JP2000208080A - 電子銃及び該電子銃を用いた装置 - Google Patents
電子銃及び該電子銃を用いた装置Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 エネルギー幅が狭く、高輝度で、かつ、微小
発生領域をもつ電子線を生成する。 【解決手段】 真空容器８の内部には、それぞれ半球状
の電極１及びグリッド電極２が、曲率中心を点Ｏに位置
させて配置される。グリッド電極２の直径は電極１の１
／２であり、グリッド電極２は電極１の内側に配置され
る。グリッド電極１の内部には、電子を放出するフィラ
メント４と、アパーチャ５とが配置される。フィラメン
ト４とアパーチャ５は点Ｏに対して対称に配置され、フ
ィラメント４から放出した電子は、電極１で反射し、ア
パーチャ５の中心に集束してアパーチャ５から放出され
る。
発生領域をもつ電子線を生成する。 【解決手段】 真空容器８の内部には、それぞれ半球状
の電極１及びグリッド電極２が、曲率中心を点Ｏに位置
させて配置される。グリッド電極２の直径は電極１の１
／２であり、グリッド電極２は電極１の内側に配置され
る。グリッド電極１の内部には、電子を放出するフィラ
メント４と、アパーチャ５とが配置される。フィラメン
ト４とアパーチャ５は点Ｏに対して対称に配置され、フ
ィラメント４から放出した電子は、電極１で反射し、ア
パーチャ５の中心に集束してアパーチャ５から放出され
る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、電子線を利用した
各種の観察装置、分析装置、あるいは加工装置に用いら
れる電子銃に関する。
各種の観察装置、分析装置、あるいは加工装置に用いら
れる電子銃に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、電子線を１次ビームに用いる装置
として、透過電子顕微鏡（ＴＥＭ）、走査電子顕微鏡
（ＳＥＭ）等の観察装置、低速電子電子回折（ＬＥＥ
Ｄ）、反射高速電子回折（ＲＨＥＥＤ）、オージェ電子
分光（ＡＥＳ）、及び電子エネルギー損失分光（ＥＥＬ
Ｓ）等を利用した分析装置、さらには電子ビーム露光装
置等の加工装置が広く利用されている。
として、透過電子顕微鏡（ＴＥＭ）、走査電子顕微鏡
（ＳＥＭ）等の観察装置、低速電子電子回折（ＬＥＥ
Ｄ）、反射高速電子回折（ＲＨＥＥＤ）、オージェ電子
分光（ＡＥＳ）、及び電子エネルギー損失分光（ＥＥＬ
Ｓ）等を利用した分析装置、さらには電子ビーム露光装
置等の加工装置が広く利用されている。
【０００３】一般に、これらの装置に用いられる１次電
子線は、十分な電流量で、発生領域が微小でかつエネル
ギー幅が小さいことが望ましい。特に、ＥＬＬＳやＴＥ
Ｍによる電子線ホログラフィーにおいては、試料に入射
する１次電子線のエネルギー幅が装置の性能を直接左右
するので、できるだけエネルギー幅の狭い特性を持つ電
子銃を用いる必要がある。
子線は、十分な電流量で、発生領域が微小でかつエネル
ギー幅が小さいことが望ましい。特に、ＥＬＬＳやＴＥ
Ｍによる電子線ホログラフィーにおいては、試料に入射
する１次電子線のエネルギー幅が装置の性能を直接左右
するので、できるだけエネルギー幅の狭い特性を持つ電
子銃を用いる必要がある。
【０００４】電子銃には通常、熱電子放出型、電界放出
型、及び両者を組み合わせたものがあり、この中で最も
狭いエネルギー幅を与えるのが電界放出型の電子銃であ
る。しかし、電界放出型の電子銃を用いてもＥＥＬＳ分
析等にとっては必ずしも十分でない場合があり、そのた
め、電子銃から放出された電子をエネルギーフィルタを
通してから試料に入射させる方法が検討されてきた。エ
ネルギーフィルタとしては様々な種類のものが提案され
ており、代表的なものとして、ウィーンフィルタ（Boer
ch, H., Geiger, J., and W. Stickel, Phys. Lett. 3
(1964) 64-66）や、半球電極型（Prouix, M., Marmet,
P., and Dutil, R Rev. Sci. Instum. 53 (1982) 778-7
80）がある。
型、及び両者を組み合わせたものがあり、この中で最も
狭いエネルギー幅を与えるのが電界放出型の電子銃であ
る。しかし、電界放出型の電子銃を用いてもＥＥＬＳ分
析等にとっては必ずしも十分でない場合があり、そのた
め、電子銃から放出された電子をエネルギーフィルタを
通してから試料に入射させる方法が検討されてきた。エ
ネルギーフィルタとしては様々な種類のものが提案され
ており、代表的なものとして、ウィーンフィルタ（Boer
ch, H., Geiger, J., and W. Stickel, Phys. Lett. 3
(1964) 64-66）や、半球電極型（Prouix, M., Marmet,
P., and Dutil, R Rev. Sci. Instum. 53 (1982) 778-7
80）がある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
エネルギーフィルタは、構造が複雑で大きく高価である
こと、必ずしも十分な電流量が得られないこと、レンズ
収差のために十分微小な領域に電子線を集束できないこ
と、等の問題がある。
エネルギーフィルタは、構造が複雑で大きく高価である
こと、必ずしも十分な電流量が得られないこと、レンズ
収差のために十分微小な領域に電子線を集束できないこ
と、等の問題がある。
【０００６】そこで本発明は、エネルギー幅が狭く、高
輝度で、かつ、微小発生領域をもつ電子線を生成できる
エネルギーフィルタ付きの電子銃、及び電子銃を利用し
た各種装置を提供することを目的とする。
輝度で、かつ、微小発生領域をもつ電子線を生成できる
エネルギーフィルタ付きの電子銃、及び電子銃を利用し
た各種装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
本発明の電子銃は、電子を発生する電子発生源と、前記
電子発生源から発生した電子のうち特定のエネルギーを
持つ電子を選択的に集束させる集束手段と、前記集束手
段による電子の集束位置に配置されたアパーチャとを有
する。
本発明の電子銃は、電子を発生する電子発生源と、前記
電子発生源から発生した電子のうち特定のエネルギーを
持つ電子を選択的に集束させる集束手段と、前記集束手
段による電子の集束位置に配置されたアパーチャとを有
する。
【０００８】上記のとおり構成された本発明の電子銃で
は、電子発生源から発生した電子は、集束手段により、
特定のエネルギーをもつものが特定の位置に集束され
る。この位置にはアパーチャが配置されており、集束さ
れた電子はアパーチャを通過して放出される。その結
果、高輝度でエネルギー幅が狭く、かつ平行性のよい電
子線が得られる。
は、電子発生源から発生した電子は、集束手段により、
特定のエネルギーをもつものが特定の位置に集束され
る。この位置にはアパーチャが配置されており、集束さ
れた電子はアパーチャを通過して放出される。その結
果、高輝度でエネルギー幅が狭く、かつ平行性のよい電
子線が得られる。
【０００９】上記集束手段としては、それぞれ球面を形
成し、同心上に配置された第１及び第２の電極を有する
ものであってもよい。ここで、第２の電極は、第１の電
極の２分の１の直径を有している。この構成は、微小な
領域から放出する電子のエネルギー分析を行う２次元表
示型球面鏡分析器（大門 寛、日本物理学会誌第４９巻
４４７頁）の装置構成を応用したものであり、これによ
り、電子発生源から放出された電子は、第１の電極と第
２の電極とが生成する静電場によって、放出角度によら
ずに、特定の運動エネルギーをもつものが選択的にアパ
ーチャに集束される。この場合、第２の電極をグリッド
電極とし、この内側に電子発生源を配置するのが望まし
い。また、電子発生源から放出された電子は、第１及び
第２の電極の曲率中心に対して対称となる位置に集束す
るので、アパーチャはこの位置に配置される。さらに、
選択するエネルギーを電子の運動エネルギー分布から外
れた値に設定すれば、電子はアパーチャを殆ど通過しな
くなるので、第１の電極に適当なパルス電圧を印加する
ことにより、パルス電子源として利用することも可能に
なる。
成し、同心上に配置された第１及び第２の電極を有する
ものであってもよい。ここで、第２の電極は、第１の電
極の２分の１の直径を有している。この構成は、微小な
領域から放出する電子のエネルギー分析を行う２次元表
示型球面鏡分析器（大門 寛、日本物理学会誌第４９巻
４４７頁）の装置構成を応用したものであり、これによ
り、電子発生源から放出された電子は、第１の電極と第
２の電極とが生成する静電場によって、放出角度によら
ずに、特定の運動エネルギーをもつものが選択的にアパ
ーチャに集束される。この場合、第２の電極をグリッド
電極とし、この内側に電子発生源を配置するのが望まし
い。また、電子発生源から放出された電子は、第１及び
第２の電極の曲率中心に対して対称となる位置に集束す
るので、アパーチャはこの位置に配置される。さらに、
選択するエネルギーを電子の運動エネルギー分布から外
れた値に設定すれば、電子はアパーチャを殆ど通過しな
くなるので、第１の電極に適当なパルス電圧を印加する
ことにより、パルス電子源として利用することも可能に
なる。
【００１０】また、本発明の電子銃は、電子線を利用し
た各種装置、例えば、電子顕微鏡といった観察装置、試
料の組成を分析する分析装置、電子線照射により被加工
物を局所加熱させて加工する加工装置、あるいは電子線
露光装置にも適用することができ、これにより、試料の
観察、組成分析、被加工物の加工、被転写物へのパター
ン転写が高精度に行われる。
た各種装置、例えば、電子顕微鏡といった観察装置、試
料の組成を分析する分析装置、電子線照射により被加工
物を局所加熱させて加工する加工装置、あるいは電子線
露光装置にも適用することができ、これにより、試料の
観察、組成分析、被加工物の加工、被転写物へのパター
ン転写が高精度に行われる。
【００１１】
【発明の実施の形態】次に、本発明の実施形態について
図面を参照して説明する。
図面を参照して説明する。
【００１２】（第１の実施形態）図１は、本発明の第１
の実施形態の電子銃の構成図である。
の実施形態の電子銃の構成図である。
【００１３】図１に示すように、ドーム型の真空容器８
の内部には、半球状の電極１及び半球状のグリッド電極
２が、それぞれの曲率中心を点Ｏに位置させて配置され
ている。グリッド電極２の直径は電極１の直径の１／２
であり、グリッド電極２は電極１の内側に配置されるこ
とになる。真空容器８には、この電子銃を利用する装置
と接続するための接続部９が設けられている。
の内部には、半球状の電極１及び半球状のグリッド電極
２が、それぞれの曲率中心を点Ｏに位置させて配置され
ている。グリッド電極２の直径は電極１の直径の１／２
であり、グリッド電極２は電極１の内側に配置されるこ
とになる。真空容器８には、この電子銃を利用する装置
と接続するための接続部９が設けられている。
【００１４】電極１とグリッド電極２との間には、電場
補正用の複数のガードリング３が配置されている。ガー
ドリング３は、電極１とグリッド電極２との間の端の電
場が球対称から外れることを防ぐために用いられる。
補正用の複数のガードリング３が配置されている。ガー
ドリング３は、電極１とグリッド電極２との間の端の電
場が球対称から外れることを防ぐために用いられる。
【００１５】グリッド電極２の内側には、通電加熱によ
り熱電子を放出するフィラメント４と、フィラメント４
から放出された電子線が、後述するように電極１及びグ
リッド電極２の作用により通過するアパーチャ５とが設
けられている。これらフィラメント４及びアパーチャ５
は、この電子銃から放出される電子線の進行方向と垂直
な方向で点Ｏに対して対称に配置されている。さらに、
フィラメント４の周囲にはフィラメント４を中心として
配置される加速用グリッド電極６が設けられるととも
に、アパーチャ５の近傍には、アパーチャ５を通過した
電子線を加速するための２枚の引き出し電極７が設けら
れている。
り熱電子を放出するフィラメント４と、フィラメント４
から放出された電子線が、後述するように電極１及びグ
リッド電極２の作用により通過するアパーチャ５とが設
けられている。これらフィラメント４及びアパーチャ５
は、この電子銃から放出される電子線の進行方向と垂直
な方向で点Ｏに対して対称に配置されている。さらに、
フィラメント４の周囲にはフィラメント４を中心として
配置される加速用グリッド電極６が設けられるととも
に、アパーチャ５の近傍には、アパーチャ５を通過した
電子線を加速するための２枚の引き出し電極７が設けら
れている。
【００１６】真空容器８全体は、グランドに接地されて
いる。グリッド電極２、加速用グリッド電極６及びアパ
ーチャ５は同一電位とされる。また、電極１は、グリッ
ド電極２に対して負の電位が設定される。さらに、フィ
ラメント４の中心電位は、加速用グリッド電極６に対し
て同電位または負の電位に設定される。
いる。グリッド電極２、加速用グリッド電極６及びアパ
ーチャ５は同一電位とされる。また、電極１は、グリッ
ド電極２に対して負の電位が設定される。さらに、フィ
ラメント４の中心電位は、加速用グリッド電極６に対し
て同電位または負の電位に設定される。
【００１７】上記のように構成することで、フィラメン
ト４から放出され加速用グリッド電極６を通過した電子
の運動エネルギーは、フィラメント４での熱電子のエネ
ルギーの広がりと、フィラメント４と加速用グリッド電
極６との電位差によるエネルギーを加えた値になる。グ
リッド電極２に対する電極１の電位を−Ｅ（Ｅ＞０）に
設定すると、加速用グリッド電極６を通過した電子のう
ち、運動エネルギーＥをもって電極１に向かう電子は、
電極１とグリッド電極２とにより生成される静電場によ
って電極１で反射され、電子の放出角度によらずにアパ
ーチャ５の中心に厳密に集束し、その孔を通過する。そ
れ以外の運動エネルギーをもつ電子は、集束されず、大
部分はアパーチャ５を通過しない。なお、上記のＥの値
としては通常、運動エネルギー分布が最大となる値を選
ぶ。
ト４から放出され加速用グリッド電極６を通過した電子
の運動エネルギーは、フィラメント４での熱電子のエネ
ルギーの広がりと、フィラメント４と加速用グリッド電
極６との電位差によるエネルギーを加えた値になる。グ
リッド電極２に対する電極１の電位を−Ｅ（Ｅ＞０）に
設定すると、加速用グリッド電極６を通過した電子のう
ち、運動エネルギーＥをもって電極１に向かう電子は、
電極１とグリッド電極２とにより生成される静電場によ
って電極１で反射され、電子の放出角度によらずにアパ
ーチャ５の中心に厳密に集束し、その孔を通過する。そ
れ以外の運動エネルギーをもつ電子は、集束されず、大
部分はアパーチャ５を通過しない。なお、上記のＥの値
としては通常、運動エネルギー分布が最大となる値を選
ぶ。
【００１８】そして、アパーチャ５を通過した電子は、
アパーチャ５上の集束点を放出点として、引き出し電極
７により加速される。その結果、高輝度で平行性が高
く、かつ、エネルギーの揃った電子線を生成することが
できる。
アパーチャ５上の集束点を放出点として、引き出し電極
７により加速される。その結果、高輝度で平行性が高
く、かつ、エネルギーの揃った電子線を生成することが
できる。
【００１９】一方、選択するエネルギーを電子の運動エ
ネルギー分布から外れた値に設定すれば、電子はアパー
チャ５を殆ど通過しない。そこで、電子の運動エネルギ
ー分布が０とみなせる電圧値Ｅ'と上記Ｅの値を交互に
電極１に印加すれば、Ｅが印加されたときだけ電子はア
パーチャ５を通過するので、容易に電子線をパルス状に
生成することができる。
ネルギー分布から外れた値に設定すれば、電子はアパー
チャ５を殆ど通過しない。そこで、電子の運動エネルギ
ー分布が０とみなせる電圧値Ｅ'と上記Ｅの値を交互に
電極１に印加すれば、Ｅが印加されたときだけ電子はア
パーチャ５を通過するので、容易に電子線をパルス状に
生成することができる。
【００２０】なお、加速用グリッド電極６は本発明にお
いては省略することができるが、加速用グリッド電極６
を設けない場合には、フィラメント４の中心電位は、グ
リッド電極２の電位と一致させる。また、引き出し電極
７も本電子銃に必須のものではなく、電子銃が接続され
る装置側に設けてもよい。
いては省略することができるが、加速用グリッド電極６
を設けない場合には、フィラメント４の中心電位は、グ
リッド電極２の電位と一致させる。また、引き出し電極
７も本電子銃に必須のものではなく、電子銃が接続され
る装置側に設けてもよい。
【００２１】（第２の実施形態）図２は、本発明の第２
の実施形態の電子銃の構成図である。
の実施形態の電子銃の構成図である。
【００２２】本実施形態の電子銃は、フィラメント１４
及びアパーチャ１５の配置が第１の実施形態と異なって
いる。すなわち、フィラメント１４とアパーチャ１５と
は、この電子銃から放出される電子線の進行方向と平行
な方向で、電極１１及びグリッド電極１２の中心点であ
る点Ｏに対して対称に配置され、フィラメント１４の電
子放出点と、点Ｏと、アパーチャ１５の孔の中心とが同
一直線上に配置される。それに伴って、加速用グリッド
電極１６はフィラメント１４を囲む位置に設けられ、引
き出し電極１７も、アパーチャ１５の電子の放出側の近
傍に配置される。その他の構成は第１の実施形態と同様
であるので、その説明は省略する。
及びアパーチャ１５の配置が第１の実施形態と異なって
いる。すなわち、フィラメント１４とアパーチャ１５と
は、この電子銃から放出される電子線の進行方向と平行
な方向で、電極１１及びグリッド電極１２の中心点であ
る点Ｏに対して対称に配置され、フィラメント１４の電
子放出点と、点Ｏと、アパーチャ１５の孔の中心とが同
一直線上に配置される。それに伴って、加速用グリッド
電極１６はフィラメント１４を囲む位置に設けられ、引
き出し電極１７も、アパーチャ１５の電子の放出側の近
傍に配置される。その他の構成は第１の実施形態と同様
であるので、その説明は省略する。
【００２３】上記構成に基づき、加速用グリッド電極１
６に対する電極１１の電位を−Ｅ（Ｅ＞０）に設定する
と、加速用グリッド電極１６を通過した電子線のうち、
運動エネルギーＥをもって一定の角度範囲に放出された
電子線は、電極１１とグリッド電極１２とが生成する静
電場によってアパーチャ１５の中心に集束し、その孔を
通過する。この角度範囲は、加速用グリッド電極１６の
大きさや、電極１１及びグリッド電極１２の立体角の大
きさに依存する。本実施形態ではこの立体角を２πとし
ているが、この角度をさらに大きくすることによって、
アパーチャ１５上に集束する放出角度範囲を大きくする
ことが可能である。上記のＥの値としては、第１の実施
形態と同様に、運動エネルギー分布が最大となる値を選
ぶのが好ましい。
６に対する電極１１の電位を−Ｅ（Ｅ＞０）に設定する
と、加速用グリッド電極１６を通過した電子線のうち、
運動エネルギーＥをもって一定の角度範囲に放出された
電子線は、電極１１とグリッド電極１２とが生成する静
電場によってアパーチャ１５の中心に集束し、その孔を
通過する。この角度範囲は、加速用グリッド電極１６の
大きさや、電極１１及びグリッド電極１２の立体角の大
きさに依存する。本実施形態ではこの立体角を２πとし
ているが、この角度をさらに大きくすることによって、
アパーチャ１５上に集束する放出角度範囲を大きくする
ことが可能である。上記のＥの値としては、第１の実施
形態と同様に、運動エネルギー分布が最大となる値を選
ぶのが好ましい。
【００２４】アパーチャ１５を通過した電子は、アパー
チャ１５上の集束点を放出点として、引き出し電極１７
により加速される。その結果、高輝度で平行性が高く、
かつ、エネルギーの揃った電子線を生成することができ
る。また、電子の運動エネルギー分布が０とみなせる電
圧値Ｅ'と上記Ｅの値を交互に電極１１に印加すること
によって、第１の実施形態と同様にパルス状の電子線を
容易に生成することもできる。
チャ１５上の集束点を放出点として、引き出し電極１７
により加速される。その結果、高輝度で平行性が高く、
かつ、エネルギーの揃った電子線を生成することができ
る。また、電子の運動エネルギー分布が０とみなせる電
圧値Ｅ'と上記Ｅの値を交互に電極１１に印加すること
によって、第１の実施形態と同様にパルス状の電子線を
容易に生成することもできる。
【００２５】（第３の実施形態）図３は、本発明の第３
の実施形態の電子銃の構成図である。
の実施形態の電子銃の構成図である。
【００２６】本実施形態では、フィラメント及びアパー
チャは第１の実施形態と同様に配置されている。ただ
し、フィラメントとしては、電界放出型のものを用いて
いる。また、フィラメントを囲んで設けられた加速用グ
リッド電極の外側には、減速グリッド電極が設けられ、
電極２１の天頂部には、ローパスフィルタの役割をもつ
ガードリング電極３２が設けられている。さらに、真空
容器２８には作動排気用の排気口２８ａが設けられてい
る。その他の構成は第１の実施形態と同様であるので、
その説明は省略する。
チャは第１の実施形態と同様に配置されている。ただ
し、フィラメントとしては、電界放出型のものを用いて
いる。また、フィラメントを囲んで設けられた加速用グ
リッド電極の外側には、減速グリッド電極が設けられ、
電極２１の天頂部には、ローパスフィルタの役割をもつ
ガードリング電極３２が設けられている。さらに、真空
容器２８には作動排気用の排気口２８ａが設けられてい
る。その他の構成は第１の実施形態と同様であるので、
その説明は省略する。
【００２７】上記構成に基づき、フィラメント２４と加
速用グリッド電極２６との間の電界により電界放出され
た電子は、加速用グリッド電極２６まで加速され、加速
用グリッド電極２６と減速グリッド電極３１との間で減
速される。その後、第１の実施形態と同様に、特定のエ
ネルギーを持つ電子はアパーチャ２５の中心に集束し、
その孔を通過する。
速用グリッド電極２６との間の電界により電界放出され
た電子は、加速用グリッド電極２６まで加速され、加速
用グリッド電極２６と減速グリッド電極３１との間で減
速される。その後、第１の実施形態と同様に、特定のエ
ネルギーを持つ電子はアパーチャ２５の中心に集束し、
その孔を通過する。
【００２８】アパーチャ２５を通過した電子は、アパー
チャ２５上の集束点を放出点として、引き出し電極２７
により加速される。その結果、高輝度で平行性が高く、
かつ、エネルギーの揃った電子線を生成することができ
る。また、第１の実施形態と同様にして、パルス状の電
子線を容易に生成することもできる。
チャ２５上の集束点を放出点として、引き出し電極２７
により加速される。その結果、高輝度で平行性が高く、
かつ、エネルギーの揃った電子線を生成することができ
る。また、第１の実施形態と同様にして、パルス状の電
子線を容易に生成することもできる。
【００２９】以上３つの実施形態によって本発明の電子
銃について説明したが、本発明の電子銃は、電子線を利
用する観察装置、分析装置、あるいは加工装置など種々
の装置に用いることができる。
銃について説明したが、本発明の電子銃は、電子線を利
用する観察装置、分析装置、あるいは加工装置など種々
の装置に用いることができる。
【００３０】例えば、観察装置としては電子顕微鏡が挙
げられる。電子顕微鏡は、電子銃と、電子銃から照射さ
れた電子線により試料の表面を観察するための観察手段
とを有する。観察手段として、電子銃によって試料に電
子線を照射することによって発生する２次電子を試料に
対して走査しながら検出する２次電子検出器を用いれば
走査形電子顕微鏡が構成され、電子銃から放出され試料
を透過した電子線によって蛍光を発する蛍光パネルを用
いれば透過形電子顕微鏡が構成される。そして、電子銃
として本発明の電子銃を用いることにより、高輝度で平
行性が高く、しかもエネルギーの揃った電子線を試料に
照射することができるので、試料をより高精度に観察す
ることができる。
げられる。電子顕微鏡は、電子銃と、電子銃から照射さ
れた電子線により試料の表面を観察するための観察手段
とを有する。観察手段として、電子銃によって試料に電
子線を照射することによって発生する２次電子を試料に
対して走査しながら検出する２次電子検出器を用いれば
走査形電子顕微鏡が構成され、電子銃から放出され試料
を透過した電子線によって蛍光を発する蛍光パネルを用
いれば透過形電子顕微鏡が構成される。そして、電子銃
として本発明の電子銃を用いることにより、高輝度で平
行性が高く、しかもエネルギーの揃った電子線を試料に
照射することができるので、試料をより高精度に観察す
ることができる。
【００３１】また、電子線を試料に照射することによっ
て試料の組成や元素等を分析する分析装置は、電子線を
試料に照射する電子銃と、電子線が試料に照射されるこ
とにより生ずる特定の物理現象を検出する分析手段とを
有する。分析手段としては、電子回折を利用したもの
や、オージェ電子分光を利用したものや、電子エネルギ
ー損失分光を利用したものがあるが、電子線の照射に本
発明の電子銃を用いることで、高輝度で平行性が高く、
しかもエネルギーの揃った電子線を試料に照射すること
ができるので、試料の分析をより高精度に行うことがで
きる。
て試料の組成や元素等を分析する分析装置は、電子線を
試料に照射する電子銃と、電子線が試料に照射されるこ
とにより生ずる特定の物理現象を検出する分析手段とを
有する。分析手段としては、電子回折を利用したもの
や、オージェ電子分光を利用したものや、電子エネルギ
ー損失分光を利用したものがあるが、電子線の照射に本
発明の電子銃を用いることで、高輝度で平行性が高く、
しかもエネルギーの揃った電子線を試料に照射すること
ができるので、試料の分析をより高精度に行うことがで
きる。
【００３２】さらに、加工装置としては、電子銃から電
子線を被加工物に照射させて局所加熱することにより被
加工物を加工する一般的な加工装置の他に、マスクパタ
ーンをウェハに転写してウェハに微小パターンを形成す
る電子線露光装置がある。電子線露光装置は、電子銃
と、パターンが予め形成されたマスクと被転写物となる
ウェハとを相対的に走査させる走査手段とを有するもの
で、電子銃から放出された電子線をマスクに照射し、マ
スクのパターンをウェハに露光することでウェハにマス
クのパターンを転写する。このような加工装置におい
て、電子銃として本発明の電子銃を用いることで、高輝
度で平行性が高く、しかもエネルギーの揃った電子線を
被加工物や被転写物に照射することができるので、被加
工物への加工や被転写物へのパターンの転写をより高精
度に行うことができる。
子線を被加工物に照射させて局所加熱することにより被
加工物を加工する一般的な加工装置の他に、マスクパタ
ーンをウェハに転写してウェハに微小パターンを形成す
る電子線露光装置がある。電子線露光装置は、電子銃
と、パターンが予め形成されたマスクと被転写物となる
ウェハとを相対的に走査させる走査手段とを有するもの
で、電子銃から放出された電子線をマスクに照射し、マ
スクのパターンをウェハに露光することでウェハにマス
クのパターンを転写する。このような加工装置におい
て、電子銃として本発明の電子銃を用いることで、高輝
度で平行性が高く、しかもエネルギーの揃った電子線を
被加工物や被転写物に照射することができるので、被加
工物への加工や被転写物へのパターンの転写をより高精
度に行うことができる。
【００３３】なお、上述した各実施形態では、電子発生
源として熱電子放出によるもの、電界放出によるものを
例に挙げて示したが、電子発生源はこれらに限定される
ものではなく、２次電子放出によるものや、光電子放出
によるものなども用いることができる。
源として熱電子放出によるもの、電界放出によるものを
例に挙げて示したが、電子発生源はこれらに限定される
ものではなく、２次電子放出によるものや、光電子放出
によるものなども用いることができる。
【００３４】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、電
子発生源から放出された電子のうち特定のエネルギーを
もつ電子を選択的に集束させる集束手段と、この集束手
段による集束位置に配置されたアパーチャとを有するこ
とで、集束手段で集束された特定エネルギーをもつ電子
がアパーチャを通過することになるので、高輝度でエネ
ルギー幅が狭く、かつ平行性のよい電子線を放出するこ
とができる。従って、本発明の電子銃を、電子線を利用
した観察装置、分析装置、加工装置あるいは電子線露光
装置に適用することで、試料の観察、組成分析、被加工
物の加工、あるいは被転写物へのパターンの転写をより
高精度に行うことができる。
子発生源から放出された電子のうち特定のエネルギーを
もつ電子を選択的に集束させる集束手段と、この集束手
段による集束位置に配置されたアパーチャとを有するこ
とで、集束手段で集束された特定エネルギーをもつ電子
がアパーチャを通過することになるので、高輝度でエネ
ルギー幅が狭く、かつ平行性のよい電子線を放出するこ
とができる。従って、本発明の電子銃を、電子線を利用
した観察装置、分析装置、加工装置あるいは電子線露光
装置に適用することで、試料の観察、組成分析、被加工
物の加工、あるいは被転写物へのパターンの転写をより
高精度に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態の電子銃の構成図であ
る。
る。
【図２】本発明の第２の実施形態の電子銃の構成図であ
る。
る。
【図３】本発明の第３の実施形態の電子銃の構成図であ
る。
る。
１，１１，２１ 電極 ２，１２，２２ グリッド電極 ３ ガードリング ４，１４，２４ フィラメント ５，１５，２５ アパーチャ ６，１６，２６ 加速用グリッド電極 ７，１７，２７ 引き出し電極 ８，２８ 真空容器 ９ 接続部 ３１ 減速グリッド電極 ３２ ガードリング電極
Claims (9)
- 【請求項１】 電子を発生する電子発生源と、 前記電子発生源から発生した電子のうち特定のエネルギ
ーを持つ電子を選択的に集束させる集束手段と、 前記集束手段による電子の集束位置に配置されたアパー
チャとを有する電子銃。 - 【請求項２】 前記集束手段は、それぞれ球面の一部を
形成する、第１の電極と、直径が前記第１の電極の直径
の２分の１で前記第１の電極と同心上に配置された第２
の電極とを有する請求項１に記載の電子銃。 - 【請求項３】 前記第２の電極はグリッド電極であり、
前記電子発生源は前記グリッド電極の内側に配置されて
いる請求項２に記載の電子銃。 - 【請求項４】 前記電子発生手段と前記アパーチャと
は、前記第１の電極及び第２の電極の曲率中心に対して
対称に配置されている請求項２または３に記載の電子
銃。 - 【請求項５】 前記第１の電極にはパルス電圧が印加さ
れる請求項２、３または４に記載の電子銃。 - 【請求項６】 電子線を放出する電子銃と、該電子銃か
ら照射された電子線により試料の表面を観察するための
観察手段とを有する観察装置において、 前記電子銃として、請求項１ないし５のいずれか１項に
記載の電子銃を用いたことを特徴とする観察装置。 - 【請求項７】 電子線を試料に照射する電子銃と、前記
試料の組成を分析するために前記試料に電子線が照射さ
れることにより生ずる特定の物理現象を検出する分析手
段とを有する分析装置において、 前記電子銃として、請求項１ないし５のいずれか１項に
記載の電子銃を用いたことを特徴とする分析装置。 - 【請求項８】 電子銃から電子線を被加工物に照射させ
て教書か熱することにより前記被加工物を加工する加工
装置において、 前記電子銃として、請求項１ないし５のいずれか１項に
記載の電子銃を用いたことを特徴とする加工装置。 - 【請求項９】 電子線を放出する電子銃と、転写すべき
パターンが予め形成されたマスクと被転写物とを相対的
に走査させる走査手段とを有し、前記電子線から放出さ
れた電子線を前記マスクに照射し、前記マスクのパター
ンを前記被転写物に露光して転写する電子線露光装置に
おいて、 前記電子銃として、請求項１ないし５のいずれか１項に
記載の電子銃を用いたことを特徴とする電子線露光装
置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11004405A JP2000208080A (ja) | 1999-01-11 | 1999-01-11 | 電子銃及び該電子銃を用いた装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11004405A JP2000208080A (ja) | 1999-01-11 | 1999-01-11 | 電子銃及び該電子銃を用いた装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000208080A true JP2000208080A (ja) | 2000-07-28 |
Family
ID=11583424
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11004405A Pending JP2000208080A (ja) | 1999-01-11 | 1999-01-11 | 電子銃及び該電子銃を用いた装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000208080A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP4546392A1 (en) | 2023-10-24 | 2025-04-30 | Jeol Ltd. | Charged particle gun and charged particle beam system |
-
1999
- 1999-01-11 JP JP11004405A patent/JP2000208080A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP4546392A1 (en) | 2023-10-24 | 2025-04-30 | Jeol Ltd. | Charged particle gun and charged particle beam system |
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