JP2000223052A - 電子線発生装置 - Google Patents
電子線発生装置Info
- Publication number
- JP2000223052A JP2000223052A JP1945499A JP1945499A JP2000223052A JP 2000223052 A JP2000223052 A JP 2000223052A JP 1945499 A JP1945499 A JP 1945499A JP 1945499 A JP1945499 A JP 1945499A JP 2000223052 A JP2000223052 A JP 2000223052A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- electron beam
- photocathode
- optical axis
- electron
- beam generator
- 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
Abstract
(57)【要約】
【課題】ホトカソードの電子放出による放出面の劣化を
抑え、長寿命で安定した電子源を得る。 【解決手段】電子線発生中にホトカソードを励起光の光
軸に対して直角方向に移動させる手段を設ける。
抑え、長寿命で安定した電子源を得る。 【解決手段】電子線発生中にホトカソードを励起光の光
軸に対して直角方向に移動させる手段を設ける。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は電子線源および電子
線応用装置に係わり、特に電子顕微鏡、電子線描画装置
などに好適な電子線発生装置に関する。
線応用装置に係わり、特に電子顕微鏡、電子線描画装置
などに好適な電子線発生装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】ホトカソード材料に励起光を照射し電子
線を発生する電子源は、励起光を照射した部分のみから
電子線が得られるために、微細ビームを必要とする走査
型電子顕微鏡や電子線描画装置などの電子源として期待
されている。
線を発生する電子源は、励起光を照射した部分のみから
電子線が得られるために、微細ビームを必要とする走査
型電子顕微鏡や電子線描画装置などの電子源として期待
されている。
【０００３】従来のホトカソードを用いた電子線装置の
例として、走査型電子顕微鏡に応用した、C. A. Sanfor
d and N. C. MacDonald著、ジャーナル オブ バキュー
ムサイエンス アンド テクノロジー（Journal of Vac
uum Science And Technologies ）Vol. B6(1998年)2005
~2008頁に掲載のElectron Optical Characteristics of
Negative Electron Affinity Cathodesがある。
例として、走査型電子顕微鏡に応用した、C. A. Sanfor
d and N. C. MacDonald著、ジャーナル オブ バキュー
ムサイエンス アンド テクノロジー（Journal of Vac
uum Science And Technologies ）Vol. B6(1998年)2005
~2008頁に掲載のElectron Optical Characteristics of
Negative Electron Affinity Cathodesがある。
【０００４】上記従来技術の電子源の模式図を図２に示
す。同図において、２は電子引き出し電極、３は電子
線、４は収束光、６は対物レンズ、７は窓、１０は真空
容器、１３は光軸、２１は固定ホトカソードである。こ
のように従来例では、ホトカソード２１が固定されてお
り、常に決まったところに収束光４を照射し、ホトカソ
ード２１内の微細な領域から電子線３を放出させてい
