CN101657875A - 面辐射型电子源和绘制装置 - Google Patents

面辐射型电子源和绘制装置 Download PDF

Info

Publication number
CN101657875A
CN101657875A CN200880011889A CN200880011889A CN101657875A CN 101657875 A CN101657875 A CN 101657875A CN 200880011889 A CN200880011889 A CN 200880011889A CN 200880011889 A CN200880011889 A CN 200880011889A CN 101657875 A CN101657875 A CN 101657875A
Authority
CN
China
Prior art keywords
electrode
electronics
emission type
electron source
type electron
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.)
Granted
Application number
CN200880011889A
Other languages
English (en)
Other versions
CN101657875B (zh
Inventor
小岛明
大井英之
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Crestec Corp
Original Assignee
Crestec Corp
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Crestec Corp filed Critical Crestec Corp
Publication of CN101657875A publication Critical patent/CN101657875A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN101657875B publication Critical patent/CN101657875B/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J1/00—Details of electrodes, of magnetic control means, of screens, or of the mounting or spacing thereof, common to two or more basic types of discharge tubes or lamps
    • H01J1/02—Main electrodes
    • H01J1/30—Cold cathodes, e.g. field-emissive cathode
    • 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
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B82—NANOTECHNOLOGY
    • B82Y—SPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
    • B82Y10/00—Nanotechnology for information processing, storage or transmission, e.g. quantum computing or single electron logic
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B82—NANOTECHNOLOGY
    • B82Y—SPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
    • B82Y40/00—Manufacture or treatment of nanostructures
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J1/00—Details of electrodes, of magnetic control means, of screens, or of the mounting or spacing thereof, common to two or more basic types of discharge tubes or lamps
    • H01J1/02—Main electrodes
    • H01J1/30—Cold cathodes, e.g. field-emissive cathode
    • H01J1/312—Cold cathodes, e.g. field-emissive cathode having an electric field perpendicular to the surface, e.g. tunnel-effect cathodes of metal-insulator-metal [MIM] type
    • 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
    • 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
    • H01J37/30—Electron-beam or ion-beam tubes for localised treatment of objects
    • H01J37/317—Electron-beam or ion-beam tubes for localised treatment of objects for changing properties of the objects or for applying thin layers thereon, e.g. for ion implantation
    • H01J37/3174—Particle-beam lithography, e.g. electron beam lithography
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J2201/00—Electrodes common to discharge tubes
    • H01J2201/30—Cold cathodes
    • H01J2201/312—Cold cathodes having an electric field perpendicular to the surface thereof
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J2237/00—Discharge tubes exposing object to beam, e.g. for analysis treatment, etching, imaging
    • H01J2237/06—Sources
    • H01J2237/063—Electron sources
    • H01J2237/06325—Cold-cathode sources
    • H01J2237/06341—Field emission
    • H01J2237/0635—Multiple source, e.g. comb or array

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Nanotechnology (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Mathematical Physics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Cold Cathode And The Manufacture (AREA)
  • Electron Beam Exposure (AREA)
  • Electron Sources, Ion Sources (AREA)

Abstract

本发明的面辐射型电子源具有：平面状的第一电极；与第一电极相对设置的平面状的第二电极；设置在第一电极和第二电极之间的电子通过层；以及对第二电极和第一电极施加电压的电源部。电子通过层中，隔开规定的间隔而设置多个量子细线，并从第二电极的表面辐射电子，量子细线在从第一电极朝向第二电极的第一方向上延伸。量子细线由硅构成，同时在第一方向上以规定间隔形成多个粗细度细的部分。

