JPS5851438A - 電子線源 - Google Patents
電子線源Info
- Publication number
- JPS5851438A JPS5851438A JP56149711A JP14971181A JPS5851438A JP S5851438 A JPS5851438 A JP S5851438A JP 56149711 A JP56149711 A JP 56149711A JP 14971181 A JP14971181 A JP 14971181A JP S5851438 A JPS5851438 A JP S5851438A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- cathode
- current density
- brightness
- emitter
- electrode
- 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.)
- Pending
Links
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
- H01J37/02—Details
- H01J37/04—Arrangements of electrodes and associated parts for generating or controlling the discharge, e.g. electron-optical arrangement or ion-optical arrangement
- H01J37/06—Electron sources; Electron guns
- H01J37/063—Geometrical arrangement of electrodes for beam-forming
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Solid Thermionic Cathode (AREA)
- Electron Beam Exposure (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、成形アパーチャにおいて高電流密度。
高輝度に保たれた広領域の成形ビームを得るだめのＬＳ
Ｉパターン形成用の電子線源に関するものである。
Ｉパターン形成用の電子線源に関するものである。
第１図は従来の成形ビーム形成のための電子銃と光学系
の構成を模式的に示すもので、図において１はカソード
先端、２はウェネルト電極、６は′アノード電極、４は
成形アパーチャである。これを動作するには、カソード
先端１を熱電子放射温度以上にして電子をカソード先端
１から放射させ、アノード電極３の電圧で電子を所定の
速度に加速するが、ウェネルト電極２の電圧によってエ
ミッション電流を制御し、成形アパーチャ４によって電
流密度分布の均一な成形ビームを得る。しかしカソード
先端１は細く（例えば０．０１〜０．１ｍｍφ）なって
いるからエミッション電流を多量にとれない。例えば、
エミッション電流を数百μＡ以上放射させようとすれば
、空間電荷制限領域で使えなくなり、使用できる放射角
が狭くなるというような欠点があった。
の構成を模式的に示すもので、図において１はカソード
先端、２はウェネルト電極、６は′アノード電極、４は
成形アパーチャである。これを動作するには、カソード
先端１を熱電子放射温度以上にして電子をカソード先端
１から放射させ、アノード電極３の電圧で電子を所定の
速度に加速するが、ウェネルト電極２の電圧によってエ
ミッション電流を制御し、成形アパーチャ４によって電
流密度分布の均一な成形ビームを得る。しかしカソード
先端１は細く（例えば０．０１〜０．１ｍｍφ）なって
いるからエミッション電流を多量にとれない。例えば、
エミッション電流を数百μＡ以上放射させようとすれば
、空間電荷制限領域で使えなくなり、使用できる放射角
が狭くなるというような欠点があった。
なお、従来のピアス形電子銃は電子管用電子源として使
用されてきたため、カソード材として一般に酸化物（Ｂ
ａｄ、ＣａＯ等）が使用され、露光装置用としては輝度
が不充分である。
用されてきたため、カソード材として一般に酸化物（Ｂ
ａｄ、ＣａＯ等）が使用され、露光装置用としては輝度
が不充分である。
本発明はこれらの欠点を除去するだめ、エミノ夕面積の
広いピアス形電子銃のエミッタに輝度の高い■ノａＢ６
を適用するとともに、ピアス形ウェネルト電極の分割に
よりエミッタ近傍の電界分布を微調し、ＬＳＩパターン
形成用の成形ビームを得るようにしたものである。
広いピアス形電子銃のエミッタに輝度の高い■ノａＢ６
を適用するとともに、ピアス形ウェネルト電極の分割に
