JPS61142646A

JPS61142646A - 荷電粒子ビ−ム用集束偏向装置

Info

Publication number: JPS61142646A
Application number: JP26268184A
Authority: JP
Inventors: Hirobumi Morita; 博文森田; Teruo Hosokawa; 細川　照夫
Original assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp
Current assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp
Priority date: 1984-12-14
Filing date: 1984-12-14
Publication date: 1986-06-30

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、静電集束レンズと静電偏向器を有する。荷電
粒子ビーム用集束偏向装置に関するものである。

一般に荷電粒子ビーム（以下、単に「ビーム」と言う）
の集束偏向装置は、ブラウン管、テレビ撮像管、走査電
子顕微鏡、走査イオン顕微鏡、電子ビーム露光装置、電
子ビーム加工機、イオンビーム露光装置、集束型イオン
打ち込み装置などに広く利用されている０例えば、超Ｌ
ＳＩ技術の発展に伴って、高速に高精度で微細パタンを
描画する電子ビーム露光装置やイオンビーム露光装置。

さらに高速に高精度でバタン創成とイオン打ち込みを同
時に行う集束型イオン打ち込み装置の開発が強く要望さ
れている。このような加工装置の実現には、高性能の集
束偏向装置を開発することが必要不可欠である。ここで
、集束偏向装置に対しては、ビームの集束結像における
収差（以下。

「レンズ収差」と言う）が小さいこと、ビームの偏向に
伴う収差（以下、「偏向収差」と言う）が小さいこが要
求される。また、ビーム通路が長くなると、荷電粒子間
のクーロン反発力に起因するビーム散乱の効果（すなわ
ち、空間電荷効果）が大きくなるので、物面と像面との
距離（以下。

ｒ偉物間距離」と言う）をできるだけ短くすることが要
求される。偉物間距離の短縮は、装置全体の小型化とい
う面からも強く要求されている。さらに、描画速度や打
ち込み速度を上げるために高速にビームを偏向走査させ
るという観点から、同一の偏向走査領域に対して偏向電
極に印加すべき電圧は、低い方が良い。

（従来の技術〕集束型イオン打ち込み装置において従来用いられてきた
集束偏向装置を第１０図に示す（Ｅ。

Ｍｉｙａｕｃｈｉ、　ｅｔ、ａｌ、、　”５ｅｌｅｃｔ
ｉｖｅ　Ｓｉ　ａｎｄ　Ｂｅｉｍｐｌａｎｔａｔｉｏｎ
　　ｉｎ　　ＧａＡｓ　　ｕｓｉｎｇ　　ａ　　１００
ｋＶ　　ｍａｓｓ−ｓｅｐａｒａｔｉｎｇ　ｆｏｃｕｓ
ｅｄ　ｉｏｎ　ｂｅａｍ　ｓｙｓｔｅｍ　ｗｉｔｈ　ａ
ｎＡｕ−３ｉ−Ｂｅ　　１ｉｑｕｉｄ　　ｍｅｔａｌ　
　ｉｏｎ　　５ｏｕｒｃｅ”、　　Ｊ、　　Ｖａｃ。

Ｓｃｉ、　Ｔｅｃｈｎｏｌ、　Ｂｌ　（４）、　ｐｐ、
　１１１３−１１１５．　Ｏｃｔ、−Ｄｅｃ、１９８３
参照）、第１０図において、１は物点でイオン源のクロ
スオーバが置かれる。２はビーム、３゜３１　、３　＃
、は静電集束レンズを構成する電極。

Ｄ１〜Ｄ４は静電偏向器を構成する電極である。

４は像点で試料が置かれる６通常、試料面の電位を、電
気回路構成上のアース電位とする。静電集束レンズを構
成する電極３．３’　、３’にはそれぞれＶｆｕ　ｅ　
Ｖｆａ　ｔ　Ｖｆｓという電圧が印加されており、静電
偏向器を構成する電極Ｄｉ、Ｄ２．Ｄ３゜Ｄ４には、Ｘ
方向偏向電圧Ｖ　ｘ　＝　’　Ｙ方向偏向電圧ｖ、とし
た時、それぞれ＋Ｖ　Ｘ、　＋　Ｖ　ｙ　−−Ｖ　Ｘ　
１−ｖｙの電圧が印加されている。第１０図に示す集束
偏向装置においては、静電集束レンズと静電偏向器がビ
ーム通路に沿って直列に配置され、偉物間距離が長くな
るために、装置の小型化が図れず。

