JP2002033066A - 電子銃 - Google Patents
電子銃Info
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- JP2002033066A JP2002033066A JP2000216005A JP2000216005A JP2002033066A JP 2002033066 A JP2002033066 A JP 2002033066A JP 2000216005 A JP2000216005 A JP 2000216005A JP 2000216005 A JP2000216005 A JP 2000216005A JP 2002033066 A JP2002033066 A JP 2002033066A
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- Japan
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- capacitor electrode
- electron beam
- electron
- electron gun
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 接地電極との間に微小な放電の起こりにくい
コンデンサ電極を提供する。 【解決手段】 電子を放出するフィラメント1と、フィ
ラメント1を取り囲むサプレッサ電極2と、電子をサプ
レッサ電極2内から引き出して電子ビームとする引き出
し電極と、電子ビームを収束させるコンデンサ電極4
と、電子ビームを加速する加速電極5とを備えた電子銃
において、コンデンサ電極4を固有抵抗が104−10
10Ω・m程度の半導電性のセラミックス製とした。
コンデンサ電極を提供する。 【解決手段】 電子を放出するフィラメント1と、フィ
ラメント1を取り囲むサプレッサ電極2と、電子をサプ
レッサ電極2内から引き出して電子ビームとする引き出
し電極と、電子ビームを収束させるコンデンサ電極4
と、電子ビームを加速する加速電極5とを備えた電子銃
において、コンデンサ電極4を固有抵抗が104−10
10Ω・m程度の半導電性のセラミックス製とした。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、電子ビーム露光装
置や電子顕微鏡等、電子ビームを発生させる電子銃に関
する。
置や電子顕微鏡等、電子ビームを発生させる電子銃に関
する。
【0002】
【従来の技術】従来、電子ビームを照射して微細な加工
を行う電子ビーム露光装置においては、図1に示したよ
うな電子銃100が用いられていた。
を行う電子ビーム露光装置においては、図1に示したよ
うな電子銃100が用いられていた。
【0003】このような電子銃100は、低圧電源11
から供給される電流により加熱されて電子を放出するフ
ィラメント1と、フィラメント1を取り囲んでいて、電
子を一方向のみに放出する孔6を設けたサプレッサ電極
2と、さらに、サプレッサ電極2側から順に、引き出し
電極3、コンデンサ電極4、接地電極5とを備えてい
る。引き出し電極3、コンデンサ電極4、接地電極5に
も、電子を通過させるための孔7、8、9が設けられて
いる。
から供給される電流により加熱されて電子を放出するフ
ィラメント1と、フィラメント1を取り囲んでいて、電
子を一方向のみに放出する孔6を設けたサプレッサ電極
2と、さらに、サプレッサ電極2側から順に、引き出し
電極3、コンデンサ電極4、接地電極5とを備えてい
る。引き出し電極3、コンデンサ電極4、接地電極5に
も、電子を通過させるための孔7、8、9が設けられて
いる。
【0004】サプレッサ電極2とフィラメント1との間
にはツェナーダイオード12が接続されており、フィラ
メント1から放出された電子がサプレッサ電極2に到達
することにより、ツェナーダイオード12を逆方向に電
流が流れる。ツェナーダイオード12は、逆方向に電流
が流れるときには、その両端の電圧を一定に保つ性質が
あるので、サプレッサ電極2は、フィラメント1より所
定値だけ低い電位に保たれ、孔6を通過する電子による
電流を所定値に制御している。
にはツェナーダイオード12が接続されており、フィラ
メント1から放出された電子がサプレッサ電極2に到達
することにより、ツェナーダイオード12を逆方向に電
流が流れる。ツェナーダイオード12は、逆方向に電流
が流れるときには、その両端の電圧を一定に保つ性質が
あるので、サプレッサ電極2は、フィラメント1より所
定値だけ低い電位に保たれ、孔6を通過する電子による
電流を所定値に制御している。
【0005】引き出し電極3は、引き出し電源13によ
り、サプレッサ電極2よりも5−10kV高電位にされ
ていて、フィラメント1から放出された電子をサプレッ
サ電極2の孔6から外部に引き出し、さらに、引き出し
電極3の孔7からコンデンサ電極3側へ電子ビームとし
て送り出している。
り、サプレッサ電極2よりも5−10kV高電位にされ
ていて、フィラメント1から放出された電子をサプレッ
サ電極2の孔6から外部に引き出し、さらに、引き出し
