JPS6269455A - 静電形集束偏向装置 - Google Patents
静電形集束偏向装置Info
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- JPS6269455A JPS6269455A JP20666785A JP20666785A JPS6269455A JP S6269455 A JPS6269455 A JP S6269455A JP 20666785 A JP20666785 A JP 20666785A JP 20666785 A JP20666785 A JP 20666785A JP S6269455 A JPS6269455 A JP S6269455A
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- electrode
- deflection
- electrodes
- shield electrode
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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。
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、半導体集積回路等の製造における微細バタン
形成用の電子ビーム、イオンビーム露光装置や、電子顕
微鏡、撮像管等に用いる静電形偏向装置に関するもので
ある。
形成用の電子ビーム、イオンビーム露光装置や、電子顕
微鏡、撮像管等に用いる静電形偏向装置に関するもので
ある。
荷電ビームを微小なスポットに集束し、かつ偏向する集
束偏向装置では、特にサブミクロン加工を目的とする露
光装置などで低収差化が要求される。イオンビームを集
束偏向するためには静電形のレンズや偏向器が不可欠で
あり、静電レンズは小形化に有利なために光学長を短く
することができるという特徴がある。光学長を短くでき
ることは、クローン反発によるビームぼけを低減するう
えで有利であり、電子ビームの集束偏向用としても期待
される。従来、最もよく用いられる静電形集束偏向装置
の例を第４図に示す（Ｅ、 Ｍｉｙａｕｃｈｉら“５ｅ
ｌｅｃｔｉｖｅ Ｓｉ ａｎｄ Ｂｅ’ｉｍｐｌａｎｔ
ａｔｉｏｎ ｉｎ ＧａＡｓｕｓｉｎｇ ａ １００ｋ
Ｖ ＊ａｓＳ−ｓｅｐａｒａｔｉｎｇ ｆｏｃｕｓｅｄ
ｉｏｎｂｅａｍ ｓｙｓｔｅｍ ｗｉｔｈ ａ
ｎ Ａｕ−５ｉ−Ｂｅ １ｉｑｕｉｄ ｍｅｔａ
ｌｉｏｎ ５ｏｕｒｃｅ”ジャーナル・オブ・サイエン
ス・チクノロシイ、Ｂｌ（４）、（１９８３） ｐｐ１
１１３〜１１１５）。
束偏向装置では、特にサブミクロン加工を目的とする露
光装置などで低収差化が要求される。イオンビームを集
束偏向するためには静電形のレンズや偏向器が不可欠で
あり、静電レンズは小形化に有利なために光学長を短く
することができるという特徴がある。光学長を短くでき
ることは、クローン反発によるビームぼけを低減するう
えで有利であり、電子ビームの集束偏向用としても期待
される。従来、最もよく用いられる静電形集束偏向装置
の例を第４図に示す（Ｅ、 Ｍｉｙａｕｃｈｉら“５ｅ
ｌｅｃｔｉｖｅ Ｓｉ ａｎｄ Ｂｅ’ｉｍｐｌａｎｔ
ａｔｉｏｎ ｉｎ ＧａＡｓｕｓｉｎｇ ａ １００ｋ
Ｖ ＊ａｓＳ−ｓｅｐａｒａｔｉｎｇ ｆｏｃｕｓｅｄ
ｉｏｎｂｅａｍ ｓｙｓｔｅｍ ｗｉｔｈ ａ
ｎ Ａｕ−５ｉ−Ｂｅ １ｉｑｕｉｄ ｍｅｔａ
ｌｉｏｎ ５ｏｕｒｃｅ”ジャーナル・オブ・サイエン
ス・チクノロシイ、Ｂｌ（４）、（１９８３） ｐｐ１
１１３〜１１１５）。
第４図において、１は物面、２はビーム、３は像画であ
る。Ｌｌ、Ｌ２．Ｌ３はレンズ電極であり、これら３枚
の電極で１つのレンズを構成する。
る。Ｌｌ、Ｌ２．Ｌ３はレンズ電極であり、これら３枚
の電極で１つのレンズを構成する。
Ｄ１〜Ｄ４は静電偏向器を構成する偏向電極である。レ
ンズ電極ＬＬ、Ｌ３はアース電位とし、レンズ電極Ｌ２
に一定のレンズ電圧を印加する。このようなレンズはア
インツエルレンズと呼ばれる。
ンズ電極ＬＬ、Ｌ３はアース電位とし、レンズ電極Ｌ２
に一定のレンズ電圧を印加する。このようなレンズはア
インツエルレンズと呼ばれる。
偏向電極Ｄｉ、Ｄ２、Ｄ３、Ｄ４には、Ｘ方向偏向電圧
を■８、Ｙ方向偏向電圧をｖｙとすると、それぞれ、＋