また空間電荷効果が大きいという欠点がある。さらに、
偏向器をレンズより像点側に配置するために、静電レン
ズの第３電極３′から像点４までの距離（以下、「ワー
キングディスタンス」と言う）を長くせざるをえず、レ
ンズ収差（主に球面収差）が大きいという問題点がある
。これに加えて、従来から偏向収差を低減させる方法と
して広く知られているインレンズ方式（集束場と偏向場
を重畳させる方式：　Ｊ、　Ｌ、　Ｍａｕｅｒ、　ａｔ
、ａｌ、、　”ＥｌｅｃｔｒｏｎＯｐｔｉｃｓ　ｏｆ　
ａｎ　Ｅｌｅｃｔｒｏｎ−Ｂｅａｍ　Ｌｉｔｈｏｇｒａ
ｐｈｉｃＳｙｓｔｅｍ”、　　ＩＢＭ　　Ｊ、　　ＲＥ
Ｓ、　　ＤＥＶＥＬＯＰ、、　　ｐｐ、　　５１４−５
２１゜Ｎｏｖ、　１９７７参照）にすることが出来ない
から、偏向収差も大きい。

一方、偏向収差を低減させる静電偏向器として。

第１１図の平面図に示すような構成のものが知られてい
る（特開昭５３−１３４３６９号公報参照）、これは。

円周上に順次等間隔に配置した１２個の電極（Ｄｉ〜Ｄ
１２）のうち、中心角６０度で相対する位置にある４個
の電極（Ｄ２とＤｉ２．およびＤ６とＤ８）をＸ方向の
偏向電圧印加用電極とし、これら４個の電極に対してそ
れぞれ９０度回転した位置にある４個の電極（Ｄ３とＤ
５．およびＤ９とＤｌｌ）をＹ方向の偏向電圧印加用電
極とし、残りの電極（Ｄｉ、Ｄ４．Ｄ７，０１０）を接
地電極として構成したものである。この偏向器は、中心
軸まわりの角度座標θに関して電位分布をフーリエ展開
した時の３Ｏ成分に起因する収差成分が除去されている
という利点を有する物である。しかし、この静電偏向器
を第１Ｏ図に示した従来装置の中の静電偏向器（ＤＩ〜
Ｄ４）に置き換えて使用しても。

ワーキングディスタンスの短縮、偉物間距離の短縮、イ
ンレンズ方式の適用は不可能であるから。

前記従来装置の構成における欠点の解決にはならない。

テレビ撮像管においては、偉物面間距離を短縮して装置
の小型化をはかることを目的に、第１２図に示す集束偏
向装置が制作された（Ｌ　Ｍ、　ｖａｎ＾１ｐｈｅｎ、
　”Ｃｏｍｂｉｎｅｄ　Ｅｌｅｃｔｒｏｓｔａｔｉｃ　
Ｆｏｃｕｓｉｎｇ　ａｎｄＤｅｆｌｅｃｔｉｏｎ”、　
Ａｄｖａｎｃｅｓ　ｉｎ　Ｅｌｓｃｔｏｎｉｃｓ　ａｎ
ｄＨｌｓｃｔｒｏｎ　ｐｈｙｓｉｃｓ　（Ｌ、　Ｍａｒ
ｔｏｎ、　Ｃ，Ｍａｒｔｏｎｔ　ｅｄ、）ｅＶｏｌ、　
３３Ａ、　ｐｐ、　５１１−５２５．　Ａｃａｄｅｍｉ
ｃ　Ｐｒｅｓｓ。

