JPS636717A - 電子放出装置 - Google Patents
電子放出装置Info
- Publication number
- JPS636717A JPS636717A JP61148048A JP14804886A JPS636717A JP S636717 A JPS636717 A JP S636717A JP 61148048 A JP61148048 A JP 61148048A JP 14804886 A JP14804886 A JP 14804886A JP S636717 A JPS636717 A JP S636717A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- electron
- alignment
- emitting device
- mark
- metal layer
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- Pending
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- 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。
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］
本発明は電子放出装置に関し、特に電圧印加により電子
放出が誘起される電子放出素子を有する電子放出装置に
関する。この様な電子放出装置はたとえば各種電子ビー
ム露光ｔｊ’；１等の電子ビーム応用装置の電子発生源
として好適に利用される。
放出が誘起される電子放出素子を有する電子放出装置に
関する。この様な電子放出装置はたとえば各種電子ビー
ム露光ｔｊ’；１等の電子ビーム応用装置の電子発生源
として好適に利用される。
［従来の技術］
電子発生源としては従来熱陰極からの熱電子放出が用い
られていた。この様な熱陰極を利用した電子放出は、加
熱によるエネルギーロスが大きい点、加熱手段の形成が
必要である点、及び予備加熱にかなりの時間を要する点
や熱により系が不安定化しやすいという点で問題があっ
た。
られていた。この様な熱陰極を利用した電子放出は、加
熱によるエネルギーロスが大きい点、加熱手段の形成が
必要である点、及び予備加熱にかなりの時間を要する点
や熱により系が不安定化しやすいという点で問題があっ
た。
そこで、加熱によらない電子放出素子の研究が進められ
、いくつかの型の素子が提案されている。
、いくつかの型の素子が提案されている。
たとえば、ＰＮ接合に逆バイアス電圧を印加し電子なだ
れ降伏現象を生ぜしめ素子外へと電子を放出する型のも
のや、金属−絶縁体層−金属層の構成を有し該２つの金
属の間に電圧を印加することによりトンネル効果で絶縁
体層を通過してきた電子を金属層から素子外へと放出す
る型（ＭＩＭ型）のものや、高抵抗薄膜にその膜厚方向
と直交する方向に電圧を印加し該薄膜表面から素子外へ
と電子を放出させる表面伝導型のものや、電界集中の生
じ易い形状の金属に対し電圧を印加して局所的に高密度
の電界を発生させ該金属から素子外へと電子を放出させ
る電界効果型ＣＦＥ型）のものや、その他のものが提案
されている。
れ降伏現象を生ぜしめ素子外へと電子を放出する型のも
のや、金属−絶縁体層−金属層の構成を有し該２つの金
属の間に電圧を印加することによりトンネル効果で絶縁
体層を通過してきた電子を金属層から素子外へと放出す
る型（ＭＩＭ型）のものや、高抵抗薄膜にその膜厚方向
と直交する方向に電圧を印加し該薄膜表面から素子外へ
と電子を放出させる表面伝導型のものや、電界集中の生
じ易い形状の金属に対し電圧を印加して局所的に高密度
の電界を発生させ該金属から素子外へと電子を放出させ
る電界効果型ＣＦＥ型）のものや、その他のものが提案
されている。
これら電子放出素子の応用例として、該素子を複数２次
元的に配列し、これら各素子からの電子放出を適時０Ｎ
−ＯＦＦ制御することにより所望のパターン状に電子放
出を行なわせ、かくして放出された電子をそのままある
いは適宜の手段により加速及び偏向させて被加工物表面
に衝突させ電子ビーム露光により表面加工または表面変
質を行なうことが考えられる。
元的に配列し、これら各素子からの電子放出を適時０Ｎ
−ＯＦＦ制御することにより所望のパターン状に電子放
出を行なわせ、かくして放出された電子をそのままある
いは適宜の手段により加速及び偏向させて被加工物表面
に衝突させ電子ビーム露光により表面加工または表面変
質を行なうことが考えられる。
［発明が解決しようとする問題点］
上記の様な電子放出素子のうちで、ＭＩＭ型の電子放出
素子は印加電圧が比較的低くてよく且つそれ程高い真空