Ｖ、、＋Ｖ、、−Ｖ、、−Ｖ、（７）電圧が印加される
０本例では４極偏向器の例を示したが。
を■８、Ｙ方向偏向電圧をｖｙとすると、それぞれ、＋
Ｖ、、＋Ｖ、、−Ｖ、、−Ｖ、（７）電圧が印加される
０本例では４極偏向器の例を示したが。
より偏向収差を小さくするために８極偏向器を用いた例
もある。第４図では像面３とレンズＬ１〜Ｌ３と偏向器
Ｄ１〜Ｄ４が置かれている。偏向感度をあげて偏向電圧
をできるだけ小さくすることは、高速偏向の点で有利で
ある。偏向感度を高くするには偏向器と像面との距離を
長くすればよい。
もある。第４図では像面３とレンズＬ１〜Ｌ３と偏向器
Ｄ１〜Ｄ４が置かれている。偏向感度をあげて偏向電圧
をできるだけ小さくすることは、高速偏向の点で有利で
ある。偏向感度を高くするには偏向器と像面との距離を
長くすればよい。
しかし偏向器と像面との距離を長くすると、レンズと像
面との距離も長くしなければならず、レンズ収差が大き
くなる。また偏向収差も、磁界レンズ系においてレンズ
場と偏向場とを重畳したインレンズ偏向系のように小さ
くない。
面との距離も長くしなければならず、レンズ収差が大き
くなる。また偏向収差も、磁界レンズ系においてレンズ
場と偏向場とを重畳したインレンズ偏向系のように小さ
くない。
静電形集束偏向装置の収差を低減するために。
第５図に示すように、インレンズ偏向器を取入れた例が
ある。これはテレビジョン撮像管の集束偏向装置（Ｌ
Ｍ、 ｖａｎ Ａｌｐｈａｎ Ｃｏ＋＊ｂｉｎｅｄ Ｅ
ｌｅｃｔｒｏ−ｓｔａｔｉｃ Ｆｏｃｕｓｉｎｇ ａｎ
ｄ Ｄｅｆｌｅｃｔｉｏｎ”アトパンセス・イン・エレ
クトロニクス・アンド・エレクトロン−フィジックス（
Ｌ、 Ｍａｒｔｏｎ、 Ｃ，Ｍａｒｔｏｎ、 ａｄ、）
Ｖｏｌ、 ３３＾、 ｐｐ５１１〜５２５． Ａｃａｄ
ｅｍｉｃ Ｐｒｅｓｓ。
ある。これはテレビジョン撮像管の集束偏向装置（Ｌ
Ｍ、 ｖａｎ Ａｌｐｈａｎ Ｃｏ＋＊ｂｉｎｅｄ Ｅ
ｌｅｃｔｒｏ−ｓｔａｔｉｃ Ｆｏｃｕｓｉｎｇ ａｎ
ｄ Ｄｅｆｌｅｃｔｉｏｎ”アトパンセス・イン・エレ
クトロニクス・アンド・エレクトロン−フィジックス（
Ｌ、 Ｍａｒｔｏｎ、 Ｃ，Ｍａｒｔｏｎ、 ａｄ、）
Ｖｏｌ、 ３３＾、 ｐｐ５１１〜５２５． Ａｃａｄ
ｅｍｉｃ Ｐｒｅｓｓ。
Ｎｅｗ Ｙｏｒｋ （１９７２））として用いられたも
のである。
のである。
第５図において、１は物面、２はビーム、３は像面であ
り、ＬＬ、Ｌ３は円筒形のレンズ電極である。上記レン
ズ電極Ｌ１、Ｌ３はアース電位である。Ｄ１〜Ｄ８は偏
向電極であり、レンズ電極をかねた電極である。したが
ってＬｌ、Ｌ３と、レンズ電極をかねた偏向電極Ｄ１〜
Ｄ８の３つの部分で１つのレンズを構成している。８個
の偏向電極Ｄ１〜Ｄ８にはレンズ電圧ｖ０が共通に印加
され、さらに各電極にはつぎのように偏向電圧が重畳さ
れる。すなわち、Ｘ方向偏向電圧をｖ、、 Ｙ方向偏向
電圧をｖｙとすると、上記Ｄ１〜Ｄ８には、Ｖａ＋ｖＸ
、ｖ。＋（Ｖｘ＋Ｖｙ）／２、Ｖ、＋Ｖ、。
り、ＬＬ、Ｌ３は円筒形のレンズ電極である。上記レン
ズ電極Ｌ１、Ｌ３はアース電位である。Ｄ１〜Ｄ８は偏
向電極であり、レンズ電極をかねた電極である。したが
ってＬｌ、Ｌ３と、レンズ電極をかねた偏向電極Ｄ１〜
Ｄ８の３つの部分で１つのレンズを構成している。８個
の偏向電極Ｄ１〜Ｄ８にはレンズ電圧ｖ０が共通に印加
され、さらに各電極にはつぎのように偏向電圧が重畳さ
れる。すなわち、Ｘ方向偏向電圧をｖ、、 Ｙ方向偏向
電圧をｖｙとすると、上記Ｄ１〜Ｄ８には、Ｖａ＋ｖＸ
、ｖ。＋（Ｖｘ＋Ｖｙ）／２、Ｖ、＋Ｖ、。
Ｖｏ＋（Ｖｘ＋Ｖｙ）／２、Ｖ、−Ｖ、、Ｖ、＋（−Ｖ
。
。
−ｖ、）／２、ｖｏ−Ｖｙ、Ｖ、＋（Ｖ、−Ｖｙ）／２
がそれぞれ印加される。第５図の構成では偏向器Ｄ１〜
Ｄ８がレンズＬ１とＬ３の中にあるために集束偏向系は
小形になり、レンズＬ３と像面３との距離を短かくする
ことができる。そのため、レンズ収差を小さくすること
が可能である。しかし、第５図の構成の集束偏向系では
、レンズ電極と偏向電極との間の放電が問題になる。上
記についての説明を第６図（ａ）に示す。第６図（ａ）
におけるＬｌはレンズを構成する円筒形の電極であり、
Ｄ１〜Ｄ８は静電偏向器を構成する偏向電極とレンズ電
極とをかねた電極である。Ｅは等電位線を表わしている
。レンズ電極Ｌ１と偏向電極Ｄ１〜Ｄ８との間に高電圧
（例えば数１０ｋＶ）がかかるので、偏向電極Ｄ１〜Ｄ
８のエツジ部分では電界が集中するため放電が起りやす
