JPH0125403Y2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPH0125403Y2 JPH0125403Y2 JP18387281U JP18387281U JPH0125403Y2 JP H0125403 Y2 JPH0125403 Y2 JP H0125403Y2 JP 18387281 U JP18387281 U JP 18387281U JP 18387281 U JP18387281 U JP 18387281U JP H0125403 Y2 JPH0125403 Y2 JP H0125403Y2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- electron
- emitting surface
- electron beam
- electron emitting
- metal column
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired
Links
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- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 13
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 13
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 7
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 2
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 2
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 description 1
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- GUVRBAGPIYLISA-UHFFFAOYSA-N tantalum atom Chemical compound [Ta] GUVRBAGPIYLISA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Landscapes
- Electron Beam Exposure (AREA)
- Electron Sources, Ion Sources (AREA)
Description
【考案の詳細な説明】
本考案はエミツシヨン面各部からの熱電子放出
が一様な電子ビーム源に関する。
が一様な電子ビーム源に関する。
最近、LSI素子や超LSI素子の製作手段として
電子ビーム露光装置が注目を浴びている。特に、
多角形の孔を有する複数枚のスリツト板と、該各
スリツト板間に配置され上方スリツト板の孔を通
過した電子ビームを偏向させる偏向系を備え、所
定の大きさと形状（大方、正方形か長方形）の断
面を有する電子ビームを得ようとする可変面積型
電子ビーム露光装置はスポツト状ビームで描画す
べきパターンを塗り潰す方式の露光装置に比べ、
パターンの大きさや形状に応じた断面のビームで
１回で又は複数回の繋合わせでパターンを描画す
る（面積露光と称す）ので描画スピードや描画精
度の点で著しく勝れていることから有望視されて
いる。さて、この様な可変面積型電子ビーム露光
装置では各方正形ビームの電流密度分布を一様に
する必要から、電子の放出面（エミツシヨン面と
称す）の広い陰極を持つ電子ビーム源が望まれ
る。所が、従来の電子ビーム源では棒状の陰極材
料を加熱し、該材料のエミツシヨン面から熱電子
を放出させる方式がとられているが、エミツシヨ
ン面の場所毎で熱放散量が異なる為、エミツシヨ
ン面の全面に亙り加熱温度を一様にすることが困
難となり、エミツシヨン面各部からの熱電子放出
量を一様にすることが出来なかつた。この様なエ
ミツシヨン面から放出された電子ビームから所定
形状と大きさと有する断面のビームを作つても、
エミツシヨン面の場所毎で放出電子密度が異なる
為、一様な電流密度のビームを得ることは困難と
なる。この様な場合、試料上に直接パターンを描
く為に該ビームを試料上に塗布されたレジスト面
へ照射し現像すると、例えばポジ型レジストを使
用した時、該レジストの持つ感度以下の電流密度
を有するビームが当つた所がそのまま残つたり、
感度以上の電流密度を有するビームが当ると近接
効果（特願昭51−133898号参照）によりパターン
のエツヂ部の近傍にパターン部と一緒に現像され
てしまう部分が生じる。従つて、パターン描画精
度が著しく低下してしまう。
電子ビーム露光装置が注目を浴びている。特に、
多角形の孔を有する複数枚のスリツト板と、該各
スリツト板間に配置され上方スリツト板の孔を通
過した電子ビームを偏向させる偏向系を備え、所
定の大きさと形状（大方、正方形か長方形）の断
面を有する電子ビームを得ようとする可変面積型
電子ビーム露光装置はスポツト状ビームで描画す
べきパターンを塗り潰す方式の露光装置に比べ、