度を必要としない特長がある。
素子は印加電圧が比較的低くてよく且つそれ程高い真空
度を必要としない特長がある。
このＭＩＭ型電子放出素子を用いて上記電子ビーム露光
装置を構成する際には単に素子のみを配列しただけでは
被加工物とのアライメントを十分に行なうことが困難で
ある。電子ビーム露光の場合には特に高精細なパターン
露光が要求されるので７ライメントは極めて重要な作業
条件である。
装置を構成する際には単に素子のみを配列しただけでは
被加工物とのアライメントを十分に行なうことが困難で
ある。電子ビーム露光の場合には特に高精細なパターン
露光が要求されるので７ライメントは極めて重要な作業
条件である。
［問題点を解決するための手段］
本発明によれば、以上の如き従来技術の問題点を解決す
るものとして、透明且つ平面性良好な絶縁基板上に第１
の金属層と絶縁体層と第２の金属層と該第１及び第２の
金属層間に電圧を印加するための手段とを有してなる電
子放出素子が少なくとも１つ配設されており、且つ上記
基板には上記電子放出素子が配置されずに７ライメント
用マークが付されている領域が存在することを特徴とす
る、電子放出装置が提供される。
るものとして、透明且つ平面性良好な絶縁基板上に第１
の金属層と絶縁体層と第２の金属層と該第１及び第２の
金属層間に電圧を印加するための手段とを有してなる電
子放出素子が少なくとも１つ配設されており、且つ上記
基板には上記電子放出素子が配置されずに７ライメント
用マークが付されている領域が存在することを特徴とす
る、電子放出装置が提供される。
［実施例］
以下、図面を参照しながら本発明の具体的実施例を説明
する。
する。
第１図（＆）は本発明による電子放出装置の一実施例を
示す部分平面図であり、第１図（ｂ）及び第１図（Ｃ）
はそれぞれそのＢ−Ｂ断面図及びＣ−Ｃ断面図である。
示す部分平面図であり、第１図（ｂ）及び第１図（Ｃ）
はそれぞれそのＢ−Ｂ断面図及びＣ−Ｃ断面図である。
これらの図において、２は基板であり、該基板は実質上
透明で且つ電気的絶縁性を有する平行平面板である。該
基板はたとえばガラス、セラミックス、結晶等からなる
。該基板２は電子放出素子 。
透明で且つ電気的絶縁性を有する平行平面板である。該
基板はたとえばガラス、セラミックス、結晶等からなる
。該基板２は電子放出素子 。
形成のための領域２ａと７ライメントマーク形成のため
の領域２ｂとを有している。
の領域２ｂとを有している。
素子形成領域２ａにおいて、基板ｚ上にはＣ−Ｃ方向に
延びた所定幅の第１の金属層４が一定間隔をおいて複数
平行に配列されている。そして。
延びた所定幅の第１の金属層４が一定間隔をおいて複数
平行に配列されている。そして。
素子形成領域２ａの全域にわたって基板２及びその上の
第１の金属Ｍ４を覆う様に絶縁体層６が形成されている
。更に、該絶縁体層上にはＢ−Ｂ方向に延びた所定幅の
第２の金Ｎ層８が一定間隔をおいて複数平行に配列され
ている。上記各第１の金属層４には駆動電圧印加のため
の端子ｌＯが接続されており、上記各第２の金属層８に
は駆動電圧印加のための端子１２が接続されている。か
くして、第１の金属層４と第２の金属層８との重なりあ
う位置においてＭＩＭ構造（即ち電子放出素子）が形成
される。
第１の金属Ｍ４を覆う様に絶縁体層６が形成されている
。更に、該絶縁体層上にはＢ−Ｂ方向に延びた所定幅の
第２の金Ｎ層８が一定間隔をおいて複数平行に配列され
ている。上記各第１の金属層４には駆動電圧印加のため
の端子ｌＯが接続されており、上記各第２の金属層８に
は駆動電圧印加のための端子１２が接続されている。か
くして、第１の金属層４と第２の金属層８との重なりあ
う位置においてＭＩＭ構造（即ち電子放出素子）が形成
される。
第１の金属層４はたとえばＡＩ、Ｂｅ、Ｍｏ。
Ｐｔ 、Ｔａ、Ａｕ、Ｐｄ、Ａｇ、Ｗ、Ｃｒ、Ｍｇ。
ニクロム等からなる。該金属層４はこれら金属のいくつ
かを成分とする合金からなる層やこれらのシリサイドか
らなる層であってもよい、金属層４の厚さは特に制限が
ないが、たとえば０．００１〜１ルｍ程度である。
かを成分とする合金からなる層やこれらのシリサイドか
らなる層であってもよい、金属層４の厚さは特に制限が
ないが、たとえば０．００１〜１ルｍ程度である。
絶縁体層６はたとえば５ｉ０２ 、Ｔａ２０５ 。
Ａ ｌ ２０３ 、Ｂｅ Ｏ、Ｓ ｔ Ｃ、Ｓ ｚ Ｏ
ｘ Ｎ ｙ Ｈｚ 。
ｘ Ｎ ｙ Ｈｚ 。
Ｓ ｉＮ ｘ Ｈｙ ｒリンシリケートガラス（ＰＳＧ
）。
）。
ＡＩＮ、ＢＮ等からなる。該絶縁体Ｍ６の厚さは絶縁破
壊が生じない程度に薄い方が好ましいが。
壊が生じない程度に薄い方が好ましいが。
この厚さは該層６に使用される絶縁体の種類や第２の金
属層８に使用される金属の種類等に応じて所望の電子放