電極3の孔7からコンデンサ電極3側へ電子ビームとし
て送り出している。
【0006】コンデンサ電極4は、コンデンサ電源14
により、サプレッサ電極2よりも5−10kV高電位さ
れていて、引き出し電極3の孔7及びコンデンサ電極4
の孔8を通過した電子ビームを収束させている。
により、サプレッサ電極2よりも5−10kV高電位さ
れていて、引き出し電極3の孔7及びコンデンサ電極4
の孔8を通過した電子ビームを収束させている。
【0007】接地電極5は、接地されるとともに、加速
電源15により、サプレッサ電極よりも100kV程度
高電位にされていて、コンデンサ電極4で収束された電
子ビームを加速して、接地電極5の孔9から加速された
電子ビームとして放射する。この電子ビームは、さら
に、図示しない電磁レンズによって収束されて、所定の
一点を照射するようになっている。
電源15により、サプレッサ電極よりも100kV程度
高電位にされていて、コンデンサ電極4で収束された電
子ビームを加速して、接地電極5の孔9から加速された
電子ビームとして放射する。この電子ビームは、さら
に、図示しない電磁レンズによって収束されて、所定の
一点を照射するようになっている。
【0008】このような電子銃を備えた電子ビーム露光
装置は、電子ビームが試料の一点を照射すると、この部
分に塗布されたレジストを感光させ、それを現像するこ
とにより、微細な加工を行うことができるので、たとえ
ばLSIの基板となるウェハの加工等によく用いられて
いる。
装置は、電子ビームが試料の一点を照射すると、この部
分に塗布されたレジストを感光させ、それを現像するこ
とにより、微細な加工を行うことができるので、たとえ
ばLSIの基板となるウェハの加工等によく用いられて
いる。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】ところで、従来の電子
銃においては、サプレッサ電極2と引き出し電極3との
間、引き出し電極3とコンデンサ電極4との間は、電圧
がさほど高圧でないため、放電することは少ないが、コ
ンデンサ電極4と接地電極5と間には非常に高電圧が印
加されているので、両者間に放電を生じ易かった。この
ため、コンデンサ電極4は、接地電極5との間に放電を
起こしにくくするため、表面を鏡面研磨したステンレス
製とされていた。
銃においては、サプレッサ電極2と引き出し電極3との
間、引き出し電極3とコンデンサ電極4との間は、電圧
がさほど高圧でないため、放電することは少ないが、コ
ンデンサ電極4と接地電極5と間には非常に高電圧が印
加されているので、両者間に放電を生じ易かった。この
ため、コンデンサ電極4は、接地電極5との間に放電を
起こしにくくするため、表面を鏡面研磨したステンレス
製とされていた。
【0010】しかしながら、コンデンサ電極4の表面に
は、製造時に無数の微小な突起が残ることは避けられな
かった。このような微小な突起が存在すると、電子銃
は、超高真空のチャンバー内で使用され、かつ、近接し
て配置された接地電極5との間に約−90kVという高
電圧が印加されているので、コンデンサ電極4からは電
子の電界放出が起こり、コンデンサ電極4と接地電極5
との間に微小な放電が生じることを避けることは困難で
あった。このような微少な放電が始まると、接地電極5
の電位が不安定になるうえ、コンデンサ電極4から電界
放出で飛び出した電子が接地電極5に衝突して、接地電
極5に吸着されていたガスを放出させ、チャンバー内の
真空度が悪化するため、電子ビームが不安定になるとい
う問題があった。
は、製造時に無数の微小な突起が残ることは避けられな
かった。このような微小な突起が存在すると、電子銃
は、超高真空のチャンバー内で使用され、かつ、近接し
て配置された接地電極5との間に約−90kVという高
電圧が印加されているので、コンデンサ電極4からは電
子の電界放出が起こり、コンデンサ電極4と接地電極5
との間に微小な放電が生じることを避けることは困難で
あった。このような微少な放電が始まると、接地電極5
の電位が不安定になるうえ、コンデンサ電極4から電界
放出で飛び出した電子が接地電極5に衝突して、接地電
極5に吸着されていたガスを放出させ、チャンバー内の
真空度が悪化するため、電子ビームが不安定になるとい
う問題があった。
【0011】しかしながら、コンデンサ電極をさらに鏡
面とすることと、真空チャンバー内の埃をさらに少なく
することは、現時点では限界に近いので、前述の微小な
放電を完全に防ぐことが困難であった。
面とすることと、真空チャンバー内の埃をさらに少なく
することは、現時点では限界に近いので、前述の微小な
放電を完全に防ぐことが困難であった。
【0012】そこで、接地電極との間に微小な放電の起
こりにくいコンデンサ電極を提供する。
こりにくいコンデンサ電極を提供する。
【0013】
【課題を解決するための手段】以上の課題を解決するた
めに、請求項1に係る発明では、電子ビームを収束させ
るコンデンサ電極を備えた電子銃において、前記コンデ
ンサ電極を固有抵抗が108Ω・m以下の半導電性のセ
ラミックス製とした。請求項2に係る発明では、請求項
1に係る発明において、前記セラミックスの固有抵抗を