Description

面辐射型电子源和绘制装置
技术领域
本发明涉及等倍地统一进行使用电子射线的图形绘制的面辐射型电子源和绘制装置，特别涉及即使在绘制区域大的情况下也能够等倍地统一进行使用电子射线的图形绘制的面辐射型电子源和绘制装置。
背景技术
最近普遍通过扫描电子射线从而在基板等上绘制规定的图形。但是，在扫描电子射线来进行绘制的情况下消耗绘制时间。因此，使用电子射线在基板上等倍地统一绘制规定的图形。
现在，提出了各种在基板上等倍地统一绘制规定的图形的电子射线曝光装置和该电子射线曝光装置所使用的电子源(例如，参照专利文献1～专利文献6)。
专利文献1和专利文献2中公开了如图23所示的电子射线源200。该电子射线源200在表面电极202上形成有电子通过层204。该电子通过层204由多个纳米级的半导体微结晶206构成，该半导体微结晶206的表面上形成有膜厚比半导体微结晶206的结晶粒直径还小的氧化膜208。从表面电极202的表面202a辐射电子，该表面电极202的表面202a作为电子辐射面。
在该专利文献1、2中，电子射线源200在配置在真空中的状态下，电子e通过强电场在由半导体微结晶206构成的电子通过层204中加速，在表面电极202的表面202a附近，电子e的运动能量提高，在获得了超越制约电子运动的电壁垒的能量之后，向真空中辐射电子。
专利文献3中公开了在绝缘基板上具有至少由1原子层以上10原子层以下的厚度的AlN层或AlGaN层(其中，Al(x)Ga(1-x)N，且x＞0.3)，以及5原子层以上50原子层以下的厚度的GaN层构成的多重壁垒层的氮化物半导体共振隧穿(tunnel)电子辐射元件。
专利文献4中公开了一种电子射线源，其特征在于由以下部分构成，包括：在基板上形成的多个电子辐射源；引出电极，其具有朝向上述电子辐射源的一个而形成为凸型的前端部，并且具有使电子射线通过的开口部；以及移动部件，在形成上述电子辐射源的基板和上述引出电极之间移动相对位置。
在专利文献5的量子化电子射线发生装置中，在n+型InP基板上分别形成包含1×1019/cm3浓度的硅的n+型InGaAs层、AlAs0.56Sb0.44层以及In0.53Ga0.47As层。此外，在从In0.53Ga0.47As层到n+型InGaAs层的上层部中，在平面矩形形状区域的周围，形成有绝缘性的隔离区(isolation)。被隔离区包围的矩形区域的AlAs0.56Sb0.44层为势垒层，此外，其上的In0.53Ga0.47As层为势阱层。而且，露出势阱层的炸面圈状的电极隔开1～2μm的间隔配置在In0.53Ga0.47As层上，通过在该炸面圈状的电极和n+型InP基板下面的电极之间施加电压，从而在势阱上产生电场。
专利文献6的电子射线源具有松散质(bulk)区域、与该松散质区域相邻并且电势比松散质区域高的壁垒区域、与该壁垒区域相邻并且电势比壁垒区域低的阱区域、为了使与该阱区域相邻的空间电势倾斜而对空间施加电场的电场施加部件，壁垒区域和阱区域的厚度被形成为使松散质区域的电子透过壁垒区域和空间的透过率的峰值为100％。
专利文献1：(日本)特开2005-317657号公报
专利文献2：(日本)特开2006-40725号公报
专利文献3：(日本)特开2006-147518号公报
专利文献4：(日本)特开平7-296755号公报
专利文献5：(日本)特开平5-74333号公报
专利文献5：(日本)特开平10-79222号公报
发明内容
发明要解决的课题
在专利文献1、2所公开的电子射线源200中，如图23所示，构成电子通过层204的各纳米级的半导体微结晶206与包含对于面辐射型电子源100的表面电极202的表面202a(电子辐射面)水平的分量的方向也接触。
在该专利文献1、2所公开的电子射线源200中，如图24的能量带图所示，在电子e被注入到电子通过层204之后(区域D204(参照图24))，由于电子e的运动能量级别低于在半导体微结晶206界面形成的电壁垒φ30，因此电子e在包含对于电子辐射面(表面电极202的表面202a)水平的分量的方向的运动被制约并且直进。
但是，如图24的能量带图所示，在半导体微结晶206(参照图23)接触的点附近，在获得超越由覆盖半导体微结晶206的氧化膜208(参照图23)所引起的电壁垒φ30的能量的时刻，在相邻的某个半导体微结晶206中可能散射。
在专利文献1、2中，在电子辐射面(表面电极202的表面202a)附近的半导体微结晶206层内，在获得电子从表面电极202(参照图23)辐射所需的、与表面电极202的工作函数φ31相当的能量的区域D202、区域D205内，电子的能量值一定超过电壁垒φ30。即，电子获得超越在半导体微结晶206的界面形成的电壁垒φ30的能量。由此，对电子e不产生量子封闭效应，电子e被向相邻的任何一个微结晶散射。因此，存在这样的问题，即除了直进的电子er以外还以某一概率发生不直进而被散射的电子es。因此，电子在所有方向受到散射后被辐射。
由此，在专利文献1、2中，存在以下问题，即除了作为弹道电子直进而被辐射的电子之外，还同时辐射以大的角度被散射的高速电子。由于这样的以大的角度被散射的电子，在电子射线曝光时，曝光图形的分辨率受到制约。
此外，使用专利文献1、2所公开的电子射线源200，例如，为了得到超微以上的分辨率，对电子射线进行聚束而需要统一强度的垂直强磁场(0.1T以上)等。但是，由于在晶片这样的大面积上得到统一的强磁场是很困难的，因此对等倍电子射线曝光的应用受到制约。
而且在专利文献1、2中，在面辐射型电子源上没有以下结构，即将作为从垂直于电子辐射面的方向向外侧扩展的绕射波而扩散的电子聚束到垂直于电子辐射面的方向上的结构。进而，在专利文献1、2中，在面辐射型电子源上没有对辐射电子的直进性进行电控制的结构，也没有用于控制对于辐射电子的直进性产生很大影响的电子源温度的结构。
专利文献1、2所公开的电子源具有电子通过构成电子通过层的电绝缘层而被辐射到真空中的结构，其电子辐射特性依赖于电场强度，但现实中也存在以下问题，即可以通过热能量来跳过包含在电子通过层中的几处结构缺陷，得到热能量的辅助而被辐射到真空中的电子混入到辐射电子中的问题。这样，具有各个方向的运动量矢量，同时扩展辐射电子的能量分布，从而降低曝光的分辨率，同时成为面电子射线的色像差的原因。
而且，在专利文献1、2中，为了将从面辐射型电子源辐射的面电子射线进行图形化，而变化表面电极的形状，或者在表面电极上设置图形化了的掩模，但这些成为在与相对的曝光对象之间形成同样电场的障碍。这是由于，如果表面电极的形状为局部性，则面辐射型电子源和曝光对象之间的电力线成为局部集中在该表面电极上的形状，电场成为局部，曝光像歪斜。此外，在从掩模的开口部辐射电子射线时，在掩模的开口部一端产生电子射线的绕射，曝光分辨率恶化。此外，还因为在表面电极上设置掩模的方法中，有掩模的部分为凸状，成为电力线集中在此的形状，电场成为局部，曝光图像歪斜。
专利文献3所公开的电子射线曝光装置用的面辐射型电子源通过与专利文献1、2类似的原理进行电子辐射，在元件表面附近，电子的运动能量提高，不存在制约电子向包含对于电子辐射面水平的分量的方向的运动的电壁垒。因此，存在以下问题，即获得了高的能量的电子被允许在表面附近向所有方向散射，结果产生以大的角度被散射的高速电子。
专利文献4、5、6所公开的电子射线曝光装置用的面辐射型电子源中，结构为在平面上隔离配置的各点电子源各自附近配置有用于将电子取出到真空能级的各电极，从各电极的开口取出电子。因此，存在以下的问题，即由于辐射电子从各点电子源向电极的开口圆锥状地扩散，因此要转印的图形的分辨率受到制约。
本发明的目的在于提供一种用于消除基于所述现有技术的问题，即使在绘制区域大的情况下，也能够等倍地统一进行使用电子射线的图形绘制的面辐射型电子源和绘制装置。
用于解决课题的手段
为了达到上述目的，本发明的第一方式为一种面辐射型电子源，其特征在于，具有：平面状的第一电极；与所述第一电极相对设置的平面状的第二电极；设置在所述第一电极和所述第二电极之间的电子通过层；以及对所述第二电极和所述第一电极施加电压的电源部，所述电子通过层中，隔开规定的间隔而设置多个量子细线，并从所述第二电极的表面辐射电子，所述量子细线在从所述第一电极朝向所述第二电极的第一方向上延伸，所述量子细线由硅构成，所述量子细线在所述第一方向上以规定间隔形成多个粗细度细的部分。
此外，本发明的第二方式为一种面辐射型电子源，其特征在于，具有：平面状的第一电极；与所述第一电极相对设置的平面状的第二电极；设置在所述第一电极和所述第二电极之间的电子通过层；以及对所述第二电极和所述第一电极施加电压的电源部，所述电子通过层中，隔开规定的间隔而设置多个量子细线，并从所述第二电极的表面辐射电子，所述量子细线在从所述第一电极朝向所述第二电极的第一方向上延伸，所述量子细线由硅构成，在所述第二电极和所述电子通过层之间，形成由绝缘体或半导体构成的层，在所述第二电极的背面，在与所述各量子细线匹配的位置上，对于所述量子细线形成凸部。
在本发明中所述量子细线优选在所述第一方向上以规定间隔形成多个粗细度细的部分。
此外，在本发明中优选还具有将所述电子通过层保持在室温以下的温度的温度调节部。
此外，在本发明中优选还在所述第二电极和所述电子通过层之间，形成由绝缘体或半导体构成的层，在所述第二电极的背面，在与所述各量子细线匹配的位置上，对于所述量子细线形成凸部。
此外，在本发明中优选由所述量子细线中的所述细的部分划分的区域构成量子点(dot)。
此外，在本发明中优选还具有由多个管状部件捆绑而成的多孔部件以及平面状的面电极，所述管状部件中，与一个端部的第一开口部相比，另一个端部的第二开口部更宽，并且直径随着从所述第一开口部向所述第二开口部而单调地增大，所述平面状的面电极与所述多孔部件的所述第二开口部侧相连，所述管状部件由半导体或绝缘体构成，所述多孔部件连接到所述第二电极的表面上，使得所述第一开口部朝向所述第二电极的表面。
此外，在本发明中优选还具有：多孔部件，由多个管状部件捆绑而成，所述管状部件中，与一个端部的第一开口部相比，另一个端部的第二开口部更宽，并且直径随着从所述第一开口部向所述第二开口部而单调地增大；电极，设置在所述多孔部件的各所述管状部件上；第二电源部，在所述第二电极和所述电极之间施加电压；以及控制部，对所述第二电源部的施加电压进行控制，所述管状部件由半导体或绝缘体构成，所述多孔部件连接到所述第二电极的表面上，使得所述第一开口部朝向所述第二电极的表面。
此外，在本发明中优选所述第一电极在与从所述第二电极的表面辐射电子的区域相当的区域配置导电体，在辐射电子的部分以外配置绝缘体。
此外，在本发明中优选在所述第二电极的表面设有被形成为规定图形的电子吸收体。
此外，在本发明中优选在所述第一电极上设置多个开关元件，所述开关元件连接到一个量子细线或多个量子细线，并可以设为导通状态、非导通状态或半导通状态，并且所述各开关元件连接到所述电源部，所述面辐射型电子源还包括开关控制部，用于使所述各开关元件中、设置在与从所述第二电极的表面辐射电子的区域相当的区域中的开关元件成为导通状态。
此外，在本发明中在所述量子细线由硅构成的情况下，优选所述量子细线的粗细度为5nm以下。
此外，在本发明中优选所述量子细线的间隔为构成所述量子细线的物质的原子间隔以上。
此外，在本发明中优选还具有：磁场施加部，在与所述第二电极的表面垂直方向上施加磁场；电子辐射角检测器，检测在由所述电源部施加了电压时，从所述第二电极的表面辐射的电子的辐射角；以及控制部，基于所述电子辐射角检测器对所述电子的辐射角的检测结果，调节所述磁场施加部的磁场强度。
此外，在本发明中优选还具有脉冲磁场施加部，在与所述第二电极的表面垂直方向上施加脉冲磁场，所述电源部对所述第二电极和所述第一电极施加脉冲电压，在由所述脉冲磁场施加部施加所述脉冲磁场的期间，所述电源部对所述第二电极和所述第一电极施加脉冲电压。
此外，在本发明中优选在所述量子细线的所述第二电极侧的前端部形成有电子吸收层，所述电子吸收层电连接到所述第二电极。
此外，本发明的第三方式提供一种绘制装置，其特征在于，具有：面辐射型电子源，其包括：平面状的第一电极；与所述第一电极相对设置的平面状的第二电极；设置在所述第一电极和所述第二电极之间的电子通过层；以及对所述第二电极和所述第一电极施加电压的电源部，所述电子通过层中，隔开规定的间隔而设置多个量子细线，并从所述第二电极的表面辐射电子，所述量子细线在从所述第一电极朝向所述第二电极的第一方向上延伸；以及台，与所述面辐射型电子源的所述第二电极相对设置，并且在其表面上放置绘制对象物，所述面辐射型电子源的所述量子细线由硅构成，所述量子细线在所述第一方向上以规定间隔形成多个粗细度细的部分。
本发明的第四方式提供一种绘制装置，其特征在于，具有：面辐射型电子源，其包括：平面状的第一电极；与所述第一电极相对设置的平面状的第二电极；设置在所述第一电极和所述第二电极之间的电子通过层；以及对所述第二电极和所述第一电极施加电压的电源部，所述电子通过层中，隔开规定的间隔而设置多个量子细线，并从所述第二电极的表面辐射电子，所述量子细线在从所述第一电极朝向所述第二电极的第一方向上延伸；以及台，与所述面辐射型电子源的所述第二电极相对设置，并且在其表面上放置绘制对象物，所述面辐射型电子源的所述量子细线由硅构成，在所述面辐射型电子源的所述第二电极和所述电子通过层之间，形成由绝缘体或半导体构成的层，在所述第二电极的背面，在与所述各量子细线匹配的位置上，对于所述量子细线形成凸部。
在本发明中，优选所述面辐射型电子源的所述量子细线在所述第一方向上以规定间隔形成多个粗细度细的部分。
此外，在本发明中优选所述面辐射型电子源还具有：磁场施加部，在与所述第二电极的表面垂直方向上施加磁场；电子辐射角检测器，检测在由所述电源部施加了电压时，从所述第二电极的表面辐射的电子的辐射角；以及控制部，基于所述电子辐射角检测器对所述电子的辐射角的检测结果，调节所述磁场施加部的磁场强度。
此外，在本发明中优选还具有：检测器，检测从放置所述绘制对象物的区域外的所述面辐射型电子源辐射的电子；以及控制部，基于所述检测器对电子的检测量来调节所述电源的电压。
此外，在本发明中优选由所述面辐射型电子源的所述量子细线中的所述细的部分划分的区域构成量子点。
此外，在本发明中优选还具有将所述面辐射型电子源的所述电子通过层保持在室温以下的温度的温度调节部。
在本发明中优选所述面辐射型电子源还具有由多个管状部件捆绑而成的多孔部件以及平面状的面电极，所述管状部件中，与一个端部的第一开口部相比，另一个端部的第二开口部更宽，并且直径随着从所述第一开口部向所述第二开口部而单调地增大，所述平面状的面电极与所述多孔部件的所述第二开口部侧相连，所述管状部件由半导体或绝缘体构成，所述多孔部件连接到所述第二电极的表面上，使得所述第一开口部朝向所述第二电极的表面。
在本发明中优选所述面辐射型电子源还具有：多孔部件，由多个管状部件捆绑而成，所述管状部件中，与一个端部的第一开口部相比，另一个端部的第二开口部更宽，并且直径随着从所述第一开口部向所述第二开口部而单调地增大；电极，设置在所述多孔部件的各所述管状部件上；第二电源部，在所述第二电极和所述电极之间施加电压；以及控制部，对所述第二电源部的施加电压进行控制，所述管状部件由半导体或绝缘体构成，所述多孔部件连接到所述第二电极的表面上，使得所述第一开口部朝向所述第二电极的表面。
在本发明中优选所述面辐射型电子源的所述第一电极在与从所述第二电极的表面辐射电子的区域相当的区域配置导电体，在辐射电子的部分以外配置绝缘体。
此外，在本发明中优选在所述面辐射型电子源的所述第二电极的表面设有被形成为规定图形的电子吸收体。
此外，在本发明中优选在所述面辐射型电子源的所述第一电极上设置多个开关元件，所述开关元件连接到一个量子细线或多个量子细线，并可以设为导通状态、非导通状态或半导通状态，并且所述各开关元件连接到所述电源部，所述面辐射型电子源还包括开关控制部，用于使所述各开关元件中、设置在与从所述第二电极的表面辐射电子的区域相当的区域中的开关元件成为导通状态。
发明的效果
根据本发明的面辐射型电子源和绘制装置，具有设置在第一电极和第二电极之间的电子通过层；以及对第二电极和第一电极施加电压的电源部，电子通过层中，隔开规定的间隔而设置多个量子细线，并从第二电极的表面辐射电子，所述量子细线在从第一电极朝向第二电极的第一方向上延伸。在该情况下，抑制了以下情况，即在电子通过层中，量子细线中的电子的移动由于量子封闭效应而被限制在第一方向，因此电子跳过量子细线间，从其它的量子细线辐射电子。由此，由于从第一方向辐射电子，因此可以提高从第二电极的表面辐射的电子射线的直进性。由此，即使在绘制区域大的情况下，也可以等倍地统一进行使用电子射线的图形绘制。
附图说明
图1是表示本发明的第一实施方式的面辐射型电子源的示意图。
图2(a)是在纵轴上取电子的能量，在横轴上取位置，用于说明本发明的第一实施方式的面辐射型电子源的作用的能量带图，图2(b)是在纵轴上取电子的能量，在横轴上取位置，用于说明本发明的第一实施方式的面辐射型电子源的作用的能量带图。
图3是表示本发明的第二实施方式的面辐射型电子源的示意图。
图4(a)是表示本发明的第三实施方式的面辐射型电子源的示意立体图，图4(b)是图4(a)的示意侧视图。
图5(a)是表示本发明的第三实施方式的面辐射型电子源的变形例的示意立体图，图5(b)是图5(a)的示意侧视图。
图6(a)是表示本发明的第四实施方式的面辐射型电子源的示意立体图，图6(b)是图6(a)的示意侧视图。
图7(a)是用于说明本发明的第四实施方式的面辐射型电子源的动作的示意局部放大图，图7(b)是在纵轴上取电子的能量，在横轴上取位置，用于说明本发明的第四实施方式的面辐射型电子源的动作的能量带图。
图8(a)是表示本发明的第五实施方式的面辐射型电子源的示意立体图，图8(b)是将图8(a)的要部放大表示的示意截面图。
图9(a)是表示本发明的第五实施方式的面辐射型电子源的第一变形例的示意图，图9(b)表示本发明的第五实施方式的面辐射型电子源的第二变形例的示意图。
图10(a)是表示本发明的第六实施方式的面辐射型电子源的示意立体图，图10(b)表示本发明的第六实施方式的面辐射型电子源的结构的方框图。
图11(a)是图10(a)所示的本发明的第六实施方式的面辐射型电子源的背面电极的放大图，图11(b)是图11(a)所示的背面电极的要部放大图，图11(c)是图11(a)所示的背面电极的要部部分截面图。
图12是表示本发明的第七实施方式的面辐射型电子源的示意图。
图13是表示本发明的第八实施方式的面辐射型电子源的示意图。
图14是表示本发明的第九实施方式的面辐射型电子源的示意图。
图15是表示本发明的第十实施方式的绘制装置的示意图。
图16是表示本发明的第十一实施方式的绘制装置的示意图。
图17是表示本发明的第十二实施方式的绘制装置的示意图。
图18是表示本发明的第十三实施方式的绘制装置的示意图。
图19是表示本发明的第十四实施方式的绘制装置的示意图。
图20是表示本发明的第十五实施方式的绘制装置的示意图。
图21是用于说明本发明的第十五实施方式的绘制装置的绘制方法的示意图。
图22(a)是表示本实施方式的绘制方法的标记(mark)检测结果的一例的曲线图，图22(b)是表示本实施方式的绘制方法的标记检测结果的另一例的曲线图。
图23是表示专利文献1和专利文献2所公开的电子射线源的示意图。
图24是在纵轴上取电子的能量，在横轴上取位置，专利文献1和专利文献2所公开的电子射线源中的能量带图。
符号说明
10、10a、10b、10c、10d面辐射型电子源
12、62表面电极
12a、14a、52a、62a表面
12b、14b背面
14、52背面电极
16电子通过层
18电源部
20量子细线
22量子点
30温度调节部
32冷却单元
34冷却器
36气体提供部
38加热单元
38a、38b加热部
39划分部
40加热控制部
50背面辅助电极
54a、54b、54c导电体
56绝缘体
58a、58b、58c区域
60基板
64凸部
66层
68凹部
72多孔部件
74电子飞跃管
76第一面电极
77第一电场施加部
77a第二电场施加部
78开口部
79第二面电极