く実用的でない、上記放電の問題を避けるため、第６図
（ｂ）に示すように、各電極のエツジ部分をまるくして
電界の集中を少なくする方法がある。しかし、電極のエ
ツジ部分を高精度にまるく加工することは困難であるが
、上記電極が高精度に加工できないと、ポテンシャル分
布が回転対称からずれるため非点収差を生じ、微小なス
ポット形成ができなくなるという問題がおこる。
がそれぞれ印加される。第５図の構成では偏向器Ｄ１〜
Ｄ８がレンズＬ１とＬ３の中にあるために集束偏向系は
小形になり、レンズＬ３と像面３との距離を短かくする
ことができる。そのため、レンズ収差を小さくすること
が可能である。しかし、第５図の構成の集束偏向系では
、レンズ電極と偏向電極との間の放電が問題になる。上
記についての説明を第６図（ａ）に示す。第６図（ａ）
におけるＬｌはレンズを構成する円筒形の電極であり、
Ｄ１〜Ｄ８は静電偏向器を構成する偏向電極とレンズ電
極とをかねた電極である。Ｅは等電位線を表わしている
。レンズ電極Ｌ１と偏向電極Ｄ１〜Ｄ８との間に高電圧
（例えば数１０ｋＶ）がかかるので、偏向電極Ｄ１〜Ｄ
８のエツジ部分では電界が集中するため放電が起りやす
く実用的でない、上記放電の問題を避けるため、第６図
（ｂ）に示すように、各電極のエツジ部分をまるくして
電界の集中を少なくする方法がある。しかし、電極のエ
ツジ部分を高精度にまるく加工することは困難であるが
、上記電極が高精度に加工できないと、ポテンシャル分
布が回転対称からずれるため非点収差を生じ、微小なス
ポット形成ができなくなるという問題がおこる。
上記の問題点を解決した従来例として偏向電極とレンズ
電極との間の放電を避けるために、第７図に示したよう
な構成にした例がある（例えば、Ｒ，Ｇ、 Ｖｉｌｓｏ
ｎ、 ”Ｉｏｎ ｉｍｐｌａｎｔａｔｉｏｎ Ｔｅｃｈ
ｎｏｌｏｇｙａｎｄ Ｍａｃｈｉｎｅｓ”、アトパンセ
ス・イン・エレクトロニクス・アンド・エレクトロン・
フィジックス（Ｌ、 Ｍａｒｔｏｎ、 Ｃ，Ｍａｒｔｏ
ｎ、 ａｄ、） Ｖｏｌ、 １３Ｂ、 ｐｐ４５〜７１
、＾ｃａｄｅ＋＊ｉｃ Ｐｒｅｓｓ、 Ｎｅｔｚ Ｙｏ
ｒｋ （１９８０）） 、第７図において、ＬＬ、Ｌ３
はレンズ電極で、アース電位が与えられるｈＳはシール
ド電極であり、レンズ電極Ｌ１、Ｌ３と同時に偏向器Ｄ
１〜Ｄ８の電界シールドの役目をする。シールド電極Ｓ
にはレンズ電圧Ｖ０が印加される。上記偏向電極Ｄ１〜
Ｄ８はシールド電極Ｓの内側にあり、レンズ電圧ｖ０が
重畳される。したがって偏向電極Ｄ１〜Ｄ８が置かれた
位置はドリフト空間になっている。
電極との間の放電を避けるために、第７図に示したよう
な構成にした例がある（例えば、Ｒ，Ｇ、 Ｖｉｌｓｏ
ｎ、 ”Ｉｏｎ ｉｍｐｌａｎｔａｔｉｏｎ Ｔｅｃｈ
ｎｏｌｏｇｙａｎｄ Ｍａｃｈｉｎｅｓ”、アトパンセ
ス・イン・エレクトロニクス・アンド・エレクトロン・
フィジックス（Ｌ、 Ｍａｒｔｏｎ、 Ｃ，Ｍａｒｔｏ
ｎ、 ａｄ、） Ｖｏｌ、 １３Ｂ、 ｐｐ４５〜７１
、＾ｃａｄｅ＋＊ｉｃ Ｐｒｅｓｓ、 Ｎｅｔｚ Ｙｏ
ｒｋ （１９８０）） 、第７図において、ＬＬ、Ｌ３
はレンズ電極で、アース電位が与えられるｈＳはシール
ド電極であり、レンズ電極Ｌ１、Ｌ３と同時に偏向器Ｄ
１〜Ｄ８の電界シールドの役目をする。シールド電極Ｓ
にはレンズ電圧Ｖ０が印加される。上記偏向電極Ｄ１〜
Ｄ８はシールド電極Ｓの内側にあり、レンズ電圧ｖ０が
重畳される。したがって偏向電極Ｄ１〜Ｄ８が置かれた
位置はドリフト空間になっている。
このため、レンズ場による偏向電極エツジでの電界集中
は生じない。また、偏向電極Ｄ１〜Ｄ８とシールド電極
Ｓとの間には偏向電圧だけが印加されるが、偏向電圧（
高々数１００Ｖ）はレンズ電圧より小さいので無視でき
る。したがって偏向電極Ｄ１〜Ｄ８のエツジには高い電
界がかかることなく、放電の問題は避けら九る。
は生じない。また、偏向電極Ｄ１〜Ｄ８とシールド電極
Ｓとの間には偏向電圧だけが印加されるが、偏向電圧（
高々数１００Ｖ）はレンズ電圧より小さいので無視でき
る。したがって偏向電極Ｄ１〜Ｄ８のエツジには高い電
界がかかることなく、放電の問題は避けら九る。
上記のレンズ電極と偏向電極との間にシールド電極を挿
入する例では、シールド電極の挿入によってレンズの長
さが大きくなるので、レンズ収差が増大するという欠点
がある。また、レンズの長さを短くするために、シール