た。
す。同図において、２は電子引き出し電極、３は電子
線、４は収束光、６は対物レンズ、７は窓、１０は真空
容器、１３は光軸、２１は固定ホトカソードである。こ
のように従来例では、ホトカソード２１が固定されてお
り、常に決まったところに収束光４を照射し、ホトカソ
ード２１内の微細な領域から電子線３を放出させてい
た。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】ホトカソードは経時変
化で電子放出量が減少していくが、この原因としては二
つ有る。一つは装置内の真空度であり、水などの残留ガ
スを低減し、超高真空を維持するとホトカソードの寿命
を伸ばすことができる。もう一つの原因は光照射による
電子放出特性の劣化である。照射光量が多いほど、また
照射時間が長いほど劣化する。従って従来の電子源で
は、使用時間と共に劣化し、放出電流量が減少すること
が避けられなかった。この結果、ホトカソードの寿命が
短い、あるいは放出電流が減少するために安定性が悪い
などの欠点があった。
化で電子放出量が減少していくが、この原因としては二
つ有る。一つは装置内の真空度であり、水などの残留ガ
スを低減し、超高真空を維持するとホトカソードの寿命
を伸ばすことができる。もう一つの原因は光照射による
電子放出特性の劣化である。照射光量が多いほど、また
照射時間が長いほど劣化する。従って従来の電子源で
は、使用時間と共に劣化し、放出電流量が減少すること
が避けられなかった。この結果、ホトカソードの寿命が
短い、あるいは放出電流が減少するために安定性が悪い
などの欠点があった。
【０００６】本発明の目的は、電子放出による放出面の
劣化を抑え、長寿命で安定した電子線発生装置およびそ
れを用いた電子線応用装置を提供することにある。
劣化を抑え、長寿命で安定した電子線発生装置およびそ
れを用いた電子線応用装置を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記目的のために、本発
明においては、電子線発生中にホトカソードを励起光の
光軸に対して直角方向に移動させる手段を設ける。これ
により、単位面積当たりの光照射量を低減することがで
き、ホトカソードの長寿命化が達成される。あるいは単
位時間での電流変動を小さくでき、安定性の向上が達成
される。
明においては、電子線発生中にホトカソードを励起光の
光軸に対して直角方向に移動させる手段を設ける。これ
により、単位面積当たりの光照射量を低減することがで
き、ホトカソードの長寿命化が達成される。あるいは単
位時間での電流変動を小さくでき、安定性の向上が達成
される。
【０００８】
【発明の実施の形態】（実施例１）図１に本発明の一実
施例を示す。ホトカソード１とこれに対して励起光とな
る収束光４を照射する対物レンズ６、また反対側には放
出される電子３を引き出し、電子光学系に導くための引
き出し電極２がある。ホトカソード１はガラス基板１１
上にホトカソード膜１２としてＣｓ−Ｏ／ｐ＋型ＧａＡ
ｓ／ＡｌＧａＡｓ膜を形成したものである。全体は真空
容器１０中にあり、圧力１０-8Ｐａ程度以下の超高真空
に保たれ、一部に励起光を入射させる窓７がある。対物
レンズ６は、平行光５を収束光４に変えるためのもので
あり、ガラス基板１１と窓７を通過してホトカソード膜
１２に焦点を結ぶように設計された非球面レンズを用い
ているが、レンズを複数組み合わせて構成してもよい。
施例を示す。ホトカソード１とこれに対して励起光とな
る収束光４を照射する対物レンズ６、また反対側には放
出される電子３を引き出し、電子光学系に導くための引
き出し電極２がある。ホトカソード１はガラス基板１１
上にホトカソード膜１２としてＣｓ−Ｏ／ｐ＋型ＧａＡ
ｓ／ＡｌＧａＡｓ膜を形成したものである。全体は真空
容器１０中にあり、圧力１０-8Ｐａ程度以下の超高真空
に保たれ、一部に励起光を入射させる窓７がある。対物
レンズ６は、平行光５を収束光４に変えるためのもので