よりエミッタ近傍の電界分布を微調し、ＬＳＩパターン
形成用の成形ビームを得るようにしたものである。
以下本発明を実施例によって詳細に説明する。
第２図は本発明の成形ビーム形成のだめの電子銃と光学
系の構成を模式的に示すもので、図において５はカソー
ド、６はピアス形ウェネルト電極、７は第１アノード電
極、８は第２アノード電極、ｌＯ９は第３アノード電極
、１０は電子源のクロスオーバ位置、１１は電磁レンズ
、１２はレンズ主面、１３は光軸である。カソード５は
Ｌ ａ Ｂ ｂ単結晶であり、エミツタ面は（１００、
）又は（１１０）面をできるだけ正確に・配し、その大
きさは０．１ｍｍ×０゜１ｍｍ（すなわち１００μｍ口
）であり、これを１３ Ｔｏｒｒより良い高真空で
千数百℃に加熱し熱電子を放射する。
系の構成を模式的に示すもので、図において５はカソー
ド、６はピアス形ウェネルト電極、７は第１アノード電
極、８は第２アノード電極、ｌＯ９は第３アノード電極
、１０は電子源のクロスオーバ位置、１１は電磁レンズ
、１２はレンズ主面、１３は光軸である。カソード５は
Ｌ ａ Ｂ ｂ単結晶であり、エミツタ面は（１００、
）又は（１１０）面をできるだけ正確に・配し、その大
きさは０．１ｍｍ×０゜１ｍｍ（すなわち１００μｍ口
）であり、これを１３ Ｔｏｒｒより良い高真空で
千数百℃に加熱し熱電子を放射する。
ココテＩｊａＢ６単結晶の（１００）、（１１０）面を
用いるのは、高エミッション、高輝度が期待なわち、（
１００）、（１１０）面は他の面を使用する場合に比ベ
ニミッション電流が約１桁上まわり、しかも高温での蒸
発速度が遅いばかりでなく蒸発しても面の安定性が良い
からである。
用いるのは、高エミッション、高輝度が期待なわち、（
１００）、（１１０）面は他の面を使用する場合に比ベ
ニミッション電流が約１桁上まわり、しかも高温での蒸
発速度が遅いばかりでなく蒸発しても面の安定性が良い
からである。
ピアス形ウェネルト電極６はカソード５とほぼ同電位で
、光軸１６と６７．５度の位置関係にあり、エミッショ
ン電流の発散を防ぐ。第１アノード電極７はカソード５
に対し６〜５ｋＶの電圧を加えエミッション電流を引き
出す。第６アノード電極９は第２アノード電極８より高
電位で、これらの電極には１０〜３ Ｑ ｋＶを加える
。第１アノード電極７．第２アノード電極８．及び第３
アノード電極９の電位を適当に組み合わせることによっ
て、等測的に良好な静電レンズの役も負わせ、電子源ツ
クロスオーバ位置１０に質の良いクロスオーバをもって
くる。レンズ主面１２と電子源のクロスオーバ位置１０
及び成形アパーチャ４の間隔を等しくとり、この間隔を
電磁し／ズ１１の焦点距離となるよう励磁する。このと
きアパーチャ４のところに到達する電子線は次の特徴を
もつ。
、光軸１６と６７．５度の位置関係にあり、エミッショ
ン電流の発散を防ぐ。第１アノード電極７はカソード５
に対し６〜５ｋＶの電圧を加えエミッション電流を引き
出す。第６アノード電極９は第２アノード電極８より高
電位で、これらの電極には１０〜３ Ｑ ｋＶを加える
。第１アノード電極７．第２アノード電極８．及び第３
アノード電極９の電位を適当に組み合わせることによっ
て、等測的に良好な静電レンズの役も負わせ、電子源ツ
クロスオーバ位置１０に質の良いクロスオーバをもって
くる。レンズ主面１２と電子源のクロスオーバ位置１０
及び成形アパーチャ４の間隔を等しくとり、この間隔を
電磁し／ズ１１の焦点距離となるよう励磁する。このと
きアパーチャ４のところに到達する電子線は次の特徴を
もつ。
■ カソード５の同一箇所から出た電子線はアパーチャ
４のところへ平行線として入射する。該平行線とアパー
チャ４０面となす角度はカソード５の上の電子の放射位
置に依存する。
４のところへ平行線として入射する。該平行線とアパー
チャ４０面となす角度はカソード５の上の電子の放射位
置に依存する。
■ カソード５のどの位置から出ても放射角度が等しけ
ればアパーチャ４の同一位置に到達し、エミツタ面から
垂直に出た電子線はアパーチャ４と光軸１６との交点を
通過する。
ればアパーチャ４の同一位置に到達し、エミツタ面から
垂直に出た電子線はアパーチャ４と光軸１６との交点を
通過する。
■ アパーチャ４の孔の部分を通過する光線は１０カソ
ード５の各部分から放射された電子線の内、同一立体角
に入っている光線であり、カソード５の各部分の放射角
分布の形が等しければアパーチャ４ではカソード５の任
意点による電流密度分布と相似な分布が得られる。
ード５の各部分から放射された電子線の内、同一立体角
に入っている光線であり、カソード５の各部分の放射角
分布の形が等しければアパーチャ４ではカソード５の任
意点による電流密度分布と相似な分布が得られる。
このような構成となっているから、その効果として輝度