80、80a、80b绘制装置
82真空室(chamber)
84台
86基板
88检测传感器
90乘法部
92比较部
94电源控制部
200电子射线源
202表面电极
204电子通过层
206半导体微结晶
208氧化膜
s间隔
S绘制区域
具体实施方式
以下，基于附图所示的优选实施方式来详细说明本发明的面辐射型电子源和绘制装置。
这里，图1是表示本发明的第一实施方式的面辐射型电子源的示意图。
图1所示的面辐射型电子源10具有平面状的表面电极(第二电极)12、平面状的背面电极(第一电极)14、电子通过层16、电源部18，表面电极12和背面电极14相对配置，在表面电极12和背面电极14之间形成有电子通过层16。表面电极12、背面电极14、电子通过层16相连。
此外，电源部18用于对表面电极12和背面电极14施加直流电压，表面电极12侧为正电位。由此，从表面电极12的表面12a辐射电子e。
表面电极12和背面电极14只要是平面状，则其形状不特别限定。
作为表面电极12和背面电极14的材料，例如可以使用金属、半导体、碳、碳化合物以及导电性材料。
电子通过层16中隔开规定的间隔s设置多个量子细线20，所述量子细线20在从背面电极14朝向表面电极12的第一方向X上延伸。
在电子通过层16中，由于量子细线20具有从背面电极14的表面14a到表面电极12的背面12b的长度，量子细线20对于背面电极14的表面14a以及表面电极12的背面12b分别垂直连接。如后所述，由于从各量子细线20辐射电子e，因此通过电子通过层16中的量子细线20的配置状态决定绘制的分辨率。
在本实施方式中，在量子细线20上，例如在第一方向X上，以规定的间隔例如形成三个粗细度不同的区域。该粗细度不同的区域中，第一方向上的粗细度细的部分成为端部20a，构成由各端部20a划分的量子点22。
在量子细线20中，例如形成三个量子点22，通过在量子细线20的两端施加电压使各量子点22中的电子能量能级的值一致，从而产生量子点22间的共振隧穿效应引起的电子的传导。
此外，在量子细线20中，例如通过氧、氮、碳、氢或氯等的原子对表面进行终端，从而可以实现电传导的经时稳定性。
量子细线20由粗细度具有使量子效应显著化的大小的细线状的导电体构成，量子细线20例如由金属、碳、碳化合物、电荷移动络合物、导电性高分子或半导体构成。
该量子细线20的粗细度在最粗处例如为10nm以下，在量子细线20由硅构成的情况下，在最粗处，量子细线20的粗细度为5nm以下。
此外，量子细线20的间隔s根据构成量子细线20的物质而不同，例如，为构成量子细线20的物质的原子间隔以上，优选为0.5nm以上。在本实施方式中，通过量子细线20的间隔s决定绘制的分辨率。
表面电极12在本实施方式中使表面12a和背面12b平坦化，但不限定于此。例如，为了提高从表面12a辐射后的电子e的直进性，对于表面电极12，也可以在与各量子细线20的上部匹配的区域局部设为凹面形状。
此外，各量子细线20并不限定于与表面电极12或背面电极14连接，即直接电性接触，也可以各量子细线20其周围由纳米级的绝缘体覆盖，电载流子通过隧穿效应在表面电极12或背面电极14和各量子细线20之间传导。
此外，构成电子通过层16的量子细线20中也可以不形成量子点22而粗细度为一定。在该情况下，量子细线20的粗细度d仅仅是量子细线20的粗细度。
在本发明中，纳米级是1nm～100nm，是指发现量子封闭效应的大小。
以下，说明本实施方式的面辐射型电子源10的作用。
这里，图2(a)所示的能量带图中所示的参照符号D12表示相当于表面电极12的区域，参照符号D14表示相当于背面电极14的区域，参照符号D16表示相当于电子通过层16的区域。另外，假设表面电极12的表面12a与真空空间Sv接触。
此外，在图2(a)中，φ21表示量子细线20中的电子的最低能量。电子e通过Fowler-Nordheim型隧道或来自背面电极14侧的紫外光照射等从背面电极14被注入到电子通过层16中。
在本实施方式中，如图2(a)所示，在以相当于表面电极12的区域D12的费米(fermi)能级作为电位基准的情况下，可以使量子细线20的真空能级φ20成为电子从表面电极12的表面12a(电子辐射面)辐射到真空空间Sv所需的能量E20以上。因此，在本实施方式的面辐射型电子源10中，在量子细线20的电传导体(导电体)中，电子不会散射到包含对于电子辐射面水平的分量的方向上。即，可以得到直进性高的电子射线。
此外，图2(a)中，绘制为在真空空间Sv中存在电场，但该电场不一定是必须的。此外，由于量子细线20的量子封闭效应，电子e所允许的运动为直进或向正后方退回的某一个，电子e的移动受限制，不能以其它的大角度被散射。
此外，在本实施方式中，如图2(b)所示的能量带图这样，也可以设置由存在于真空空间Sv中的电场形成的三角势能Pt，从而通过隧穿效应使电子e透过。由于该方法的优点，可以不需要以往的电场辐射型电子源所不可缺的、用于从电子源取出电子的高真空空间和强电场。这是由于在电子e被辐射到真空空间之前，被加速到与相当于形成电子辐射面的物质的工作函数的能量相同程度的级别。
此外，与以往的热阴极电场辐射型电子源这样的通过将电子源加热到高温从而将电子取出到真空中的方式相比较，不需要加热，可以得到稳定的长寿命的电子辐射。
这样，在本实施方式的面辐射型电子源10中，可以通过电子通过层16的量子细线20的结构，对于各量子细线20，可以从表面电极12的表面12a(电子辐射面)在大致垂直方向上取出直进性高的电子e。因此，通过使用面辐射型电子源10，可以使用直进性高的电子射线以高的分辨率等倍地统一进行图形绘制。进而，通过变化面辐射型电子源10的表面电极12(电子通过层16)的大小，即使在绘制区域大的情况下，也可以等倍地统一进行图形绘制。这样，通过使用面辐射型电子源10，即使在绘制区域大的情况下，也可以等倍地统一进行、而且高分辨率地进行使用电子射线的图形绘制。
此外，在本实施方式中，由于可以从表面电极12的表面12a(电子辐射面)在大致垂直方向上取出电子e，因此，以往为了形成电子射线而必须在电子源外部设置电子透镜，但在本实施方式的面辐射型电子源10中，不一定需要，可以简化结构。
进而，在本实施方式的面辐射型电子源10中，电子的散射由于电子通过层16的结构而受到抑制，因此要被辐射的电子已经成为具有高直进性的电子，不需要用于校正辐射电子的方向的磁场，或者小于0.1T的强度的弱磁场就足够，其统一性也不必很严密。因此，可以简化结构。
此外，在本实施方式的面辐射型电子源10中，由于不需要加热，因此与以往的将电子源加热到高温后将电子取出到真空中的热阴极电场辐射型电子源相比，也可以得到稳定的长寿命的电子辐射，进而，由于不需要加热，因此可以简化结构。
另外，图1所示的面辐射型电子源也可以变形，以与大面积的曝光对象保持同一距离。例如，在塑料基板(未图示)上设置面辐射型电子源10的背面基板14，通过使塑料基板变形从而可以与大面积的曝光对象保持同一距离。
接着，说明本实施方式的面辐射型电子源10的制造方法。
首先，例如在石英基板(未图示)上，例如通过热CVD法形成厚度为300nm的钨的薄膜。将该钨的薄膜作为背面电极14(参照图1)。
接着，在该背面电极14上例如将间隙s设为约1nm，通过硅形成量子细线20(参照图1)。
在该情况下，最初将基板14导入CVD用真空室内，然后，例如通40秒SiH4气体，通过SiH4气体的热分解，例如在背面电极14上成长直径约3nm的硅粒。然后，停止向CVD用真空室内导入SiH4气体，回到原来的真空状态。
接着，例如，照射60秒氧等离子体，从而使得硅粒表面氧化。由此，在照射氧等离子体之前，即使相邻的硅粒接触，也从硅粒界面起优先进行氧化，在相邻的硅粒之间形成氧化膜。在该情况下，在各硅粒界面上形成约1nm的氧化膜。
反复进行通过SiH4气体的热分解使硅粒的成长以及硅粒表面的氧化处理，在背面电极14表面被硅粒填满的时刻，通过CF4气体的反应性离子蚀刻而除去最表面的硅氧化膜。由此，在硅形成膜的表面形成硅粒的最上部露出的结构。另外，在除去最表面的硅氧化膜的情况下，硅粒间的氧化膜不除去。这样，形成由硅粒填满的第一层。这里，硅粒的成长几乎各向同性。
接着，第二层以后也与第一层同样形成。例如，导入SiH4气体，在第一层的硅粒上产生由其热分解引起的硅粒的成长。在硅粒成长后，通过进行氧等离子体的照射将硅粒表面氧化。反复进行硅粒的成长和硅粒表面的氧化，在第二层被硅粒填满的时刻，通过CF4气体的反应性离子蚀刻，仅除去最表面的硅氧化膜。另外，在硅氧化膜上成长了的硅粒的核通过该反应性离子蚀刻处理而与硅氧化膜一同被除去。
重复上述工序例如直到形成10层为止。在形成第10层之后，使用基于HF水溶液的湿蚀刻，将存在于硅细线间的硅氧化膜除去。在该时刻得到多个直径为3nm的细线状的硅分离并立的结构。这样，由直列堆积的硅粒形成硅细线，得到量子细线20。另外，量子细线20的长度即最终的电子通过层16的厚度例如为约50nm。
可以得到以下结构，即各量子细线20和与其相邻的量子细线20的间隙s设为约1nm，对各量子细线20延伸的第一方向X(参照图1)进行排列，使其与背面电极14的表面14a和作为电子辐射面的表面电极12的表面12a大致垂直。在该状态下，在电子通过层16的上部通过真空蒸镀法形成10nm的厚度的金的镀膜，从而形成表面电极12。
例如，将通过上述制造方法制造的本实施方式的面辐射型电子源10配置在真空室内，将表面电极12设为正，然后在其与背面电极14之间施加电位差时，电子从背面电极14被注入到由多个量子细线20构成的电子通过层16，并由背面电极14和表面电极12的电位差加速。由金薄膜形成的表面电极12的工作函数在该情况下例如为5eV，所以在电子通过层16中，在获得大致等于5eV的能量后，从表面电极12的表面12a辐射电子e。
接着，说明本发明的第二实施方式。
图3是表示本发明的第二实施方式的面辐射型电子源的示意图。
另外，在本实施方式中，对于与图1所示的第一实施方式的面辐射型电子源相同结构的部件附以同一符号，并省略其详细的说明。
图3所示的面辐射型电子源10a与第一实施方式的面辐射型电子源10(参照图1)相比，不同之处在于具有使电子通过层16保持在室温以下的温度的温度调节部30，除此以外的结构与第一实施方式的面辐射型电子源10的结构相同，因此省略其详细说明。
这里，本发明中的室温以下的温度是指以下的温度T1和温度T2。
首先，室温以下的温度T1是在将量子细线20内离散化的电子能量能级设为ε1时，对于该ε1，使得ε1＞k·T1的温度。另外，k是波尔兹曼常数。
此外，室温以下的温度T2是在将存在于电子通过层16的电子的阱能级和量子细线20内的电子能量能级间的能量设为ε2时，对于该ε2，使得ε2＞k·T2的温度。
如图3所示，温度调节部30具有冷却单元32、加热单元38。
冷却单元32例如具有焦耳-汤姆孙效应型的冷却器34，以及对该焦耳-汤姆孙效应型的冷却器34提供高压气体的气体提供部36。该气体提供部36中例如被填充了氮气。
加热单元38被设置在背面基板14的背面14b上。该加热单元38具有加热器和热电偶一体形成的加热部38a、38b和加热控制部40，所述加热控制部40基于各加热部38a、38b的各热电偶的检测温度，对各加热部的发热量进行调整。另外，加热部38a、38b通过划分部39而热绝缘。
在本实施方式中，例如从气体提供部36向冷却器34提供高压氮气时，可以通过焦耳-汤姆孙效应将面辐射型电子源10a冷却到77K为止。但是，单纯进行冷却的话，由于驱动面辐射型电子源10a所产生的热的影响或者通过对面辐射型电子源10a进行固定的保持器等传导的热的影响，面辐射型电子源10a的全部区域不会成为统一的温度。
此外，从面辐射型电子源10a辐射的电子e的量依赖于从背面电极14注入到电子通过层16中的电子的量。但是，从背面电极14注入电子通过层16的电子的量具有温度依赖性，因此产生以下情况，即电子的辐射量根据面辐射型电子源10a的表面电极12的表面12a的场所而不同。
进而，由于构成面辐射型电子源10的材料的体积依赖于温度而改变，如果在面辐射型电子源10a中温度不统一，则构成面辐射型电子源10a的材料的体积的变化不同，即体积的变化不统一，面辐射型电子源10a也可能产生歪斜。为了消除由这样的温度不均引起的不便，对面辐射型电子源10a的背面电极14设置多个加热部38a、38b。
如图3所示，在本实施方式中，加热部38a、38b的数为2但不限于2。在本实施方式中，也可以设置更多的加热部。
在本实施方式中，例如也可以将面辐射型电子源10a设为方形，将背面电极14的背面14b上的区域按照二维矩阵状划分为纵100×横100的坐标区域，在各划分中分别设置加热部(加热器以及热电偶的组)。
这里，对各划分中的各坐标区域设为(纵的坐标、横的坐标)＝(i、j)，将各坐标区域中的温度表示为T(i、j)。基于由热电偶测定的温度的值，通过加热控制部40求与邻接于规定的坐标区域(i、j)的各坐标区域的温度差之和、-4×T(i、j)+T(i-1、j)+T(i+1、j)+T(i、j-1)+T(i、j+1)。
而且，通过坐标区域(i、j)的加热器提供与该温度差之和成比例的热量。在全部坐标区域中温度统一的状态下，来自全部加热器的热的提供消失，达到统一的温度分布。
在本实施方式中，在使用高压氮气的情况下，通过该方法，在电子通过层16中得到约100K的统一的温度分布。
此外，在电子通过层16中，在要得到更低温度的情况下，变更提供给冷却器34的高压气体的种类即可。
另外，在本实施方式中，冷却器34设为利用焦耳-汤姆孙效应的冷却器，但不限定于此，例如，只要是到达温度为77K左右的冷却器，也可以使用其它方式的冷却器。作为冷却器34，例如可以使用吉福特-麦克马洪冷冻机。
在本实施方式中，从面辐射型电子源10a辐射的电子的量依赖于从背面电极14注入电子通过层16的电子量，并且具有温度依赖性，有时电子辐射量根据面辐射型电子源10a的表面电极12的表面12a的位置而不同。而且，由于构成面辐射型电子源的材料的体积依赖于温度而不同，因此面辐射型电子源中也可能发生歪斜。但是，在本实施方式中，通过设置温度调节部30来抑制温度的不统一，从而抑制面辐射型电子源10a的场所引起的电子辐射量的偏差，进而也抑制面辐射型电子源10a中的歪斜的产生。
此外，现实中，电子可能由于热能量而跳过包含在电子通过层16中的几个形成结构缺陷的能量能级间。这样的电子很多情况下得不到被辐射到真空中的足够的能量而成为无效的电流。此外，具有各种运动量矢量和能量的电子受到热能量的帮助而被辐射到真空中，从而降低从电子辐射面辐射的电子射线的分辨率，同时在面辐射型电子源和曝光对象的相对位置变动了的情况下，面电子射线产生色像差。但是，对此，在本实施方式中，也通过设置温度调节部30来抑制温度的不统一，从而不会降低电子射线的分辨率，而且还能抑制色像差的发生。
此外，通过对于在量子细线20内离散化的电子能量能级间的能量ε，将电子源的温度T统一调整为ε＞k·T，从而可以不产生该电子能量能级间的声子散射，有助于电子射线的分辨率的提高。
在本实施方式中，将面辐射型电子源10a导入真空室内，将表面电极12设为正，然后在从电源部18对表面电极12和背面电极14之间施加电压的情况下，电子从背面电极14注入到由多个量子细线20构成的电子通过层16，并且电子由背面电极14和表面电极12的电位差加速。
在该情况下，可以通过温度调节部30使电子通过层16例如成为约100K的统一的温度分布。在该状态下，电子辐射量的偏差被抑制，面辐射型电子源10a中的歪斜的发生也被抑制，进而色像差的发生也被抑制。因此，与第一实施方式的面辐射型电子源10相比，可以使用直进性更高的电子射线以高分辨率且等倍地统一进行图形绘制。此外，通过改变面辐射型电子源10a的表面电极12(电子通过层16)的大小，从而即使在绘制区域大的情况下，也可以等倍地统一进行图形绘制。另外，通过使用本实施方式的面辐射型电子源10a，从而即使在绘制区域大的情况下，也可以等倍地统一进行、而且以高分辨率进行使用了直进性更高的电子射线的图形绘制，这是不言而喻的。
此外，在本实施方式的面辐射型电子源10a的制造方法中，仅仅安装温度调节部30的工序不同，其它工序与第一实施方式的面辐射型电子源10的制造方法相同，因此省略其详细的说明。
接着，说明本发明的第三实施方式。
图4(a)是表示本发明的第三实施方式的面辐射型电子源的示意立体图，图4(b)是图4(a)的示意侧视图。另外，在图4(a)中，将各部件分离绘制，但这是为了说明而进行的分离，实际上各部件相连。此外，电源部18的图示被省略。
此外，在本实施方式中，对于与图1所示的第一实施方式的面辐射型电子源相同结构的部件附以相同符号并省略其详细的说明。
图4(a)和图4(b)所示的面辐射型电子源10b与第一实施方式的面辐射型电子源10(参照图1)相比，背面电极52形成在背面辅助电极50上，同时背面电极52的结构不同，而且电源部18与表面电极12和背面辅助电极50连接的点不同，除此以外的结构与第一实施方式的面辐射型电子源10b相同，因此省略其详细说明。
在本实施方式中，背面电极52具有以任意图形设置的导电体54a、54b、54c和设置在导电体54a、54b、54c以外的部分的绝缘体56。背面电极52连接到背面辅助电极50的表面50a。该导电体54a、54b、54c的构成只要是具有导电性的金属、合金等，不特别限定。此外，绝缘体56例如为SiN或SiO2。
在本实施方式中，将面辐射型电子源10b导入到真空室内，将表面电极12设为正，然后在从电源部18对表面电极12和背面辅助电极50之间施加电压的情况下，电子从背面电极52经由背面辅助电极50被注入到由多个量子细线20构成的电子通过层16，并且电子由背面电极52和表面电极12的电位差加速。
在该情况下，通过电子通过层16的量子细线20的电子e不会向包含对于表面电极12的表面12a(电子辐射面)水平的分量的方向散射，因此在保持着由配置在背面电极52上的导电体54a、54b、54c的形状所表示的二维图形的形状的状态下，可以从与导电体54a、54b、54c对应的表面电极12的各区域58a、58b、58c作为直进性高的图形化面电子射线ep被辐射。因此，在对绘制对象形成规定的图形的情况下，可以提高通过电子射线的绘制图形的分辨率。
而且，以往，为了使电子射线图形化而改变表面电极的形状或者在表面电极上设置掩模，但在本实施方式中，不必向以往那样来改变表面电极的形状，而且也不必在表面电极12上设置掩模，可以简化结构。
另外，在本实施方式中，除了上述效果以外，当然也可以得到与第一实施方式的面辐射型电子源10同样的效果。
此外，在本实施方式的面辐射型电子源10b的制造方法中，仅背面电极52的制造方法不同，其它工序与第一实施方式的面辐射型电子源10的制造方法相同，因此省略其详细说明。
另外，背面电极52例如使用半导体基板形成。在对背面电极52使用了半导体基板的情况下，通过在成为导电体54a、54b、54c的部分添加发现导电性的程度的量的杂质来制作。
另外，背面电极52例如使用绝缘性基板形成。在对背面电极52使用了绝缘性基板的情况下，通过在成为导电体54a、54b、54c的部分层叠金属或合金等具有导电性的材料来制作。
此外，在本发明的第三实施方式中，也可以如图5(a)和图5(b)所示的面辐射型电子源10c这样，对背面辅助电极50设置基板60。
在该情况下，面辐射型电子源10c使背面电极52的形状为任意的二维图形，并在没有导电体54a、54b、54c的部分设置绝缘体。进而，在背面电极52和基板60之间设置背面辅助电极50。背面辅助电极50和背面电极52电接触。如果在背面辅助电极50和表面电极12之间施加电压，则从背面电极52注入的电子通过电子通过层16的量子细线20，但在电子通过层16中，如上所述，由于电子不会向包含对于电子辐射面水平的分量的方向上散射，因此在由背面电极52的形状所表示的二维图形保持其形状的状态下，在表面电极12中，从与导电体54a、54b、54c对应的各区域58a、58b、58c作为图形化电子射线ep被辐射。
在本发明的第三实施方式的变形例的面辐射型电子源10c中，也无需为了使电子射线图形化而改变表面电极的形状，而且也不必在表面电极上设置掩模，因此在面辐射型电子源和曝光对象之间形成大致完全一样的电场，可以提高电子射线曝光时的曝光图形的分辨率。