Ｎｅｗ　Ｙｏｒｋ　（１９７２）参照）、第１２図にお
いて、Ｃ１〜Ｃ８は、静電集束レンズの中間電極と８極
静電偏向器の偏向電極を兼ねた電極である。電極ｃ１〜
Ｃ８への電圧印加方法を第１３図の電極平面図に示す、
ここで、静電集束レンズとして印加すべき電圧をｖｆ、
、ｘ方向偏向電圧をＶｘ−Ｙ方向偏向電圧をｖ２とした
時、電極０１〜Ｃ８にはそれぞれｅ　ｖｆｘ　＋　ｖｘ
ｅ　Ｖｆｉ　＋　（ｖｘ＋　Ｖｙ）／　２　＃Ｖ＋＊＋
Ｖｙｔ　Ｖｆｉ＋（−Ｖｘ＋Ｖｙ）／２ｅ　Ｖｆｚ−Ｖ
ｘｔＶｆｚ＋（−Ｖｘ−Ｖｙ）／ｌ　　ｖ、ａ−ｖｙｔ
Ｖｆ、　＋　（Ｖ　ｘ　　Ｖｙ）　／　２　ナル電圧力
印加すｈ　ルー　第１２図の集束偏向装置では、ワーキ
ングディスタンス短縮によるレンズ収差の低減、インレ
ンズ方式による偏向収差の低減、さらに偉物間距離短縮
による空間電荷効果の低減と装置の小型化がなされてい
る。しかし、偏向走査に要する電圧Ｖｘ＝　Ｖｙと集束
に要する電圧Ｖｆｚとが加え合わされた極めて高い電圧
を電極０１〜Ｃ８に印加する方式のために、電気回路の
構成において偏向走査速度を上げることが難しいという
欠点がある。第１２図と同様の集束偏向装置を電子ビー
ム露光装置や集束型イオン打ち込み装置に使用する場合
においても。

前記の欠点のために、バタン描画速度、イオン打ち込み
速度を上げることが出来ない。

イオンビーム露光装置においては、収差を低減させるた
めに、第１４図に示す集束偏向装置が開発されている（
Ｔ、　Ｔｓｕｍａｇａｒｉ、　ｅｔ、ａｌ、ｔ“Ａ　ｎ
ｅｗｓｕｂｍｉｃｒｏｎ　ｉｏｎ　ｐｒｏｂｅ　ｓｙｓ
ｔｅｍ”、　Ｊ、　Ｖａｃ、　Ｓｃｉ。

Ｔａｃｈｎｏｌ、　８１　（４Ｌ　ｐＰ、　１１２１−
１１２４．　Ｏｃｔ、−Ｄｅｃ。

１９８３参照）０本装置は、多段に円筒電極を配置する
ことで、レンズ収差をある程度低減している。

また、レンズを構成する円筒電極の間に、２つの８極静
電偏向器を配置することで、偏向収差の低減もはかって
いる。偏向器には偏向に必要な電圧のみを印加する方式
なので、低電圧での偏向走査も可能である。このように
多くの利点を有する集束偏向装置であるが、多段の円筒
電極と８極偏向器をビーム通路に沿って直列に配置しな
ければならないために、偉物間距離を長くせざるをえな
い。

このように、偉物間距離が長いので、空間電荷効果は大
きくなり、また、装置の小型化がはかれないという欠点
がある。

以上述べたように、従来装置の構成においては。

レンズ収差低減、偏向収差低減、偉物間距離短縮による
空間電荷効果低減、同じく偉物間距離短縮による装置の
小型化、偏向電極への低印加電圧による偏向走査の高速
化などの諸要求を同時に満たすことは出来ないという問
題があった。

〔発明が解決しようとする問題点〕

本発明の目的は、従来技術での上記した諸問題点を解決
し、レンズ収差及び偏向収差を小さくシ。

偉物間距離を短くシ、シかも偏向器への印加電圧を低く
することのできる集束偏向装置を提供することにある。

〔問題点を解決するための手段〕上記目的を達成するために９本発明では、複数の独立の
電極よりなる第１組の電極群と上記と同数または異なる
複数の独立の電極よりなる第２組の電極群とをビーム進
行通路のまわりに、ビーム進行方向に直交する平面上で
はそれぞれの組内の電極がビーム中心軸から同一距離に
あり、ビーム進行方向では第１組内の電極と第２組内の
電極とが少なくとも一部分において重なり合いを生じる
ように配置し、上記第１組の電極群には荷電粒子ビーム
を集束させる電圧を印加し、上記第２組の電極群には荷
電粒子ビームを偏向させる電圧を印加する構成とする。