及び電流密度が高く、また電流密度分布が一様な広いビ
ーム面が得られる。
及び電流密度が高く、また電流密度分布が一様な広いビ
ーム面が得られる。
例えばカソードのエミツタ面にＬａ Ｂｂの（１００）
又は（１１０）面を配し、その温度を１９００にとし、
加速電圧を、５ＱｋＶとしたとき、エミツタ面でのエミ
ッション電流密度は約３ＱＡ／ｃｍ 、電流密度９７チ
以上の半角は約Ｑ、５ ｍ ｒａｄが得られた。このと
き放射角分布がマックスウェルの速度分布に従うとすれ
ば輝度は約１．２×１０６Ａ／Ｃｍ２・ｓｒ となり
、パターン描画に使用できる実。
又は（１１０）面を配し、その温度を１９００にとし、
加速電圧を、５ＱｋＶとしたとき、エミツタ面でのエミ
ッション電流密度は約３ＱＡ／ｃｍ 、電流密度９７チ
以上の半角は約Ｑ、５ ｍ ｒａｄが得られた。このと
き放射角分布がマックスウェルの速度分布に従うとすれ
ば輝度は約１．２×１０６Ａ／Ｃｍ２・ｓｒ となり
、パターン描画に使用できる実。
動的電流密度はエミツタ面で約１Ａ／Ｃｍ２となる。
エミツタ面を１００μｍ口、描画面での成形されたビー
ムの最大面積を１０μｍＯとしたとき、描画面での半角
および電流密度はそれぞれ約５ ｍ ｒａｄ 。
ムの最大面積を１０μｍＯとしたとき、描画面での半角
および電流密度はそれぞれ約５ ｍ ｒａｄ 。
１００Ａ／ｃｍ２と々つた。ただし輝度は約０．７×１
０６Ａ／Ｃｍ２・ｓｒと劣化した。劣化の原因はエミッ
ション電流の位置の不均一や光学系の収差と考えられる
が、描画面での半角、電流密度及び輝度の位置による変
化はほとんど認められなかった。またカソードとしてＬ
ａ Ｂ ｂを使用したため時間的変動も認められなか
った。
０６Ａ／Ｃｍ２・ｓｒと劣化した。劣化の原因はエミッ
ション電流の位置の不均一や光学系の収差と考えられる
が、描画面での半角、電流密度及び輝度の位置による変
化はほとんど認められなかった。またカソードとしてＬ
ａ Ｂ ｂを使用したため時間的変動も認められなか
った。
なお、説明が後になったが、本発明の電子線源の各部の
形状・寸法は大路次の通りである。
形状・寸法は大路次の通りである。
カソード５はエミッタ面積１００〜５００μ川口で、工
作が容易な四角形を用いたが、形状は特に限定されるも
のではなく円形等のものでもよい。
作が容易な四角形を用いたが、形状は特に限定されるも
のではなく円形等のものでもよい。
ピアス形ウェネルト電極の中心の孔径は１〜２ｍｍφ、
第１アノード電極７の中心の孔径は３ｍｍφ、成形アパ
ーチャ４の孔は使用するレンズ１１の焦点距離に比例し
て変るが、例えば−辺が０．５〜１ｍｍの四角い孔が用
いられる。
第１アノード電極７の中心の孔径は３ｍｍφ、成形アパ
ーチャ４の孔は使用するレンズ１１の焦点距離に比例し
て変るが、例えば−辺が０．５〜１ｍｍの四角い孔が用
いられる。
第５図は本発明の実施例におけるピアス形つェネルト電
極乙の詳細図で（ａ）は平面図、（ｂ）は側面図である
。図に見られるように機械的に複数個に分割（ここでは
４分割の場合を示す）されている。すなわち、６−１．
６−２．６−５．６−４はピアス形ウェネルト電極６を
構成する各部であり、これらは電気的に分離されている
。これを動作するには＋５−１．６−２．６−３．６−
４に独立にカソード電位近傍の電圧を加え、カソード５
の先端付近の電界分布を制御する・。すなわち電極寸法
の理論値からの誤差等を６−１．６−２．６−５．６−
４に与える電位を適切に選択することによって補正する
。
極乙の詳細図で（ａ）は平面図、（ｂ）は側面図である
。図に見られるように機械的に複数個に分割（ここでは
４分割の場合を示す）されている。すなわち、６−１．
６−２．６−５．６−４はピアス形ウェネルト電極６を
構成する各部であり、これらは電気的に分離されている
。これを動作するには＋５−１．６−２．６−３．６−
４に独立にカソード電位近傍の電圧を加え、カソード５
の先端付近の電界分布を制御する・。すなわち電極寸法
の理論値からの誤差等を６−１．６−２．６−５．６−
４に与える電位を適切に選択することによって補正する
。
密度、輝度が高く、かつ電流密度分布が滑らかな広い成
形ビームを光軸に垂直な面に得ることができるから、Ｌ
ＳＩ等のパターンを高速描画できるという利点がある。
形ビームを光軸に垂直な面に得ることができるから、Ｌ
ＳＩ等のパターンを高速描画できるという利点がある。
第１図は従来の成形ビーム形成のだめの電子銃と光学系
の構成図、第２図は本発明の成形ビーム形成のための電
子銃と光学系の構成図、第６図は本発明のピアス形ウェ
ネルト電極の一構成例を示す図で（ａ）は平面図、（ｂ
）は側面図である。 １・・・カソード先端 ２・・・ウェネルト電極６
・・・アノード電極 ４・・・成形アパーチャ５・