另外，在该情况下，当然也可以得到与第一实施方式的面辐射型电子源10同样的效果。
接着，说明本发明的第四实施方式。
图6(a)是表示本发明的第四实施方式的面辐射型电子源的示意立体图，图6(b)是图6(a)的示意侧视图。另外，在图6(a)中，将各部件分离绘制，但这是为了说明而进行的分离，实际上各部件相连。此外，电源部18以及层66的图示被省略。
此外，在本实施方式中，对于与图1所示的第一实施方式的面辐射型电子源相同结构的部件附以相同符号，并省略其详细的说明。
图6(a)以及图6(b)所示的面辐射型电子源10d与第一实施方式的面辐射型电子源10(参照图1)相比，不同之处在于在基板5上形成背面电极14，以及表面电极62的结构，而且在表面电极62和电子细线20之间形成层66这一点也不同，除此以外的结构与第一实施方式的面辐射型电子源10的结构相同，因此省略其详细的说明。
在本实施方式中，基板5由石英玻璃等玻璃基板、半导体基板、塑料基板、以及金属板等构成。
如图6(b)所示，表面电极62与第一实施方式的表面电极12不同之处在于在与量子细线20匹配的位置上形成了凸部64，除此以外的结构与第一实施方式的表面电极12的结构相同，因此省略其详细的说明。
此外，层66形成在表面电极62和电子通过层16的量子细线20之间，由半导体或绝缘体构成。层66形成有与表面电极62的凸部64匹配的凹部68，凸部64嵌入到凹部68。
在本实施方式的面辐射型电子源10d中，电源部18与表面电极62以及背面电极14连接。设表面电极62为正，若通过电源部18对表面电极62和背面电极14施加电压时，则电子e在电子通过层16的各量子细线20中加速，并从表面电极62的表面62a辐射电子e。
这里，图7(a)是用于说明本发明的第四实施方式的面辐射型电子源的动作的示意局部放大图，图7(b)是纵轴取电子的能量，横轴取位置，用于说明本发明的第四实施方式的面辐射型电子源的动作的能量带图。
另外，图7(b)所示的能量带图中所示的参照符号D62表示与表面电极62相当的区域，参照符号D68表示与量子细线20和凸部64之间的凹部68相当的区域，参照符号D20表示与电子通过层16的量子细线20相当的区域。
此外，在本实施方式中，通过在量子细线20和表面电极62之间设置凹部68，可以调整使从量子细线20向表面电极62运动的电子e的方向聚集，并且从表面电极62向真空中辐射电子e之后的电子e的方向与表面电极62大致垂直，如图7(b)所示，所述凹部68使得对于在量子细线20是金属的情况下由该金属的费米能级测得的真空能级的能量E0，以及在量子细线20是半导体或绝缘体的情况下由该半导体或绝缘体的传导带底部测得的真空能级的能量E1，从构成凹部68的绝缘体或半导体的传导带的底部测得的真空能级的能量E2为E2＜E0或者E2＜E1。
在量子细线20中，被加速到真空能级的能量E0的电子的电子波的波长如果被注入凹部68则其波长延伸。因此，在从量子细线20的前端部20b向表面电极62运动的电子e为从垂直于表面电极62的方向向外侧扩散辐射的电子ea的情况下，电子ea通过凹部68而向垂直于表面电极62的方向聚集，得到聚集了的电子ec。
另外，通过改变从绝缘体或半导体的传导带底部测得的真空能级的能量E2的值或凹部68的曲率或凹部的厚度来调整聚集的程度。此外，通过调整层66和量子细线20之间的电位差或凸部64和层66之间的电位差，从而可以改变电子e的聚集程度。
例外，如果对表面电极62侧也设为凹面形状，则对于在构成表面电极62的材料是金属的情况下由该金属的费米能级测得的真空能级的能量E3，以及在构成表面电极62的材料是半导体的情况下由该半导体的传导带底部测得的真空能级的能量E4，设为E2＜E3或者E2＜E4，可以进一步增强电子的聚集，并且与第一实施方式相比，可以进一步提高从表面电极62的表面62a辐射的电子e的直进性。
在本实施方式中，将面辐射型电子源10a导入真空室内，将表面电极62设为正，然后通过从电源部18对表面电极62和背面电极14之间施加电位差时，电子从背面电极14被注入到由多个量子细线20构成的电子通过层16，并且电子由背面电极14和表面电极62的电位差加速。电子通过层16中获得与表面电极62的工作函数相等的能量后，从表面电极62的表面62a辐射电子。在该电子辐射时，电子射线通过凹透镜形状的凹部68的结构被聚集，使得电子e在对于表面电极12的水平方向上不具有运动分量。
由此，在本实施方式中，与第一实施方式的面辐射型电子源10相比，可以使用直进性更高的电子射线以高的分辨率等倍地统一进行图形绘制。此外，通过改变面辐射型电子源10d的表面电极62(电子通过层16)的大小，从而即使在绘制区域大的情况下，也可以等倍地统一进行图形绘制。另外，通过使用本实施方式的面辐射型电子源10d，即使绘制区域大的情况下，也可以等倍地统一进行、而且以高分辨率进行使用直进性更高的电子射线的图形绘制，这是不言而喻的。
此外，在本实施方式中，采用在表面电极62上形成凸部64并填充到凹部68中的结构，但本发明不限定于此。例如，也可以不设置凸部而将表面电极62减薄，从而表面电极62的表面的形状局部凹陷。
接着，说明本实施方式的面辐射型电子源10d的制造方法。
在本实施方式中，到形成电子通过层16的工序为止与第一实施方式的工序同样，因此省略其详细说明。
在本实施方式中，例如在由石英玻璃构成的基板5上形成厚度为300nm的钨的薄膜并得到背面电极14。在该背面电极14的表面14a上形成电子通过层16。
该电子通过层16作为量子细线20例如使用硅细线，如图6(b)所示，各量子细线20和与其邻接的量子细线20的间隙s例如为1nm。此外，各量子细线20的粗细度d在最大处为10nm。
此外，电子通过层16形成由硅粒填满的第一层，进而在该第一层的硅粒子上成长硅粒。反复进行该硅粒的成长，例如成长10层硅粒。由此，通过直列积累的硅粒形成硅细线即量子细线。
在形成了第10层硅粒后，即，在形成了电子通过层16后，通过使用HF水溶液的湿蚀刻将存在于硅细线间的硅氧化膜除去。在该时刻得到多个直径约3nm的细线状的硅分离并立的结构。
各量子细线(硅细线)的上部前端为半球状。
接着，对量子细线(硅细线)的上部前端的表面进行氧等离子体照射，形成厚度约1nm的氧化膜。此时，各量子细线(硅细线)之间，仅上部前端由氧化膜填充。
接着，通过CF4气体的反应性离子蚀刻而除去仅最表面的硅氧化膜。此时，硅细线间的氧化膜不除去。
接着，例如导入SiH4气体，在硅粒上产生通过其热分解引起的硅粒的成长。此时，成长的硅粒的直径约为3nm。
在硅粒的成长后，通过进行氧等离子体照射来对硅粒表面进行氧化。此时，在比形成电子通过层16时的氧化条件长的时间进行氧等离子体照射，在先形成的硅细线的上端和硅粒之间形成厚度约为2nm的硅氧化膜。从而，通过本实施方式的制造方法，形成的硅粒与量子细线不连接。
接着，在电子通过层16的表面被硅粒的填满的时刻，如上所述，通过CF4气体的反应性离子蚀刻除去最表面的硅氧化膜而不除去硅粒间的硅氧化膜。另外，在硅氧化膜上成长了的硅粒的核通过该反应性离子蚀刻处理与硅氧化膜一同被除去。由此，在电子通过层16的表面上形成露出了硅粒的最上部的结构。这样，在硅粒和硅细线上端之间形成两侧具有大致球面的凹透镜形状的凹部的层66(氧化层)。
接着，通过CCl4气体的反应性蚀刻除去硅粒。然后，在形成了凹透镜形状的凹部的层66的上部，通过真空蒸镀法形成10nm厚度的金的薄膜作为表面电极12。此时，一边进行加热一边进行真空蒸镀，在凹透镜形状的凹部68填充金。这样，形成如图6(a)以及图6(b)所示的面辐射型电子源10d。
在本实施方式的面辐射型电子源10d中，例如以50kV的电压加速从面辐射型电子源10d辐射的电子，通过电子射线在涂敷了电子射线抗蚀剂PMMA(聚甲基丙烯酸甲酯)后的半导体晶片上进行绘制时的分辨率可以为约5nm。
接着，说明本发明的第五实施方式。
图8(a)是表示本发明的第五实施方式的面辐射型电子源的示意立体图，图8(b)是将图8(a)的要部放大表示的示意剖面图。
另外，在图8(a)中，将各部件分离绘制，但这是为了说明而分离的，实际上各部件相连。
此外，在本实施方式中，对于与图1所示的第一实施方式的面辐射型电子源相同结构的部件附以相同标号，并省略其详细说明。
图8(a)以及图8(b)所示的面辐射型电子源10e与第一实施方式的面辐射型电子源10(参照图1)相比，不同之处在于，在第一实施方式的面辐射型电子源10(参照图1)的表面电极12的表面12a上设置多孔部件72、第一面电极76以及第二面电极79，除此以外的结构与第一实施方式的面辐射型电子源10的结构相同，因此省略其详细的说明。
在本实施方式中，如图8(a)所示，多孔部件72由多个电子飞跃管(管状部件)74捆绑而成，所述电子飞跃管中，与一个端部的第一开口部74a相比，另一个端部的第二开口部74b更宽，并且直径随着从第一开口部74a向第二开口部74b而单调地增大。该电子飞跃管74例如由半导体或绝缘体构成。
多孔部件72设置在表面电极12的表面12a上，使得第一开口部74a朝向表面电极12的表面12a。
此外，第一面电极76在多孔部件72的第二开口部74b侧与多孔部件72连接。该第一面电极76为平面状，并且在与多孔部件72的电子飞跃管74的第二开口部74b匹配的位置上形成开口部78。该第一面电极76例如可以使用金属、半导体、碳或碳化合物。
另外，第一面电极76如果可以从其表面76a辐射在多孔部件72的电子飞跃管74内加速的电子，则不一定要形成开口部78。
此外，第二面电极79为平面状，形成多个插入电子飞跃管74的开口部79a。该第二面电极79的各开口部79a中插入电子飞跃管74，第二面电极79设置在多孔部件72中。
与第一面电极76同样，第二面电极79例如也可以使用金属、半导体、碳或碳化合物。
进而，在本实施方式中，具有在面辐射型电子源10的表面电极12和第一面电极76之间施加电场(电位差)的第一电场施加部77a和第二电场施加部77b。该第一电场施加部77a和第二电场施加部77b例如具有与电源部18同样的结构。
另外，在本实施方式中，采用设置了第一电场施加部77a和第二电场施加部77b的两个电场施加部的结构，但本发明不限定于此，电场施加部至少设置一个即可。
在本实施方式中，将面辐射型电子源10e配置在真空中，通过第一电场施加部77a在面辐射型电子源10的表面电极12和第一面电极76之间施加电场(电位差)，进而，通过第二电场施加部77b在面辐射型电子源10的表面电极12和第二面电极79之间施加电场(电位差)，如图8(b)所示，从面辐射型电子源10e向电子飞跃管74内辐射电子e，在电子飞跃管74的内面75反射，从而可以使电子的运动方向聚集到与第一面电极76的表面76a大致垂直方向上。
此外，在本实施方式中，也可以在电子飞跃管74的内面75上形成导电性膜，并使该导电性膜与第一面电极76或第二面电极79连接。由此，可以抑制在内面75上附着了电子e的情况下等引起的充电。
这里，各电子飞跃管74排列的间隔w由通过电子飞跃管74的电子的运动能量制约。例如，为了提高电子射线曝光的分辨率，将电子飞跃管74的间隔收缩到纳米级时，以高于真空能级的能量运动的电子侵入到构成电子飞跃管74的绝缘体或半导体内之后，可能穿越到相邻的电子飞跃管74内的真空空间。在这样的条件下，恐怕从第一面电极76辐射的电子得不到充分的直进性，使得电子射线曝光的分辨率恶化。
因此，在电子飞跃管74中，设定为相邻的两个电子飞跃管74的间隔w对于构成电子飞跃管74的绝缘体或半导体的电子的吸收系数μ为w＞1/μ。这里，吸收系数μ与电子的速度的平方大致成反比。
另外，多孔部件72例如可以使用通过对半导体基板进行阳极氧化而得到的多孔质结构，该多孔质结构的孔分别为电子飞跃管74。
此外，多孔部件72例如可以采用通过反应性离子蚀刻法在半导体基板、石英基板或塑料基板上制作多个贯通孔的产物。这多个贯通孔分别为电子飞跃管74。
在本实施方式中，通过电子飞跃管74的第二开口部74b的直径决定面辐射型电子源10e的分辨率。
在本实施方式中，将面辐射型电子源10e配置在真空中，从面辐射型电子部(第一实施方式的面辐射型电子源10)向电子飞跃管74内的真空中辐射电子e的情况下，通过由电子飞跃管74的内面75反射该电子e，可以使电子e的运动方向聚集到与第一面电极76的表面76a大致垂直的方向上，并向外部辐射电子e。
在本实施方式中，采用设置第二面电极79的结构，但本发明不限定于此。例如，也可以对每个电子飞跃管74独立进行电子e的运动方向的控制。
在该情况下，也可以代替本实施方式的第二面电极79，如图9(a)所示的本实施方式的第一变形例这样，对每个电子飞跃管74设置包围该电子飞跃管74的环状的电极95，进而设置用于对该电极95和表面电极12之间提供电位差的第二电场施加部96。
另外，图9(a)仅示出要部，第一面电极76、第一电场施加部77a以及面辐射型电子源10的图示省略。此外，在图9(a)中，由于对于第二电场施加部96省略了一部分图示，因此示出6个电子飞跃管74，第二电场施加部96仅示出3个。在图9(a)中，对于未连接第二电场施加部96的电子飞跃管74，也只是未图示第二电场施加部96，当然与第二电场施加部96连接。
各电极95分别包围电子飞跃管74，因此被设置在多孔部件72内。
各电极95例如可以使用金属、半导体、碳或碳化合物。此外，电子飞跃管74例如由绝缘体或半导体构成。
第二电场施加部96对一个电极95具有一个电场施加部97，该电场施加部97与电极95、表面电极12连接。
电场施加部97具有电场施加元件97a和电容器97b。该电容器97b与电场施加元件97a并联连接。
电容器97b作为电容设置，在本发明中，只要是起到电容功能的器件，并不限定于电容器97b。
此外，电场施加元件97a对电极95和表面电极12提供电位差，例如，具有与电源部18同样的结构。此外，通过电容器97b(电容)保持各电极95和表面电极12之间的电位差。
在本第一变形例中，对每个电子飞跃管74设置有电极95，由于对各电极95设有一个电场施加部97，因此在电子飞跃管74中，可以互相独立地提供电极95和表面电极12的电位差。因此，与本实施方式的设置第二面电极79的结构相比，可以互相独立地控制各电子飞跃管74中的电子e的运动方向，并且可以进一步聚集在与第一面电极76的表面76a大致垂直的方向上来向外部辐射电子e。
此外，在本实施方式中，由于对每个电子飞跃管74独立进行电子e的运动方向的控制，因此除了图9(a)所示的第一变形例以外，也可以是如图9(b)所示的本实施方式的第二实施例这样，设置包围电子飞跃管74的环状的电极95(第二电极)，而且设置用于在电极95和表面电极12之间提供电位差的第二电场施加部96a的结构。
在该情况下，电极95和电子飞跃管74的结构和组成与第一变形例同样。
另外，图9(b)中，为了说明而仅示出了一个电子飞跃管74，但在多孔部件72中当然形成了多个电子飞跃管74，在各个电子飞跃管74中当然设置了电极95。
第二电场施加部96a具有由电阻98a、FET98b、电容器98c所构成的元件单元98，而且具有在电极95和表面电极12之间提供电位差的电源部99(第二电源部)。对各电极95设有一个元件单元98。此外，对多个电极95设有一个电源部99，电源部99连接到各电极95。
该电源部99用于对电极95和表面电极12之间提供电位差，例如具有与电源部18同样的结构。
元件单元98中，电阻98a与FET98b串联连接，电容器98c与FET98b并联连接。该元件单元98用于控制电极95和表面电极12之间的电位差，FET98b经由端子98d连接到控制电路98e(控制部)。该控制部98e也对多个电极95设置一个。
通过从控制电路98e输入各FET98b的端子98d的信号(例如，规定的施加电压)，可以将各FET98b设为导通状态、非导通状态或电阻高的半导通状态，控制各电极95和表面电极12之间的电位差。这里，半导通状态是导通状态和非导通状态的中间状态，是电阻虽高但流过电流的状态。
控制电路98e用于控制各电子飞跃管74中的电子e的辐射量和电子射线聚束的强度，并控制各FET98b的导通。该控制电路98e例如对应于曝光的图形的各部分，控制各FET98b的导通，从而使电子射线产生的电流密度作为连续量变化。
因此，在本第二变形例中，即使在电子射线曝光中，由于周边图形的有无或者图形的尺寸而产生了图形尺寸变动这样的接近效应的情况下，通过根据要曝光的图形来改变电子射线的电流密度，从而能够抑制接近效应。
此外，在元件单元98中，也通过电容器98c(电容)来保持各电极95和表面电极12之间的电位差。
另外，电容器98c作为电容设置，在本发明中，只要是作为电容工作的器件，不限定于电容器98c。
在本第二变形例中，通过电源部99提供电极95和表面电极12之间的电位差的状态下，通过控制电路98e的从各FET98b的端子98d输入的信号，FET98b的导通状态改变，各电极95和表面电极12之间的电位差被控制。
在本第二变形例中，对每个电子飞跃管74设有电极95，并对各电极95设有一个电场施加部97，因此在电子飞跃管74中，可以互相独立地提供电极95和表面电极12的电位差。因此，与本实施方式的设置第二面电极79的结构相比，可以互相独立地控制各电子飞跃管74中的电子e的运动方向，并且可以进一步聚集在与第一面电极76的表面76a大致垂直的方向上来向外部辐射电子e。
这里，考虑以二维排列的多个电子飞跃管为要素的二维矩阵，对各行分别连接一个用于施加电压的电源部99，而且对各列分别连接一个用于同时控制连接到该列的电子飞跃管74的全部FET98b的控制电路，从而也可以构成二维的有源矩阵结构。另外，在电容器98c中保持电位时，本实施方式所说明的电源部99成为高电阻，防止电容器98c的放电。
如以上这样，在本实施方式以及本实施方式的第一变形例和第二变形例中，通过设置多孔部件72，与第一实施方式的面辐射型电子源10相比，可以使用直进性更高的电子射线以高的分辨率等倍地统一进行图形绘制。此外，通过改变面辐射型电子源10e的表面电极12(电子通过层16)的大小，即使在绘制区域大的情况下，也可以等倍地统一进行图形绘制。另外，通过使用本实施方式的面辐射型电子源10e，即使在绘制区域大的情况下，当然也可以等倍地统一进行、且以高分辨率进行使用直进性更高的电子射线的图形绘制。
另外，在本实施方式以及本实施方式的第一变形例和第二变形例中，作为面辐射型电子源部，例示了使用第一实施方式的面辐射型电子源10的情况，但本发明不限定于此，也可以使用上述第二实施方式的面辐射型电子源10a、第三实施方式的面辐射型电子源10b及其变形例的面辐射型电子源10c。
接着，说明本发明的第六实施方式。
图10(a)是表示本发明的第六实施方式的面辐射型电子源的示意立体图，图10(b)是表示本发明的第六实施方式的面辐射型电子源的结构的方框图。
此外，图11(a)是图10(a)所示的本发明的第六实施方式的面辐射型电子源的背面电极的放大图，图11(b)是表示图11(a)所示的背面电极的要部放大图，图11(c)是表示图11(a)所示的背面电极的要部部分剖面图。
此外，在本实施方式中，对于与图1所示的第一实施方式的面辐射型电子源相同结构的部件附以相同符号，并省略其详细的说明。
图10(a)所示的本实施方式的面辐射型电子源10f与第一实施方式的面辐射型电子源10(参照图1)相比，不同之处在于背面电极100为有源矩阵结构，而且如图10(b)所示，不同点在于为了驱动背面电极100而具有第一控制电路112、第二控制电路114以及图形生成部116，除此以外的结构与第一实施方式的面辐射型电子源10(参照图1)同样，因此省略其详细的说明。另外，通过第一控制电路112、第二控制电路114以及图形生成部116构成本发明的开关控制部。
在本实施方式的面辐射型电子源10f中，可以从电子通过层16的量子细线20中任意的量子细线20辐射电子e，并且可以以规定的二维图形辐射电子射线。
另外，如第三实施方式的面辐射型电子源10b(参照图4(a)和图4(b))这样，本实施方式的面辐射型电子源10f中照射的电子射线的图形并不固定。