あり、ガラス基板１１と窓７を通過してホトカソード膜
１２に焦点を結ぶように設計された非球面レンズを用い
ているが、レンズを複数組み合わせて構成してもよい。
【０００９】ホトカソード１は回転装置９に対して回転
軸８で結合し、電子放出中に回転数ωで回転する。回転
軸８と光軸１３とは±１°以内の平行に保たれている。
回転数ωはほぼ劣化速度Ｄ（１／時間）と回転半径（回
転軸８と光軸１３の距離）Ｒより決まり、ω＞＞Ｄ／Ｒ
で用いると電流変化を小さく抑えられる。また、ω＝Ｄ
／Ｒ付近で用いると、ちょうど一回転で寿命となるが、
それまでの電流変化は最も少ない。また劣化速度は、光
源面積ｓ、電流密度Ｊ等により変化するものであり、形
状や使用条件により測定あるいは計算等により予測して
決める必要がある。
軸８で結合し、電子放出中に回転数ωで回転する。回転
軸８と光軸１３とは±１°以内の平行に保たれている。
回転数ωはほぼ劣化速度Ｄ（１／時間）と回転半径（回
転軸８と光軸１３の距離）Ｒより決まり、ω＞＞Ｄ／Ｒ
で用いると電流変化を小さく抑えられる。また、ω＝Ｄ
／Ｒ付近で用いると、ちょうど一回転で寿命となるが、
それまでの電流変化は最も少ない。また劣化速度は、光
源面積ｓ、電流密度Ｊ等により変化するものであり、形
状や使用条件により測定あるいは計算等により予測して
決める必要がある。
【００１０】本発明の適用により、ホトカソードを回転
させることで、ホトカソードの劣化が抑えられ、励起光
強度を一定にしたときの放出電流と時間の関係は図３の
ように大幅に改善される。本実施例では、寿命はホトカ
ソードを移動しない場合と比べて大まかに４Ｒ／ｒ倍に
なる。ここで、Ｒは回転軸８と光軸１３の平均距離、ｒ
はホトカソード上での収束光の半径である。したがっ
て、収束光が波長７８０nmで、ｒ＝１μmのスポットの
場合、Ｒを２cmとすることで、寿命は４万倍となる。
させることで、ホトカソードの劣化が抑えられ、励起光
強度を一定にしたときの放出電流と時間の関係は図３の
ように大幅に改善される。本実施例では、寿命はホトカ
ソードを移動しない場合と比べて大まかに４Ｒ／ｒ倍に
なる。ここで、Ｒは回転軸８と光軸１３の平均距離、ｒ
はホトカソード上での収束光の半径である。したがっ
て、収束光が波長７８０nmで、ｒ＝１μmのスポットの
場合、Ｒを２cmとすることで、寿命は４万倍となる。
【００１１】本実施例では微細な電子線源を得るため
に、電子放出面の位置、特に光軸方向の精度が重要とな
る。上記電子放出面の光軸方向の位置精度は、次に示す
要因より決定される。励起光用の非球面レンズを固定す
る場合、ホトカソードの光軸方向の位置を光の焦点深度
以内に抑える必要があるため、±数μm以内、より高精
度には±１μm以内の精度が必要である。また、非球面
レンズの高さを制御する手段を設けてもよく、この場合
はホトカソードの位置精度は、±１mm程度以内でよく、
より高精度の場合でも、±１０μm程度でよい。なお、
ホトカソードの位置精度を緩くした場合で、電子線を微
細な点に絞る場合には、電子光学系の方で焦点位置の補
正をすればよい。
に、電子放出面の位置、特に光軸方向の精度が重要とな
る。上記電子放出面の光軸方向の位置精度は、次に示す
要因より決定される。励起光用の非球面レンズを固定す
る場合、ホトカソードの光軸方向の位置を光の焦点深度
以内に抑える必要があるため、±数μm以内、より高精
度には±１μm以内の精度が必要である。また、非球面
レンズの高さを制御する手段を設けてもよく、この場合
はホトカソードの位置精度は、±１mm程度以内でよく、
より高精度の場合でも、±１０μm程度でよい。なお、
ホトカソードの位置精度を緩くした場合で、電子線を微
細な点に絞る場合には、電子光学系の方で焦点位置の補
正をすればよい。
【００１２】なお、ここではホトカソード用の負の電子
親和力材料として、Ｃｓ−Ｏ／ｐ＋型ＧａＡｓを用いた
が、光励起で電子を発生する材料であれば同様の効果が