出特性が得られるべく適宜設定するのが好ましく、たと
えば１０〜２０００人程度である。
属層８に使用される金属の種類等に応じて所望の電子放
出特性が得られるべく適宜設定するのが好ましく、たと
えば１０〜２０００人程度である。
また第２の金属層８は上記第１の金属層４と同様な材料
からなる。該金属層の厚さは電子放出効率の点からはで
きるだけ薄い方が好ましく、たとえばＺｏｏ〜３０００
人程度である。
からなる。該金属層の厚さは電子放出効率の点からはで
きるだけ薄い方が好ましく、たとえばＺｏｏ〜３０００
人程度である。
アライメントマーク形成領域２ｂは基板２の端部に位置
しており、ここにはアライメントマーク１４が形成され
ている。該マークは印刷、マスク蒸着、フォトリソグラ
フィー等により形成することができ、全屈や有機物等か
らなる。該アライメントマーク１４は基板２に埋設され
ていてもよい、該マークは光吸収性または光散乱性を有
する。
しており、ここにはアライメントマーク１４が形成され
ている。該マークは印刷、マスク蒸着、フォトリソグラ
フィー等により形成することができ、全屈や有機物等か
らなる。該アライメントマーク１４は基板２に埋設され
ていてもよい、該マークは光吸収性または光散乱性を有
する。
本実施例装置は電子ビーム露光装置に利用することがで
きる。第２図はこの様な利用形態における使用状態を示
す部分断面図である。
きる。第２図はこの様な利用形態における使用状態を示
す部分断面図である。
第２図において、２０はウェハホルダであり、該ホルダ
により被加工物たるシリコン等のウニ／＼２２が保持さ
れている９本実施例装置２４は基板２がウェハ２２の表
面に平行になる様に配置される。ウェハ２２はアライメ
ントのためのマーク（第２図には図示されていない）が
形成されており、該マークは本実施例装置のアライメン
トマーク１４と関連する形状を有する。そして、本実施
例装置２４はマーク形成領域２ｂのアライメントマーク
１４がウェハ２２のアライメントマークと対向する様に
配置される。
により被加工物たるシリコン等のウニ／＼２２が保持さ
れている９本実施例装置２４は基板２がウェハ２２の表
面に平行になる様に配置される。ウェハ２２はアライメ
ントのためのマーク（第２図には図示されていない）が
形成されており、該マークは本実施例装置のアライメン
トマーク１４と関連する形状を有する。そして、本実施
例装置２４はマーク形成領域２ｂのアライメントマーク
１４がウェハ２２のアライメントマークと対向する様に
配置される。
第２図において、２６は光学的アライメント機の対物レ
ンズであり、本実施例装置２４のマーク形成領域２ｂに
対応する位置において光軸が基板２に垂直となる様に配
置される。上記アライメント機において、対物レンズ２
６の下方には不図示の観察光学系が設けられている。
ンズであり、本実施例装置２４のマーク形成領域２ｂに
対応する位置において光軸が基板２に垂直となる様に配
置される。上記アライメント機において、対物レンズ２
６の下方には不図示の観察光学系が設けられている。
第３図は上記アライメント機の観察光学系におけるアラ
イメント観察状態を示す図である。
イメント観察状態を示す図である。
第３図において、３０はウェハ２２に形成されたアライ
メントマークの像であり、３２は上記基板２上の７ライ
メントマーク１４の像である０図示される様に、マーク
像３０とマーク像３２とが左右及び上下に適正な位置関
係にあり、これによりウェハ２２′に対し本実施例装置
２４が正確にアライメントされたことが確認される。
メントマークの像であり、３２は上記基板２上の７ライ
メントマーク１４の像である０図示される様に、マーク
像３０とマーク像３２とが左右及び上下に適正な位置関
係にあり、これによりウェハ２２′に対し本実施例装置
２４が正確にアライメントされたことが確認される。
第２図においては、ウェハ２２に付されたアライメント
マークと本実施例装置２４のアライメントマーク１４と
の組が１つしか示されていないが、ウェハ２２には異な
る位置に同様な２以上のアライメントマークが形成され
ており、これに対応して本実施例装置２４の基板２上に
も２以上のマークが形成されており、該２以上のマーク
の組に関しアライメントが行なわれる。
マークと本実施例装置２４のアライメントマーク１４と
の組が１つしか示されていないが、ウェハ２２には異な
る位置に同様な２以上のアライメントマークが形成され
ており、これに対応して本実施例装置２４の基板２上に
も２以上のマークが形成されており、該２以上のマーク
の組に関しアライメントが行なわれる。
本実施例においてはアライメント機の観察光学系に結像
されるマーク像３０とマーク像３２とを目視観察するこ
とにより行なってもよいが、アライメント機にレーザ光