ド電極Ｓと偏向電極Ｄ１〜Ｄ８との距離を短くすると、
偏向電界分布が影響されてしまう、さらに、シールド電
極Ｓの開口はレンズ開口の役目をするので、レンズ電極
Ｌ１、Ｌ３と同様に極めて高い加工精度が要求され、第
５図に示した構成よりも製作の困難性が増すという欠点
がある。
入する例では、シールド電極の挿入によってレンズの長
さが大きくなるので、レンズ収差が増大するという欠点
がある。また、レンズの長さを短くするために、シール
ド電極Ｓと偏向電極Ｄ１〜Ｄ８との距離を短くすると、
偏向電界分布が影響されてしまう、さらに、シールド電
極Ｓの開口はレンズ開口の役目をするので、レンズ電極
Ｌ１、Ｌ３と同様に極めて高い加工精度が要求され、第
５図に示した構成よりも製作の困難性が増すという欠点
がある。
本発明の静電形集束偏向装置は、製造が容易なレンズ電
極とインレンズ偏向電極とからなる構成とし、上記レン
ズ電極とインレンズ偏向電極間の放電をなくすとともに
低収差を実現する。
極とインレンズ偏向電極とからなる構成とし、上記レン
ズ電極とインレンズ偏向電極間の放電をなくすとともに
低収差を実現する。
本発明の静電形集束偏向装置は、円形の開口をもったシ
ールド電極の開口内に偏向電極を設置することによって
、偏向電極端のエツジ、特に偏向電極の外周部のエツジ
で等電位線が大きく曲ることを避けて偏向電極エツジ部
の電界集中を低減し、レンズ電極と偏向電極との間の放
電を防ぐ、また、シールド電極の開口内に偏向電極を設
置することにより、レンズ長を短くして収差を低減する
ものである。
ールド電極の開口内に偏向電極を設置することによって
、偏向電極端のエツジ、特に偏向電極の外周部のエツジ
で等電位線が大きく曲ることを避けて偏向電極エツジ部
の電界集中を低減し、レンズ電極と偏向電極との間の放
電を防ぐ、また、シールド電極の開口内に偏向電極を設
置することにより、レンズ長を短くして収差を低減する
ものである。
つぎに本発明の実施例を図面とともに説明する。
第１図は本発明による静電形集束偏向装置の構成図、第
２図は偏向器の構造説明図、第３図は偏向電極における
等電位線を示す図である。第１図において、１は物面、
２はビーム、３は像面、ＬｌおよびＬ３はレンズを構成
する電極、Ｄ１〜Ｄ８は偏向器を構成する電極、Ｓはシ
ールド電極である。第２図（ａ）は偏向器部の断面図、
（ｂ）は光軸方向から見た偏向器を示すが、偏向器を構
成する電極Ｄ１〜Ｄ８は、レンズ電極をかねた８極円筒
形偏向器を構成しており、各電極Ｄ’ｌ〜Ｄ８には下記
に示すような電圧が印加される。ＬＬおよびＬ２はアー
ス電位である。シールド電［１ｇにはレンズ電圧ｖ０が
かかる。また８個の偏向電極Ｄ１〜Ｄ８にはレンズ電圧
ｖ６が共通に印加され。
２図は偏向器の構造説明図、第３図は偏向電極における
等電位線を示す図である。第１図において、１は物面、
２はビーム、３は像面、ＬｌおよびＬ３はレンズを構成
する電極、Ｄ１〜Ｄ８は偏向器を構成する電極、Ｓはシ
ールド電極である。第２図（ａ）は偏向器部の断面図、
（ｂ）は光軸方向から見た偏向器を示すが、偏向器を構
成する電極Ｄ１〜Ｄ８は、レンズ電極をかねた８極円筒
形偏向器を構成しており、各電極Ｄ’ｌ〜Ｄ８には下記
に示すような電圧が印加される。ＬＬおよびＬ２はアー
ス電位である。シールド電［１ｇにはレンズ電圧ｖ０が
かかる。また８個の偏向電極Ｄ１〜Ｄ８にはレンズ電圧
ｖ６が共通に印加され。
さらに各電極にはつぎに示すような偏向電圧が重畳され
る。すなわち、Ｘ方向偏向電圧をｖ、、 ｙ方向偏向電
圧をｖ２とすると、Ｄ１〜Ｄ８には。
る。すなわち、Ｘ方向偏向電圧をｖ、、 ｙ方向偏向電
圧をｖ２とすると、Ｄ１〜Ｄ８には。
Ｖｏ＋Ｖｘ、Ｖａ＋（Ｖｘ＋Ｖｙ）／２、Ｖ、＋Ｖ、、
Ｖａ＋（ｖｘ＋ｖｙ）／ ２．Ｖｏ Ｖｘ、Ｖ＋＋＋
（−ＶｘＶ ｙ） ／ ２、Ｖ、−Ｖア、Ｖ ｏ 十（
Ｖ ｘ Ｖ ｙ） ／ ２がそれぞれの電極に印加す
る。レンズ電極Ｌ１およびＬ３とレンズ電極をかねた偏
向電極Ｄ１〜Ｄ８の３部分で１つのレンズを構成する。
Ｖａ＋（ｖｘ＋ｖｙ）／ ２．Ｖｏ Ｖｘ、Ｖ＋＋＋
（−ＶｘＶ ｙ） ／ ２、Ｖ、−Ｖア、Ｖ ｏ 十（
Ｖ ｘ Ｖ ｙ） ／ ２がそれぞれの電極に印加す
る。レンズ電極Ｌ１およびＬ３とレンズ電極をかねた偏
向電極Ｄ１〜Ｄ８の３部分で１つのレンズを構成する。
レンズとしてはアインツエルレンズになる。このように
して第１図に示す電極構成では集束場と偏向場とが重畳