背面电极100具有有源矩阵结构。该背面电极100例如包括连接到一个量子细线20的开关元件102。该各开关102可以设为导通状态、非导通状态或电阻高的半导通状态。这里，电阻高的半导通状态是导通状态和非导通状态的中间状态，是电阻虽高但是流过电流的状态。
该背面电极100通过开关元件102的导通状态局部作为导电体、绝缘体或电阻体工作。
另外，在使用如硫族半导体这样在局部作为导电体或电阻体工作的材料作为开关元件102的情况下，各开关元件102也可以是空间上连接的元件。
在本实施方式的面辐射型电子源10f中，如图11(a)所示，具有开关元件102、驱动开关元件102的第一控制电极Y1～Y4、驱动开关元件102的第二控制电极X1～X4。
另外，在本实施方式的面辐射型电子源10f中，对在纵向L1、横向L2分别有4个共计16个量子细线20配置成格子状态的例子进行说明。另外，在本实施方式中，是有16个开关元件102、4个第一控制电极Y1～Y4，4个第二控制电极X1～X4的结构，但它们的数也不限定于此。
另外，在本实施方式中，采用了对一个量子细线20设置开关元件102的结构，但本发明不限定于此。例如也可以采用根据要绘制的图像的分辨率而对多个量子细线20设置一个开关元件102的结构。
开关元件102是浮置栅极(floating gate)结构的晶体管。各开关元件102的结构全部相同，因此仅对一个进行说明。
开关元件102可以设为导通状态或非导通状态，由此对各量子细线20控制电压的开关。
该开关元件102例如具有在两端部分别形成源极部104a和漏极部104b的四角柱状的半导体104和用于控制源极104a和漏极104b之间的导通的栅极部106。
源极部104a和漏极部104b分别通过在半导体104中以适当的浓度掺杂杂质而形成。
栅极部106例如具有在中心部形成开口的形状为四角的开口部108a的平板状绝缘体108，以及在该绝缘体108的内部由包围着开口部108a而设置的框状的导电体所构成的浮置栅极110。
在开关元件102中，在栅极部106的开口部108a中插入四角柱状的半导体104。
此外，在开关元件102中，半导体104的源极部104a上连接有第一控制电极Y1。此外，栅极部106的绝缘体108的表面108b上连接有第二控制电极X1。
半导体104的漏极部104b连接到量子细线20的表面电极12侧的前端部20a(参照图10(a))的相反侧的后端部20c。
在开关元件102中，经由第一控制电极Y1在源极部104a施加规定的电压，进而经由第二控制电极X1施加规定的电压，从而对栅极部106的浮置栅极110注入电荷，源极104a和漏极104b之间导通。即，开关元件102成为导通状态或半导通状态。本实施方式的开关元件102具有浮置栅极110，因此一旦成为导通状态或半导通状态，则其状态维持到电荷被从浮置栅极110抽走为止。
另外，作为开关元件102，也可以是通过抽走栅极部106的浮置栅极110的电荷，从而源极104a和漏极104b之间导通。
在本实施方式中，在纵向L1，配置在同一行的开关元件102上，在各源极部104a连接有第一控制电极Y1。同样，在第一控制电极Y2、第一控制电极Y3以及第一控制电极Y4中，也连接到纵向L1中的同一行中配置的各开关元件102的各源极部104a。
第一控制电极Y1～Y4连接到第一控制电路112。第一控制电路112可以对各第一控制电极Y1～Y4的任何一个任意的施加规定的电压。
此外，在本实施方式中，在横向L2中，对于配置在同一列上的开关元件102，在各栅极部106的绝缘体108的表面108b上连接有第二控制电极X1。同样，在第二控制电极X2、第二控制电极X3以及第二控制电极X4中，也连接到横向L2的配置在同一列的各开关元件102的各栅极部106的绝缘体108的表面108b上。
第二控制电极X1～X4连接到第二控制电路114。第二控制电路114可以对各第二控制电极X1～X4的任何一个任意的施加规定的电压。
在本实施方式中，例如对于格子状配置的各开关元件102，可以将连接的各第一控制电极Y1～Y4以及各第二控制电极X1～X4的组作为坐标(Xn，Yn)。另外，n是整数。
通过第一控制电路112和第二控制电路114，在与从表面电极12的表面12a辐射电子e的区域相当的区域中的开关元件102上施加规定电压，使其成为导通状态。由此，背面电极100局部作为导通体或绝缘体工作，量子细线20的导通被控制。
此外，第一控制电路112和第二控制电路114连接到图形生成部116。
图形生成部116基于从表面电极12表面12a辐射的电子射线的图形，选择坐标，并选择从第一控制电极Y1～Y4的哪一个施加规定的电压，并对第一控制电路112输出用于指示对所选择的第一控制电极Y1～Y4施加规定的电压的指示信号。
此外，图形生成部116对于第二控制电极X1～X4，也选择从第二控制电极X1～X4的哪一个施加规定的电压，并对第二控制电路114输出用于指示对所选择的第二控制电极X1～X4施加规定的电压的指示信号。
这样，可以通过图形生成部116以规定的二维图形使背面电极100的开关元件102成为导通状态。在本实施方式中，可以形成如第三实施方式所示的导电体54a、54b、54c的区域。
第一控制电路112和第二控制电路114基于来自图形生成部116的指示信号，通过所选择的第一控制电极Y1～Y4以及所选择的第二控制电极X1～X4对开关元件102施加规定的电压。
此外，在本实施方式中，电源部18连接到表面电极12和第一控制电极Y1～Y4，该电源部18经由开关元件102与量子细线20连接。
如果由电源部18施加规定的电压，则从某一个第一控制电极Y1～Y4对选择了的开关元件102施加规定的电压，电子被注入到被选择了的量子细线20，电子被加速后将与规定的图形对应的电子射线作为图形化面电子射线从表面电极12辐射。
在本实施方式中，基于从表面电极12辐射到外部的电子射线的图形，在图形生成部116中，选择要辐射电子的量子细线20，并且为了从该量子细线20辐射电子，根据图形来选择成为导通状态的开关元件102。然后，基于所选择的开关元件102的坐标，来选择由第一控制电路112对第一控制电极Y1～Y4的哪个施加电压，并且选择由第二控制电路114对第二控制电极X1～X4的哪个施加电压。
接着，从第一控制电路112和第二控制电路114对所选择的第一控制电极Y1～Y4和所选择的第二控制电极X1～X4施加规定的电压。此时，电源部18也为了对开关元件102和表面电极12之间提供电位差而在所选择的第一控制电极Y1～Y4上施加规定的电压。由此，可以根据从表面电极12的表面12a辐射电子e的区域，即规定的二维图形，从表面电极12的表面12a辐射电子e。
如上所述，在本实施方式中，不是如第三实施方式那样，图形被固定，而是通过开关元件102的导通状态和非导通状态，可以改变电子e的辐射位置从而改变电子射线的图形。
此外，在本实施方式中，由于可以使开关元件102成为导通状态和非导通状态以外的半导通状态，因此可以连续地改变电子e的辐射量。即，通过使开关元件102的导通成为导通状态、非导通状态或半导通状态，从而可以将电子e的辐射量作为连续量来改变。
由此，在本实施方式中，由于可以连续地改变电子e的辐射量，因此即使在曝光的图形中产生上述的接近效应，也可以对应于曝光的图形的各部分，使电子射线的电流密度作为连续量来变化，从而校正曝光的图形的接近效应。
此外，在本实施方式中，为了将面辐射型电子源10f导入真空室内，并以规定的图形进行绘制，而通过图形生成部116，经由第一控制电路112和第二控制电路114使各开关元件102成为导通状态或非导通状态。
而且，将表面电极12设为正，从电源部18在表面电极12和背面电极100之间施加了电压的情况下，从导通状态的开关元件102对量子细线20注入电子，电子由背面电极100和表面电极12的电位差加速。
在该情况下，通过了电子通过层16的量子细线20的电子e不会向包含对于表面电极12的表面12a(电子辐射面)水平的分量的方向散射，因此可以在保持由所选择的开关元件102即所选择的量子细线20所表示的二维图形的形状的状态下，从与所选择的量子细线20(开关元件102)对应的表面电极12的各区域作为直进性高的图形化面电子射线辐射。因此，在对绘制对象形成规定的图形的情况下，可以提高电子射线的绘制图形的分辨率。
而且，以往，为了使电子射线图形化而改变表面电极的形状或者在表面电极上设置掩模，但在本实施方式中，不必向以往那样来改变表面电极的形状，而且也不必在表面电极12上设置掩模，可以简化结构。而且，在本实施方式中，也可以根据绘制对象来改变电子射线的图形。
接着，说明本发明的第七实施方式。
图12是表示本发明的第七实施方式的面辐射型电子源的示意图。
另外，在本实施方式中，对于与图1所示的第一实施方式的面辐射型电子源同一结构的部件附以同一标号，并省略其详细说明。
图12所示的面辐射型电子源10g与第一实施方式的面辐射型电子源10(参照图1)相比，不同之处在于，包括：在垂直于表面电极12的表面12a(电子辐射面)的方向(以下仅称作垂直方向)上施加磁场的磁场施加部120，以及检测从表面电极12的表面12a辐射的电子e的辐射角的电子辐射角检测器126，除此以外的结构与第一实施方式的面辐射型电子源10的结构相同，因此省略其详细的说明。此外，上述垂直的方向与第一方向X平行。
在本实施方式的面辐射型电子源10g中，磁场施加部120具有第一磁场发生用线圈122a、第二磁场发生用线圈122b、磁场强度控制部124。
第一磁场发生用线圈122a被卷成环状，其开口部与背面电极14的背面14b相对而配置。此外，第二磁场发生用线圈122b被卷成环状，其开口部与表面电极12的表面12b相对而配置。这些第一磁场发生用线圈122a和第二磁场发生用线圈122b被连接到磁场强度控制部124。
该磁场强度控制部124对第一磁场发生用线圈122a和第二磁场发生用线圈122b施加规定的电流，此外，可以调整施加的电流量。可以通过该磁场强度控制部124对第一磁场发生用线圈122a和第二磁场发生用线圈122b施加规定的电流，从而在垂直方向上产生磁场。
电子辐射角检测器126例如在尽可能屏蔽了电磁场的半球状的外壳126a内设有多个电子检测元件128。此外，设有盖126b以封闭该外壳126的开口部，该盖126b上形成有开口126c。多个电子检测元件128分别用于检测电子。此外，多个电子检测元件128分别被预先设定了与开口126c的位置关系。
在电子辐射角检测器126中，电子从开口126c进入外壳126a的内部，由电子检测元件128检测出电子。可以根据检测出电子的电子检测元件128的位置而得到进入了的电子对于开口126c的角度β的信息。
此外，电子辐射角检测器126朝向表面电极12的表面12a而配置有盖126b。而且，电子辐射角检测器126被设为对于表面电极12的表面12a可后退。因此，电子辐射角检测器126在调查电子的直进性时，可以根据需要进入与表面电极12的表面12a相对的位置。
可以通过该电子辐射角检测器126来调查从表面电极12的表面12a辐射的电子的直进性。
此外，多个电子检测元件128分别连接到磁场强度控制部124。如后所述，磁场强度控制部124根据电子检测元件128的电子的检测结果，调节对第一磁场发生用线圈122a和第二磁场发生用线圈122b施加的电流，并且调节磁场的强度。
在本实施方式中，例如在使电子辐射角检测器126进入与表面电极12的表面12a相对的位置的状态下，通过电源部18在表面电极12和背面电极14之间施加直流电压。此时，由电子辐射角检测器126测定从表面电极12的表面12a辐射的电子e的直进性。
基于该电子的直进性的结果，磁场强度控制部124根据电子检测元件128的电子的检测结果，调节对第一磁场发生用线圈122a和第二磁场发生用线圈122b施加的电流。在调节了施加电流之后，再次通过电子辐射角检测器126来测定电子的直进性，并根据其结果，来调节对第一磁场发生用线圈122a和第二磁场发生用线圈122b施加的电流。这样，本实施方式的电子源10g可以进一步提高辐射的电子的直进性。
这里，例如，构成电子通过层16的量子细线20根据制造过程中的制造条件等，有时形成量子细线20的延伸方向与表面电极12的表面12a不垂直的量子细线21。从该量子细线21辐射的电子eβ以与表面电极12的表面12a不垂直(90°)的角度辐射。即，辐射出直进性差的电子。
在本实施方式中，通过磁场施加部120对垂直于表面电极12的表面12a的方向施加磁场。量子细线21内产生的电子eh由于该垂直磁场而与量子细线21的壁面多次冲撞，因此迁移率降低。由此，可以抑制与表面电极12的表面12a平行方向上的电子的运动量分量，同时可以通过施加了的垂直磁场来抑制从表面电极12的表面12a辐射的电子的扩散。
进而，如上所述，通过电子辐射角检测器126测定电子的直进性，并根据该结果调节磁场强度控制部124对第一磁场发生用线圈122a以及第二磁场发生用线圈122b施加的电流，从而调节施加磁场的强度。重复进行该施加磁场的强度的调节直到得到规定的电子的直进性为止，从而能够得到所期望的电子射线绘制的分辨率。这样，在本实施方式的电子源10g中，即使形成了不是垂直的量子细线21也可以提高辐射的电子的直进性，并且能够得到所期望的电子射线绘制的分辨率。
另外，在本实施方式中，除了以上效果以外，当然也可以得到与第一实施方式同样的效果。
此外，作为用于产生磁场的机构，磁场施加部120采用以上下两个线圈(第一磁场发生用线圈122a以及第二磁场发生用线圈122b)夹持表面电极12、电子通过层16以及背面电极14的方式，但不限定于此，只要能够在表面电极12和与该表面电极12相对配置的曝光对象物之间的空间中，在垂直于表面电极12的表面12a即第一方向X上产生一样的磁场即可。因此，磁场施加部120可以使用超导磁铁、永磁铁。
接着，说明本发明的第八实施方式。
图13是表示本发明的第八实施方式的面辐射型电子源的示意图。
另外，在本实施方式中，对于与图1所示的第一实施方式的面辐射型电子源同一结构的部件附以同一标号，并省略其详细说明。
图13所示的面辐射型电子源10h与第一实施方式的面辐射型电子源10(参照图1)相比，不同之处在于，电源部18是脉冲电压发生部134、具有在垂直于表面电极12的表面12a(电子辐射面)的方向上施加磁场的磁场施加部120a、以及具有同步部136，除此以外的结构与第一实施方式的面辐射型电子源10的结构相同，因此省略其详细的说明。
在本实施方式的面辐射型电子源10h中，磁场施加部120a具有第一磁场发生用线圈122a、第二磁场发生用线圈122b、脉冲磁场发生部130、外部电源132。
第一磁场发生用线圈122a被卷成环状，其开口部与背面电极14的背面14b相对而配置。此外，第二磁场发生用线圈122b被卷成环状，其开口部与表面电极12的表面12b相对而配置。这些第一磁场发生用线圈122a和第二磁场发生用线圈122b被连接到脉冲磁场发生部130，该脉冲磁场发生部(脉冲磁场施加部)130连接到外部电源132。
此外，脉冲磁场发生部130例如具有电容器(未图示)以及晶闸管(未图示)，电容器、晶闸管、第一磁场发生用线圈122a以及第二磁场发生用线圈122b串联连接。由此，通过脉冲磁场发生部130的电容器和第一磁场发生用线圈122a以及第二磁场发生用线圈122b形成串联电路。电容器由外部电源132充电。
在脉冲磁场发生部130中对电容器进行规定时间的充电，并停止充电。然后，使晶闸管成为导通状态。由此，在第一磁场发生用线圈122a和第二磁场发生用线圈122b中流过脉冲电流，此时，在与由上述电容器、晶闸管、第一磁场发生用线圈122a和第二磁场发生用线圈122b构成的串联电路的谐振频率的倒数相当的时间期间，在垂直方向上产生脉冲磁场。即，对电子通过层16在垂直方向上施加脉冲磁场。
脉冲电压发生部134在表面电极12和背面电极14之间施加脉冲电压，使得从表面电极12的表面12a辐射电子e。
同步电路136用于调整脉冲磁场发生部130、脉冲电压发生部134的动作定时。通过该同步电路136，使用脉冲磁场发生部130在与由磁场发生电路130的电容器、第一磁场发生用线圈122a以及第二磁场发生用线圈122b所构成的串联电路的谐振频率的倒数相当的时间，在垂直方向上发生脉冲磁场，使用脉冲电压发生部134在与该倒数相当的时间期间，即发生脉冲磁场的期间，在表面电极12和背面电极14之间施加脉冲电压。由此，产生电子辐射的期间，成为始终施加垂直磁场的状态。因此，在本实施方式的面辐射型电子源10h中，可以将从表面电极12的表面12a辐射的电子在平行于该表面12a的方向上的扩散抑制在纳米级。
此外，上述效果以外，本实施方式当然可以得到与第一实施方式的面辐射型电子源10同样的效果。
另外，在本实施方式中，由于使用了脉冲磁场，因此可以产生10～100T左右的比较强的磁场。
接着，说明本发明的第九实施方式。
图14是表示本发明的第九实施方式的面辐射型电子源的示意图。
另外，在本实施方式中，对于与图1所示的第一实施方式的面辐射型电子源同一结构的部件附以同一标号，并省略其详细说明。
图14所示的面辐射型电子源10j与第一实施方式的面辐射型电子源10(参照图1)相比，不同之处在于，在各量子细线20的前端部20b的表面形成有具有导电性的电子吸收层140，除此以外的结构与第一实施方式的面辐射型电子源10的结构相同，因此省略其详细说明。
在本实施方式的面辐射型电子源10j中，电子吸收层140形成在各量子细线20的前端部20b，并且电连接到表面电极12。
电子吸收层140用于防止在将电子e加速到真空能级的能量以上并取出到真空中时，由于量子细线20中存在的声子或结构缺陷等散射原因，电子e的运动方向对于量子细线20的延伸方向(第一方向X)具有垂直分量，从而向邻接的量子细线20或表面电极12的表面12a(电子辐射面)飞出。通过该电子吸收层140可以进一步提高辐射电子的直进性。由此，在表面电极12的表面12a侧(电子辐射面侧)的前端部20b的表面上形成电子吸收层140。
电子吸收层140由具有导电性的材料形成，例如由无定形碳、无定形硅形成。
该电子吸收层140例如可以通过以下方法形成。
首先，在形成表面电极12之前，在电子辐射面侧的量子细线20的前端部表面通过真空蒸镀法等堆积导电性材料。然后，将量子细线20的前端部表面或量子细线20整体加热到量子细线20不会熔融、破坏的程度的温度。导电性材料通过该加热在量子细线20表面扩散、移动，从而形成电子吸收层140。
这里，如果量子细线20均匀形成，则在某一量子细线20中电子被散射，即使不引起电子辐射，如果时间积分，则任何一个量子细线20都得到大致相同的电子辐射量。但是，如果在电子吸收层140中残留电子，则存在成为新的电子的散射原因的可能性。在本实施方式中，由于将具有导电性的电子吸收层140与具有电子辐射面的表面电极12电连接，因此防止带电。
这样，在本实施方式的面辐射型电子源10j中，与第一实施方式的面辐射型电子源10相比，可以提高辐射电子的直进性。
另外，除了上述效果以外，本实施方式当然也可以得到与第一实施方式的面辐射型电子源10同样的效果。
而且，在第二实施方式的面辐射形电子源10a～第八实施方式的面辐射形电子源10h中，也可以采取以下结构，即在各量子细线20的前端部20b形成电子吸收层140，并且与表面电极12电连接。
接着，说明本发明的第十实施方式。
图15是表示本发明的第十实施方式的绘制装置的示意图。
另外，在本实施方式的绘制装置80中，对于与图1所示的第一实施方式的面辐射型电子源相同结构的部件附以同一符号，并省略其详细的说明。
图15所示的绘制装置80以第一实施方式的面辐射型电子源10(参照图1)作为面辐射型电子源来设置。因此，对于图1所示的第一实施方式的面辐射型电子源10(参照图1)省略其详细说明。
在本实施方式的绘制装置80中，在真空室82内部配置面辐射型电子源10，使得表面电极12的表面12a与台84的表面84a相对。在该台84的表面84a上放置基板86。该基板86例如为4英寸以上的硅晶片。另外，在真空室82中设有真空泵等真空排气装置(未图示)，可以使真空室82内部成为规定的真空度。