ある。例えば、材料として、ＡｌＡｓ、ＩｎＰ、ＩｎＡ
ｓ、ＧａＰ等のIII−Ｖ族半導体を用いてもよく、ま
た、Ｓｉ，Ｇｅ，Ｃ等のIＶ族半導体、II−ＶI族半導体
あるいはこれらの混晶を用いてもよく、また、単結晶な
らずとも多結晶対、微結晶体、非晶質体でも、光入射で
エネルギギャップを超えて電子励起が起こる材料であれ
ば同様の効果がある。
親和力材料として、Ｃｓ−Ｏ／ｐ＋型ＧａＡｓを用いた
が、光励起で電子を発生する材料であれば同様の効果が
ある。例えば、材料として、ＡｌＡｓ、ＩｎＰ、ＩｎＡ
ｓ、ＧａＰ等のIII−Ｖ族半導体を用いてもよく、ま
た、Ｓｉ，Ｇｅ，Ｃ等のIＶ族半導体、II−ＶI族半導体
あるいはこれらの混晶を用いてもよく、また、単結晶な
らずとも多結晶対、微結晶体、非晶質体でも、光入射で
エネルギギャップを超えて電子励起が起こる材料であれ
ば同様の効果がある。
【００１３】また、仕事関数低減材料としては、Ｃｓ−
Ｏが最も効果的であるが、この他にも、アルカリ金属、
アルカリ土類金属の酸化物カルコゲン化物など仕事関数
を低減し、光励起された電子が真空準位よりも大きなポ
テンシャルエネルギを持つ組み合わせであれば同様の効
果がある。単結晶Ｃの場合は理想的な結晶が得られれば
表面層はなくともよい。また、材料として半導体だけで
なく金属膜あるいは金属的な薄膜で、光を照射して電子
放出する材料であれば同様の効果がある。
Ｏが最も効果的であるが、この他にも、アルカリ金属、
アルカリ土類金属の酸化物カルコゲン化物など仕事関数
を低減し、光励起された電子が真空準位よりも大きなポ
テンシャルエネルギを持つ組み合わせであれば同様の効
果がある。単結晶Ｃの場合は理想的な結晶が得られれば
表面層はなくともよい。また、材料として半導体だけで
なく金属膜あるいは金属的な薄膜で、光を照射して電子
放出する材料であれば同様の効果がある。
【００１４】上記実施例においては、ホトカソードの移
動を回転運動としたが、励起光照射の領域が変化すれば
よいので、例えば、図４（ａ）のように、リニアアクチ
ュエータ４０を付けて光軸と垂直方向に直線運動させて
もよい。ストロークをＬとするとこの場合の寿命は２Ｌ
／πｒ倍となる。この場合、回転機構が不要になるの
で、電子線発生装置をコンパクトに形成できるという利
点がある。また、一軸のみでなく二軸で制御すれば、各
軸のストロークをＬ１，Ｌ２として、寿命は最大で、
（Ｌ１×Ｌ２）／πｒ2倍となり、一層の長寿命化が達
成される。
動を回転運動としたが、励起光照射の領域が変化すれば
よいので、例えば、図４（ａ）のように、リニアアクチ
ュエータ４０を付けて光軸と垂直方向に直線運動させて
もよい。ストロークをＬとするとこの場合の寿命は２Ｌ
／πｒ倍となる。この場合、回転機構が不要になるの
で、電子線発生装置をコンパクトに形成できるという利
点がある。また、一軸のみでなく二軸で制御すれば、各
軸のストロークをＬ１，Ｌ２として、寿命は最大で、
（Ｌ１×Ｌ２）／πｒ2倍となり、一層の長寿命化が達
成される。
【００１５】また、図４（ｂ）のように、回転軸８を持
った駆動部に、送りモータ４３とネジ４４およびガイド
４５で結合して、回転機構と直線移動機構を組み合わせ
てもよい。この場合、直線移動のストロークＬと回転軸
８と光軸１３の平均距離Ｒmとして寿命はＬＲm／ｒ2倍
となる。
った駆動部に、送りモータ４３とネジ４４およびガイド
４５で結合して、回転機構と直線移動機構を組み合わせ
てもよい。この場合、直線移動のストロークＬと回転軸
８と光軸１３の平均距離Ｒmとして寿命はＬＲm／ｒ2倍
となる。
【００１６】また、図４（ｃ）のように、回転と移動が
可能なアクチュエータ４２を用いても同様の効果があ
る。ここで示すように回転機構は回転軸８でつながる必
要はなく、ホトカソード１の周辺でもよい。この場合、
ホトカソード１表面の障害物を無くすることができるた
め、直線ストロークを回転軸８までとれ、ホトカソード
のほぼ全面を利用でき、寿命Ｒ2／ｒ2倍が得られる。
