(57)【要約】【課題】粒子線用の静電偏向システムを提供する。【解決手段】本発明は、特にリソグラフィ装置又は測定器のミクロ構造及びナノ構造用途に使用できる粒子放射線用の静電偏向システムに関する。本発明の提案する目的によれば、この種類の偏向システムの個々の電極は、互いに対し非常に正確な軸対称配置を永続的に有しかつ保持するべきである。本発明による静電偏向システムでは、ロッド状の電極は、粒子線を方向付けることができる内側方向に中空のキャリアに軸対称配置で保持される。キャリアは、互いに接続される少なくとも２つ、多くても４つのキャリア部材から形成される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ロッド状の電極が、電子線が通過して方向付けられる内側方向に中空のキャリアに軸対称配置で保持される、粒子線用の静電偏向システムにおいて、前記キャリア（１）が、互いに接続される少なくとも２つ、多くても４つのキャリア部材（１．１、１．２）から形成されることを特徴とする偏向システム。
【請求項２】
電極（２）用の支持領域（３．１、３．２）が、前記キャリア部材（１．１、１．２）に設けられ、前記電極（２）が材料接着によって前記支持領域（３．１、３．２）に固定されることを特徴とする、請求項１に記載の偏向システム。
【請求項３】
前記支持領域（３．１、３．２）が、前記キャリア部材（１．１、１．２）の端部に形成されることを特徴とする、請求項１又は２に記載の偏向システム。
【請求項４】
前記支持領域（３．１，３．２）が階段状に構成され、前記電極（２）が、規定方法で規定されたように軸対称配置で階段の溝に着座するようにそれぞれ夫々配置されることを特徴とする、請求項１〜３のいずれか一項に記載の偏向システム。
【請求項５】
前記ステップ階段の溝が、９０度のＶ溝を形成することを特徴とする、請求項１〜４のいずれか一項に記載の偏向システム。
【請求項６】
それらのそれぞれ夫々の凸状湾曲が前記偏向システムの長手方向軸線に対し半径方向外側に方向付けられるように、前記電極（２）が前記キャリア部材（１．１、１．２）にで配向されることを特徴とする、請求項１〜５のいずれか一項に記載の偏向システム。
【請求項７】
少なくとも１つの追加の支持領域（３．３）が、端面に配置された前記支持領域（３．１、３．２）の間に配置／形成されることを特徴とする、請求項１〜６のいずれか一項に記載の偏向システム。
【請求項８】
前記キャリア部材（１．１、１．２）及び前記電極（２）が誘電材料から形成され、かつ前記キャリア部材（１．１、１．２）の内部に導電性コーティングが設けられ、前記電極（２）の外側に導電性のコーティングが設けられることを特徴とする、請求項１〜７のいずれか一項に記載の偏向システム。
【請求項９】
前記電極（２）が、電気的に絶縁されるように材料接着によって前記支持領域（３．１、３．２）での前記キャリア部材（１．１、１．２）に接続されることを特徴とする、請求項１〜８のいずれか一項に記載の偏向システム。
【請求項１０】
前記電極（２）が、前記偏向システムの長手方向軸線に対し少なくとも２つの異なる直径で配置されることを特徴とする、請求項１〜９のいずれか一項に記載の偏向システム。
【請求項１１】
前記電極（２）が、異なる外径によってキャリアに保持されることを特徴とする、請求項１〜１０のいずれか一項に記載の偏向システム。
【請求項１２】
シールドフランジが、前記支持領域（３．１、３．２、３．３）の範囲に配置されることを特徴とする、請求項１〜１１のいずれか一項に記載の偏向システム。
【請求項１３】
２つのシールドフランジが前記端面の外側終端を形成し、互いに接続された前記キャリア部材（１．１、１．２）に材料接着によって接続されることを特徴とする、請求項１〜１２のいずれか一項に記載の偏向システム。
【請求項１４】
前記個々の電極（２）用の電気接点が、前記シールドフランジの一方の中に又はその一方の上に一体化されるか又はその一方に配置されることを特徴とする、請求項１〜１３のいずれか一項に記載の偏向システム。
【請求項１５】
前記電極（２）が、引き伸ばし工程によってガラスから製造されることを特徴とする、請求項１〜１４のいずれか一項に記載の偏向システム。
【請求項１６】
前記電極（２）の導電性コーティングが、上下に形成される複数の異なる金属の層を備える層系から形成されることを特徴とする、請求項１〜１５のいずれか一項に記載の偏向システム。
【請求項１７】
前記層系が、チタン、プラチナ及び金から形成されることを特徴とする、請求項１〜１６のいずれか一項に記載の偏向システム。
【請求項１８】
前記キャリア部材（１．１、１．２）がガラスセラミックから形成され、前記キャリア部材の内部に、金の層が形成されるニッケル層を備える導電性コーティングが設けられることを特徴とする、請求項１〜１７のいずれか一項に記載の偏向システム。