・・カソード ６・・・ピアス形ウェネルト電極 ７・・・第１アノード電極 ８・・・第２アノード電極
？・・・第６アノード電極 １０・・・クロスオーバ位置 １１・・・電磁レンズ １２・・・レンズ主面４５
・・・光軸 ６−Ｌ ６−２． ６−３． ６−４・・・ピアス形
ウェネルト電極の一部 特許出願人 日本電信電話公社 代理人弁理士 中村純之助
の構成図、第２図は本発明の成形ビーム形成のための電
子銃と光学系の構成図、第６図は本発明のピアス形ウェ
ネルト電極の一構成例を示す図で（ａ）は平面図、（ｂ
）は側面図である。 １・・・カソード先端 ２・・・ウェネルト電極６
・・・アノード電極 ４・・・成形アパーチャ５・
・・カソード ６・・・ピアス形ウェネルト電極 ７・・・第１アノード電極 ８・・・第２アノード電極
？・・・第６アノード電極 １０・・・クロスオーバ位置 １１・・・電磁レンズ １２・・・レンズ主面４５
・・・光軸 ６−Ｌ ６−２． ６−３． ６−４・・・ピアス形
ウェネルト電極の一部 特許出願人 日本電信電話公社 代理人弁理士 中村純之助
Claims (2)
- （１）カソードと、ピアス形ウニキルト電極と、アノー
ド電極を備えたピアス形電子銃を構成し、上記カソード
にＬ ａ Ｂ ｂ単結晶を用い、エミッタ部分を該Ｌ
ａ Ｂ ｂ単結晶の（１００）面又は（１１０）面の結
晶面にほぼそろえることを特徴ｆする電子線源。 - （２）上記ピアス形ウェネルト電極を複数個に分割した
電極で構成し、その各々に独立に電圧を印加することを
特徴とする特許請求の範囲第１項記載の電子線源。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56149711A JPS5851438A (ja) | 1981-09-22 | 1981-09-22 | 電子線源 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56149711A JPS5851438A (ja) | 1981-09-22 | 1981-09-22 | 電子線源 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5851438A true JPS5851438A (ja) | 1983-03-26 |
Family
ID=15481146
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP56149711A Pending JPS5851438A (ja) | 1981-09-22 | 1981-09-22 | 電子線源 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5851438A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS59101473U (ja) * | 1982-12-27 | 1984-07-09 | テイシン電機株式会社 | 収納ケ−ス |
| JP2017502469A (ja) * | 2013-12-30 | 2017-01-19 | マッパー・リソグラフィー・アイピー・ビー．ブイ． | 陰極構成体、電子銃、及びこのような電子銃を有するリソグラフィシステム |
-
1981
- 1981-09-22 JP JP56149711A patent/JPS5851438A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS59101473U (ja) * | 1982-12-27 | 1984-07-09 | テイシン電機株式会社 | 収納ケ−ス |
| JP2017502469A (ja) * | 2013-12-30 | 2017-01-19 | マッパー・リソグラフィー・アイピー・ビー．ブイ． | 陰極構成体、電子銃、及びこのような電子銃を有するリソグラフィシステム |
| JP2018032861A (ja) * | 2013-12-30 | 2018-03-01 | マッパー・リソグラフィー・アイピー・ビー．ブイ． | 陰極構成体、電子銃、及びこのような電子銃を有するリソグラフィシステム |
| US10622188B2 (en) | 2013-12-30 | 2020-04-14 | Asml Netherlands B.V. | Focusing electrode for cathode arrangement, electron gun, and lithography system comprising such electron gun |
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