104Ω・m以上、108Ω・m以下とした。
めに、請求項1に係る発明では、電子ビームを収束させ
るコンデンサ電極を備えた電子銃において、前記コンデ
ンサ電極を固有抵抗が108Ω・m以下の半導電性のセ
ラミックス製とした。請求項2に係る発明では、請求項
1に係る発明において、前記セラミックスの固有抵抗を
104Ω・m以上、108Ω・m以下とした。
【0014】
【発明の実施の形態】以下、本発明の好ましい実施例に
ついて、以下に説明する。本実施例では、コンデンサ電
極4を半導電性のセラミックス製とした。これ以外は、
従来の電子銃と同じであるので、この説明は省略する。
ついて、以下に説明する。本実施例では、コンデンサ電
極4を半導電性のセラミックス製とした。これ以外は、
従来の電子銃と同じであるので、この説明は省略する。
【0015】さて、セラミックスは、固有抵抗が1012
Ω・m以上の絶縁体であり、このままでは、コンデンサ
電極4として使用できないから、添加物を加えることに
より、いくらかのキャリア(自由電子又は正孔)を生じ
させて半導電性とする。ただし、コンデンサ電極4と接
地電極5との間に微小な放電を発生しにくいように、半
導体(固有抵抗は、10-5−104Ω・m程度であ
る。)ほどには導電性を持たせないようにする。
Ω・m以上の絶縁体であり、このままでは、コンデンサ
電極4として使用できないから、添加物を加えることに
より、いくらかのキャリア(自由電子又は正孔)を生じ
させて半導電性とする。ただし、コンデンサ電極4と接
地電極5との間に微小な放電を発生しにくいように、半
導体(固有抵抗は、10-5−104Ω・m程度であ
る。)ほどには導電性を持たせないようにする。
【0016】このようなセラミックスは、アルミナAl
2O3を母材にし、適当な添加物を加えることによって得
られる。たとえば、京セラ株式会社製のA−442、A
−445等のセラミックスである。両セラミックスの固
有抵抗は、常温で夫々107Ω・m、1010Ω・m程度
であり、温度とともに低くなる傾向がある。前記A−4
42の固有抵抗と温度との関係を図2に示す。図2か
ら、400°Cまで加熱すると、A−442の固有抵抗
は、約104Ω・mとセラミックスとしては非常に小さ
く、半導体に近い値になることが分かる。また、両セラ
ミックスは、複雑な形状でかつ表面を鏡面に加工するこ
とも可能であり、さらに、真空中で気化してガスを発生
して、電子ビームに悪影響を及ぼすこともほとんどな
い。
2O3を母材にし、適当な添加物を加えることによって得
られる。たとえば、京セラ株式会社製のA−442、A
−445等のセラミックスである。両セラミックスの固
有抵抗は、常温で夫々107Ω・m、1010Ω・m程度
であり、温度とともに低くなる傾向がある。前記A−4
42の固有抵抗と温度との関係を図2に示す。図2か
ら、400°Cまで加熱すると、A−442の固有抵抗
は、約104Ω・mとセラミックスとしては非常に小さ
く、半導体に近い値になることが分かる。また、両セラ
ミックスは、複雑な形状でかつ表面を鏡面に加工するこ
とも可能であり、さらに、真空中で気化してガスを発生
して、電子ビームに悪影響を及ぼすこともほとんどな
い。
【0017】このようなセラミックスのコンデンサ電極
4を用いると、超高真空下でコンデンサ電極4と接地電
極5との間に超高電圧が印加されていても、微小な放電
が起きにくくすることができ、安定な電子ビームを得る
ことができる。
4を用いると、超高真空下でコンデンサ電極4と接地電
極5との間に超高電圧が印加されていても、微小な放電
が起きにくくすることができ、安定な電子ビームを得る
ことができる。
【0018】ところで、本発明は、前記実施例に限るも
のではなく、種々の実施例が考えられる。たとえば、コ
ンデンサ電極4の材料としては、前記例示したセラミッ
クス以外にも、固有抵抗が104−1010Ω・m程度の
半導電性があり、かつ加工性のよいセラミックス(陶磁
器、ガラス等)であれば使用できる。
のではなく、種々の実施例が考えられる。たとえば、コ
ンデンサ電極4の材料としては、前記例示したセラミッ
クス以外にも、固有抵抗が104−1010Ω・m程度の
半導電性があり、かつ加工性のよいセラミックス(陶磁
器、ガラス等)であれば使用できる。
【0019】また、コンデンサ電極4の固有抵抗を下げ
るためには、コンデンサ電極4を電熱線で加熱して使用
してもよい。この場合には、使用できるセラミックスの
種類が多くなる。
るためには、コンデンサ電極4を電熱線で加熱して使用
してもよい。この場合には、使用できるセラミックスの
種類が多くなる。
【0020】
【発明の効果】本発明は、以上のように構成されている
ので、請求項1又は2に係る発明によれば、半導電性の
セラミックス製のコンデンサ電極を用いることにより、
超高真空下でコンデンサ電極と接地電極との間に超高電
圧が印加されても、微小な放電が起きにくくすることが
でき、安定な電子ビームを得ることができるという効果
がある。
ので、請求項1又は2に係る発明によれば、半導電性の
セラミックス製のコンデンサ電極を用いることにより、
超高真空下でコンデンサ電極と接地電極との間に超高電