〔発明の作用及び実施例〕

第１図は本発明の集束偏向装置の第１の実施例である。

１は物点、２はビーム、４は像点である。−Ｌ１〜Ｌ４
は静電集束レンズの電極を構成する電極群である。Ｄ１
〜Ｄ４は静電偏向器を構成する電極群である。第２図は
、第１図に示した２つの電極群すなりち電極群Ｌ１〜Ｌ
４および電極群Ｄ１〜Ｄ４の部分の平面図であり、各電
極への電圧印加方法も示している。両電極群は、ビーム
通路に沿ってほぼ同じ位置に中心軸をほぼ同一にして配
置され、はぼ同じ長さの電極から構成されている。各電
極群内で′は、中心軸まわりにほぼ９０度ごとに同一形
状の電極が配置されている。なお電極は円弧状で示した
が、それぞれの電極群の中でほぼ同一の形状であれば、
丸棒、平板等、適宜使用可能である。また、第１図では
電極群Ｌ１〜Ｌ４と電極群Ｄ１〜Ｄ４とで、異なった中
心角を持つ円弧状電極を例示しているが、すべてほぼ同
一形状の電極としてもよい、電極Ｌ１〜Ｌ４にはすべて
ｔＶｆａなる電圧を印加する。Ｘ方向偏向電圧をＶ、、
Ｙ方向偏向電圧をＶ２とした時、電極Ｄ１〜Ｄ４にはそ
れぞれ＊　＋　Ｖｘ、＋　Ｖｙｔ　　Ｖｘｐ−Ｖ、を印
加する。

第３図および第４図は、上記集束偏向装置（第１図、第
２図）の原理説明図である。前記第２図のように電圧を
印加すると、第３図に示す電極Ｄ１〜Ｄ４を接地電極と
して電極Ｌ１〜Ｌ４に同一の電圧を印加をした場合に作
られる電位分布と。

第４図に示す電極Ｌ１〜Ｌ４を接地電極として電極Ｄ１
〜Ｄ４を偏向電極として構成した静電偏向器によって作
られる電位分布とが、単純に加え合わされた電位分布が
作られる。以下、第３図に示す電極配置と電圧印加方法
が集束レンズ作用を持つこと、第４図に示す電極配置と
電圧印加方法がビーム偏向作用を持つこと、したがって
これらが単純に加え合わされた電位分布を有する第２図
に示した本発明装置が集束作用と偏向作用とをあわせ持
つことを、詳しく説明する。

第１図から第４図において、電極群の中心軸に沿って２
座標、これと直角に動径座標ｒ、中心軸まわりに回転座
標θをとる時、電位φは次のようにフーリエ展開できる
（Ｅ、　Ｆｍ　Ｒｉｔｚ、　ＪＲ，。

Ａｄｖａｎｃｅｓ　ｉｎ　ＩＥｌｅｃｔｏｎｉｃｓ　ａ
ｎｄ　Ｅｌｅｃｔｒｏｎ　ｐｈｙｓｉｃｓ（Ｌ、　Ｍａ
ｒｔｏｎ、　Ｃ，Ｍａｒｔｏｎｙ　ｅｄ、）、　Ｖｏｌ
、４９．　ＰＰｅ　３１１−３１２．　Ａｃａｄｅｍｉ
ｃ　Ｐｒｅｓｓ、　Ｎｅｗ　Ｙｏｒｋ　（１９７９）参
照）。

φ（ｒ、ｚ、θ）＝Ａ、（ｒ、ｚ）＋Σ（Ａ＋ｍ（ｒｐ
ｚ）ｃｏｇＩθ＋Ｌｍ（ｒｔｚ）ｓｉｎｓθ〕（１）こ
こに、直流成分Ａ６の項はθと無関係であるから９回転
対称な電位成分すなわち回転対称静電レンズの電位と同
等のものである。Ａ、、Ｂ、（ｍ≧１）は静電偏向器や
四極子レンズなどによって作られる電位成分である。Ａ
ｍ（ｍ≧Ｏ）、Ｂｗ（ｍ≧１）はともに９次の（２）式
に示すように、動径座標ｒのｍ次以上の量の和で表され
る（同じ＜　、　Ｅ、　Ｆ。