されて、レンズ内で偏向動作をするインレンズ偏向器に
なる。つぎにシールド電極Ｓについて説明する。第１図
に示すように偏向電極Ｄ１〜Ｄ８は、円形の開口をもつ
シールド電極Ｓの開口内にある。偏向電極Ｄ１〜Ｄ８の
上端面、下端面は、第２図（ａ）に示すようにシールド
電極Ｓのレンズ電極Ｌ１、Ｌ３側の面とほぼ同一平面内
にある。
して第１図に示す電極構成では集束場と偏向場とが重畳
されて、レンズ内で偏向動作をするインレンズ偏向器に
なる。つぎにシールド電極Ｓについて説明する。第１図
に示すように偏向電極Ｄ１〜Ｄ８は、円形の開口をもつ
シールド電極Ｓの開口内にある。偏向電極Ｄ１〜Ｄ８の
上端面、下端面は、第２図（ａ）に示すようにシールド
電極Ｓのレンズ電極Ｌ１、Ｌ３側の面とほぼ同一平面内
にある。
このときの偏向電極Ｄ１〜Ｄ８付近における電位分布の
様子を第３図に示す、シールド電極Ｓと偏向電極Ｄ１〜
Ｄ８の電位の差は偏向電極分しかないために小さく、ま
た第２図（ａ）のような位置にシールド電極Ｓが置かれ
るために等電位線Ｅの曲りは小さい。偏向電極端の外側
エツジ部では電界がほぼ均一になる。偏向電極Ｄ１〜Ｄ
８の内側では等電位線Ｅに多少の曲りはあるが、偏向電
極Ｄ１〜Ｄ８の内径を小さくすれば曲りが小さくなる。
様子を第３図に示す、シールド電極Ｓと偏向電極Ｄ１〜
Ｄ８の電位の差は偏向電極分しかないために小さく、ま
た第２図（ａ）のような位置にシールド電極Ｓが置かれ
るために等電位線Ｅの曲りは小さい。偏向電極端の外側
エツジ部では電界がほぼ均一になる。偏向電極Ｄ１〜Ｄ
８の内側では等電位線Ｅに多少の曲りはあるが、偏向電
極Ｄ１〜Ｄ８の内径を小さくすれば曲りが小さくなる。
このように第３図では、上記第６図に見られるように、
偏向電極端のエツジ（特に偏向電極の外周部）で等電位
線が大きく曲ることばない。すなわち、偏向電極Ｄ１〜
Ｄ８のエツジに電界があまり集中しなくなるので、放電
を避けることができる。なお、偏向電極Ｄ１〜Ｄ８の上
端面、下端面は、シールド電極Ｓの開口よりも多少へこ
んでいてもよいが、逆にとびだしてしまうと電界集中が
おこり放電の原因になる。シールド電極Ｓは一体構造の
電極でもよいし、２枚の円板に分けて偏向電極Ｄ１〜Ｄ
８の両端付近だけに配置する構造のものでもよい、つぎ
に偏向制御の方法を説明する。まず偏向電極Ｄ１〜Ｄ８
の各電極に偏向電圧を供給する信号線は、シールド電極
Ｓの内部あるいはシールド電極Ｓに囲まれた空間を通し
て電極へ導けばよい、このようにすれば、ビームに対し
て信号線がシールドされるので、ビームに影響をおよぼ
すことはない。偏向器の電極Ｄ１〜Ｄ８にかかる電圧は
、レンズ電圧が重畳されているので高圧になる。このよ
うな高電圧を、偏向動作に対応して高速に変化するのは
困難である。そこで偏向信号を得るための偏向制御回路
全体をレンズ電圧ｖ０でフローティングさせて、偏向信
号を発生させるための入力データを光ファイバーを用い
たオプティカルリンクにより高圧を絶縁しながら偏向制
御回路に導き、高速な偏向電圧信号を発生させる。上記
のようにしてビームを偏向制御する。
偏向電極端のエツジ（特に偏向電極の外周部）で等電位
線が大きく曲ることばない。すなわち、偏向電極Ｄ１〜
Ｄ８のエツジに電界があまり集中しなくなるので、放電
を避けることができる。なお、偏向電極Ｄ１〜Ｄ８の上
端面、下端面は、シールド電極Ｓの開口よりも多少へこ
んでいてもよいが、逆にとびだしてしまうと電界集中が
おこり放電の原因になる。シールド電極Ｓは一体構造の
電極でもよいし、２枚の円板に分けて偏向電極Ｄ１〜Ｄ
８の両端付近だけに配置する構造のものでもよい、つぎ
に偏向制御の方法を説明する。まず偏向電極Ｄ１〜Ｄ８
の各電極に偏向電圧を供給する信号線は、シールド電極
Ｓの内部あるいはシールド電極Ｓに囲まれた空間を通し
て電極へ導けばよい、このようにすれば、ビームに対し
て信号線がシールドされるので、ビームに影響をおよぼ
すことはない。偏向器の電極Ｄ１〜Ｄ８にかかる電圧は
、レンズ電圧が重畳されているので高圧になる。このよ
うな高電圧を、偏向動作に対応して高速に変化するのは
困難である。そこで偏向信号を得るための偏向制御回路
全体をレンズ電圧ｖ０でフローティングさせて、偏向信
号を発生させるための入力データを光ファイバーを用い
たオプティカルリンクにより高圧を絶縁しながら偏向制
御回路に導き、高速な偏向電圧信号を発生させる。上記
のようにしてビームを偏向制御する。
