参照し
て説明する。図１は、本例の静電偏向器を製造中の状態
を示し、この図１において、中心に円筒状でアルミニウ
ム製の保持用治具１が配置され、保持用治具１の外周部
の溝に８個の電極２Ａ〜２Ｈの先端部がはめ込まれ、且
つこれらの電極２Ａ〜２Ｈの外周部はそれぞれ止めねじ
３Ａ〜３Ｈを介して円筒状の外筒４の内面に固定されて
いる。

【００１３】図２は、本例の電極２Ａを示し、この図２
において、電極２Ａは、絶縁材料としてのセラミックス
製で内径ｄ１、且つ外径ｄ２の円筒部材を、回転方向に
所定の隙間を開けて８等分した部材の一つを更に加工し
たものである。即ち、電極２Ａの内側には、例えば数１
０μｍ程度の加工幅εを用いて、幅（Ｌ−ε）の凸部２
Ａａを形成し、電極２Ａの外周部の両端を切り欠いて逃
げ部２Ａｂ、及び２Ａｃとし、電極２Ａの外周部２Ａｄ
を除く表面には、スパッタリングによってチタン（Ｔ
ｉ）の膜を５０ｎｍ、及び白金（Ｐｔ）の膜を５００ｎ
ｍの厚さで形成した。更に、電極２Ａの外周部２Ａｄ中
に、回転方向に２個、及び電極２Ａの中心軸に平行な方
向（軸方向）に２個のねじ穴２Ａｅを設けた。なお、ね
じ穴２Ａｅの配置、及び個数としては、例えば回転方向
に２個以上程度、又は軸方向に２個以上程度であればよ
い。他の電極２Ｂ〜２Ｈも電極２Ａと同じ構成である。

【００１４】図３は、図１の止めねじ３Ａを横切る面で
の拡大横断面図であり、この図３に示すように、保持用
治具１は、内径がｄ１より小さく外径がｄ１より多少大
きいアルミニウム製のパイプの外周部に、そのパイプの
軸に平行に等角度間隔で幅（Ｌ＋ε）の８個の溝１ａ，
１ｂ，…，１ｈを形成したものであり、溝１ａ，１ｂ，
…，１ｈの底部は直径ｄ１の円周の内側に位置してい
る。この場合、アルミニウムは削り易いため、保持用治
具１は容易に加工できる。また、外筒４は、絶縁材料と
してのセラミックスよりなる内径ｄ２で所定の厚さの円
筒に対して、側面部に回転方向及び中心軸に平行な方向
に電極２Ａのねじ穴２Ａｄの配置に合わせた間隔で、止
めねじ用の４個のそれぞれ座ぐり部を有する貫通孔４ａ
を形成したものである。実際には不図示であるが、外筒
４の側面部には、８個の電極２Ａ〜２Ｈに対応させて、
４個の貫通孔４ａと同じ貫通孔が等角度間隔で８組形成
されている。

【００１５】更に、外筒４の内面の全面にスパッタリン
グによってチタン膜を５０ｎｍ、及び白金膜を５００ｎ
ｍの厚さでそれぞれ形成した。この場合でも、電極２Ａ
〜２Ｈの点線で指示した外周部（例えば外周部２Ａｄ）
には導電膜は形成されていないため、電極２Ａ〜２Ｈの
間の絶縁性は確保されている。但し、図３に示すよう
に、外筒４の内面に電極２Ａ〜２Ｈを装着した場合に、
電極２Ａ〜２Ｈの隙間（逃げ部２Ａｂ、及び２Ａｃ等の
裏面で覆われた領域を含む）を覆う境界領域５Ａ〜５Ｈ
のみにチタン膜、及び白金膜よりなる導電膜を形成して
もよい。また、本例では止めねじ３Ａ〜３Ｈが使用され
るが、これらの止めねじ３Ａ〜３Ｈは、ねじ加工が可能
な絶縁材料としてのセラミックス材料より形成した。但
し、止めねじ３Ａ〜３Ｈを、僅かに導電性のある材料か
ら形成してもよい。