【請求項１９】
電気的に絶縁されるように前記電極（２）が前記キャリア部材（１．１、１．２）に締結されることができるように、導電性コーティングがない領域が、前記支持領域（３．１、３．２、３．３）に設けられることを特徴とする、請求項１〜１８のいずれか一項に記載の偏向システム。
【請求項２０】
前記電極（２）が、少なくとも１つの端面に斜角に接地されることを特徴とする、請求項１〜１９のいずれか一項に記載の偏向システム。
【請求項２１】
前記電極（２）の湾曲の向きを示すマークが、前記電極（２）に設けられることを特徴とする、請求項１〜２０のいずれか一項に記載の偏向システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、特にリソグラフィ装置又は測定器（例えばＲＥＭ）のミクロ構造及びナノ構造用途のために使用できる粒子放射線用の静電偏向システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
上に言及したような工程のため、荷電粒子、特に小さな時定数を有する電子の高精密偏向の能力を有することが望ましい。さらに、この種類の偏向システムの空間要件は、偏向システムが電子光学式装置の好ましい位置に取り付けられることができるように小さくあるべきである。
【０００３】
（特許文献１）は、ロッド状の電極要素が保持装置の内側に配置される静電偏向装置を開示している。個々の電極要素は、所定の特定の抵抗を有する導電性セラミック材料から製造される。保持装置は、中空円筒状の管として構成される。次に、個々の電極要素は、保持装置内に所望の軸対称配置で挿入され、材料接着によって保持装置に接続される。
【０００４】
この関連で、正確な軸対称を維持するように個々の電極要素が互いに配置されるときに粒子線の高精密偏向に必要とされる調整精度が、一方で、組立中に満たされることができず、他方で、材料接着による接続が、保持装置における個々の電極要素の位置決めの偏差をもたらすことが判明している。材料接着接続は、ホルダに形成された開口部を通したスポット半田付け接続又は接着接続によって行われる。
【０００５】
偏向システムはまた、低収差の電子光学的な解決方法に有利である、急速に変化する磁場で使用するために適切であるべきである。
【０００６】
容易に再現可能でない電子線用の偏向装置も、この形態で製造することができる。
【０００７】
さらに、個々の電極が張力ワイヤから形成される偏向システムが、例えば（特許文献２）に記載されているようにまた公知である。引張力が加えられるワイヤは、特に、ワイヤが、それらの材料接着された接続箇所において高い機械負荷にさらされ、離脱又は異なるプレテンションをもたらす可能性があるという弱点を形成する。
【０００８】
さらに、個々の電極を形成するワイヤは、電子線の偏向のために使用できる電界の不均質をもたらす電気パラメータの偏差を有することがある。
【０００９】
【特許文献１】独国特許出願公開第１９９３０２３４Ａ１号明細書
【特許文献２】欧州特許出願公開第１０３３７３８Ａ１号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
したがって、本発明の目的は、個々の電極が互いに対し非常に正確な軸対称配置を永続的に有しかつ保持する、粒子放射線用の静電偏向システムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明によれば、この目的は、請求項１の特徴を有する粒子放射線用の静電偏向システムによって達成される。
【００１２】
有利な実施形態及び本発明の別の発展形態は、従属請求項に示された特徴によって達成されることができる。
【００１３】
本発明による静電偏向システムは、同様に、内側方向に中空のキャリアに軸対称配置で保持される従来技術から公知のような複数のロッド状の電極を使用する。次に、偏向されるべきそれぞれ夫々の粒子放射線は、リソグラフィック用途のために、ロッド状の電極の周りに形成されかつ対応して干渉されることができる電界によってそ粒子線の偏向に干渉することができるように、この中空キャリアを通して方向付けることができる。本発明によるキャリアは、互いに接続される少なくとも２つ、多くても４つのキャリア部材から形成される。キャリアは、２つのキャリア部材によって形成されることが好ましい。
【００１４】
個々のキャリアを形成するためにキャリア部材を実際に組み立てる前に、ロッド状の電極を個々のキャリア部材に取り付けることができる。このようにして、有利な配置でロッド状の電極を挿入するときに、キャリアの内部に非常に容易にアクセスでき、この結果、ロッド状の電極を正確に位置決めかつ調整して、電極をキャリア部材にあらかじめ固定することが可能である。これにより、光学的又は触覚的な測定方法に対するアクセスも容易になる。