上記実施例は３つのレンズ電極の構成であるが。
さらに電極の数を多くしてもよい、また、電極Ｌ１とＬ
３を同電位とするアインツエルレンズとしたが、加速あ
るいは減速となる電圧を両端の電極に印加するパイポテ
ンシャルレンズとしてもよい。
３を同電位とするアインツエルレンズとしたが、加速あ
るいは減速となる電圧を両端の電極に印加するパイポテ
ンシャルレンズとしてもよい。
偏向器を入れるレンズ電極を上記実施例では中間の電極
としたが、どのレンズ電極に入れてもよい、偏向器の数
は１つでなくてもよく、同様な構造のインレンズ偏向器
を複数偏入れてもよい、さらに偏向器をレンズの外に１
つあるいは複数個配置し、少なくとも１つのインレンズ
偏向器と組合わせて、より低収差の集束偏向装置を構成
してもよい１例えば、前段偏向器とインレンズ偏向器を
組合わせたＭＯＬ （Ｍｏｖｉｎｇ ０ｂｊｅｃｔｉｖ
ｅ Ｌｅｎｓ）の構成をとることができる（ＭＯＬの原
理については、ｒＨ，Ｏｈｉｗａ ”Ｍｏｖｉｎｇ ｏ
ｂｊｅｃｔｉｖｅ １ｅｎｓ ａｎｄｔｈｅ Ｆｒａｕ
ｎｈｏｆｅｒ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎ ｆｏｒ ｐｒｅ−
ｄｅｆｌｅｃｔｉｏｎ”オプティック、５３ （１９７
９） ＰＰ、６３〜６８」を参照）。
としたが、どのレンズ電極に入れてもよい、偏向器の数
は１つでなくてもよく、同様な構造のインレンズ偏向器
を複数偏入れてもよい、さらに偏向器をレンズの外に１
つあるいは複数個配置し、少なくとも１つのインレンズ
偏向器と組合わせて、より低収差の集束偏向装置を構成
してもよい１例えば、前段偏向器とインレンズ偏向器を
組合わせたＭＯＬ （Ｍｏｖｉｎｇ ０ｂｊｅｃｔｉｖ
ｅ Ｌｅｎｓ）の構成をとることができる（ＭＯＬの原
理については、ｒＨ，Ｏｈｉｗａ ”Ｍｏｖｉｎｇ ｏ
ｂｊｅｃｔｉｖｅ １ｅｎｓ ａｎｄｔｈｅ Ｆｒａｕ
ｎｈｏｆｅｒ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎ ｆｏｒ ｐｒｅ−
ｄｅｆｌｅｃｔｉｏｎ”オプティック、５３ （１９７
９） ＰＰ、６３〜６８」を参照）。
ＭＯＬの構成にすればコマ収差を除去できるので。
低収差の集束偏向装置を得ることができる。
つぎに第１図の構成において、シールド電極Ｓと偏向電
極Ｄ１〜Ｄ８の電位差が小さい範囲では。
極Ｄ１〜Ｄ８の電位差が小さい範囲では。
シールド電極Ｓ・偏向電極Ｄ１〜Ｄ８間の放電の問題が
ないので、偏向電極Ｄ１〜Ｄ８の全部にレンズ電圧ｖ０
と偏向電圧の他に、レンズ電圧ｖ０に比較して低い電圧
Ｖｆをさらに重畳することもできる。上記Ｖｆを変化さ
せるとレンズの電位分布が変わるので、レンズの焦点位
置を変えることができる。このことは１例えば偏向に伴
う像面湾曲収差補正のための焦点調整や、露光装置等に
おける試料面の高さ変動による焦点位置ずれの補正など
に利用することができる。上記のようにすれば。
ないので、偏向電極Ｄ１〜Ｄ８の全部にレンズ電圧ｖ０
と偏向電圧の他に、レンズ電圧ｖ０に比較して低い電圧
Ｖｆをさらに重畳することもできる。上記Ｖｆを変化さ
せるとレンズの電位分布が変わるので、レンズの焦点位
置を変えることができる。このことは１例えば偏向に伴
う像面湾曲収差補正のための焦点調整や、露光装置等に
おける試料面の高さ変動による焦点位置ずれの補正など
に利用することができる。上記のようにすれば。
焦点補正レンズを別個に設ける必要がないので、光学系
の構成を簡単にすることができる。
の構成を簡単にすることができる。
本発明による静電形集束偏向装置は、静電形レンズの電
極の少なくとも１つの電極を複数個に分割した偏向器と
、開口を有するシールド電極とを有する静電形集束偏向
装置において、上記シールド電極の開口内に偏向器を配
置し、該偏向器の端面と上記シールド電極のレンズ電極
側の面とが同一平面上に位置するようにしたことにより
、電界が集中しやすいインレンズ偏向電極の両端部エツ
ジ部分の電界を均一にすることができ、これにより電界
集中によって生じる放電をなくすことができる。第７図
に示した従来例では１例えば偏向器の内径を５腸■とす
るとシールド電極と偏向電極との間隔は、偏向電界を乱
さないために内径程度、すなわち５ＩＩＩＩｌ程度とな
る必要がある。シールド電極の厚さを２ｓｍとするとレ
ンズ全体で１４＋ｕｓ長くなる。これに対して本発明で
