JP2013239514A - 電子銃、その駆動装置、およびその制御方法 - Google Patents
電子銃、その駆動装置、およびその制御方法 Download PDFInfo
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Abstract
【解決手段】電子を放出するためのカソード1と、カソード1から放出された電子を加速するためのアノード2と、カソード1から流れるエミッション電流を制限するためのグリッド3と、カソード1を加熱するためのカソード加熱電源4と、グリッド3とカソード1間にバイアス電圧を印加するバイアス電圧発生部であって、自己バイアス電圧を発生させるための自己バイアス抵抗器6と、固定バイアス電圧を発生させるための固定バイアス電圧源9とを備えたバイアス電圧発生部と、からなる電子銃およびその駆動装置であって、カソード1の消耗に伴うエミッション電流の変化によりバイアス電圧を変化させ電子ビームの電流密度均一性を保つように電子銃およびその駆動装置を制御する。
【選択図】図4
Description
該カソードから放出された電子を加速するためのアノードと、
前記カソードから生じた電子ビームのクロスオーバーを結ぶとともに前記カソードから流れるエミッション電流を制限するためのグリッドと、
前記カソードを加熱するためのカソード加熱電源と、
前記グリッドと前記カソード間にバイアス電圧を印加するバイアス電圧発生部であって、自己バイアス抵抗器と、固定バイアス電圧を印加するための固定バイアス電圧印加手段とを備え、
前記自己バイアス抵抗器の抵抗すなわち自己バイアス抵抗と前記エミッション電流との積を自己バイアス電圧とし、
該自己バイアス電圧と前記固定バイアス電圧との和を前記バイアス電圧としたバイアス電圧発生部と、
からなる電子銃およびその駆動装置であって、
前記クロスオーバーから発散する電子ビームの電流密度均一性を最高とするバイアス電圧の値を前記バイアス電圧Vbの最適値とし、
前記バイアス電圧を前記最適値に一致させたときに流れるエミッション電流の値を前記エミッション電流Ieの最適値とし、
前記カソードの消耗の度合いの異なる複数の時点におけるこれらの最適値に対する回帰直線Ie=Vb/C−D/CすなわちVb=C・Ie+Dの一次項の係数Cおよび定数項Dと前記自己バイアス抵抗および前記固定バイアス電圧とを各々一致させたことを特徴とする電子銃およびその駆動装置である。
前記カソードの消耗の度合いの異なる複数の時点において前記電子ビームの電流密度均一性を測定する第1の工程と、
前記複数の時点における前記バイアス電圧およびエミッション電流の最適値を特定し該最適値を記憶する第2の工程と、
前記最適値に対する前記回帰直線を決定する第3の工程と、
前記一次項の係数Cおよび定数項Dに前記自己バイアス抵抗および前記固定バイアス電圧を各々一致させる第4の工程と、
からなる電子銃およびその駆動装置の制御方法である。
工程M2:ループ変数iを初期化する。すなわちi=0とする。
工程M3:サブルーチンを実行する。同ルーチンは、固定バイアス電圧を振りながら電流密度むらUを測定し、固定バイアス電圧の最適値、すなわち電流密度むらUの値が最小となる固定バイアス電圧の値を特定する。
U=|(Jmax−Jmin)/Jmax| (式1)
により計算する。
Vbi−1=Rbi・Iei−1+Vfi−1 (式2)
Vbi=Rbi・Iei+Vfi (式3)
を連立させて解く。すなわち、2点(Vbi−1,Iei−1)および(Vbi,Iei)を通る直線Vb=Rbi・Ie+Vfiを決定する。
Vb=C・Ie+D (式4)
の一次項の係数Cを選択すればよい。これは、(式4)の第1項および第2項が、それぞれ、自己バイアス電圧の最適値、および固定バイアス抵抗の最適値に相当することによる。同直線を、バイアス電圧およびエミッション電流の最適値VbiおよびIei(i=0、1、2、・・・)とともに、図8に示す。ただし、便宜上、バイアス電圧Vbおよびエミッション電流Ieの符号は正とする。
2…アノード
3…グリッド
4…カソード加熱電源
5…加速電圧源
6…自己バイアス抵抗器
7…電子ビーム
8…クロスオーバー
9…固定バイアス電圧源
10…エミッション電流計
11…照射レンズ
12…第1の成形開口板
13…ブランカー
14…照射アライナー
15…ブランキング開口板
16…被描画材料
17…アライナー駆動アンプ
18…成形レンズ
19…第2の成形開口板
20…成形偏向器
21…第1の電子ビーム電流計
22…縮小レンズ、
23…対物レンズ
24…対物偏向器
25…材料ステージ
26…ファラデーカップ
27…第2の電子ビーム電流計
28…制御装置
29…記憶装置
30…演算装置
Claims (3)
- 電子を放出するカソードと、
該カソードから放出された電子を加速するためのアノードと、
前記カソードから生じた電子ビームのクロスオーバーを結ぶとともに前記カソードから流れるエミッション電流を制限するためのグリッドと、
前記カソードを加熱するためのカソード加熱電源と、
前記グリッドと前記カソード間にバイアス電圧を印加するバイアス電圧発生部であって、自己バイアス抵抗器と、固定バイアス電圧を印加するための固定バイアス電圧印加手段とを備え、
前記自己バイアス抵抗器の抵抗すなわち自己バイアス抵抗と前記エミッション電流との積を自己バイアス電圧とし、
該自己バイアス電圧と前記固定バイアス電圧との和を前記バイアス電圧としたバイアス電圧発生部と、
からなる電子銃およびその駆動装置であって、
前記クロスオーバーから発散する電子ビームの電流密度均一性を最高とするバイアス電圧の値を前記バイアス電圧Vbの最適値とし、
前記バイアス電圧を前記最適値に一致させたときに流れるエミッション電流の値を前記エミッション電流Ieの最適値とし、
前記カソードの消耗の度合いの異なる複数の時点におけるこれらの最適値に対する回帰直線Ie=Vb/C−D/CすなわちVb=C・Ie+Dの一次項の係数Cおよび定数項Dと前記自己バイアス抵抗および前記固定バイアス電圧とを各々一致させたことを特徴とする電子銃およびその駆動装置。 - 前記自己バイアス抵抗および前記固定バイアス電圧を可変とした請求項1記載の電子銃およびその駆動装置。
- 請求項2記載の電子銃およびその駆動装置に対する制御方法であって、
前記カソードの消耗の度合いの異なる複数の時点において前記電子ビームの電流密度均一性を測定する第1の工程と、
前記複数の時点における前記バイアス電圧およびエミッション電流の最適値を特定し該最適値を記憶する第2の工程と、
前記最適値に対する前記回帰直線を決定する第3の工程と、
前記一次項の係数Cおよび定数項Dに前記自己バイアス抵抗および前記固定バイアス電圧を各々一致させる第4の工程と、
からなる電子銃およびその駆動装置の制御方法。
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