Ｒｉｔｚ、　ＪＲ，の文献参照）。

一般に、電子ビーム露光装置、イオンビーム露光装置、
集束型イオン打ち込み装置などでは、ビーム偏向量が少
なくビームがレンズおよび偏向器の中心軸付近を通るた
めに、３次までの収差特性を考慮すれば充分である。３
次までの収差特性を考慮するには、電位分布についても
動径座標ｒ（すなわち、中心軸からの距離）の３次まで
の項を考慮すればよいので（Ｅ、　Ｍｕｎｒｏ、　”Ｃ
ａ１ｃｕｌａｔｉｏｎ　ｏｆｔｈｅ　０ｐｔｉｃａｌ　
Ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ　ｏｆ　Ｃｏｍｂｉｎｅｄ　Ｍａ
ｇｎｅｔｉｃＬｅｎｓｅＳａｎｄ　Ｄｅｆｌｅｃｔｉｏ
ｎ　Ｓｙｓｔｅｍｓ　ｗｉｔｈ　Ｓｕｐｅｒ−ｉｗｅｐ
ｏｓｅｄ　Ｆｉｅｌｄｓ”、　０ｐｔｉｋ、　３９．　
ｐｐ、　４５０−４６６゜１９７２参照Ｌ　　（２）式
から、Ａ＠についてはｍ＝０．１，２，３のみを、Ｂ、
につぃてはｍ＝１．２．’３のみを考慮すればよいこと
がわかる。ここに。

Ａ、は前述のように回転対称レンズの作る電位である＊
　Ａｌｇ　Ａ３ｐ　Ｂｘｔ　Ｂｚは反対称な電位分布か
ら生成されるフーリエ成分なので、静電偏向器の作る電
位のフーリエ成分である。Ａ、、Ｂ、は対称な電位分布
から生成されるフーリエ成分なので。

静電四極子の作る電位のフーリエ成分である。

第３図に示す電極配置と電圧印加方法においては９回転
座標θについて９０度ごとに同じ電位になるから、フー
リエ展開（１）の３次までの係数は次のようになる。

（３）式かられかるように、３次までのフーリエ係数に
おいてＯでないのはＡ、のみであるａ　Ａ、は先に述べ
たように回転対称静電レンズの電位と同等のものである
から、第３図に示す電極配置および電圧印加方法が、３
次までの収差特性を考慮する範囲において２回転対称静
電レンズと全く同じ効果のみを持つことがわかる。

次に、第４図に示す電極配置と電圧印加方法においては
２回転座標θについて１８０度ごとに反対符号の電位に
なるから、フーリエ展開（１）の３（４）式かられかる
ように、レンズや四極子の作るフーリエ成分Ａ、、　Ａ
、、　Ｂ、は０で、偏向器が作るフーリエ成分Ａ１．Ａ
、、Ｂｉ、Ｂ３はｏでない。

したがって、第４図に示す電極配置および電圧印加方法
が、３次までの収差特性を考慮する範囲において、ビー
ムを偏向させる効果のみを持つことがわかる。

このように、２組の電極群をビーム進行方向において第
１組と第２組とが互いに重なり合う位置に配置し、第１
の電極群により回転対称静電レンズの作る電位分布（す
なわち、前述のＡ、）を生成させ、第２の電極群により
偏向器の作る電位のフーリエ成分（すなわち、前述のＡ
１ｔＡ３．ＢｉｔａＳ）を生成させることにより、集束
作用と偏向作用の両方を有する集束偏向装置を構成する
ことができる。

第１図および第２図に示した本発明装置は９以上の説明
かられかるように、ビームを集束させる作用と偏向させ
る作用の両方をあわせ持つ集束偏向装置である。

本発明装置では、ビーム通路に沿って同じ位置に静電集
束レンズの電極と静電偏向電極が配置されており、イン
レンズ方式になっているから偏向収差は小さい。また、
静電レンズの像点側に偏向器を配置しないのでワーキン
グディスタンスを短くでき、レンズ収差を小さくできる
。さらに、偉物間距離が短くできるので、装置の小型化
と空間電荷効果の低減をはかることができる。これらに
加えて、偏向電極Ｄ１〜Ｄ４には、偏向に必要な電圧の
みを印加すればよいので、低い偏向電圧による高速な偏
向走査が可能である。