在本实施方式的绘制装置80中，通过面辐射型电子源10可以从表面电极12的表面12a(电子辐射面)沿大致垂直方向取出直进性高的电子e。由此，可以对台84的规定的绘制区域S大致垂直照射电子e，即对基板86的表面86a上垂直照射电子e。因此，在绘制装置80中，在表面电极12上，表面12a和基板86的表面86a之间设置规定的图形的掩模，从表面电极12的表面12a大致垂直地对基板86的表面86a照射电子e，使用直进性高的电子射线，以高的分辨率在基板86上等倍地统一绘制规定的图形。进而，通过改变面辐射型电子源10的表面电极12(电子通过层16)的大小，即使在绘制区域大的情况下，也能够等倍地统一进行图形绘制。这样，通过使用面辐射型电子源10，即使在绘制区域大的情况下，也可以等倍地统一进行、并且以高的分辨率进行使用电子射线的图形绘制。
进而，在本实施方式中，也可以与第二实施方式的面辐射型电子源10a同样，具有将电子通过层16保持在室温以下的温度的温度调节部30(参照图3)。
接着，说明本发明的第十一实施方式。
图16是表示本发明的第十一实施方式的绘制装置的示意图。
另外，在本实施方式的绘制装置中，对于与图1所示的第一实施方式的面辐射型电子源相同结构的部件附以同一符号，并省略其详细的说明。
图16所示的绘制装置80a以第一实施方式的面辐射型电子源10(参照图1)作为面辐射型电子源来设置。因此，对于图1所示的第一实施方式的面辐射型电子源10(参照图1)省略其详细说明。
此外，本实施方式的绘制装置80a与第七实施方式的绘制装置80相比，具有：检测部85，设置在台84上，将绘制区域S中的电子e的量作为电流值(IEXP)进行检测；检测传感器88，对从面辐射型电子源10辐射的电子中由于电子通过层16散射而以充分大的角度辐射出的电子(散射电子es)进行检测；乘法部90，计算电子e的全部辐射电子量中所占据的可允许的散射电子量的比例Q和检测部85所检测出的朝向台84(基板86)辐射的电子的量(IEXP)之积；比较部92，对乘法部90的输出结果(积Q·IEXP)以及检测传感器88的检测结果(电流值Is)进行比较；以及电源控制部94，根据比较部92的比较结果，调整电源部18的施加电压。
检测部85将从面辐射型电子源10朝向台84(基板86)辐射的电子例如作为电流值IEXP进行检测。检测部85例如测定绘制时的台84中的电流值，将该电流值作为从面辐射型电子源10向台84(基板86)辐射的电子的量进行检测。作为该检测部85可以使用公知的电流测定装置。
检测传感器88将从面辐射型电子源10辐射的散射电子es作为电流值Is进行检测。该检测传感器88例如可以由闪烁器和光电子增倍管构成。另外，作为检测传感器88，由于是用于检测散射电子es的，因此在检测散射电子es时，只要是不产生成为噪声的二次电子的器件，则其结构不特别限定。
此外，检测传感器88例如设置在面辐射型电子源10和台84之间并且绘制区域S外。
另外，乘法部90中，电子e的全部辐射电子量中所占据的可允许的散射电子量的比例Q通过要绘制的图形中的加工精度等适当设定。该电子e的全部辐射电子量中所占据的可允许的散射电子量的比例Q例如预先通过实验等求出。
比较部92对乘法部90的输出结果(积Q·IEXP)和检测传感器88的检测结果(电流值Is)进行比较的结果，在Q·IEXP＜Is的情况下，对电源控制部94输出表示降低来自电源部18的输出电压的第一信号。此外，进行比较的结果，在Q·IEXP＞Is的情况下，对电源控制部94输出表示提高来自电源部的输出电压的第二信号。
在电源控制部94中，在从比较部92输入了第一信号的情况下，降低来自电源部18的输出电压，另一方面，在从比较部92输入了第二信号的情况下，提高来自电源部18的输出电压。
在本实施方式的绘制装置80a中，通过检测在辐射的电子中包含的不直进的散射电子的比例，可以控制对面辐射型电子源10施加的电压，并且进一步提高辐射的电子的直进性，并且提高电子射线绘制时的分辨率。
此外，在本实施方式的绘制装置80a中，通过将施加到面辐射型电子源的电压降低到弹道电子辐射所需的最低限的值附近，从而通过表面电极和在表面电极以及基板间的空间(真空空间)之间形成的电屏障进行反射，从而抑制在含有与电子辐射面水平的分量的方向上运动的电子。
在本实施方式中，可以得到与第七实施方式同样的效果，在表面电极12上，表面电极12a和基板86的表面86a之间设置规定的图形的掩模，从表面电极12的表面12a大致垂直地对基板86的表面86a照射电子e，与第七实施方式相比，可以使用直进性更高的电子射线，以高的分辨率等倍地统一在基板86上绘制规定的图形。
接着，说明本发明的第十二实施方式。
图17是表示本发明的第十二实施方式的绘制装置的示意图。
另外，在本实施方式的绘制装置中，对于与图3所示的第二实施方式的面辐射型电子源相同结构的部件附以相同符号，并且省略其详细说明。
图17所示的绘制装置80b以第二实施方式的面辐射型电子源10a(参照图3)作为面辐射型电子源来设置。因此，对于图3所示的第二实施方式的面辐射型电子源10a(参照图3)省略其详细说明。
在本实施方式的绘制装置80b中，由于使用了面辐射型电子源10a，因此例如在电子通过层16中，得到约100K的统一的温度分布。
此外，在本实施方式的绘制装置80b中，由于使用了面辐射型电子源10a，因此可以抑制温度的不统一，并且抑制电子辐射量的偏差，进而也抑制面辐射型电子源10a中的歪斜的产生。因此，在绘制装置80b中，也没有绘制区域S中的电子辐射量的偏差，面辐射型电子源10a的歪斜的发生也得到抑制，因此与第七实施方式相比能够以更高的精度进行绘制。
此外，在上述第十实施方式的绘制装置80～第十二绘制装置80b中，都可以将图8所示的多孔部件72设置在表面电极12的表面12a上，而且也可以将图9(a)、图9(b)所示的结构设置在表面电极12的表面12a上。
此外，也可以采用在上述第八实施方式的绘制装置80a中组装第八绘制装置80b，并且在第八实施方式的绘制装置80a中具有温度调节部30的结构。
进而，也可以使用第六实施方式的面辐射型电子源10f形成绘制装置。如上所述，面辐射型电子源10f可以在保持规定的二维图形其形状的状态下，辐射直进性高的图形化面电子射线。因此，在绘制对象上形成规定的图形的情况下，可以提高电子射线的绘制图形的分辨率。
而且，以往，为了使电子射线图形化而改变表面电极的形状或者在表面电极上设置掩模，但在本实施方式中，不必向以往那样来改变表面电极的形状，而且也不必在表面电极12上设置掩模，可以简化结构。而且，在本实施方式中，也可以根据绘制对象来改变电子射线的图形。
接着，说明本发明的第十三实施方式。
图18是表示本发明的第十三实施方式的绘制装置的示意图。
另外，在本实施方式的绘制装置80c中，对于与图12所示的第七实施方式的面辐射型电子源相同结构的部件附以相同符号，并且省略其详细说明。
图18所示的绘制装置80c以第七实施方式的面辐射型电子源10g(参照图12)作为面辐射型电子源来设置。因此，对于图12所示的第七实施方式的面辐射型电子源10g(参照图12)省略其详细说明。
在本实施方式的绘制装置80c中，在真空室82内部配置面辐射型电子源10g，使得表面电极12的表面12a与台84的表面84a相对。在该台84的表面84a上放置基板86。该基板86例如为4英寸以上的硅晶片。
在本实施方式的绘制装置80c中，通过面辐射型电子源10g可以从表面电极12的表面12a(电子辐射面)取出比第一实施方式的面辐射型电子源10直进性更高的电子e。由此，可以对台84的规定的绘制区域S大致垂直照射电子e，即对基板86的表面86a垂直照射电子e。因此，在绘制装置80c中，在表面电极12上、表面12a和基板86的表面86a之间设置规定的图形的掩模，从表面电极12的表面12a大致垂直地对基板86的表面86a照射电子e，使用直进性高的电子射线，以高的分辨率在基板86上等倍地统一绘制规定的图形。进而，通过改变面辐射型电子源10g的表面电极12(电子通过层16)的大小，即使在绘制区域大的情况下，也能够等倍地统一进行图形绘制。这样，通过使用面辐射型电子源10，即使在绘制区域大的情况下，也可以等倍地统一进行、并且以高的分辨率进行使用电子射线的图形绘制。
接着，说明本发明的第十四实施方式。
图19是表示本发明的第十四实施方式的绘制装置的示意图。
另外，在本实施方式的绘制装置80d中，对于与图13所示的第八实施方式的面辐射型电子源相同结构的部件附以相同符号，并且省略其详细说明。
图19所示的绘制装置80d以第八实施方式的面辐射型电子源10h(参照图13)作为面辐射型电子源来设置。因此，对于图13所示的第八实施方式的面辐射型电子源10h(参照图3)省略其详细说明。
在本实施方式的绘制装置80d中，在真空室82内部配置面辐射型电子源10h，使得表面电极12的表面12a与台84的表面84a相对。在该台84的表面84a上放置基板86。该基板86例如为4英寸以上的硅晶片。
在本实施方式的绘制装置80d中，通过面辐射型电子源10h可以取出在与表面电极12的表面12a平行的方向中的扩散被抑制到纳米级的直进性更高的电子e。由此，可以对台84的规定的绘制区域S大致垂直照射电子e，即对基板86的表面86a垂直照射电子e。因此，在绘制装置80d中，在表面电极12上、表面12a和基板86的表面86a之间设置规定的图形的掩模，从表面电极12的表面12a大致垂直地对基板86的表面86a照射电子e，能够使用直进性更高的电子射线，以高的分辨率在基板86上等倍地统一绘制规定的图形。进而，通过改变面辐射型电子源10h的表面电极12(电子通过层16)的大小，即使在绘制区域大的情况下，也能够等倍地统一进行图形绘制。这样，通过使用面辐射型电子源10h，即使在绘制区域大的情况下，也可以等倍地统一进行、并且以高的分辨率进行使用电子射线的图形绘制。
接着，说明本发明的第十五实施方式。
图20是表示本发明的第十五实施方式的绘制装置的示意图。图21是用于说明本发明的第十五实施方式的绘制装置的绘制方法的示意图。图22(a)是表示本实施方式的绘制方法的标记的检测结果的一例的曲线图，图22(b)是表示本实施方式的绘制方法的标记的检测结果的其它例子的曲线图。
另外，在本实施方式的绘制装置81e中，对于与图10(a)、图10(b)所示的第六实施方式的面辐射型电子源相同结构的部件附以相同符号，并且省略其详细说明。
图20所示的绘制装置80e以第六实施方式的面辐射型电子源10f(参照图10(a)、图10(b))作为面辐射型电子源来设置。因此，对于参照图10(a)、图10(b)所示的第六实施方式的面辐射型电子源10f(参照图10(a)、图10(b))省略其详细说明。
在本实施方式的绘制装置81e中，在真空室82内部配置面辐射型电子源10f，使得表面电极12的表面12a与台84的表面84a相对。在该台84的表面84a上放置基板86。该基板86例如为4英寸以上的硅晶片。
该绘制装置81e中，检测部88a设置在真空室82内部的基板86的上方，该检测部88a连接到图形生成部116。
检测部88a例如用于检测在基板86的表面86a上产生的二次电子或反射电子，例如由闪烁器和光电子增倍管构成。
在本实施方式的绘制装置81e中，通过面辐射型电子源10f可以根据规定的二维图形从表面电极12的表面12a辐射电子e，而且作为辐射电子，可以从表面电极12的表面12a(电子辐射面)沿大致垂直方向取出直进性高的电子。因此，在绘制装置80e中，在表面电极12上、表面12a和基板86的表面86a之间不用设置规定的图形的掩模，而可以使用直进性更高的电子射线，以高的分辨率在基板86上等倍地统一绘制规定的图形。进而，通过改变面辐射型电子源10f的表面电极12(电子通过层16)的大小，即使在绘制区域大的情况下，也能够等倍地统一进行图形绘制。这样，通过使用面辐射型电子源10f，即使在绘制区域大的情况下，也可以等倍地统一进行、并且以高的分辨率进行使用电子射线的图形绘制。
接着，关于本实施方式的绘制装置81e的绘制方法，如图21所示，以通过面辐射型电子源10f绘制基板86的表面86a的矩形的绘制区域150为例进行说明。
绘制区域150例如为正方形的区域。在该绘制区域150中，在相对的平行的两组边内，一组与在基板86的表面86a上正交的P1方向和P2方向中的P1方向平行，其余一组与P2方向平行。
在基板86的表面86a上，在绘制区域150的外侧，向P1方向远离，同时在P2方向，在相同位置上设有校准标记152、154。与基板86的表面86a相比，该校准标记152、154的电子反射率、二次电子辐射率不同。因此，通过检测部88a检测来自校准标记152、154的反射电子或二次电子。
在面辐射型电子源10f中，在表面电极12中，对应于可辐射电子e的区域中例如绘制区域150，可以设定为了绘制而辐射电子e的区域。因此，对应于绘制区域150而设定电子辐射区域160。
在该情况下，即使是电子辐射区域160的外侧的区域，只要是可辐射电子e的区域，则可以通过规定的图形辐射电子e。
另外，电子辐射区域160是与绘制区域150相同形状并且相同大小的区域。在电子辐射区域160中，同样在相对的平行的两组边内，一组与在表面电极12的表面12a上正交的Px方向和Py方向中的Py方向平行，其余一组与Py方向平行。
在面辐射型电子源10f中，如上所述，从电子辐射区域160辐射与要在绘制区域150绘制的绘制图形对应的电子e来进行绘制。
此时，首先需要使绘制区域150和电子辐射区域160的位置对齐。
在本实施方式中，以绘制区域150的中心150a和电子辐射区域160的中心160a偏离，而且互相偏离角度γ的情况为例进行说明。
在绘制时，首先，在固定了面辐射型电子源10f的状态下，在电子辐射区域160的Py方向的外侧产生两个电子束列群162、164。各电子束列群162、164分别具有3列在Py方向上延伸的电子束列162a～162c、164a～164c，对于各电子束列群162、164，在Px方向以扫描速度Vs来扫描各电子束列162a～162c、164a～164c。即，在保持各电子束列162a～162c、164a～164c的状态下，在Px方向以扫描速度Vs来依次移动辐射电子e的量子细线20。
此时，电子束列162a和电子束列164a、电子束列162b和电子束列164b、电子束列162c和电子束列164c在Px方向的坐标分别相同。
在以往的标记位置检测中，一般通过以单一的点束扫描标记时得到的反射电子量或二次电子辐射量的脉冲信号的发生时刻等来求标记位置。
在本实施方式中，例如决定Px方向的扫描开始坐标，扫描电子束列162a～162c、164a～164c，利用在电子束列162a～162c、164a～164c来到校准标记152、154上时，反射电子量或二次电子辐射量的信号以脉冲状变化的情况，求从扫描开始时刻到脉冲出现为止的时间t，从而可以根据已知的束扫描速度Vs检测各校准标记152、154的位置。脉冲出现的时刻例如表示脉冲信号超越特定的阈值Pth时的时刻。
这里，一般来说，如图22(a)所示，反射电子量或二次电子辐射量的信号170不急剧，脉冲的上升时间t容易发生误差δ2。此外，反射电子量或二次电子辐射量的信号170有时也产生检测部88a的误差δ1。在本实施方式的标记位置检测方法中，通过使用电子束列162a～162c、164a～164c，从而能够高速且高精度地进行位置检测。
在本实施方式中，例示了通过脉冲出现为止的时间来检测校准标记152、154的位置来进行说明，但在将得到脉冲的最大值为止的时间或者到相当于脉冲的中间的时刻为止的时间等用于位置检测的方法中也同样。这里，反射电子量或二次电子辐射量的检测部88a仅设置一个。
图22(b)表示在图21中电子束列162a～162c、164a～164c扫描校准标记152、154时所得到的反射电子量或二次电子辐射量的脉冲信号172、174、176的列。
首先，图22(b)的最下侧的脉冲信号176的列是电子束列162a～162c、164a～164c同时扫描校准标记152、154时得到的信号的列，来自校准标记152、154的信号重叠出现。
如后所述，如果将扫描方向的束宽充分缩窄，则可以分离来自校准标记152的信号和来自校准标记154的信号。
此外，也可以分别进行校准标记152和校准标记154的扫描，但在该情况下，二次扫描中有什么位置变动的情况下，则成为检测位置的误差。
在本实施方式中，为了说明来自校准标记152的脉冲信号172和来自校准标记154的脉冲信号174的列而分开考虑。在检测部88a中，不出现这些脉冲信号172、174。
图22(b)的第二行的曲线表示电子束列164a～164c扫描校准标记154时所得到的脉冲信号174的列，成为相对于等间隔m的电子束列164a～164c的扫描速度Vs，以时间、m/(Vs·cosγ)的间隔发生的脉冲信号174的列。
如果要从某一脉冲信号174出现的时刻起检测标记位置，则产生与图22(a)所示的同样的误差，所以如果对各脉冲信号174的间隔进行测定、平均，从而求从扫描开始坐标到脉冲出现为止的时间，则可以高精度地检测标记位置。
此外，图22(b)的上侧的曲线图表示电子束列162a～162c扫描校准标记152时所得到的脉冲信号172，与校准标记154同样能够高精度地进行位置检测。
此外，来自校准标记154的脉冲信号174和来自校准标记152的脉冲信号172的各脉冲信号172、174的相位差Pm由面辐射形电子源和绘制对象的相对角度产生，通过对各脉冲信号172、174的相位差Pm进行平均，从而能够短时间、高精度地检测相对角度。此外，各脉冲信号172、174的列的时间间隔依赖于相对角度的增加而延长，因此可以由脉冲信号172、174的列的间隔同时检测相对角度和标记位置。在该情况下，电子束列、标记各有一个即可。
此外，关于Py方向的校准标记152、154的位置检测可以使用与Px方向同样的方法。
但是，在Py方向中的校准标记152、154的位置检测中，如图21所示，与Px方向中的位置检测不同之处在于，使用包括三个在Px方向上延伸的电子束列165a、165b、165c的一个电子束列群165，在Py方向上对绘制区域150进行横切扫描，以及在绘制区域150中，为了不从电子束列165a、165b、165c照射电子e而对束列165a、165b、165c施加空白(blanking)。关于除此以外的校准标记152、154的检测方法与Px方向上的位置检测方法同样，因此省略其详细说明。
另外，通过将电子束列162a～162c、164a～164c的扫描方向(Px方向)中的电子束列162a～162c、164a～164c的宽度设定为面辐射型电子源可辐射的最小宽度，从而得到最高检测精度。此外，束的Py方向(垂直于束的扫描方向的方向)的宽度采用对于面辐射型电子源和曝光对象的相对角度、相对位置的偏离充分大的值，可以可靠地扫描标记上。
根据如以上这样检测出的校准标记152、154的Px方向和Py方向的位置的检测结果，进行绘制图形的坐标变换，使得能够通过图形生成部116在绘制区域150适当地形成绘制图形。从电子辐射区域160辐射与坐标变换后的绘制图形对应的电子e来进行绘制。由此，可以在绘制区域150中高精度地形成绘制图形。
此外，台84采用在平面方向上可平移和旋转的结构，根据校准标记152、154的位置检测，对于台84将旋转、或平移、或旋转和平移进行组合，从而移动台84，使得绘制图形在绘制区域150内为恰当的位置。由此，也可以高精度地在绘制区域150中形成绘制图形。
上述任一实施方式的面辐射型电子源和绘制装置能够良好地利用于存储器等各种半导体器件、DVD等光盘母盘、硬盘和微型机械等各种产品的制造。
以上，详细说明了本发明的面辐射型电子源和绘制装置，但本发明不限定于上述实施方式，在不脱离本发明的主旨的范围内，当然可以进行各种变更和改良。
产业上的可利用性
本发明的面辐射型电子源和绘制装置通过具有量子细线的电子通过层的量子细线的结构，对于每个量子细线，可以从表面电极的表面(电子辐射面)沿大致垂直方向取出直进性高的电子。因此，可以使用直进性高的电子射线以高分辨率等倍地统一进行图形绘制。进而，通过改变面辐射型电子源的表面电极的大小，从而即使在绘制区域大的情况下，也可以等倍地统一进行图形绘制。这样，即使在绘制区域大的情况下，也可以等倍地统一进行并且高分辨率地进行使用电子射线的图形绘制。