は、上記のようにレンズが長くならないので収差を小さ
くできる。例えば、レンズ電極Ｌ１、Ｌ３の厚さを２ｍ
ｍ、レンズ電極ＬＬ、Ｌ３とシールド電極Ｓとの間隔を
５ｍｍとし、偏向電極長を１０ｍｍとすると、ワーキン
グディスタンス（試料面３とレンズ電極との間隔）１０
ｍｍにおいて球面収差係数５５０ｍｍ （倍率＝０のと
き）となる。同じワーキングディスタンスで第７図の従
来例では球面収差係数が１４５０ｍ■と大きい、上記の
ように、本発明の低収差化の効果は大きい、さらにシー
ルド電極の開口の中に偏向電極が入っているので、偏向
電極の内側では、偏向電極がシールド電極の影響をシー
ルドすることになり、補助電極が光軸近傍のレンズ場に
与える影響を無視できる。したがって、シールド電極の
開口はレンズ電極のように特に高精度に加工する必要が
なく、製造が容易であるという効果もある。また、偏向
電極に電圧を重畳することにより、焦点補正レンズの機
能を持たせることができる。このようにすれば、焦点補
正レンズを他に１つ設ける必要がなくなるため、光学系
の構成が簡単になる。上記のように本発明は、インレン
ズ偏向器における放電の問題を解決し、さらに製作が容
易な構造を実現することによっ・て、実用的な低収差の
静電形集束偏向装置を得ることができる。
極の少なくとも１つの電極を複数個に分割した偏向器と
、開口を有するシールド電極とを有する静電形集束偏向
装置において、上記シールド電極の開口内に偏向器を配
置し、該偏向器の端面と上記シールド電極のレンズ電極
側の面とが同一平面上に位置するようにしたことにより
、電界が集中しやすいインレンズ偏向電極の両端部エツ
ジ部分の電界を均一にすることができ、これにより電界
集中によって生じる放電をなくすことができる。第７図
に示した従来例では１例えば偏向器の内径を５腸■とす
るとシールド電極と偏向電極との間隔は、偏向電界を乱
さないために内径程度、すなわち５ＩＩＩＩｌ程度とな
る必要がある。シールド電極の厚さを２ｓｍとするとレ
ンズ全体で１４＋ｕｓ長くなる。これに対して本発明で
は、上記のようにレンズが長くならないので収差を小さ
くできる。例えば、レンズ電極Ｌ１、Ｌ３の厚さを２ｍ
ｍ、レンズ電極ＬＬ、Ｌ３とシールド電極Ｓとの間隔を
５ｍｍとし、偏向電極長を１０ｍｍとすると、ワーキン
グディスタンス（試料面３とレンズ電極との間隔）１０
ｍｍにおいて球面収差係数５５０ｍｍ （倍率＝０のと
き）となる。同じワーキングディスタンスで第７図の従
来例では球面収差係数が１４５０ｍ■と大きい、上記の
ように、本発明の低収差化の効果は大きい、さらにシー
ルド電極の開口の中に偏向電極が入っているので、偏向
電極の内側では、偏向電極がシールド電極の影響をシー
ルドすることになり、補助電極が光軸近傍のレンズ場に
与える影響を無視できる。したがって、シールド電極の
開口はレンズ電極のように特に高精度に加工する必要が
なく、製造が容易であるという効果もある。また、偏向
電極に電圧を重畳することにより、焦点補正レンズの機
能を持たせることができる。このようにすれば、焦点補
正レンズを他に１つ設ける必要がなくなるため、光学系
の構成が簡単になる。上記のように本発明は、インレン
ズ偏向器における放電の問題を解決し、さらに製作が容
易な構造を実現することによっ・て、実用的な低収差の
静電形集束偏向装置を得ることができる。
第１図は本発明による静電形集束偏向装置の構成図、第
２図は偏向器の構造説明図で、（ａ）は偏向器部の断面
図、（ｂ）は光軸方向から見た偏向器を示す図、第３図
は偏向電極における等電位線を示す図、第４図は従来の
レンズ後置の偏向器構成図、第５図は従来のインレンズ
偏向器の構成図、第６図は従来のインレンズ偏向器にお
ける等電位線を示す図で、（ａ）は電極のエツジ部分を
加工しない場合、（ｂ）は上記エツジ部分をまるく加工
した場合を示す図、第７図はシールド電極を有する従来
のインレンズ偏向器の構成を示す断面図である。 Ｄ１〜Ｄ８・・・偏向器（偏向電極） Ｌｌ、Ｌ３・・・静電形レンズ電極 Ｓ・・・シールド電極 特許出願人 日本電信電話株式会社 代理人弁理士 中 村 純之助 矛２図 矛４ 図 十６図 （ａ） （ｂ）
２図は偏向器の構造説明図で、（ａ）は偏向器部の断面
図、（ｂ）は光軸方向から見た偏向器を示す図、第３図
は偏向電極における等電位線を示す図、第４図は従来の
レンズ後置の偏向器構成図、第５図は従来のインレンズ
偏向器の構成図、第６図は従来のインレンズ偏向器にお
ける等電位線を示す図で、（ａ）は電極のエツジ部分を
加工しない場合、（ｂ）は上記エツジ部分をまるく加工
した場合を示す図、第７図はシールド電極を有する従来
のインレンズ偏向器の構成を示す断面図である。 Ｄ１〜Ｄ８・・・偏向器（偏向電極） Ｌｌ、Ｌ３・・・静電形レンズ電極 Ｓ・・・シールド電極 特許出願人 日本電信電話株式会社 代理人弁理士 中 村 純之助 矛２図 矛４ 図 十６図 （ａ） （ｂ）
Claims (3)
- （１）静電レンズの電極のうち少なくとも１つの電極を
複数個に分割した偏向器と、開口を有するシールド電極
とを備えた静電形集束偏向装置において、上記シールド
電極の開口内に偏向器を配置し、該偏向器の端面と、上
記シールド電極のレンズ電極側の面とが、同一平面上に
位置するようにしたことを特徴とする静電形集束偏向装
置。 - （２）上記シールド電極は、該シールド電極の電位を、
偏向電圧をゼロにしたときの偏向電極の電位と同じにな
るように設定したことを特徴とする特許請求の範囲第１
項に記載した静電形集束偏向装置。 - （３）上記偏向電極は、各偏向電極にそれぞれ同じ電圧
が重畳されていることを特徴とする特許請求の範囲第２
項に記載した静電形集束偏向装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20666785A JPS6269455A (ja) | 1985-09-20 | 1985-09-20 | 静電形集束偏向装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20666785A JPS6269455A (ja) | 1985-09-20 | 1985-09-20 | 静電形集束偏向装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6269455A true JPS6269455A (ja) | 1987-03-30 |
Family
ID=16527134
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP20666785A Pending JPS6269455A (ja) | 1985-09-20 | 1985-09-20 | 静電形集束偏向装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6269455A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005536006A (ja) * | 2002-01-30 | 2005-11-24 | バリアン・インコーポレイテッド | イオントラップ質量分析計のための一体化されたイオン集束兼ゲートレンズ系 |
| JP2008543014A (ja) * | 2005-06-03 | 2008-11-27 | シーイービーティー・カンパニー・リミティッド | 単純構造の超小型電子カラム |
| JP2008293977A (ja) * | 2007-05-24 | 2008-12-04 | Ceos Corrected Electron Optical Systems Gmbh | モノクロメータおよびモノクロメータを備えた放射源 |
-
1985
- 1985-09-20 JP JP20666785A patent/JPS6269455A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005536006A (ja) * | 2002-01-30 | 2005-11-24 | バリアン・インコーポレイテッド | イオントラップ質量分析計のための一体化されたイオン集束兼ゲートレンズ系 |
| JP2008543014A (ja) * | 2005-06-03 | 2008-11-27 | シーイービーティー・カンパニー・リミティッド | 単純構造の超小型電子カラム |
| JP2008293977A (ja) * | 2007-05-24 | 2008-12-04 | Ceos Corrected Electron Optical Systems Gmbh | モノクロメータおよびモノクロメータを備えた放射源 |
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