【００１５】
キャリアを形成するキャリア部材は、キャリアの組立時、キャリア部材を正確に位置決めし、調整し、好ましくは材料接着によって引き続き互いに接続できるように、あらかじめ機械的に加工できることが好ましい。組立中、個々の電極の配置は保持され、システム全体のために軸対称が形成される。
【００１６】
ロッド状の電極の位置決め及び調整により、電極用の支持領域をキャリア部材に設けることが有利である。次に、個々の電極は、材料接着によってそれぞれ夫々の支持領域に固定することができる。このことは、半田接続によって、また接着接続によっても実施できることが好ましい。
【００１７】
個々の電極は、２つの支持領域に互いにある距離ですでに支持かつ固定されているべきであろう。
【００１８】
特に有利な方法で、支持領域は、直接キャリア部材の端部に形成される。支持領域は、キャリア部材から形成されたキャリアの内部に形成された環状フランジに形成することができる。１つの支持領域は、キャリア部材の端面に形成されるべきであり、他の支持領域は、キャリア部材の反対側の端面に形成されるべきである。
【００１９】
支持領域は、階段状に構成できることが好ましく、これは、それぞれ夫々のキャリア部材の機械加工によって高精度に実施することができる。
【００２０】
電極の正確な位置決めのため、これらの電極は、各々の場合に階段に着座するように運動学的に規定された方法で配置することができ、次に、すでに言及したように、材料接着によって固定することができる。このようにして、静電偏向システムの個々の電極の規定された軸対称配置を達成し、同様に永続的に維持することができる。支持領域の階段構造の個々の階段の隅部は、９０度のＶ溝として構成することができる。
【００２１】
同様に、個々の電極のある湾曲は、特に、本発明による偏向システムに使用できるロッド状の電極が、高いアスペクト比、すなわち、外径又は断面寸法と比較して大きな長さを有するという製造技術に関する理由で回避できない。しかし、本発明による偏向システムを使用する場合、この種類の曲率は、粒子線を偏向するために規定された電界形成に悪影響を及ぼす可能性がある。
【００２２】
この理由で、個々の電極を組み立てて、キャリア部材に固定するとき、個々の電極のそれぞれ夫々の湾曲を考慮すべきである。例えば、キャリア部材に締結される個々の電極の配置及び向きは、電極のそれぞれ夫々の凸状湾曲が偏向システムの長手方向軸線に対し半径方向外側に方向付けられるように、有利に選択することができる。このようにして、キャリアにおける電極の所望の軸対称配置に、プラスの影響を再び及ぼすことができる。
【００２３】
さらに、組立前に個々の電極を測定して、電極のそれぞれ夫々の湾曲を決定することができる。
【００２４】
このようにして、同一の湾曲を有するが、湾曲が少なくとも狭い許容範囲内にある電極を、特に有利な方法で偏向システムに使用することができる。
【００２５】
それ自体公知の光学的な測定方法を用いて、湾曲を決定することができる。電極の凸状湾曲の向きも検出され、電極をキャリア部材に装着する間に当該湾曲を半径方向にプラスマイナス５°の許容範囲内に維持できることを保証するために、それぞれ夫々のロッド状の電極を、少なくとも１つの端面に斜めの角度で接地することができる。次に、この斜めに傾斜した端面を使用して、凸状湾曲の向きを決定することができる。この決定後、この端面、又は反対側の端面に、それぞれ夫々のロッド状の電極の湾曲の向きに関する情報を運ぶことができる対応するマークを設けることができる。
【００２６】
したがって、キャリアに配置されかつ対応して固定され、そして対応して配向される電極によって、一種のバレル状又はウェスト付きのケージを形成することができる。
【００２７】
特に有利な実施形態では、キャリア部材に、したがって、組立後にキャリアに、少なくとも１つの追加の支持領域を設け、形成することができる。この種類の支持領域は、外側方向に曲がったロッド状の電極が２つの外側支持領域の間に配列されたこの支持領域に接触して、ロッド状の電極の湾曲が可能な限り低減されることができるように、端部に配置された支持領域の間の中央に配置できることが好ましい。
【００２８】
この第３の支持領域、必要に応じて、他の支持領域も、すでに言及したような段付き構造を有することができ、ロッド状の電極の位置決め及び固定は、同様にそれぞれ夫々の階段の対応する溝で実施することができる。
【００２９】
キャリアを形成するために組み立てられるべきキャリア部材は、高強度で寸法安定性を有する誘電材料から製造されるべきである。さらに、キャリア部材は、所望の著しく精密なミクロ構造のため可能な限り機械的に加工可能であるべきである。例えば、ガラスセラミックはキャリア部材に適切な材料である。このようにして、例えば、金属の使用と反対に、渦電流を防止することができる。
【００３０】
静電荷を防止するために、これらのキャリア部材に導電性被覆が設けられるべきであり、次に、本発明による偏向システムを使用するときに、このコーティングをグラウンドに接続することができる。
【００３１】
このため、キャリア部材の外面に金属被覆又は他の導電性被覆を設けることができる。
【００３２】
このため、金属又は合金を含む個々の層又は層系を形成することができる。
【００３３】
例えば、無電解工程によって、キャリア部材の表面にニッケル被膜、次に金被膜を設けることが可能である。金被膜は、半田付けによって材料接着接続用の濡れの改良を可能にする。しかし、非常に優れた伝導率と優れた濡れ挙動とを有する被膜を生成できる他の被覆方法及び層又は層系も使用することができる。このことはまた、環境の影響から保護し、プラズマによる清浄の可能性を提供する。金の代わりに、同様にこの特性を有する他の金属も使用することができる。
【００３４】
ロッド状の電極と接触する又はそれと接触できるキャリア部材の支持領域の範囲は、互いに対し導電性であってはならず、したがって、各々の個々の電極はその隣接部から電気的に絶縁されるように保持される。
【００３５】
これらの表面は被覆できないか、あるいは後で被覆を再び除去することができる。このことは、例えば、極小カッタによる機械的除去によって、あるいは化学的に局部エッチングによって実施することができる。
【００３６】
本発明による偏向システムに使用できるロッド状の電極はまた、誘電材料から有利に製造することができ、この誘電材料は、後で電極の外面に導電的に被覆される。このことはまた、急速に変化する磁場で使用する場合に有利である。
【００３７】
例えば、ロッド状の電極は、好ましくは引き伸ばし工程によってガラスから製造できる。製造のために、ホウケイ酸ガラス、好ましくは石英ガラスを使用することができる。
【００３８】
上述の種類のロッド状の電極を製造する場合、一定の直径を維持して曲げと捻れを防止するために、均一な真円度及び円筒度を可能な限り提供するように注意しなければならない。
【００３９】
製造後、適切な測定方法を用いて、あるガイドラインに従って選択及び分類を実施することができる。外径及びそれぞれ夫々の曲線／湾曲は、適切な選択パラメータであり得るので、偏向システムで使用されるロッド状の電極は少なくともほとんど同一である。
【００４０】
曲線／湾曲は、例えば２００ミリメートルの電極長さを前提とすると、電極の全長にわたって５μμｍ未満であるべきである。真円度及び円筒度からの偏差は、１μμｍ未満であるべきである。直径の変化は、同様に、１μμｍ未満であるべきである。
【００４１】
次に、誘電材料から製造されたロッド状の電極には、真空下の使用のために優れた電気伝導率、高い接着強度、及び適合性を有する導電性被覆を引き続き設けることができる。さらに、電極は、半田付け可能であり、炭化水素を含んではならない。
【００４２】
これらの特性は、複数の異なる金属層を含む層系によって特に有利な方法で達成できることが判明している。この種類の層系は、多段階のスパッタリング工程によって形成することができる。しかし、個々の被膜も使用することができる。
【００４３】
接着を付与するチタン被膜は、誘電材料から製造された電極の外面に直接形成することができる。次に、プラチナの拡散障壁層をこのチタン被膜に適用でき、次に、半田付け可能な金層をこのプラチナ層に適用できる。この種類の層系は、約３００ｎｍの合計厚さを有することができる。
【００４４】
可能ならば、本発明による偏向システムに少なくとも８つの電極を使用すべきである。しかし、多くの用途のため、より多くの電極が好ましい。例えば、１２又は２０のこのような電極を問題なく偏向システムに使用することができる。しかし、簡単な用途では、４つの電極でも十分であり得る。
【００４５】
長手方向軸線に対し異なる直径を有する電極を配置することも有利である。電極は、偏向システムの長手方向軸線に対し少なくとも２つの、好ましくは少なくとも３つの異なる直径で偏向システムに配置することができる。この種類の配置では、軸対称も考慮すべきである。したがって、可能な限り均質な電界がシステム内部に形成され、高次の干渉、例えば三次及び五次のフィールドの特に優れた抑圧が達成される。このことはまた、同一又は異なる直径を有する電極の他の配置によって達成することができる。
【００４６】
すでに言及したように、導電性被覆を有しない範囲が支持領域にある。この理由で、シールドフランジが支持領域の範囲に配置されることが有利である。
【００４７】
例えば、２つのシールドフランジは端面の外側終端を形成することができる。シールドフランジは、キャリアを形成するためにすでに組み立てられていたキャリア部材に材料接着によって接続できる。しかし、これらの端部終端は、粒子線が偏向システムによって方向付けられることができる開口部があるように形成されるべきである。
【００４８】
第３の支持領域が偏向システム用のキャリアに設けられる場合、シールドフランジも偏向システムに設けるべきである。このシールドフランジは、環状構造として製造することができ、支持領域の段状輪郭の外側輪郭は、電極の配置を考慮しつつ電極用の対応する凹部により構成できる。この後者の特徴の他の形態は、電極が、変形及び捻れをもたらす力にもさらされないことである。
【００４９】
電極は、端面に配置された特に支持領域でキャリア部材に接続することができる。このことは、適切な半田によるレーザ半田付け工程によって、必要に応じて、フラックスを添加して実施することができる。
【００５０】
キャリア部材への電極の材料接着接続は、接着によっても実施することができる。このために、真空条件下での使用に適切な紫外線硬化可能な接着剤を使用すべきことが好ましい。
【００５１】
キャリア部材に装着かつ固定される電極は、一方の端部に導電的に接触する。このことは、例えば、約１００μμｍの直径を有する細い金ワイヤを半田付けすることによって実施することができる。次に、これらの金ワイヤは、粒子線の特定の偏向のために各々の個々の電極が適切な電圧によって作用されることができるように、接触板の対応する接触面に導電的に再び接続することができる。しかし、ある電極は群を形成することができ、その各々は同一の電圧によって作用されるか、あるいはグラウンドに接続される。
【００５２】
接触面が設けられるこの種類の接触板は、偏向システムの端面に配置することができる。このことは、シールドフランジで実施することができるか、あるいは接触板は、この種類のシールドフランジの一体構成要素であり得る。
【００５３】
次に、実施例によって本発明についてより詳細に説明する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００５４】
図１は、共通のキャリア１を形成するために他のキャリア部材１．２（図示せず）と共に組み立てることができ、次に、好ましくは材料係合により、例えばレーザ半田付けによって互いに接続できるキャリア部材１．１の頂面図を示している。
【００５５】
支持領域３．１、３．２と３．３は、２つの外端面に、その中央に形成される。
【００５６】
キャリア部材１．１、ならびに図示していないキャリア部材１．２は、機械的なミクロ加工によってガラスセラミックから製造することができる。特に、支持領域３．１、３．２と３．３の階段構造は、このようにして、所望の高精度を有するように機械的に形成することができる。
【００５７】
キャリア部材１．１は、概要に説明したように層系で被覆される。したがって、金の上層が設けられるニッケルの基層は、層系として製造される。次に、支持領域３．１、３．２と３．３の個々の表面領域の間の被覆は、個々の領域の間の電気絶縁を達成するために後で除去される。
【００５８】
支持領域３．１、３．２と３．３の階段構造の構成は、図２に示したキャリア部材１．１の側面図から特に明瞭に理解することができる。
【００５９】
電極２は、規定方法で規定方法で位置決めされるように、階段のすべての９０度のＶ溝に挿入され、概要に同様にすでに説明したように、材料接着によって接続される。
【００６０】
さらに、電極２は、本発明によるキャリア１及び偏向システムの長手方向軸線に対し異なる直径で配置され、電極２はまた、異なる外径を有することができることが図２から明らかである。長手方向軸線に対し共通の直径で配置された電極２は、同一の外径を有するべきである。
【００６１】
図３は、キャリア１を形成するために組み立てられて接合され、各々の場合にキャリア部材に締結された電極２を有するキャリア部材１．１と１．２を示している。長手方向軸線に対し異なる直径の電極２の配置は、この図でも理解することができる。
【００６２】
電極２は、引き伸ばし工程によって石英ガラスから得られ、概要に説明したように、電極２には、チタンの接着層を有する層系、プラチナの拡散障壁層、及び金層が設けられた。
【図面の簡単な説明】
【００６３】
【図１】本発明による偏向システムの実施例を示したキャリア部材の頂面図である。
【図２】電極を有するキャリア部材の側面図である。
【図３】互いに接続されて共通のキャリアを形成する図１による２つのキャリア部材を示した側面図である。
【符号の説明】
【００６４】
１  キャリア
１．１、１．２  キャリア部材
２  電極
３．１、３．２、３．３  支持領域
【図１】
2006216558.tif 000003
【図２】
2006216558.tif 000004
【図３】
2006216558.tif 000005
【外国語明細書】
2006216558000001.pdf
2006216558000002.pdf
2006216558000003.pdf
2006216558000004.pdf