Claims (26)

1.一种面辐射型电子源，其特征在于，具有：
平面状的第一电极；
与所述第一电极相对设置的平面状的第二电极；
设置在所述第一电极和所述第二电极之间的电子通过层；以及
对所述第二电极和所述第一电极施加电压的电源部，
所述电子通过层中，隔开规定的间隔而设置多个量子细线，并从所述第二电极的表面辐射电子，所述量子细线在从所述第一电极朝向所述第二电极的第一方向上延伸，
所述量子细线由硅构成，所述量子细线在所述第一方向上以规定间隔形成多个粗细度细的部分。
2.一种面辐射型电子源，其特征在于，具有：
平面状的第一电极；
与所述第一电极相对设置的平面状的第二电极；
设置在所述第一电极和所述第二电极之间的电子通过层；以及
对所述第二电极和所述第一电极施加电压的电源部，
所述电子通过层中，隔开规定的间隔而设置多个量子细线，并从所述第二电极的表面辐射电子，所述量子细线在从所述第一电极朝向所述第二电极的第一方向上延伸，
所述量子细线由硅构成，在所述第二电极和所述电子通过层之间，形成由绝缘体或半导体构成的层，在所述第二电极的背面，在与所述各量子细线匹配的位置上，对于所述量子细线形成凸部。
3.如权利要求2所述的面辐射型电子源，其中，
所述量子细线在所述第一方向上以规定间隔形成多个粗细度细的部分。
4.如权利要求1～3的任何一项所述的面辐射型电子源，其中，
还具有将所述电子通过层保持在室温以下的温度的温度调节部。
5.如权利要求1～4的任何一项所述的面辐射型电子源，其中，
还具有由多个管状部件捆绑而成的多孔部件以及平面状的面电极，所述管状部件中，与一个端部的第一开口部相比，另一个端部的第二开口部更宽，并且直径随着从所述第一开口部向所述第二开口部而单调地增大，所述平面状的面电极与所述多孔部件的所述第二开口部侧相连，
所述管状部件由半导体或绝缘体构成，
所述多孔部件连接到所述第二电极的表面上，使得所述第一开口部朝向所述第二电极的表面。
6.如权利要求1～4的任何一项所述的面辐射型电子源，其中，还具有：
多孔部件，由多个管状部件捆绑而成，所述管状部件中，与一个端部的第一开口部相比，另一个端部的第二开口部更宽，并且直径随着从所述第一开口部向所述第二开口部而单调地增大；
电极，设置在所述多孔部件的各所述管状部件上；
第二电源部，在所述第二电极和所述电极之间施加电压；以及
控制部，对所述第二电源部的施加电压进行控制，
所述管状部件由半导体或绝缘体构成，
所述多孔部件连接到所述第二电极的表面上，使得所述第一开口部朝向所述第二电极的表面。
7.如权利要求1～6的任何一项所述的面辐射型电子源，其中，
所述第一电极在与从所述第二电极的表面辐射电子的区域相当的区域配置导电体，在辐射电子的部分以外配置绝缘体。
8.如权利要求1～6的任何一项所述的面辐射型电子源，其中，
在所述第二电极的表面设有被形成为规定图形的电子吸收体。
9.如权利要求1～8的任何一项所述的面辐射型电子源，其中，
在所述第一电极上设置多个开关元件，所述开关元件连接到一个量子细线或多个量子细线，并可以设为导通状态、非导通状态或半导通状态，并且所述各开关元件连接到所述电源部，
所述面辐射型电子源还包括开关控制部，用于使所述各开关元件中、设置在与从所述第二电极的表面辐射电子的区域相当的区域中的开关元件成为导通状态。
10.如权利要求1～9的任何一项所述的面辐射型电子源，其中，
所述量子细线的粗细度为5nm以下。
11.如权利要求1～10的任何一项所述的面辐射型电子源，其中，
所述量子细线的间隔为构成所述量子细线的物质的原子间隔以上。
12.如权利要求1～11的任何一项所述的面辐射型电子源，其中，还具有：
磁场施加部，在与所述第二电极的表面垂直方向上施加磁场；
电子辐射角检测器，检测在由所述电源部施加了电压时，从所述第二电极的表面辐射的电子的辐射角；以及
控制部，基于所述电子辐射角检测器对所述电子的辐射角的检测结果，调节所述磁场施加部的磁场强度。
13.如权利要求1～11的任何一项所述的面辐射型电子源，其中，
还具有脉冲磁场施加部，在与所述第二电极的表面垂直方向上施加脉冲磁场，
所述电源部对所述第二电极和所述第一电极施加脉冲电压，
在由所述脉冲磁场施加部施加所述脉冲磁场的期间，所述电源部对所述第二电极和所述第一电极施加脉冲电压。
14.如权利要求1和3～13的任何一项所述的面辐射型电子源，其中，
由所述量子细线中的所述细的部分划分的区域构成量子点。
15.如权利要求1～14的任何一项所述的面辐射型电子源，其中，
在所述量子细线的所述第二电极侧的前端部形成有电子吸收层，所述电子吸收层电连接到所述第二电极。
16.一种绘制装置，其特征在于，具有：
面辐射型电子源，其包括：平面状的第一电极；与所述第一电极相对设置的平面状的第二电极；设置在所述第一电极和所述第二电极之间的电子通过层；以及对所述第二电极和所述第一电极施加电压的电源部，所述电子通过层中，隔开规定的间隔而设置多个量子细线，并从所述第二电极的表面辐射电子，所述量子细线在从所述第一电极朝向所述第二电极的第一方向上延伸；以及
台，与所述面辐射型电子源的所述第二电极相对设置，并且在其表面上放置绘制对象物，
所述面辐射型电子源的所述量子细线由硅构成，所述量子细线在所述第一方向上以规定间隔形成多个粗细度细的部分。
17.一种绘制装置，其特征在于，具有：
面辐射型电子源，其包括：平面状的第一电极；与所述第一电极相对设置的平面状的第二电极；设置在所述第一电极和所述第二电极之间的电子通过层；以及对所述第二电极和所述第一电极施加电压的电源部，所述电子通过层中，隔开规定的间隔而设置多个量子细线，并从所述第二电极的表面辐射电子，所述量子细线在从所述第一电极朝向所述第二电极的第一方向上延伸；以及
台，与所述面辐射型电子源的所述第二电极相对设置，并且在其表面上放置绘制对象物，
所述面辐射型电子源的所述量子细线由硅构成，
在所述面辐射型电子源的所述第二电极和所述电子通过层之间，形成由绝缘体或半导体构成的层，在所述第二电极的背面，在与所述各量子细线匹配的位置上，对于所述量子细线形成凸部。
18.如权利要求17所述的绘制装置，其中，
所述面辐射型电子源的所述量子细线在所述第一方向上以规定间隔形成多个粗细度细的部分。
19.如权利要求16～18的任何一项所述的绘制装置，其中，所述面辐射型电子源还具有：
磁场施加部，在与所述第二电极的表面垂直方向上施加磁场；
电子辐射角检测器，检测在由所述电源部施加了电压时，从所述第二电极的表面辐射的电子的辐射角；以及
控制部，基于所述电子辐射角检测器对所述电子的辐射角的检测结果，调节所述磁场施加部的磁场强度。
20.如权利要求16～19的任何一项所述的绘制装置，其中，
还具有将所述面辐射型电子源的所述电子通过层保持在室温以下的温度的温度调节部。
21.如权利要求16～20的任何一项所述的绘制装置，其中，
所述面辐射型电子源还具有由多个管状部件捆绑而成的多孔部件以及平面状的面电极，所述管状部件中，与一个端部的第一开口部相比，另一个端部的第二开口部更宽，并且直径随着从所述第一开口部向所述第二开口部而单调地增大，所述平面状的面电极与所述多孔部件的所述第二开口部侧相连，
所述管状部件由半导体或绝缘体构成，
所述多孔部件连接到所述第二电极的表面上，使得所述第一开口部朝向所述第二电极的表面。
22.如权利要求16～20的任何一项所述的绘制装置，其中，所述面辐射型电子源还具有：
多孔部件，由多个管状部件捆绑而成，所述管状部件中，与一个端部的第一开口部相比，另一个端部的第二开口部更宽，并且直径随着从所述第一开口部向所述第二开口部而单调地增大；
电极，设置在所述多孔部件的各所述管状部件上；
第二电源部，在所述第二电极和所述电极之间施加电压；以及
控制部，对所述第二电源部的施加电压进行控制，
所述管状部件由半导体或绝缘体构成，
所述多孔部件连接到所述第二电极的表面上，使得所述第一开口部朝向所述第二电极的表面。
23.如权利要求16～22的任何一项所述的绘制装置，其中，
所述面辐射型电子源的所述第一电极在与从所述第二电极的表面辐射电子的区域相当的区域配置导电体，在辐射电子的部分以外配置绝缘体。
24.如权利要求16～22的任何一项所述的绘制装置，其中，
在所述面辐射型电子源的所述第二电极的表面设有被形成为规定图形的电子吸收体。
25.如权利要求16～22的任何一项所述的绘制装置，其中，
在所述面辐射型电子源的所述第一电极上设置多个开关元件，所述开关元件连接到一个量子细线或多个量子细线，并可以设为导通状态、非导通状态或半导通状态，并且所述各开关元件连接到所述电源部，
所述绘制装置还包括开关控制部，用于使所述各开关元件中、设置在与从所述第二电极的表面辐射电子的区域相当的区域中的开关元件成为导通状态。
26.如权利要求16和18～25的任何一项所述的绘制装置，其中，
由所述面辐射型电子源的所述量子细线中的所述细的部分划分的区域构成量子点。
CN2008800118896A 2007-04-25 2008-04-23 面辐射型电子源和绘制装置 Expired - Fee Related CN101657875B (zh)