可能なアクチュエータ４２を用いても同様の効果があ
る。ここで示すように回転機構は回転軸８でつながる必
要はなく、ホトカソード１の周辺でもよい。この場合、
ホトカソード１表面の障害物を無くすることができるた
め、直線ストロークを回転軸８までとれ、ホトカソード
のほぼ全面を利用でき、寿命Ｒ2／ｒ2倍が得られる。
【００１７】また、図５に示すように、回転機構は、回
転軸上に回転導入器５１をおき、ベルト５２を介してモ
ーター９につないでもよい。この場合、ガス放出の多い
モーター９等の駆動機構を真空の外に出すことができる
ので、超高真空の形成が容易となる。
転軸上に回転導入器５１をおき、ベルト５２を介してモ
ーター９につないでもよい。この場合、ガス放出の多い
モーター９等の駆動機構を真空の外に出すことができる
ので、超高真空の形成が容易となる。
【００１８】また、図１においては、ホトカソード劣化
の回復手段は設けていないが、図５のように、Ｃｓ蒸発
源（もしくはＣｓイオン源）５０をホトカソードの電子
放出側のいずれかに置き、Ｃｓを補給すると、より一層
長期にわたって劣化を抑えて使用することが可能とな
る。また、装置内部に、加熱ヒータ５３を置き、ホトカ
ソード表面を加熱クリーニングできるようにすれば、Ｃ
ｓ蒸発源５０からのＣｓ供給と、酸素ガス導入により寿
命を過ぎたホトカソードを再生することができるので、
装置製造後のホトカソード交換の必要のない電子源が得
られる。
の回復手段は設けていないが、図５のように、Ｃｓ蒸発
源（もしくはＣｓイオン源）５０をホトカソードの電子
放出側のいずれかに置き、Ｃｓを補給すると、より一層
長期にわたって劣化を抑えて使用することが可能とな
る。また、装置内部に、加熱ヒータ５３を置き、ホトカ
ソード表面を加熱クリーニングできるようにすれば、Ｃ
ｓ蒸発源５０からのＣｓ供給と、酸素ガス導入により寿
命を過ぎたホトカソードを再生することができるので、
装置製造後のホトカソード交換の必要のない電子源が得
られる。
【００１９】ホトカソード表面の加熱クリーニング温度
は材料により決まり、例えば、ＧａＡｓホトカソードの
場合４００℃から６００℃、Ｓｉホトカソードの場合７
００℃から８５０℃程度である。
は材料により決まり、例えば、ＧａＡｓホトカソードの
場合４００℃から６００℃、Ｓｉホトカソードの場合７
００℃から８５０℃程度である。
【００２０】（実施例２）図６に本発明を電子線露光装
置に応用した場合の一実施例を示す。光パターン形成装
置６０により所望の形状の光ビーム６１を発生し、本発
明による回転機構を持つホトカソード１に照射する。こ
の結果ホトカソード１より光パターンと同一形状の電子
ビーム６２が発生し、これを縮小レンズ６３と対物レン
ズ６５により基板６６上に縮小して照射する。偏向器６
４と試料台６７，位置決め機構６８およびこれらの制御
装置６９により、基板６６の所望の位置に所望のパター
ンを照射形成することができる。離れた別の場所に照射
する場合は、いったん光ビーム６１を停止して、試料台
６７あるいは電子光学系の設定を変えた後、再度光ビー
ム６１を発生させる。基板６６上に形成されるパターン
の大きさは、カソード１上の光ビーム６１のパターンと
電子光学系の縮小率の積となる。なお、本図では、引き
出し電極や真空容器等は図示を省略してある。
置に応用した場合の一実施例を示す。光パターン形成装
置６０により所望の形状の光ビーム６１を発生し、本発
明による回転機構を持つホトカソード１に照射する。こ
の結果ホトカソード１より光パターンと同一形状の電子
ビーム６２が発生し、これを縮小レンズ６３と対物レン
ズ６５により基板６６上に縮小して照射する。偏向器６
４と試料台６７，位置決め機構６８およびこれらの制御
装置６９により、基板６６の所望の位置に所望のパター
ンを照射形成することができる。離れた別の場所に照射
する場合は、いったん光ビーム６１を停止して、試料台
６７あるいは電子光学系の設定を変えた後、再度光ビー