【００１６】次に、本例の静電偏向器の製造方法の一例
につき説明する。先ず、図３に示すように、保持用治具
１を用意して、保持用治具１の周囲の溝１ａ〜１ｈにそ
れぞれ電極２Ａ〜２Ｈの先端の凸部（２Ａａ等）を差し
込む。このとき、滑り易いよいように、電極２Ａ〜２Ｈ
の凸部の幅方向の側面、又は保持用治具１の溝１ａ〜１
ｈに潤滑油を塗っておく。また、保持用治具１の溝１ａ
〜１ｈは十分深く形成されているため、溝１ａ〜１ｈの
奥まで電極２Ａ〜２Ｈの凸部を差し込むことにより、電
極２Ａ〜２Ｈの全体の外径はｄ２より若干小寸法とな
る。

【００１７】そのため、次に電極２Ａ〜２Ｈの外側に外
筒４を被せる際に、余裕を持って外筒４の内側に電極２
Ａ〜２Ｈを収めることができる。その後、電極２Ａの外
周部のねじ穴２Ａａ（図２参照）を対応する外筒４の貫
通孔４ａに合わせて、外筒４の外側から４本の止めねじ
３Ａを介して外筒４の内側に電極２Ａを締め付けて固定
する。保持用治具１の溝１ａと電極２Ａの凸部２Ａａと
の間には潤滑油が塗布してあるため、溝１ａに沿って凸
部２Ａａは外側に容易に滑り、電極２Ａは外筒４の内面
に接触して止まる。同様に、図１に示すように、止めね
じ３Ｂ〜３Ｈを介して他の７個の電極２Ｂ〜２Ｈを外筒
４の内側に締め付けて固定する。

【００１８】その後、残留歪を取り除くため、図１の組
み立て体の加熱、及び徐冷を行ってアニーリングを行
う。その後、電極２Ａ〜２Ｈの角度関係の精度（分角精
度）を測定し、その精度が許容精度を超えている場合に
は、例えば保持用治具１を交換して図１の組み立て体を
作成するまでの工程を繰り返す。そして、電極２Ａ〜２
Ｈの角度関係の精度が許容精度以下となった場合には、
８個の電極２Ａ〜２Ｈの側面にそれぞれリード線６Ａ〜
６Ｈ（図４参照）をスポット溶接する。その後、図１の
組み立て体（更にリード線が付加されている）をリン酸
に長時間浸して、リン酸によって保持用治具１を溶解し
て除去することによって、本例の静電偏向器を完成させ
る。

【００１９】図４は、そのようにして完成された本例の
静電偏向器を示し、この図４において、電子光学系内で
は、光軸ＡＸに外筒４の中心軸が合致するように外筒４
が配置される。そして、外筒４の内面の導電膜（境界領
域５Ａ〜５Ｈのみに導電膜を形成した場合を含む）を接
地する。また、外筒４の内面に固定された８個の電極２
Ａ〜２Ｈの表面の一部の導電膜には、それぞれ対応する
リード線６Ａ〜６Ｈを介して可変の制御電圧が印加さ
れ、これによって内部を通過する電子ビームＥＢが所望
の方向に偏向される。この際に、電極２Ａ〜２Ｈの角度
関係の精度は、保持用治具１の加工精度で決定される精
度まで高めることができる。また、図４において、外筒
４の内面の全面、又は境界領域５Ａ〜５Ｈ（図３参照）
に形成された導電膜は接地されているため、電極２Ａ〜
２Ｈの内側を通過する電子ビームＥＢからは、外筒４の
絶縁性の表面は観察されず、且つ外筒４の内面の導電膜
は接地されて電子ビームＥＢが通過する空間からシール
ドされているため、外筒４の帯電による電子ビームＥＢ
への悪影響はない。

【００２０】また、電極２Ａ〜２Ｈの表面の一部、及び
外筒４の内面に被着された金属膜（チタン膜を５０ｎ
ｍ、及び白金膜を５００ｎｍ）の厚さは極めて薄いた
め、仮に本例の静電偏向器を電磁レンズ、又は電磁偏向
器の磁場中に配置しても、その金属膜に発生するうず電
流は僅かである。従って、例えば１０μｓ程度の間での
磁場変化には全く影響を与えないため、その外側の電磁
レンズ、又は電磁偏向器を高速に且つ安定に変調でき
る。

【００２１】なお、上述の実施の形態では、電極２Ａ〜
２Ｈは８極であるが、電極の極数は複数極であれば任意
である。また、電極２Ａ〜２Ｈは外筒４の内面に止めね
じ３Ａ〜３Ｈで固定されているが、電極２Ａ〜２Ｈを外
筒４の内面に接着、又は溶着等によって固定してもよ
い。また、上述の例では静電偏向器の組み立てに使用し
た保持用治具１を溶解しているが、それ以外に特に保持
用治具１の溝と電極２Ａ〜２Ｈの凸部とを滑り易くして
おいて、単に保持用治具１を抜き取るようにしてもよ
い。なお、上述の実施の形態では、電極２Ａ〜２Ｈは円
筒状に配列されていたが、例えば１対の平行平板状の電
極を対向して配置し、その側面部に２対の電極を円筒型
に配置してもよく、更には電極を正方形状等に配置して
もよい。

【００２２】このように、本発明は上述の実施の形態に
限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の構
成を取り得る。

【００２３】

【発明の効果】本発明によれば、支持部材の内面に複数
個の電極の外周部を固定しているため、複数の電極を所
定の角度関係で高精度に配置できる。更に、各電極は、
表面の少なくとも一部に導電膜が被着された部材よりな
るため、大きいうず電流が発生しにくい利点がある。そ
のため、本発明により製造される静電偏向器を電磁レン
ズ、又は電磁偏向器等の磁場発生手段の内部で使用した
場合に、その磁場発生手段を高速に変調できる利点があ
る。なお、その支持部材は円筒状でも、正方形状でも、
内部に複数個の電極を固定できる形状であればよい。

【００２４】また、それら電極の外周部には導電膜が無
いため、その支持部材の内面の全面、又はそれら複数の
電極の隙間から見える領域に帯電防止用の導電膜を被着
しても、電極間の絶縁性が確保される。このように、帯
電防止用の導電膜を被着することによって、内側を通過
する荷電粒子線に対する悪影響を除去できる。

【００２５】また、支持部材の外側から止めねじを介し
て、その支持部材に複数個の電極を固定する場合には、
簡単な構成でそれら複数個の電極を所定の角度関係に配
置した状態で確実に固定できる利点がある。更に、溶解
性の部材よりなり、外周部にそれら複数個の電極を位置
決めするための溝が形成された仮止め部材を使用し、こ
の仮止め部材の外周部にそれら複数個の電極の内面を固
定してから、それら複数個の電極の外周部に支持部材を
固定した後、その仮止め部材を溶解して除去する場合に
は、仮止め部材の溝の角度間隔を高精度に所定の間隔に
加工することによって、複数の電極の角度関係をより高
精度に所定の状態に設定できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態の一例の製造過程での静電
偏向器を示す斜視図である。

【図２】その実施の形態の一例で使用される電極２Ａを
示す斜視図である。

【図３】図１の静電偏向器を示す一部の止めねじ等を省
略した拡大横断面図である。

【図４】その実施の形態の一例で製造された静電偏向器
を示す斜視図である。

【図５】従来の静電偏向器を示す斜視図である。

【符号の説明】

１保持用治具１ａ〜１ｈ溝２Ａ〜２Ｈ電極２Ａａ凸部２Ａｂ，２Ａｃ逃げ部３Ａ〜３Ｈ止めねじ４外筒５Ａ〜５Ｈ境界領域６Ａ〜６Ｈリード線

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】複数個の電極を有し、該複数個の電極の
内側を通過する荷電粒子線を偏向する静電偏向器の製造
方法において、前記複数個の電極をそれぞれ外周部を除く表面の少なく
とも一部に導電膜が被着された部材より形成し、絶縁材料より形成された支持部材の内面に前記複数個の
電極の外周部を固定したことを特徴とする静電偏向器の
製造方法。
【請求項２】前記支持部材の外側から止めねじを介し
て、前記支持部材に前記複数個の電極を固定することを
特徴とする請求項１記載の静電偏向器の製造方法。
【請求項３】溶解性の部材よりなり、外周部に前記複
数個の電極を位置決めするための溝が形成された仮止め
部材を使用し、該仮止め部材の外周部に前記複数個の電極の内面を固定
してから、前記複数個の電極の外周部に前記支持部材を
固定した後、前記仮止め部材を溶解して除去することを
特徴とする請求項１、又は２記載の静電偏向器の製造方
法。