JPS62229643A - 電子線発生装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は電子顕微鏡や電子線描画装置等に使用される電
子線発生装置の改良に関する。

［従来の技術］ かかる電子線発生装置としては、細いタングステン線を
ヘアピン状に折り曲げたものをフィラメントとし、この
フィラメントを囲むように配置されたウェーネルト電極
に適当な負電位を与えて熱電子を放出させると同時に静
電レンズ作用で電子ビームを絞り、陽極に付加した高電
圧により加速して取り出すようになしている。

［発明が解決しようとする問題点］ しかしながら、このような装置で得られる電子ビームは
開き角が大きく、充分小さなりロスオーバー像を得るこ
とができず、分解能の向上にも限界があった。

そこで、本発明は斯かる点に鑑みて、開き角が小さくク
ロスオーバー像の充分小さい電子ビームを得ることので
きる装置を提供することを目的とする。

［問題点を解決するための手段］ 上記目的を達成するために、本発明は電子を放出するフ
ィラメントと、該フィラメントを囲むように配置され、
かつフィラメントから取り出される電子を制御するウェ
ーネルト電極と、前記フィラメントからの電子線を加速
する陽極とからなる装置において、前記ウェーネルト電
極内の前記フィラメント近傍に２つの磁極によって前記
電子線光軸を中心とした回転対称のレンズ磁場を形成す
るための電子レンズを設けると共に、前記２つの磁極を
フィラメントと同電位に保つことを特徴とするものであ
る。

以下、本発明の実施例を図面に基づき詳説する。

［実施例１ 第１図は本発明の一実施例を示す構成略図であり、１は
フィラメントである。このフィラメントは支持板２に固
定された２つの電極棒３ａ、３ｂによって支持されてお
り、また、このフィラメントは両電極棒との間に接続さ
れた加熱％ｉ１４により加熱され熱電子を放出する。さ
らに、このフィラメント１には加速ＮｒＡ５により負の
高電圧が印加されている。６はこのフィラメント１を囲
むように配置されたウェーネルト電極で、バイアス電源
７により前記フィラメント１に対して負の電圧が印加さ
れ、フィラメントから放出される電子の制御を行なうも
のである。８は前記フィラメント１から放出された電子
ビームを加速するための陽極で、アース電位に保たれて
いる。

９は前記ウェーネルト電極６内に設けられた電子レンズ
で、該電子レンズは互いに磁気的に接続された２つの磁
極１０ａ、１０ｂと励磁コイル１１とから構成されてい
る。また、この電子レンズは２つの磁極１０ａ、１０ｂ
の各電子線通過大部分を細く形成して前記フィラメント
１の先端付近に配置することにより、フィラメント１の
先端近傍に電子線光軸Ｚを中心とした回転対称のレンズ
磁場を形成するようになしている。さらに、前記２つの
磁極１０ａ、１０ｂは前記フィラメント１と電気的に接
続されていて同電位に保たれている。

このようになせば、フィラメント１から放出された電子
はその発生部分において２つの磁極１０ａと１０ｂによ
って形成される回転対称のレンズ磁場により集束された
後、さらに、ウェーネルト電極６に印加したバイアス電
圧により形成される静電レンズ作用により集束され、陽
極８によって加速を受けて取り出される。その結果、電
子ビームの開き角が小さくなり、クロスオーバー像も非
常に小さくすることができるため、分解能の向上を図る
ことができる。

ここで、２つの１１極１０ａ、１０ｂはフィラメント１
の電位と同電位になしであるため、フィラメント１とウ
ェーネルト電極６との間に形成される静電レンズの電界
分布は２つの磁極によって変化されることなく、磁極を
設けない場合と何等変わらない。

第２図は本発明の他の実施例を示す構成略図であり、第
１図と同一番号のものは同一構成要素を示すものである
。

即ち、本実施例では第１図で示す電子レンズ９を構成す
る２つの磁極１０ａ、１０ｂのうち、下側の磁極１０ｂ
をウェーネルト電極６で兼用するようになしたことを特
徴とするものである。

この場合、上側の磁極１０ａとウェーネルト電極６の励
磁コイル１１側は接続せずに切り離し、上側磁極１０ａ
をフィラメント１の電位に保つと同時に、ウェーネルト
電極６をフィラメントに対して負のバイアス電位に保つ
必要がある。このように上側の磁極とウェーネルト電極
とを切り離しても磁気的には何等影響を受けることな（
、電子線光軸７部分にレンズ磁場を形成することができ
る。

［発明の効果］ 以上詳述したような本発明においては、フィラメントの
先端近傍に回転対称なレンズ磁場を形成することにより
フィラメントからの電子の発生部分でこの電子を集束し
た後、さらに、ウェーネルト電極による静電レンズによ
り集束することができるため、電子ビームの開き角が非
常に小さくなる。従って、輝度が高くて、しかもクロス
オーバー像の非常に小さい電子ビームを取り出すことが
できるため、分解能の向上を図ることができる。

また、第２図で示す実施例のように電子レンズを構成す
る下側磁極をウェーネルトＮｗＡで兼用するようになせ
ば、装置の簡素化及びコストの低減を図ることができる
。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す構成略図、第２図は本
発明の他の実施例を示す構成略図である。 １：フィラメント　　　２：支持板 ３ａ、３ｂ：電極棒　　４：加熱電源 ５：加速電源 ６：ウェーネルト電極

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）電子を放出するフィラメントと、該フィラメント
   を囲むように配置され、かつフィラメントから取り出さ
   れる電子を制御するウエーネルト電極と、前記フィラメ
   ントからの電子線を加速する陽極とからなる装置におい
   て、前記ウエーネルト電極内の前記フィラメント近傍に
   ２つの磁極によって前記電子線光軸を中心とした回転対
   称のレンズ磁場を形成するための電子レンズを設けると
   共に、前記２つの磁極をフィラメントと同電位に保つこ
   とを特徴とする電子線発生装置。
2. （２）前記電子レンズを形成する下側磁極を前記ウエー
   ネルト電極で兼用することを特徴とする特許請求の範囲
   第１項記載の電子線発生装置。