源を備えておき該光源からのレーザビームをスポット状
にウェハ２２に照射し且つ第３図に矢印Ａで示される向
きに走査してその反射光の強度変化を測定し、該ビーム
スポットがマーク像３０．３２を横切る際の強度低下の
タイミングから２つのマーク像３０．３２の相対的位置
関係を自動的に検出することもできる。
されるマーク像３０とマーク像３２とを目視観察するこ
とにより行なってもよいが、アライメント機にレーザ光
源を備えておき該光源からのレーザビームをスポット状
にウェハ２２に照射し且つ第３図に矢印Ａで示される向
きに走査してその反射光の強度変化を測定し、該ビーム
スポットがマーク像３０．３２を横切る際の強度低下の
タイミングから２つのマーク像３０．３２の相対的位置
関係を自動的に検出することもできる。
第４図（ａ）、（ｂ）はアライメント機の観察光学系に
おけるアライメント覗察状懲を示す図であり、この状態
はいづれもアライメントが正確にはなされていない状態
である。この場合には光ビームスポット走査時における
反射光強度変化のパターンが第３図の場合と異なり、こ
の測定結果からアライメントずれを算出し、ウェハホル
ダ２２または本実施例装置２４を移動させて第３図に示
される様な正確なアライメント状態を実現する。
おけるアライメント覗察状懲を示す図であり、この状態
はいづれもアライメントが正確にはなされていない状態
である。この場合には光ビームスポット走査時における
反射光強度変化のパターンが第３図の場合と異なり、こ
の測定結果からアライメントずれを算出し、ウェハホル
ダ２２または本実施例装置２４を移動させて第３図に示
される様な正確なアライメント状態を実現する。
かくして正確なアライメント状態が実現された後に１本
実施例装置２４の適宜の端子１０と適宜の端子１２との
間に端子１２側が正となる様な電圧を適時印加すること
により各電子放出素子をマトリックス駆動する。これに
より、電圧印加された電子放出素子の第２の金属層８か
らは上方へと電子が放出され、ウェハ２２の表面が電子
ビームによりパターン露光される。
実施例装置２４の適宜の端子１０と適宜の端子１２との
間に端子１２側が正となる様な電圧を適時印加すること
により各電子放出素子をマトリックス駆動する。これに
より、電圧印加された電子放出素子の第２の金属層８か
らは上方へと電子が放出され、ウェハ２２の表面が電子
ビームによりパターン露光される。
上記実施例においては、電子放出素子が２次元的に配列
されている例が示されているが、本発明装置においては
電子放出素子は１次元的に配列されていてもよく、この
場合被加工物の表面を２次元的パターンで露光するには
電子放出素子配列方向を横切る方向に装置全体を被加工
物に対し相対的に移動させながら適時適宜の素子を駆動
させればよい。
されている例が示されているが、本発明装置においては
電子放出素子は１次元的に配列されていてもよく、この
場合被加工物の表面を２次元的パターンで露光するには
電子放出素子配列方向を横切る方向に装置全体を被加工
物に対し相対的に移動させながら適時適宜の素子を駆動
させればよい。
尚、上記実施例においては電子放出素子から放出された
電子を直接被加工物に照射しているが、必要に応じて電
子放出素子から放出された電子を適宜の手段により加速
及び／または偏向せしめた上で被加工物に照射してもよ
く、この様な加速手段及び／または偏向手段は本発明装
置と一体的に構成することもできる。
電子を直接被加工物に照射しているが、必要に応じて電
子放出素子から放出された電子を適宜の手段により加速
及び／または偏向せしめた上で被加工物に照射してもよ
く、この様な加速手段及び／または偏向手段は本発明装
置と一体的に構成することもできる。
［発明の効果］
以上の様な本発明によれば、同一基板上に電子放出素子
とアライメントマークとが形成されていることにより、
被加工物等の電子被照射物とのアライメントを極めて正
確に行なうことができ、精度良好な電子照射が可能とな
る。
とアライメントマークとが形成されていることにより、
被加工物等の電子被照射物とのアライメントを極めて正
確に行なうことができ、精度良好な電子照射が可能とな
る。
第１図（ａ）は電子放出装置の部分工面図であり、第１
図（ｂ）及び第１図（Ｃ）はそれぞれそのＢ−Ｂ断面図
及びＣ−Ｃ断面図である。 第２図は電子ビーム露光装置の使用状態を示す部分断面
図である。 第３図及び第４図（ａ）、（ｂ）はアライメント観察状
態を示す図である。 ２二基板、 ２ａ：電子放出素子形成領域、 ２ｂコアライメントマーク形成領域、 ４．８：金属屑、 ６：絶縁体層、１０．１２：
端子、 １４：アライメントマーク、２２：ウェハ、３Ｑ 、
３２ ：アライメントマーク像。 代理人 弁理士 山 下 種 平 第１図（ｂ） 第１図（ｃ） 第２図 第３図