なお、第１図〜第４図では第１組内及び第２組内の８個
の電極の全てがビーム中心軸より同一距離にあるように
示しであるが、これは、ビーム中心軸に対して、第１組
内の４個が同一距離にあり。

第２組内の４個が同一距離にあれば２組による距離に相
違がある場合でも、上記と同様に機能し。

同様の効果を生じる。

第５図は２本発明の第２の実施例の電極部分の平面図で
、電圧印加方法も同時に示したものである。電極Ｌ１〜
Ｌ４および電極Ｄ１〜Ｄ８はビーム通路のまわりにビー
ム中心軸から同−ａｍとなる位置に互いにほぼ３０度の
中心角で相対しており。

第５図中に示してはいないがビーム通路方向の長さはほ
ぼ同じである。これを動作させるには。

Ｌ１〜Ｌ４の４個の電極を静電レンズの電極として使用
して、Ｄ１〜Ｄ８の８個の電極を偏向用電極として使用
する。電極Ｌ１〜Ｌ４にはすべて電圧Ｖｆ２を印加する
。Ｘ方向偏向電圧をｖ、、ｙ方向偏向電圧をｖｙとした
時、ＤｌおよびＤ８に十Ｖ、、Ｄ４およびＤ５に−Ｖ、
、Ｄ２およびＤ３に＋Ｖｙ、Ｄ６およびＤｌに−ｖｙを
印加する１本実施例では、偏向器に関しては中心軸まわ
りの角度座標θに関して電位分布をフーリエ展開した時
の３０成分（すなわち、前述のＡａ、Ｂａ）に起因する
収差成分が除去されている。これに加えて。

第１の実施例と同様に、ワーキングディスタンス短縮に
よって達成される良好なレンズ収差特性。

インレンズ方式によって達成される良好な偏向収差特性
、偉物間距離短縮によって達成される装置の小型化と空
間電荷効果の低減、さらに低偏向電圧によって実現した
高速な偏向走査特性、という長所を有している。

第６図は２本発明の第３の実施例の説明図である。３は
静電集束レンズを構成する第１電極である１本実施例で
は、電極３と電極群Ｌ１〜Ｌ４およびＤ１〜Ｄ４の位置
関係を調整して集束電位分布の改良を行うことにより、
いっそうのレンズ収差低減をはかることができる。

第７図は２本発明の第４の実施例の説明図である０本実
施例のように、さらに静電レンズを構成する第３電極３
′を付加してもよい。

第８図は１本発明の第５の実施例の説明図である。本実
施例のように、電極Ｌ１〜Ｌ４および電極Ｄ１〜Ｄ４の
形状をらっは状にしてもよい。

第９図は２本発明の第６の実施例の説明図である０本実
施例のように電極群Ｌ１〜Ｌ４と電極群Ｄ１〜Ｄ４を、
中心軸に沿ってずらして配置してもよい。このようにす
れば、集束レンズの電位分布と静電偏向器の電位分布を
自由にずらして偏向収差のいっそうの低減を図ることが
できる。

なお９本発明は前記６つの実施例にとどまらず。

２組の電極群をビーム通路に沿って少なくとも一部分が
重なり合うように配置し、第１の電極群により回転対称
静電レンズの作る電位分布を生成させ、第２の電極群に
より偏向器の作る電位分布を生成させることにより、同
様の効果を得ることができる。

また９本発明の集束１偏向装置の静電集束レンズ１　の
部分を、前記６つの実施例のごとくビーム結像用として
は使用せず、試料高さ変動や偏向に伴う像面湾曲収差に
対するビーム結像位置の補正（すなわち、　Ｄｙｎａｍ
ｉｃ　Ｆｏｃｕｓｉｎｇ）を目的に使用することも可能
である。

〔発明の効果〕

以上説明したように１本発明によれば、集束作用を担う
電極群と偏向作用を担う電極群とがビーム通路に沿って
重なり合うように配置されているので、ワーキングディ
スタンス短縮によるレンズ収差の低減、インレンズ方式
による偏向収差の低減、偉物間距離短縮による空間電荷
効果の低減。