圧が印加されても、微小な放電が起きにくくすることが
でき、安定な電子ビームを得ることができるという効果
がある。
【図1】従来及び本発明の電子銃の主要部を示す図であ
る。
る。
【図2】一実施例のコンデンサ電極材料の固有抵抗と温
度との関係を示す図である。
度との関係を示す図である。
1 フィラメント 2 サプレッサ電極 3 引き出し電極 4 コンデンサ電極 5 接地電極
フロントページの続き (72)発明者 相原 龍三 埼玉県北本市朝日1丁目243番地 株式会 社エー・アンド・デイ開発・技術センター 内 Fターム(参考) 5C030 BB14 BB17 BC06
Claims (2)
- 【請求項1】 電子ビームを収束させるコンデンサ電極
を備えた電子銃において、 前記コンデンサ電極を固有抵抗が1010Ω・m以下の半
導電性のセラミックス製としたことを特徴とする電子
銃。 - 【請求項2】 前記セラミックスの固有抵抗は、104
Ω・m以上、108Ω・m以下としたことを特徴とする
請求項1に記載の電子銃。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2000216005A JP2002033066A (ja) | 2000-07-17 | 2000-07-17 | 電子銃 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2000216005A JP2002033066A (ja) | 2000-07-17 | 2000-07-17 | 電子銃 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2002033066A true JP2002033066A (ja) | 2002-01-31 |
Family
ID=18711343
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2000216005A Pending JP2002033066A (ja) | 2000-07-17 | 2000-07-17 | 電子銃 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2002033066A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2013169825A1 (en) | 2012-05-10 | 2013-11-14 | Kla-Tencor Corporation | Non-planar extractor structure for electron source |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH01319235A (ja) * | 1988-06-17 | 1989-12-25 | Jeol Ltd | 電子線発生装置 |
JPH02210798A (ja) * | 1989-11-10 | 1990-08-22 | Senichi Masuda | 物体の静電的処理装置 |
JPH11189458A (ja) * | 1997-12-26 | 1999-07-13 | Kyocera Corp | 半導電性セラミックス及びその製造方法 |
-
2000
- 2000-07-17 JP JP2000216005A patent/JP2002033066A/ja active Pending
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JPH11189458A (ja) * | 1997-12-26 | 1999-07-13 | Kyocera Corp | 半導電性セラミックス及びその製造方法 |
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KR20150010976A (ko) * | 2012-05-10 | 2015-01-29 | 케이엘에이-텐코 코포레이션 | 전자 소스를 위한 비평면 추출기 구조 |
EP2847781A4 (en) * | 2012-05-10 | 2015-12-09 | Kla Tencor Corp | UNBREAK EXTRACTOR STRUCTURE FOR AN ELECTRON SOURCE |
KR102035886B1 (ko) * | 2012-05-10 | 2019-10-24 | 케이엘에이 코포레이션 | 전자 소스를 위한 비평면 추출기 구조 |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20070711 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20100402 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20100629 |
|
A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20101026 |