JPS5916255A - 電子銃 - Google Patents

電子銃

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JPS5916255A
JPS5916255A JP57124342A JP12434282A JPS5916255A JP S5916255 A JPS5916255 A JP S5916255A JP 57124342 A JP57124342 A JP 57124342A JP 12434282 A JP12434282 A JP 12434282A JP S5916255 A JPS5916255 A JP S5916255A
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JP
Japan
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electron
electron beam
electrodes
cathode
electrode
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JP57124342A
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English (en)
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JPH0335775B2 (ja
Inventor
Akihira Fujinami
藤波 明平
Tomoaki Sakai
酒井 智昭
Mamoru Kondo
衛 近藤
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NTT Inc
Original Assignee
Nippon Telegraph and Telephone Corp
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Publication date
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Publication of JPS5916255A publication Critical patent/JPS5916255A/ja
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    • 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
    • H01J37/073—Electron guns using field emission, photo emission, or secondary emission electron sources

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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Cold Cathode And The Manufacture (AREA)
  • Electron Sources, Ion Sources (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。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は2次元マドvクス状に多数配置面された電子源
をそれぞれ独立に作動させることのできる電子銃に関す
るもので、例えば電子ビーム描画装置として使用するこ
とができる。
2次元状に多数配置されたフィールドエミッション形電
子銃は文献r Physical propertie
s ofthin−film emission ca
thodes with molybdenumcon
es : C,A、 5pindt et a+、、 
J、 Appl、 Phys、。
Vol 47 A12. P5248. +976Jに
詳細に報告されている。ここで述べられている電子銃の
斜視図を第1図に、その一つの電子源の断面図を第2図
に示す。第1図及び第2図において、11は陽極電極と
なる金属薄板、21は絶縁膜、31は陰極電極、41は
導電性基板、50は電源である。陰極電極31はほぼ同
じ針状に作られて導電性基板41上に、図示例では計4
個の電極が2行、2列の7トリクス状に、配置される。
陽極電極となる金属薄板11には、陰極電極31の配置
位置に対応する位置にそれぞれ貫通孔があけられており
、同じ導電性基板41上に絶縁膜21を隔てて配置され
る。陽極の薄板にあけられた貫通孔の直径は1.5μm
、その薄板厚さは04μm1絶縁膜21の厚さは1.5
μmである。陰極電極61と電気的に導通している導電
性基板41と、陽極電極としての金属薄板11との間に
50〜1ooボルトの電圧を印加することにより、各陰
極電極31がら電子を放射させる。
しかし、上記構成では、各電子源を独立に作動させるこ
とはできず、任意の形状の電子ビーム像を得る使用目的
には採用できない。
本発明の目的は、2次元マトリクス状に多数配置された
電子源のうちの任意の電子源からの電子ビームを外部に
取り出しその他の電子源からの電子ビームは途中でさえ
ぎることにょシ任意の形状を持つ電子ビーム像を得るこ
とのできる電子銃を提供するにある。
本発明の特徴は、上記目的を達成するために、放出され
る電子ビームの進行方向を各電子ビームごとに偏らせる
偏向電極と、これらの偏向電極への供給電圧をオンある
いはオフ(接地側にオン)に切替えることで各電子ビー
ムごとにその進行方向を偏向させたり偏向させなかった
りする切替えスイッチ群とを設け、導電性基板上の陰極
電極の配置位置に対応する位置に貫通孔があけられた第
2の金属薄板を前記偏向電極の外方に電気的に配置する
構成を採用することにより、偏向されなかった電子ビー
ムだけを外部に放出させるようにしたことにある。
以下、図面により本発明を説明する。
第5図は本発明の一実施例を示す斜視図、第4図は第3
図の4個の電子源のうちの2個についてその断面と各部
品相互付値関係を示す断面図である。図面において、3
4.32.55.・・・はほぼ同じ針状に作られた陰極
電極で、実施例では2×2のマトリクス状に導電性基板
41上に配置される。
11は陽極電極となる金属薄板で、導電性基板41上の
陰極電極51.52・・・の配置位置に対応する位置に
貫通孔があけてあシ、絶縁膜21によって導電性基板4
1とは電気的に絶縁されて配置される。
61.62.・・・、65.・・・は放出される電子ビ
ームの進行方向を偏らせるための偏向電極で、各電子ビ
ームごとに2つの対向する偏向電極が設けられる。
23Viこれらの偏向電極を支える支えである。図示例
では、61と62は陰極電極61からの電子ビームに対
する偏向電極、65と64は陰極電極62からの電子ビ
ームに対する偏向電極である。
50は陰極−陽極間に電圧を印加するための電源、51
.52は偏向電極に電圧を印加するだめの電源、53〜
56は偏向用電源51.52と各偏向電極61〜64と
を結ぶ接続線の途中に配置されて偏向電極61〜64へ
の供給電圧を電源側に切替えたシ接地側に切替えたりす
る切替えスイッチ群である。71は偏向された電子ビー
ムは遮断し、偏向されなかった電子ビームだけを外部に
放出させるために設けられる第2の金属薄板で、支持台
80によって偏向電極61〜64のさらに外方に配置さ
れ、そしてその薄板面には、前記した陽極電極を形成す
る第1の金属薄板11と同じように、導電性基板41上
の陰極電極31,32.・・・の配置位置に対応する位
置ごとに貫通孔があけである。
このような構成とした実施例電子銃を動作させるには、
電源及び切替えスイッチ群を除いた電子銃本体部分を1
0−9〜10− ”Torr程度の高真空中におき、導
電性基板41と、陽極電極を形成する第1の金属薄板1
1との間に50〜100Vの電圧を印加する。これによ
り陰極電極31,32.・・・の先端部から電子が放出
され、第1の金属薄板11にあけられた貫通孔及び第2
の金属薄板71にあけられた貫通孔を通して電子銃の外
部に電子ビームが流れる。第4図において両方の陰極電
極61゜32からの電子ビームを外部に放出させるには
、切替えスイッチ群53〜56を全て接地側(図示では
左右の接点のうちの左側)に切替え、全ての偏向電極6
1〜64を接地する。即ち、偏向電極61〜64を、陽
極電極を形成する第1の金属薄板11と同じ接地電慮と
する。また、両方の陰極電極31.32からの電子ビー
ムを第2の金属薄板71で遮断して外部に放出させない
ようにするには、4個の切替えスイッチ群56〜56を
全て図示の右側の接点に接続するように切替え、偏向電
極61.6Sに−Vdボルト、偏向電極62.64に+
Vdボルトの電圧を印加する。さらに、陰極電極31か
らの電子ビームは外部に放出させ陰極電極62からの電
子ビームは途中で遮断させるには、切替えスイッチ53
.54は左側接点に接続して偏向電極61.62を接地
電位とし、切替えスイッチ55゜56は右側接点に接続
して偏向電極63.64間に・偏向用電源51.52か
らの電圧を印加すればよい。
第5図は本発明の他の実施例を示す断面図で、第4図実
施例との相異点は、偏向電極61〜64を絶縁膜22を
介して、陽極電極を形成する第1の金属薄板11上に配
置した点と、第2の金属薄板71を支持膜72で支持し
この支持膜72を支持基板76によって支持台80に支
持させている点とであり、その他の構成及び動作は第4
図実施例と同じである。
次に偏向電極61〜64に印加する電圧について考える
。陽極電極を形成する第1の金属薄板11に印加する電
圧、即ち加速電圧をva1偏向電極に印加する電圧をV
d、偏向電極間隔をd、偏向電極長をt、偏向電極上端
面から第2の金属薄板71の下端面捷での距離ff:L
とすると、第2の金属薄板71の下端面における電子ビ
ームの偏向量XはX −((Vd/d )/Va ) 
・(t/2 ) ・(/=/2+L )となる。Va 
= 100ボルト、l=5μm、d=5ttm。
L−1000μmとし、X = 100 μmとすると
Vdば20ボルトとなる。このように、各寸法、電圧に
ついては製造方法等も考慮に入れて、任意に選択して決
めることができる。
次に、第2の金属薄板71にあける貫通孔について考え
る。この貫通孔は針状の陰極電極31゜32、・・・と
同じピッチであることが必要であり、しかも偏向電極6
1〜64の上端面から1咽程度の距。
離をおくことも必要である。従って、第5図に示すよう
に、X線マスクの場合のようにンリコン等の支持基板7
6上に、針状電極の配置位置に対応した位置に貫通孔が
あけられた支持膜72′f:張り、この支持膜72の面
に、同様に貫通孔のあいた金属薄板71を張る構成とす
る。金属薄板71は接地電位としても、また任意の電圧
を印加してもよい。なお、金属薄板71が強度的に十分
であれば支持膜72を設けないで第4図実施例の構成と
することができる。
なお、本発明の電子銃を電子ビーム露光装置等に適用す
る場合には、この電子銃の後段において任意の加速電圧
で電子ビームを加速することも可能である。
以上説明したように、本発明によれば、陽極電極の外方
に偏向電極と、電子ビームを遮断したり通過させたりす
る金属薄板とを設け、偏向電極に印加する電圧を制御す
ることによって、多数の電子源から放出されている電子
ビームを選択的に外部に取出すことができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来の2次元配置をもつフィールドエミッショ
ン形電子銃の斜視図、第2図はその一部の断面図、第6
図は本発明の一実施例の斜視図、第4図はその一部の断
面図、第5図は本発明の他の実施例を示す断面図である
。 符号の説明 11・・陽極電極を形成する金属薄板 21.22・・・絶縁膜   23・・・偏向電極の支
え31〜34・・・陰極電極  41・・・導電性基板
50.51.52・電源 53〜56・・・切替えスイッチ群 61〜65・・・偏向電極  71・・・第2の金属薄
板72・・・支持膜     73・・・支持基板8G
・・・支持台 特許出願人 日本電信電話公社 代理人弁理士 中 村 純之助 第1 図 11 第2図

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 導電性基板上にほぼ同じ針状に作られた多数の陰極電極
    を配置しこれらの陰極電極の配置位置に対応する位置に
    貫通孔があけられた金属薄板を陽極電極として前記導電
    性基板に対して電気的に絶縁して配置し陰極、陽極間に
    電圧を印加して電子ビームを各貫通孔を介して外部に放
    出させる電子銃において、放出される電子ビームの進行
    方向を各電子ビームごとに偏らせる偏向電極と、これら
    の偏向電極への供給電圧を切替えることで各電子ビーム
    ごとにその進行方向を偏向させたり直進のままとしたり
    する切替えスイッチ群とを設け、前記導電性基板上の陰
    極電極の配置位置に対応する位置に貫通孔があけられた
    第2の金属薄板を前記偏向電極の外方に電気的に絶縁し
    て配置することにより、偏向されなかった電子ビームだ
    けを外部に放出させることを特徴とする電子銃。
JP57124342A 1982-07-19 1982-07-19 電子銃 Granted JPS5916255A (ja)

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