同じく偉物間距離短縮による装置の小型化、また低偏向
電圧による偏向走査の高速化という５つの条件を同時に
すべて満足できるという利点がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１の実施例装置の構成図。第２図は第１図に示した装置の電極Ｌ１〜Ｌ４及びＤ１
〜Ｄ４の平面図、第３図及び第４図は第１図及び第２図
で示した装置の原理説明図、第５図は本発明の第２の実
施例装置あ電極部分の平面図。第６図は本発明の第３の実施例装置、第７図は本発明の
第４の実施例装置、第８図は本発明の第５の実施例装置
、第９図は本発明の第６の実施例装置、第１０図、第１
２図、第１４図は従来用いられてきた集束偏向装置、第
１１図は従来の偏向収差を軽減する静電偏向器の平面図
、第１３図は第１２図に示した従来の集束偏向装置の電
極０１〜Ｃ８の平面図である。〈符号の説明〉１・・・物点　　　　　　　２・・・ビーム３．３’　
、３’　、３”・・・静電集束レンズを構成する電極４・・・像点Ｌ１〜Ｌ４・・・静電集束レンズの電極を構成する電極Ｄ１〜Ｄ１６・・・静電偏向器を構成する電極Ｃ１〜Ｃ
８・・・静電集束レンズの中間電極と８極静電偏向器の
電極を兼用した電極

Claims

【特許請求の範囲】

（１）荷電粒子ビームを集束かつ偏向させて目標とする
像点に結像させる集束偏向装置において、複数の独立の
電極よりなる第１組の電極群と上記と同数または異なる
複数の独立の電極よりなる第２組の電極群とをビーム進
行通路のまわりに、ビーム進行方向に直交する平面上で
はそれぞれの組内の電極がビーム中心軸から同一距離に
あり、ビーム進行方向では第１組内の電極と第２組内の
電極とが少なくとも一部分において重なり合いを生じる
ように配置し、上記第１組の電極群には荷電粒子ビーム
を集束させる電圧を印加し、上記第２組の電極群には荷
電粒子ビームを偏向させる電圧を印加することを特徴と
する荷電粒子ビーム用集束偏向装置。
（２）前記第１組の電極群はビーム中心軸に対して互い
に９０度の中心角で隣接する少なくとも４個の電極から
なり、前記第２組の電極群もビーム中心軸に対して互い
に９０度の中心角で隣接する少なくとも４個の電極から
なり、第１組内の全ての電極に荷電粒子集束用の同一電
圧を印加し、第２組内の電極のうち１８０度離れて相対
する電極に互いに反対符号の電圧を印加することを特徴
とする、特許請求の範囲第１項記載の荷電粒子ビーム用
集束偏向装置。
（３）前記第１組の電極群は４個の電極からなり、前記
第２組の電極群も４個の電極からなり、第１組と第２組
の電極部がビーム中心軸まわりに互いに４５度回転した
位置に配置されていることを特徴とする、特許請求の範
囲第２項記載の荷電粒子ビーム用集束偏向装置。
（４）ビーム進行方向に直交しビーム中心軸を中心とす
る円周上に中心角３０度ごとに同一形状の電極を１２個
配置し、９０度ごとに配置された４個の電極を前記第１
組の電極群とし、残りの８個の電極を前記第２組の電極
群とし、第２組の電極群のうち中心角が互いに６０度離
れた位置にある２個の電極には同一の電圧を印加するこ
とを特徴とする、特許請求の範囲第２項記載の荷電粒子
ビーム用集束偏向装置。
（５）前記２組の電極群は、そのビーム進行方向に沿っ
た前方位置または後方位置のいずれかに、ビーム中心軸
を中心軸とする円板状または円筒状の電極を配置された
電極群であることを特徴とする、特許請求の範囲第２項
記載の荷電粒子ビーム用集束偏向装置。
（６）前記２組の電極群は、そのビーム進行方向に沿っ
た前方位置及び後方位置に、ビーム中心軸を中心軸とす
る円板状または円筒状の電極を配置された電極群である
ことを特徴とする、特許請求の範囲第２項記載の荷電粒
子ビーム用集束偏向装置。