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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- capacitor electrode
- electron beam
- electron
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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 |
|---|---|---|---|---|
| JPH01319235A (ja) * | 1988-06-17 | 1989-12-25 | Jeol Ltd | 電子線発生装置 |
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| WO2013169825A1 (en) | 2012-05-10 | 2013-11-14 | Kla-Tencor Corporation | Non-planar extractor structure for electron source |
| 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 |