パターンの大きさや形状に応じた断面のビームで
１回で又は複数回の繋合わせでパターンを描画す
る（面積露光と称す）ので描画スピードや描画精
度の点で著しく勝れていることから有望視されて
いる。さて、この様な可変面積型電子ビーム露光
装置では各方正形ビームの電流密度分布を一様に
する必要から、電子の放出面（エミツシヨン面と
称す）の広い陰極を持つ電子ビーム源が望まれ
る。所が、従来の電子ビーム源では棒状の陰極材
料を加熱し、該材料のエミツシヨン面から熱電子
を放出させる方式がとられているが、エミツシヨ
ン面の場所毎で熱放散量が異なる為、エミツシヨ
ン面の全面に亙り加熱温度を一様にすることが困
難となり、エミツシヨン面各部からの熱電子放出
量を一様にすることが出来なかつた。この様なエ
ミツシヨン面から放出された電子ビームから所定
形状と大きさと有する断面のビームを作つても、
エミツシヨン面の場所毎で放出電子密度が異なる
為、一様な電流密度のビームを得ることは困難と
なる。この様な場合、試料上に直接パターンを描
く為に該ビームを試料上に塗布されたレジスト面
へ照射し現像すると、例えばポジ型レジストを使
用した時、該レジストの持つ感度以下の電流密度
を有するビームが当つた所がそのまま残つたり、
感度以上の電流密度を有するビームが当ると近接
効果（特願昭51−133898号参照）によりパターン
のエツヂ部の近傍にパターン部と一緒に現像され
てしまう部分が生じる。従つて、パターン描画精
度が著しく低下してしまう。
本考案は斯くの如き点に鑑みてなされたもの
で、平面状の電子放出面を有し、中心に行くに従
つて厚くなる様な電子放出部材を有する熱陰極
と、前記電子放出部材全体に電流を流す手段とを
具備し、前記熱陰極の電子放出面各部からの熱電
子放出量を一様にした新規な電子ビーム源を提供
するものである。
で、平面状の電子放出面を有し、中心に行くに従
つて厚くなる様な電子放出部材を有する熱陰極
と、前記電子放出部材全体に電流を流す手段とを
具備し、前記熱陰極の電子放出面各部からの熱電
子放出量を一様にした新規な電子ビーム源を提供
するものである。
第１図は本考案の一実施例を示した電子ビーム
源の熱陰極部を示したものである。該熱陰極部は
中空円筒部１と電子放出部材２と該部材の中心部
において該部材から直立する中心金属柱３を有
し、これら中空円筒部１、電子放出部材２及び中
心金属柱３はいずれもタンタルの如き金属から成
つている。中心金属柱３の部分と中空円筒部１に
おいては基本的に発熱する必要が無いため、この
実施例のように前記３個の部分を同一の材料で形
成する場合には、中心金属柱３と中空円筒部１の
抵抗が小さくなるよう、これらの部分の断面積を
充分大きくとることが望ましい。又、中心金属柱
３の部分の抵抗が過大になり、それにより電子放
出面の中心のみ加熱される事態を回避するため、
中心金属柱３の断面積と中空円筒部１の断面積は
同一にされている。該陰極部の外には図示しない
が、前記中心金属柱３と外周壁との間に加熱電流
Ｉを流し該部材を加熱する為の加熱電源、前記電
子放出部材２の下方に配置された陽極（図示せ
ず）と該部材間に該部材の電子放出面Ｅから放出
された熱電子を加速する為の加速電源が設けられ
ている。さて、前記電子放出部材２の形状は次の
様に設定される。
源の熱陰極部を示したものである。該熱陰極部は
中空円筒部１と電子放出部材２と該部材の中心部
において該部材から直立する中心金属柱３を有
し、これら中空円筒部１、電子放出部材２及び中
心金属柱３はいずれもタンタルの如き金属から成
つている。中心金属柱３の部分と中空円筒部１に
おいては基本的に発熱する必要が無いため、この
実施例のように前記３個の部分を同一の材料で形
成する場合には、中心金属柱３と中空円筒部１の
抵抗が小さくなるよう、これらの部分の断面積を
充分大きくとることが望ましい。又、中心金属柱
３の部分の抵抗が過大になり、それにより電子放
出面の中心のみ加熱される事態を回避するため、
中心金属柱３の断面積と中空円筒部１の断面積は
同一にされている。該陰極部の外には図示しない
が、前記中心金属柱３と外周壁との間に加熱電流
Ｉを流し該部材を加熱する為の加熱電源、前記電
子放出部材２の下方に配置された陽極（図示せ
ず）と該部材間に該部材の電子放出面Ｅから放出
された熱電子を加速する為の加速電源が設けられ
ている。さて、前記電子放出部材２の形状は次の
様に設定される。
第２図ａは電子放出部材２を下から見た図、即
ち電子放出面Ｅを示す図、第２図ｂは該部材を横
から見た図、第２図ｃは第２図ｂの一部拡大図で
ある。例えば電子放出面の中心からｒ〜ｒ＋dr間
の単位面積当りの発熱量Ｃは、加熱電流をＩ、電
流密度をＪ、底面部の抵抗率をρ、底面部の厚さ
をｈとすれば、単位体積当りの発熱量はρJ2＝ρ
（Ｉ／2πrh）2であることから Ｃ＝2πrhdrρ（Ｉ／2πrh）2／2πrdr＝ρI2／4π2r2h となる。この式ρI2／4π2r2hにおいて、ρI2及び4π2
は 一定値である。従つて、電子放出面Ｅのどの部分
の発熱量も一定にする為にはr2hの値が一定にな
る様に前記部材２の形状を設定すれば良い。この
様にして設定された前記部材の形状は、電子放出
面Ｅが平面に、該電子放出面と反対側の面がｈ∝
１／r2の式に沿つた中心軸に対称な曲面状に形成さ れる。
ち電子放出面Ｅを示す図、第２図ｂは該部材を横
から見た図、第２図ｃは第２図ｂの一部拡大図で
ある。例えば電子放出面の中心からｒ〜ｒ＋dr間
の単位面積当りの発熱量Ｃは、加熱電流をＩ、電
流密度をＪ、底面部の抵抗率をρ、底面部の厚さ
をｈとすれば、単位体積当りの発熱量はρJ2＝ρ
（Ｉ／2πrh）2であることから Ｃ＝2πrhdrρ（Ｉ／2πrh）2／2πrdr＝ρI2／4π2r2h となる。この式ρI2／4π2r2hにおいて、ρI2及び4π2
は 一定値である。従つて、電子放出面Ｅのどの部分
の発熱量も一定にする為にはr2hの値が一定にな
る様に前記部材２の形状を設定すれば良い。この
様にして設定された前記部材の形状は、電子放出
面Ｅが平面に、該電子放出面と反対側の面がｈ∝
１／r2の式に沿つた中心軸に対称な曲面状に形成さ れる。
この様に電子放出部材を形成し、中心金属柱２
と外周壁との間に加熱電流を流せば、該部材の電
子放出面Ｅの各部からの発熱量、即ち熱放散量が
一様となる為、電子放出面の全面に亙り加熱温度
を一様にすることが出来、電子放出面各部から同
一の量の熱電子を放出することが出来る。尚加熱
電流を流す方向は、金属柱３から中空円筒部１の
方向あるいは中空円筒部１から金属柱３の方向の
いずれでも良い。
と外周壁との間に加熱電流を流せば、該部材の電
子放出面Ｅの各部からの発熱量、即ち熱放散量が
一様となる為、電子放出面の全面に亙り加熱温度
を一様にすることが出来、電子放出面各部から同
一の量の熱電子を放出することが出来る。尚加熱
電流を流す方向は、金属柱３から中空円筒部１の
方向あるいは中空円筒部１から金属柱３の方向の
いずれでも良い。
又、前記熱陰極部の側部となる中空円筒形状部
の端部をスダレ状に分割しても良い。更に、中心
金属柱の代りにリード線を設けても良い。
の端部をスダレ状に分割しても良い。更に、中心
金属柱の代りにリード線を設けても良い。
本考案によれば、電子放出面の各部からの熱電
子放出量が一様な陰極部を有する電子ビーム源を
実現することが出来るので、電子ビーム露光にお
けるパターン描画精度が向上する。又、本考案の
電子ビーム源は著しく簡単な構成である。
子放出量が一様な陰極部を有する電子ビーム源を
実現することが出来るので、電子ビーム露光にお
けるパターン描画精度が向上する。又、本考案の
電子ビーム源は著しく簡単な構成である。
第１図は本考案の一実施例を示した電子ビーム
源の熱陰極部、第２図ａは前記熱陰極部の電子放
出面を下から見た図、第２図ｂは同じ電子放出面
を横から見た図、第２図ｃは第２図ｂの一部拡大
図である。 １：中空円筒部、２：電子放出部材、３：中心
金属柱、Ｅ：エミツシヨン部。
源の熱陰極部、第２図ａは前記熱陰極部の電子放
出面を下から見た図、第２図ｂは同じ電子放出面
を横から見た図、第２図ｃは第２図ｂの一部拡大
図である。 １：中空円筒部、２：電子放出部材、３：中心
金属柱、Ｅ：エミツシヨン部。
Claims (1)
- 底部に平面状の電子放出面を有する中空円筒と
この円筒の中心軸に沿つて前記底部から直立する
中心金属柱からなる熱陰極、及び前記電子放出部
材全体に電流を流す手段とを具備した電子ビーム
源において、前記電子放出面の温度が一定となる
ように電子放出部材の厚さが中心からの距離に応
じて変化したことを特徴とする電子ビーム源。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18387281U JPS5887252U (ja) | 1981-12-10 | 1981-12-10 | 電子ビ−ム源 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18387281U JPS5887252U (ja) | 1981-12-10 | 1981-12-10 | 電子ビ−ム源 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5887252U JPS5887252U (ja) | 1983-06-13 |
| JPH0125403Y2 true JPH0125403Y2 (ja) | 1989-07-31 |
Family
ID=29983520
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP18387281U Granted JPS5887252U (ja) | 1981-12-10 | 1981-12-10 | 電子ビ−ム源 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5887252U (ja) |
-
1981
- 1981-12-10 JP JP18387281U patent/JPS5887252U/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5887252U (ja) | 1983-06-13 |
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