図（ｂ）及び第１図（Ｃ）はそれぞれそのＢ−Ｂ断面図
及びＣ−Ｃ断面図である。 第２図は電子ビーム露光装置の使用状態を示す部分断面
図である。 第３図及び第４図（ａ）、（ｂ）はアライメント観察状
態を示す図である。 ２二基板、 ２ａ：電子放出素子形成領域、 ２ｂコアライメントマーク形成領域、 ４．８：金属屑、 ６：絶縁体層、１０．１２：
端子、 １４：アライメントマーク、２２：ウェハ、３Ｑ 、
３２ ：アライメントマーク像。 代理人 弁理士 山 下 種 平 第１図（ｂ） 第１図（ｃ） 第２図 第３図
Claims (1)
- （１）透明且つ平面性良好な絶縁基板上に第１の金属層
と絶縁体層と第２の金属層と該第１及び第２の金属層間
に電圧を印加するための手段とを有してなる電子放出素
子が少なくとも１つ配設されており、且つ上記基板には
上記電子放出素子が配置されずにアライメント用マーク
が付されている領域が存在することを特徴とする、電子
放出装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61148048A JPS636717A (ja) | 1986-06-26 | 1986-06-26 | 電子放出装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61148048A JPS636717A (ja) | 1986-06-26 | 1986-06-26 | 電子放出装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS636717A true JPS636717A (ja) | 1988-01-12 |
Family
ID=15443976
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61148048A Pending JPS636717A (ja) | 1986-06-26 | 1986-06-26 | 電子放出装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS636717A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5202605A (en) * | 1988-10-31 | 1993-04-13 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Mim cold-cathode electron emission elements |
| WO2004055239A1 (en) * | 2002-12-13 | 2004-07-01 | Korea Power Engineering Company, Inc. | Apparatus for cathodic protection in an environment in which thin film corrosive fluids are formed and method thereof |
-
1986
- 1986-06-26 JP JP61148048A patent/JPS636717A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5202605A (en) * | 1988-10-31 | 1993-04-13 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Mim cold-cathode electron emission elements |
| WO2004055239A1 (en) * | 2002-12-13 | 2004-07-01 | Korea Power Engineering Company, Inc. | Apparatus for cathodic protection in an environment in which thin film corrosive fluids are formed and method thereof |
| US7198707B2 (en) | 2002-12-13 | 2007-04-03 | Korea Power Engineering Co. Inc. | Apparatus for cathodic protection in an environment in which thin film corrosive fluids are formed and method thereof |
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