Applications Claiming Priority (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP115471/2007 2007-04-25
JP2007115471 2007-04-25
JP207887/2007 2007-08-09
JP2007207887A JP4122043B1 (ja) 2007-04-25 2007-08-09 面放出型電子源および描画装置
PCT/JP2008/057852 WO2008133275A1 (ja) 2007-04-25 2008-04-23 面放出型電子源および描画装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN101657875A true CN101657875A (zh) 2010-02-24
CN101657875B CN101657875B (zh) 2011-06-29

Family

ID=39704904

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN2008800118896A Expired - Fee Related CN101657875B (zh) 2007-04-25 2008-04-23 面辐射型电子源和绘制装置

Country Status (7)

Country Link
US (1) US8232711B2 (zh)
EP (1) EP2141725B1 (zh)
JP (1) JP4122043B1 (zh)
KR (1) KR101086901B1 (zh)
CN (1) CN101657875B (zh)
AT (1) ATE531067T1 (zh)
WO (1) WO2008133275A1 (zh)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102074430A (zh) * 2010-12-03 2011-05-25 北京大学 声子助电子发射阴极和声子助电子发射器件
CN103500701A (zh) * 2013-10-18 2014-01-08 中国科学院微电子研究所 一种制备纳米器件的方法

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010103390A (ja) * 2008-10-27 2010-05-06 Crestec Corp 相変化メモリ選択型電子源および描画装置
WO2015077424A1 (en) * 2013-11-20 2015-05-28 Tel Epion Inc. Multi-step location specific process for substrate edge profile correction for gcib system
JP6532033B2 (ja) * 2015-02-20 2019-06-19 国立大学法人東京農工大学 処理装置及び薄膜の製造方法
CN113488443A (zh) * 2021-06-08 2021-10-08 电子科技大学 一种超高真空系统下的制冷型NEA GaN电子源组件结构

Family Cites Families (23)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS61150328A (ja) * 1984-12-25 1986-07-09 Toshiba Corp 電子ビ−ム転写装置
US5362972A (en) * 1990-04-20 1994-11-08 Hitachi, Ltd. Semiconductor device using whiskers
JPH0574333A (ja) 1991-09-13 1993-03-26 Fujitsu Ltd 量子化電子線発生装置
JPH07296755A (ja) 1994-04-26 1995-11-10 Hitachi Ltd 電子線源およびこれを用いた電子線応用装置
JP3226745B2 (ja) 1995-03-09 2001-11-05 科学技術振興事業団 半導体冷電子放出素子及びこれを用いた装置
JPH1079222A (ja) 1996-09-03 1998-03-24 Nikon Corp 電子線源
JP2002279892A (ja) * 2001-03-21 2002-09-27 Ricoh Co Ltd 電子放出素子の製造方法、電子放出素子、帯電装置及び画像形成装置
JP4423826B2 (ja) * 2001-07-26 2010-03-03 パナソニック電工株式会社 電界放射型電子源
TW588389B (en) * 2002-03-08 2004-05-21 Matsushita Electric Works Ltd Quantum device
JP2003331710A (ja) * 2002-05-15 2003-11-21 Nippon Hoso Kyokai <Nhk> 電界放出型電子源のゲート電極およびその製造方法
US6822241B2 (en) * 2002-10-03 2004-11-23 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Emitter device with focusing columns
DE10250868B8 (de) * 2002-10-31 2008-06-26 Qimonda Ag Vertikal integrierter Feldeffekttransistor, Feldeffekttransistor-Anordnung und Verfahren zum Herstellen eines vertikal integrierten Feldeffekttransistors
JP2004206975A (ja) * 2002-12-24 2004-07-22 Matsushita Electric Works Ltd 電界放射型電子源
WO2004087564A1 (en) * 2003-04-04 2004-10-14 Startskottet 22286 Ab Precisely positioned nanowhiskers and nanowhisker arrays and method for preparing them
KR20050087106A (ko) 2004-02-24 2005-08-31 삼성에스디아이 주식회사 Ｂｓｄ 에미터, 이를 채용한 전계 방출 표시장치 및전계방출형 백라이트 소자
JP2005317657A (ja) 2004-04-27 2005-11-10 Matsushita Electric Works Ltd 電子線露光装置
JP4168989B2 (ja) 2004-07-27 2008-10-22 松下電工株式会社 電子線露光用電子源
JP2006120410A (ja) * 2004-10-20 2006-05-11 Canon Anelva Corp 電子ビーム発生装置
JP2006147518A (ja) 2004-10-22 2006-06-08 National Univ Corp Shizuoka Univ 窒化物半導体共鳴トンネル電子放出素子
KR100601978B1 (ko) * 2004-12-20 2006-07-18 삼성전자주식회사 전자빔 리소그래피 시스템의 전자기 포커싱 방법
KR100696541B1 (ko) * 2005-10-12 2007-03-19 삼성에스디아이 주식회사 전자방출수단을 구비한 플라즈마 디스플레이 패널
KR20090034988A (ko) * 2006-07-18 2009-04-08 더 유니버시티 오브 써던 캘리포니아 나노튜브를 갖는 유기 광전자 소자 전극
KR100779090B1 (ko) * 2006-07-18 2007-11-27 한국전자통신연구원 아연 산화물을 이용하는 가스 감지기 및 그 제조 방법

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102074430A (zh) * 2010-12-03 2011-05-25 北京大学 声子助电子发射阴极和声子助电子发射器件
CN102074430B (zh) * 2010-12-03 2012-10-10 北京大学 声子助电子发射阴极和声子助电子发射器件
CN103500701A (zh) * 2013-10-18 2014-01-08 中国科学院微电子研究所 一种制备纳米器件的方法
CN103500701B (zh) * 2013-10-18 2016-03-16 中国科学院微电子研究所 一种制备纳米器件的方法

Also Published As

Publication number Publication date
JP4122043B1 (ja) 2008-07-23
US8232711B2 (en) 2012-07-31
JP2008294389A (ja) 2008-12-04
US20100072875A1 (en) 2010-03-25
EP2141725A1 (en) 2010-01-06
CN101657875B (zh) 2011-06-29
KR20090119778A (ko) 2009-11-19
ATE531067T1 (de) 2011-11-15
EP2141725A4 (en) 2010-09-15
KR101086901B1 (ko) 2011-11-25
WO2008133275A1 (ja) 2008-11-06
EP2141725B1 (en) 2011-10-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN101657875B (zh) 面辐射型电子源和绘制装置
CN101248505B (zh) 受控粒子束制造用的设备和方法
JP2650930B2 (ja) 超格子構作の素子製作方法
Charpak et al. High-resolution electronic particle detectors
Wolf et al. Experiments with highly-charged ions in the storage ring TSR
KR102255739B1 (ko) 멀티-웰 셀레늄 장치 및 이의 제조방법
Lee et al. Atomic‐Scale Metal–Insulator Transition in SrRuO3 Ultrathin Films Triggered by Surface Termination Conversion
RU2367057C2 (ru) Способ формирования структур магнитных туннельных переходов для магниторезистивной магнитной памяти произвольного доступа и структура магнитного туннельного перехода для магниторезистивной магнитной памяти произвольного доступа (варианты)
Truong et al. Infrared spectroscopy and structures of boron-doped silicon clusters (Si n B m, n= 3–8, m= 1–2)
Liu et al. The role of Coulomb interaction in thermoelectric effects of an Aharonov–Bohm interferometer
Eberth et al. Agata detector technology: recent progress and future developments
CN108491933B (zh) 掺杂元素纳米线多型互嵌碳化硅晶体管
US20240016069A1 (en) A quantum processing system
Keller Practical aspects of counting electrons with a single-electron tunneling pump
Mohamed Interfaces and Junctions in Nanoscale ZnO and InAs Transistor Structures
US20230051884A1 (en) Phononic material and method for producing same
Sellin et al. Spectroscopic response of coplanar diamond alpha particle detectors
Barcikowski Plasma Oxidized AlOx Tunnel Barriers and Nb/Al Bilayers Examined by Electrical Transport
Contarato Silicon detectors for particle tracking at future high-energy physics experiments
Pereira Searching Room Temperature Ferromagnetism in Wide Gap Semiconductors: Fe-doped Strontium Titanate and Zinc Oxide
Cornia Nanostrutture di semiconduttori III-V per il rilevamento di microonde
Fujiwara et al. 9 Single-Electron Transfer
Balasubramanian Measurements of hole lifetimes and the electron-phonon coupling parameter lambda at the surface of beryllium (0001) by angle resolved photoemission
Steele Interfacial Electronic Structure of Dipolar Vanadyl Naphthalocyanine Thin Films
Grisolia et al. Oxidation effects on transport characteristics of nanoscale MOS capacitors with an embedded layer of silicon nanocrystals obtained by low energy ion implantation

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20110629

Termination date: 20170423

CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee