(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
中心部にホールをそれぞれ備えた複数のマイクロレンズと、前記複数のマイクロレンズ間にそれぞれ挿置される複数の絶縁層と、を備える電子ビームマイクロカラムのレンズ組立体の製作方法において、
実質的に互いに合同な外周線を有するマイクロレンズと絶縁層を用い、前記絶縁層の表面が前記マイクロレンズにより完全には覆われないように、前記マイクロレンズの外周線を前記絶縁層の外周線に対して該絶縁層のホールの周りに所定の角度ねじって、前記絶縁層と前記マイクロレンズを陽極ボンディングしてマイクロレンズ組立セットを予め１以上形成する段階と、
前記マイクロレンズ組立セットと他のマイクロレンズまたは他のマイクロレンズ組立セットを積層するが、前記マイクロレンズ組立セットの絶縁層と他のマイクロレンズまたは他のマイクロレンズ組立セットのマイクロレンズを互いに接触させ、且つ、前記マイクロレンズ組立セットの絶縁層のマイクロレンズにより覆われていない部分が他のマイクロレンズまたは他のマイクロレンズ組立セットのマイクロレンズと接触するように前記マイクロレンズのホールの整列を介して整列して積層する段階と、
前記積層されたマイクロレンズ組立セットが互いに融着するように前記マイクロレンズ組立セットの絶縁層のマイクロレンズにより覆われていない部分を通って他のマイクロレンズとボンディングされるようにレーザビームを進行させる段階と、を含むことを特徴とする電子ビームマイクロカラムのレンズ組立体組立方法。
【請求項２】
前記マイクロレンズ組立セットの前記マイクロレンズの外周線と前記絶縁層の外周線は、前記ホールを軸として４５度ねじれて陽極ボンディングされることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記積層されたマイクロレンズ組立セットは、第１マイクロレンズ組立セットと第２マイクロレンズ組立セットを含み、前記第１マイクロレンズ組立セットのマイクロレンズと前記第２マイクロレンズ組立セットのマイクロレンズは実質的に互いに合同な外周線を有し、前記レーザビームの進行時に、前記第１マイクロレンズ組立セットのマイクロレンズと隣り合う前記第２マイクロレンズ組立セットの絶縁体が融着接点の生成のためにレーザビームの進行通路を形成するように、前記第２マイクロレンズ組立セットのマイクロレンズの外周線を、前記第１マイクロレンズ組立セットのマイクロレンズの外周線に対し、前記ホールを軸として所定の角度だけ捻って整列することを特徴とする請求項１または２に記載の方法。
【請求項４】
前記ホールは、円形または多角形であることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の方法。
【請求項５】
前記レーザビームを進行させる段階後、レンズ組立体全体を陽極ボンディングする段階をさらに含むことを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の方法。
【請求項６】
前記陽極ボンディングが、広い接触面を有するフラット電極を前記マイクロレンズの上部表面に接触させて行われることを特徴とする請求項２または５のいずれかに記載の方法。
【請求項７】
前記マイクロレンズの覆われていない部分に配線結合を行うことを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の方法。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれかに記載の方法により製造されたマイクロカラムのレンズ組立体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子ビームマイクロカラムのレンズ組立体の製造方法及びその方法により製造されるレンズ組立体に係り、詳しくは、電子ビームリソグラフィ及び電子顕微鏡などの種々の分野において一層高精度であり、かつ、高い解像度を有する電子ビームマイクロカラムのレンズ組立体の製作方法及びそのレンズ組立体に関する。
【背景技術】
【０００２】
スキャニングトンネリング顕微鏡（ＳＴＭ）の基本原理下で動作する電子放出源及び微細構造の電子光学部品に基づく電子ビームマイクロカラムは、１９８０年代に入ってはじめて導入されている。電子ビームマイクロカラムは、微細な部品を精度よく組み立てて光学数値を最小化して向上した電子カラムを形成し、マイクロ構造は多数を配列して並列または直列構造のマルチ電子カラムに用いられる。
【０００３】
かかるマイクロカラムは、マイクロレンズ及びデフレクターを含む高縦横比の機械的な微細構造物である。このマイクロカラムを構成するマイクロレンズ組立体は（レンズ電極用メンブレイン窓を有する）多重層のシリコンチップであるか、または、１００ないし１５０μｍの厚さの絶縁層により互いに離隔されたシリコン層である。これらのマイクロカラムのマイクロレンズ組立体は、数マイクロメートルから数百マイクロメートルの直径の孔を有する。最適な精度のためには、ボアの真円度はナノメートルの範囲になる必要があり、要素間の整列誤差は１μｍ未満の範囲にあることが求められる。
【０００４】
図１は、周知のＳＴＭ整列フィールド放出（ＳＡＦＥ）の概念に基づく１ｋＶのマイクロカラムを示す断面図であり、ソースレンズ部１及びアインジェルレンズ（Einzel lens）部３が示されている。スキャニングトンネリング顕微鏡（ＳＴＭ）方式のポジショナーに取り付けられた電子放出源５は、サンプル平面２５に向かって電子ビーム６を放射する。このようなビーム６は、先ず、シリコンマイクロレンズよりなるソースレンズ１、例えば、中央軸に５μｍの直径の孔を有するエキストラクター７、１００μｍ直径の孔を有する加速電極１１、及び２．５μｍ直径の孔を有する制限開口１３を通過する。３枚のマイクロレンズは、２つの絶縁スペーサ９により分離される。このような絶縁スペーサ９は、好ましくは、耐熱ガラスのタイプであるが、‘  ＨＯＹＡ‘により製造されるＳＤ−２などの絶縁体も使用可能である。ソースレンズ１は、８つの電極よりなるデフレクター１７を含むアルミニウムベース１５上に取り付けられる。その後、電子ビーム６は、アインジェルレンズ３を通過するが、このようなアインジェルレンズは、１００ないし２００μｍ直径のシリコンマイクロレンズ１９、２３により構成され、これらのマイクロレンズの中心部には、１ないし２μｍ厚さの１ｍｍ×１ｍｍサイズのシリコンホール２１が形成されている。それぞれのシリコン層は絶縁スペーサ９により一定の間隔だけ離隔される。その後、電子ビーム６は、サンプルの表面２５に入射して２次電子を放出し、チャンネルトロン検出器２７によりこれらを検出する。
【０００５】
このような従来のマイクロカラムのレンズ組立体の組立は、通常、シリコン成分のマイクロレンズと耐熱ガラス（パイレックス）スペーサの絶縁体を順に積層し、このようにして積層されたレンズと絶縁体との積層物を陽極ボンディングすることにより行われる。このような陽極ボンディングは、図２及び図３に示すように、ガラスを金属及び半導体に結合するための電気化学的な工程である。高温（３００ないし６００℃）下で耐熱ガラスまたは他のガラス内のＮａ２Ｏのナトリウム及び酸素イオンが活性化する。シリコンのマイクロレンズ層５３とガラス絶縁層５５との間に電圧源５２からの電圧が印加されて電場が形成されると、ガラス内のナトリウムイオンは矢印６３のように界面から移動するのに対し、酸素陰イオン６１はシリコン陽極に誘導された正電荷５９に向かって移動して化学結合を形成する。
【０００６】
従来には、単一側部の結合にのみ用いられていたこのような工程は、多重層結合へまでその適用範囲が拡大されている。第１のシリコンとガラスとの結合後に、図３に示すように印加される電圧を逆に変換することにより、他のシリコンチップまたは層を、ガラスの自由表面に結合可能である。この場合、第２のシリコン層５７がガラス絶縁層５５上に位置し、反対電圧が電圧源５２から加えられる。ここで、誘導された正電荷５９はナトリウムイオンを矢印６３の方向に移動させて、酸素陰イオン６１が第２のシリコン層５７と化学的な結合を形成するようにする。満足のいく多重層の結合を達成するために、温度、印加された電圧、結合時間、及び特に、層の表面状態の制御に関心を持つ必要がある。
【０００７】
しかしながら、上記したような陽極ボンディング工程は、多数のマイクロレンズ及び絶縁層を積層した後、陽極ボンディング工程を行うことにより、整列に際して高精度を要するマイクロカラムのレンズ組立体の積層物が加熱冷却される過程において層間整列に変形が起こり、その結果、精度が損なわれる恐れがある。また、陽極ボンディングのために上部の電極がワイヤの接点タイプで接続されるため、実質的にワイヤ電圧により全面積が陽極ボンディングされるまではかなりの時間がかかる。
【０００８】
上記した組立方法以外にも、また、この明細書中に参考として引用される、２００１年３月２２日付けで特許出願された出願番号第２００１−７００３６７９号の出願書には、図４を参照して後述するように、レーザスポットボンディングを用いたマイクロカラムのレンズ組立体についての記述がある。
【０００９】
図４は、３枚のマイクロレンズ８１、８５、８９と２つの絶縁層７７、８７が順に積層されながら、レーザの透過によりスポットボンディング８４が行われてなるマイクロカラムのレンズ組立体９３を示している。
【００１０】
ここで、第１の絶縁層７７及び第２の絶縁層８７はそれぞれ対向するエッジから横方向に突出する２つの延長部、すなわち、’  耳部７９、８８’を備えている。マイクロカラムのマイクロレンズ開口が２μｍまたはこれよりも小さいために、マイクロカラムの多重層が必ず精度よく整列される必要がある。
【００１１】
レーザからレーザビームが発せられると、レーザビームが、第１の絶縁層７７を実質的に透過して第２のマイクロレンズ８５の表面を加熱し、瞬時に第１の絶縁層とレンズの表面において融合が行われる。同様に、レーザビームが融着される部分８４を通ることにより、第２の絶縁層８７の表面が瞬時に融合される。
【００１２】
すなわち、マイクロレンズのシリコンが高温により溶融されて再結晶化するに伴い、絶縁層の隣接部分が加熱され、約４００ないし５００℃においてガラス絶縁層が流動し始める。このとき、約１００μｍ−５００μｍ直径のマイクロ−融着がレーザスポットボンディングまたはマイクロ−融着８４の位置における２つの層間に形成される。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
しかしながら、このような方式によりレーザによりスポットボンディングされたマイクロカラムレンズ組立体の場合、レーザによる融着部８４だけを介してレンズ組立体が形成されるため、組立体が整列を保持し続けるためには、安定性に問題点を有していた。さらに、レーザの透過による融着領域の確保のために、絶縁層に耳部７９、８８を形成しなければならないという不都合が存在していた。
【００１４】
さらに、限られた位置（耳部）を用いた積層を、最下部にあるレンズから順次に行わなければならないという不都合を有していた。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
そこで、上記した不都合を解消するために、本発明の目的は、マイクロレンズと絶縁層を陽極ボンディングしてなるマイクロレンズ組立セットを予備工程の段階で形成することにより両層間の結合を安定的に行い、且つ、組立時間を短縮することのできるマイクロカラムのレンズ組立体の製造方法及びそのレンズ組立体を提供することにある。
【００１６】
本発明の他の目的は、前記マイクロレンズ組立セットを積層してマイクロカラムのレンズ組立体を形成するが、このマイクロレンズ組立セットの整列を容易に行うために、レーザを介してスポットボンディングを行った後、完全な固定により安定性を高めるために陽極ボンディングが行われるマイクロカラムのレンズ組立体の製作方法及びレンズ組立体を提供することにある。
【００１７】
本発明のさらに他の目的は、各レンズからの配線通路及び安定的な配線結合を確保し、且つ、レンズの積層順序に拘わらずに生産力を高めることのできる、マイクロカラムのレンズ組立体の製作方法及びその方法により製作されたレンズ組立体を提供することにある。
【発明の効果】
【００１８】
本発明に係るマイクロカラムのレンズ組立体は、陽極ボンディングを用いて予めマイクロレンズ組立セットを設けた後、これらのマイクロレンズ組立セットを積層することにより積層時間を短縮して積層が容易であり、マイクロレンズ組立セットを構成するマイクロレンズと絶縁層を所定の角度だけねじって結合し、且つ、積層時に前記マイクロレンズ組立セット間にも上記した所定の角度だけ一定にねじって結合することにより、整列を一定にするためのレーザスポットボンディングが容易であり、且つ、一定の方向へのレーザビームの進行が可能であり、フラット電極を介して陽極ボンディングを行うことにより、整列が一定に保持され、陽極ボンディング時間が短縮され、陽極ボンディングにより結合されたそれぞれの層は安定的に整列状態を保持するなど、優れた効果を有する。
【００１９】
例示を目的として、本発明の好ましい実施の形態について説明するが、本発明の範囲を制限するものではない。当業者であれば、本発明の範囲は特許請求の範囲を逸脱しない範囲内で修正、追加及び変形が可能であることが理解できるであろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
上記の目的を達成するために、本発明は、中心部にホールをそれぞれ備えた複数のマイクロレンズと、前記複数のマイクロレンズ間にそれぞれ挿置される複数の絶縁層と、を備える電子ビームマイクロカラムのレンズ組立体の製作方法を提供する。この方法は、絶縁層の表面がマイクロレンズにより完全には覆われないように絶縁層とマイクロレンズを陽極ボンディングしてマイクロレンズ組立セットを予め１以上形成する段階と、前記マイクロレンズ組立セットと他のマイクロレンズまたは他のマイクロレンズ組立セットを積層するが、マイクロレンズ組立セットの絶縁層と他のマイクロレンズまたは他のマイクロレンズ組立セットのマイクロレンズを互いに接触させ、且つ、前記マイクロレンズ組立セットの絶縁層のマイクロレンズにより覆われていない部分が他のマイクロレンズまたは他のマイクロレンズ組立セットのマイクロレンズと接触するように前記マイクロレンズのホールを介して整列して積層する段階と、前記積層されたマイクロレンズ組立セットが互いに融着するように前記マイクロレンズ組立セットの絶縁層のマイクロレンズにより覆われていない部分を通って他のマイクロレンズとボンディングされるようにレーザビームを進行させる段階と、を含むことを特徴とする。
【００２１】
また、本発明に係るマイクロレンズ組立体は、上記の方法により製作されるが、絶縁層と、前記絶縁層の片面に陽極ボンディングされた前記マイクロレンズよりなる複数のマイクロレンズ組立セットが一定方向に進行するレーザにより前記マイクロレンズ組立セットのマイクロレンズと隣り合う他のマイクロレンズ組立セットの絶縁層間に融着接点が形成されて前記複数のマイクロレンズ組立セットが一体になっていることを特徴とする。
【００２２】
以下、本発明の電子ビームマイクロカラムのレンズ組立体の製造方法について詳述する。
【００２３】
先ず、本発明に係る電子ビームマイクロカラムのレンズ組立体の製造方法を簡単に説明すると、マイクロレンズと絶縁層がフラット電極を用いて接触固定されて陽極ボンディングされたマイクロレンズ組立セットを形成し、このようなマイクロレンズ組立セットを積層し、積層されたマイクロレンズ組立セットを固定結合するためにレーザを用いてスポットボンディングを行う。その後、このようにスポットボンディングにより固着されたマイクロレンズ組立セットをより安定に結合するために、陽極ボンディングが行われる。
【００２４】
本発明の好適な実施の形態においては、図５及び図７に示すように、マイクロレンズ組立セットｓｅｔ＿１が形成される。具体的には、同じサイズの直方形または正方形のフラット板のマイクロレンズ１０２と絶縁層１０１が所定の角度だけ、例えば４５度以下にねじれて積層され、その後、フラット電極を用いて陽極ボンディングが行われてマイクロレンズ組立セットｓｅｔ＿１が形成される。
【００２５】
前記マイクロレンズ組立セットｓｅｔ＿１の陽極ボンディングについて一層詳述すると、図７に示すように、印加された電圧により陽極支持部１１７上に位置するシリコンのマイクロレンズ層の誘導された正電荷が、マイクロレンズ組立セットｓｅｔ＿１の上部に位置するフラット陽極１１５により生じたガラス絶縁層の酸素陰イオンと化学的に結合される。このとき、マイクロレンズが正確な整列状態で迅速に結合されるように、上部のフラット陽極１１５は、接触状態に保持されると共に、表面積の広いフラット電極１１７により陽極電圧を印加する。本発明の好適な実施の形態においては、フラット電極１１５が用いられ、これにより、広範な接触が可能になる。また、広い面積に亘って電圧を印加することにより、陽極ボンディングにかかる時間が、従来のワイヤ電極を用いる陽極ボンディングに比べて相当短縮され、安定的になるという長所を有する。
【００２６】
このとき、マイクロレンズと絶縁層の中央に形成された円形のホール１０８の整列を介してマイクロレンズと絶縁層が整列される。前記ホールは、完成されたマイクロカラムのレンズ組立体において電子ビームの進行通路として用いられる。通常、マイクロカラムのレンズ組立体のホールの整列は、マイクロレンズ同士のホール整列である。絶縁層の中央ホールは、マイクロレンズのホールよりも大きく形成される。このため、上記の如きマイクロレンズ組立セットを形成することは、マイクロレンズのホール整列とは異なり、極めて短時間内に行われうる。すなわち、裸眼でもマイクロレンズと絶縁層のホールを整列することができる。ホールが整列された状態で直ちに陽極ボンディングが行われる。このため、マイクロレンズ組立セット形成は短時間内に行われる工程である。
【００２７】
前記捻れ角度について説明すると、以降の工程であるレーザスポットボンディング時に、レーザビームが通過する余裕領域が形成可能な角度だけホール１０８を基準として層を所定の角度だけ回転して結合する。前記角度が４５度である場合は、図６に示すように、捻れ角度が大きいために、上下部のレーザスポットボンディングのための接点を生成するための領域が十分に広く生成されるという長所を有する。図６の場合は、マイクロレンズ組立セットの積層とレーザスポットボンディングが一定の方向に順次に行われることが好ましい。
【００２８】
図５の場合のように、捻れ角度が小さな場合は、接点を形成するためにレーザビームによりボンディングされる領域が図６の場合よりも狭く、レーザスポットボンディングを行うためにマイクロレンズ組立セットを整列させるのが図６よりも困難になることもあるが、より多くのマイクロレンズ組立セットを予め積層した後に一括してレーザスポットボンディングを行う場合に有利である。しかしながら、積層されるマイクロレンズ組立セットが多くなければ、レーザスポットボンディング可能な領域が狭まるという問題は発生しない。
【００２９】
上述したように、本発明のマイクロレンズ組立セットが完成すると、必要な厚さのマイクロカラムのレンズ組立体を製造するために、マイクロレンズ組立セットを所望の数だけ積層する。本発明の実施の形態を、図８及び図９を参照して説明する。第１及び第２のマイクロレンズ組立セットｓｅｔ＿１、ｓｅｔ＿２が積層される。積層された２つのマイクロレンズ組立セットｓｅｔ＿１、ｓｅｔ＿２は、マイクロレンズ１０２、１０４と絶縁層１０１、１０３が４５度以下にねじれて結合されたのと同じ角度及び方向にホール１０８を基準としてねじれて積層される。積層後、両マイクロレンズ組立セットｓｅｔ＿１、ｓｅｔ＿２間の整列が保持されるようにレーザスポットボンディングが行われる。
【００３０】
図８の中心に点の入った丸印の位置に向かい、図９の矢印の方向に沿ってレーザビームが進行すると、第２のマイクロレンズ組立セットｓｅｔ＿２の透明な絶縁層１０３を通って第１のマイクロレンズ組立セットｓｅｔ＿１のマイクロレンズ１０２に達するレーザビームによりレーザスポットボンディングが４個所で行われる。このレーザスポットボンディングによりマイクロレンズ組立セットｓｅｔ＿１、ｓｅｔ＿２間の整列が乱れないように固定される。
【００３１】
また、図６の実施の形態における積層は、より簡単に行われる（図示せず）。具体的には、図８の実施形態とは異なり、第１及び第２のマイクロレンズ組立セットｓｅｔ＿１、ｓｅｔ＿２において接触する絶縁層とマイクロレンズ部分がほとんど重なり合うように積層すると、レーザビームが進行可能な領域が最も広くなり、第１及び第２のマイクロレンズ組立セットｓｅｔ＿１、ｓｅｔ＿２の積層が最も容易になる。すなわち、第１のマイクロレンズ組立セットｓｅｔ＿１のマイクロレンズと第２のマイクロレンズ組立セットｓｅｔ＿２のマイクロレンズが４５度の角度になるように積層すれば良い。続けて、より多くのマイクロレンズ組立セットを積層する場合、同じ方法により積層を行えば良く、積層が最も容易になる方法である。
【００３２】
図１０及び図１１に示すように、３つのマイクロレンズ組立セットｓｅｔ＿１、ｓｅｔ＿２、ｓｅｔ＿３が積層される場合にも、前記２つを積層する場合と同様に、それぞれ互いに中心となるホール１０８を基準として所定の角度だけ回転し、ねじれて積層される。次いで、図１０に示す中心に点の入った丸印の位置に図１１の矢印の方向に沿ってレーザビームが進行すると、第３のマイクロレンズ組立セットｓｅｔ＿３の絶縁層１０５と第２のマイクロレンズ組立セットｓｅｔ＿２のマイクロレンズ１０４がレーザスポットボンディングによる４つの融着部１１２を形成する。また、第２のマイクロレンズ組立セットｓｅｔ＿２の絶縁層１０３と第１のマイクロレンズ組立セットｓｅｔ＿１のマイクロレンズ１０２が４個所に融着部１１１を形成して、３つのマイクロレンズ組立セットｓｅｔ＿１、ｓｅｔ＿２、ｓｅｔ＿３が固定結合される。実質的に、前記融着部は４つに限定されることなく、必要に応じてそれ以上に形成されてもよく、または、それ以下に形成されても良い。すなわち、結合されたレンズ組立セット間の固定された整列が乱れない程度に融着部の数を選択すれば良い。
【００３３】
変形例として、図１２には、円形マイクロレンズ及び円形絶縁体のセットを用いて積層する方式が示してある。ここでも、上記した実施の形態と同様に、マイクロレンズ組立セットを予め用意して積層するが、それが円形であるために、特にねじって整列する必要がない。但し、上部に行くほど直径が狭くなるピラミッド状に積層されるため、レーザビームが進行する区域が図示の如く設定される。このため、円形マイクロレンズの場合は、マイクロレンズ組立セットを製作するときに予め積層順序に従ってそれぞれのマイクロレンズと絶縁層のサイズを異ならせておき、マイクロレンズ組立セットを製作する必要がある。
【００３４】
また、上述したようにマイクロレンズ組立セットｓｅｔ＿１、ｓｅｔ＿２、ｓｅｔ＿３がレーザスポットボンディングにより固定されてレンズ組立体が完成した後、、より結合力を高めるためにレンズ組立体の下部と上部に電極を位置させ、前記第１ないし第３のマイクロレンズ組立セットｓｅｔ＿１、ｓｅｔ＿２、ｓｅｔ＿３の全体を陽極ボンディングすることもできる。
【００３５】
更に、レンズ組立体は、レーザスポットボンディングを介してマイクロレンズ組立セットの積層を所望のレベルにして完了するために、最上部と最下部にマイクロレンズが位置するように積層する必要がある。このためには、最下部にレンズ組立セットに代えてマイクロレンズを積層すれば良い。もし、最上部に絶縁体が位置する場合にも、レンズ組立セットに代えてマイクロレンズを用い、上記の如き方法を行えば良い。すなわち、図８及び図９の実施の形態や図１０及び図１１の実施の形態において、マイクロレンズ組立セットｓｅｔ＿１及び／またはｓｅｔ＿３を別の新たなマイクロレンズに代えれば良い。図６と図１２の実施の形態の場合にも同様にすれば良い。
【００３６】
加えて、絶縁層とマイクロレンズを、交互に、同じ方向及び角度にねじりながら、マイクロレンズが最上部と最下部に位置するように積層し、その後、積層されたレンズ組立体を陽極ボンディングしてもよい。あるいは、２枚のマイクロレンズと、それらの間に挿置された絶縁層と、よりなるマイクロレンズ組立セットを別途に形成して位置させることにより、マイクロカラムのレンズ組立体を構成することもできる。すなわち、マイクロレンズ組立セットを、予備段階で、必ずしも、1枚のマイクロレンズと一枚の絶縁体を結合することによって形成しなくてもよい。ホール整列の重要ではない部分は予め整列しておき、１回の陽極ボンディングによりマイクロレンズ組立セットを製造することができる。しかしながら、マイクロレンズ間のホールの整列が重要な場合は、絶縁体とマイクロレンズだけの予備陽極ボンディングを行うことが好ましい。
【００３７】
本発明の好適な実施の形態によるマイクロレンズ１０２、１０４、１０６、３０２、２０２、２０４及び絶縁層１０１、１０３、１０５、３０１、２０１、２０３にはホール１０８が形成されているが、前記ホール１０８は、レンズ組立体の整列状態を保持し易くするように円形に形成されている。すなわち、それぞれの層がねじれて結合されるが、ホール１０８が円形であるために各層の整列状態が安定に保持される。つまり、層の回転時にもホール１０８を介した回転軸がずれないように円形に構成されている。前記ホールは本発明の好適な実施の形態により提示されたものであって、実質的には円形に限定されることなく、三角形、四角形などの多角形にも形成可能である。前記ホールが正多角形である場合、積層時に各ホールの形状に合うようにレンズと絶縁層を積層し、マイクロレンズ組立セット間の積層の場合にも、前記ホールの形状に合わせて、マイクロレンズ間の多角形が一致するようにねじって積層すれば良い。すなわち、最上部に位置するマイクロレンズから最下部に位置するねじれたマイクロレンズの多角形ホールまでの形状が互いに一致するようにマイクロレンズ組立セットを整列する。これにより、円形ホールのマイクロレンズ組立セットと同様に、電子ビームはホールを通過することができる。
【００３８】
図１３に示す本発明の実施の形態を参考にすると、マイクロレンズ組立セットｓｅｔ＿１のマイクロレンズ３０２の正方形ホール３０８とマイクロレンズ組立セットｓｅｔ＿２のマイクロレンズ３０４の正方形ホール３０９が４５度の角度差をもって形成されているため、マイクロレンズ組立セットｓｅｔ＿１のマイクロレンズ３０２とマイクロレンズ組立セットｓｅｔ＿２の絶縁層３０３が重なるように積層すると、正方形ホール３０８と３０９が一致し、レーザスポットボンディングが可能になる。より多数のマイクロレンズ組立セットを積層するには、マイクロレンズ組立セットｓｅｔ＿１、ｓｅｔ＿２を予め多数用意し、マイクロレンズ組立セットｓｅｔ＿２の上にはマイクロレンズ組立セットｓｅｔ＿１を積層する方法により交互に積層し続けると良い。
【００３９】
さらに、ホールが三角形、または他の多角形である場合にも、予めマイクロレンズ組立セット間の捻れ角度を定め、これに基づいてそれぞれのマイクロレンズのホールを必要な角度だけ異ならせて形成すると、同じ方法により積層が可能になるが、図１３の実施の形態と同じ角度であることが最適である。もし、各層のレンズのホールの整列において、各層ごとに異なる別途の角度にて整列する必要があれば、マイクロレンズに予め求められる角度にてホールを形成すれば良い。さらに、前記ホールが正多角形ではなく、長方形などの他の形状の多角形である場合にも、図１３の場合と同様に、予め第１のマイクロレンズ組立セットと第２のマイクロレンズ組立セットとに４５度の角度差を与えてホールを形成しておくと、同じ方法により遂行可能になる。
【００４０】
さらに、図１２の実施の形態においては、マイクロレンズ組立セット間の捻れ無しに積層が行われるため、マイクロレンズのホールの形状とは無関係に積層し続けることが可能になる。
【００４１】
本発明の実施の形態においては、３つのマイクロレンズ組立セットｓｅｔ＿１、ｓｅｔ＿２、ｓｅｔ＿３までを結合しているが、３以上の複数のマイクロレンズ組立セットを結合するときにも、上記の方法と同様にして製作することができる。
【００４２】
上記の如き本発明に係るマイクロレンズの組立方法及び組立体において、マイクロレンズのレーザスポットボンディングのための余裕部分に各レンズからの従来のレンズの配線のための通路及び安定的な配線結合を確保することができる。すなわち、レーザスポットボンディングのための余裕部分に従来の蒸着済みゴールドパッドなどを用いて配線を行うことにより、配線結合が物理的または電気的に安定しており、且つ、配線通路も容易に確保可能になる。
【産業上の利用可能性】
【００４３】
本発明に係るレンズ組立体は、電子顕微鏡や電子ビームリソグラフィ分野などに利用できるマイクロカラムに使用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】通常のマイクロカラムの断面図。
【図２】従来の技術の陽極ボンディング工程図。
【図３】従来の技術の陽極ボンディング工程図。
【図４】従来の技術による、レーザスポットボンディングを介して結合されたマイクロカラムのレンズ結合体の平面図及び側面図。
【図５】本発明の一実施の形態によるマイクロレンズと絶縁層を僅かに捻って結合したマイクロレンズ組立セットの平面図。
【図６】本発明の他の実施の形態によるマイクロレンズと絶縁層を４５度の角度にて結合したマイクロレンズ組立セットの平面図。
【図７】図５のマイクロレンズ組立セットを構成するためにマイクロレンズと絶縁層を結合する工程を示す側面図。
【図８】本発明により２つのマイクロレンズ組立セットを結合した平面図。
【図９】図８の２つのマイクロレンズ組立セットが結合された側面図。
【図１０】本発明により３つのマイクロレンズ組立セットを結合した平面図。
【図１１】図１０の３つのマイクロレンズ組立セットが結合された側面図。
【図１２】本発明の変形の実施の形態であって、上部に行くにつれて小さくなる円形マイクロレンズ組立セットを積層したレンズ組立体の平面図。
【図１３】本発明の変形の実施の形態であって、マイクロレンズが正方形のホールを有する場合における２つのマイクロレンズ組立セットの平面図。
【符号の説明】
【００４５】
１・・・ソースレンズ部          ３・・・アインジェルレンズ部
５・・・電子放出源              ６・・・電子ビーム
７・・・エキストラクター        １１・・・加速電極
１３・・・制限開口              ９・・・絶縁スペーサ
１５・・・アルミニウムベース    １７・・・デフレクター
１９、２３・・・シリコンマイクロレンズ          ２１・・・シリコンホール
２５・・・サンプル平面          ２７・・・チャンネルトロン検出器
５２・・・電圧源                ５３、５７・・・シリコンのマイクロレンズ層
５５・・・ガラス絶縁層          ６１・・・酸素陰イオン
５９・・・正電荷                ８１、８５、８９・・・マイクロレンズ
７７、８７・・・絶縁層          ７９、８８・・・耳部
ＳＥＴ＿１、ＳＥＴ＿２、ＳＥＴ＿３、ＳＥＴ＿１１、ＳＥＴ＿１２・・・マイクロレンズ組立セット
１０１、１０３、１０５、２０１、２０３、３０１、３０３・・・絶縁層
１０２、１０４、１０６、２０２、２０４、３０２、３０４・・・マイクロレンズ
１０８、３０８、３０９・・・ホール
１１１、１１２・・・溶着部
１１５・・・フラット陽極
１１７・・・フラット電極
【図１】
0004724851.tif 000002
【図２】
0004724851.tif 000003
【図３】
0004724851.tif 000004
【図４】
0004724851.tif 000005
【図５】
0004724851.tif 000006
【図６】
0004724851.tif 000007
【図７】
0004724851.tif 000008
【図８】
0004724851.tif 000009
【図９】
0004724851.tif 000010
【図１０】
0004724851.tif 000011
【図１１】
0004724851.tif 000012
【図１２】
0004724851.tif 000013
【図１３】
0004724851.tif 000014