ム６１を発生させる。基板６６上に形成されるパターン
の大きさは、カソード１上の光ビーム６１のパターンと
電子光学系の縮小率の積となる。なお、本図では、引き
出し電極や真空容器等は図示を省略してある。
【００２１】半導体製造用のホトエッチングプロセスで
は、感光材料を塗布したウェハ６６に光パターンを照射
して所望の形状の加工を行うが、このままでは光の波長
により、パターンの微細化や精度には限界がある。本発
明を応用することにより、光パターンを電子線パターン
に変換して用いるため、微細で高精度の加工が可能とな
る。さらに、ホトカソードの安定性や寿命特性がよいの
で、スループットや稼働率の高い露光装置が得られる。
は、感光材料を塗布したウェハ６６に光パターンを照射
して所望の形状の加工を行うが、このままでは光の波長
により、パターンの微細化や精度には限界がある。本発
明を応用することにより、光パターンを電子線パターン
に変換して用いるため、微細で高精度の加工が可能とな
る。さらに、ホトカソードの安定性や寿命特性がよいの
で、スループットや稼働率の高い露光装置が得られる。
【００２２】光パターン発生装置６０としては、従来の
光投影露光装置や、光ビームを走査する露光装置を用い
ることができる。これらの場合、窓７を光が透過するこ
とを考慮して光学系を最適化する必要がある。
光投影露光装置や、光ビームを走査する露光装置を用い
ることができる。これらの場合、窓７を光が透過するこ
とを考慮して光学系を最適化する必要がある。
【００２３】（実施例３）図７に本発明を走査電子顕微
鏡に応用した場合の一実施例を示す。実施例１の図１と
同様の構造の電子線発生装置を持ち、カソード１と引き
出し電極２の間に引き出し電圧Ｖ1を印加して電子線３
を引き出す。この後、アノード７０を通過させる。アノ
ード７０とカソード１の間には加速電圧Ｖ0が印加され
ているので、電子光学系の中の電子エネルギはＶ0で決
定される。コンデンサレンズ７１と対物レンズ７３によ
り電子線３は微細な点に収束し、観察試料に入射する。
試料７４より発生する二次電子（図示略）は、二次電子
検出器７６により電気信号に変換される。電子線は偏向
器７２により走査され、この走査信号と、二次電子信号
を用いて、試料表面のＳＥＭ像が得られる。
鏡に応用した場合の一実施例を示す。実施例１の図１と
同様の構造の電子線発生装置を持ち、カソード１と引き
出し電極２の間に引き出し電圧Ｖ1を印加して電子線３
を引き出す。この後、アノード７０を通過させる。アノ
ード７０とカソード１の間には加速電圧Ｖ0が印加され
ているので、電子光学系の中の電子エネルギはＶ0で決
定される。コンデンサレンズ７１と対物レンズ７３によ
り電子線３は微細な点に収束し、観察試料に入射する。
試料７４より発生する二次電子（図示略）は、二次電子
検出器７６により電気信号に変換される。電子線は偏向
器７２により走査され、この走査信号と、二次電子信号
を用いて、試料表面のＳＥＭ像が得られる。
【００２４】本発明の電子源は、エネルギ分布が０．０
８から０．４ｅＶと狭いため、色収差が小さいという特
徴がある。このため、Ｖ0を８００Ｖ〜５００Ｖ程度の
低加速としても高分解能であるという特徴がある。ま
た、Ｖ0を数ｋＶとし、試料７４にＶ0−８００〜５００
Ｖ程度の負の電位を与え、試料面上で８００〜５００Ｖ
程度としてもよい。この場合、色収差はさらに低減さ
れ、より一層効果がある。
８から０．４ｅＶと狭いため、色収差が小さいという特
徴がある。このため、Ｖ0を８００Ｖ〜５００Ｖ程度の
低加速としても高分解能であるという特徴がある。ま
た、Ｖ0を数ｋＶとし、試料７４にＶ0−８００〜５００
Ｖ程度の負の電位を与え、試料面上で８００〜５００Ｖ
程度としてもよい。この場合、色収差はさらに低減さ
れ、より一層効果がある。
【００２５】また、本発明の電子線発生装置はノイズが
少ないため、Ｓ／Ｎのよい画像が得られる。さらに本発
明により、ホトカソードの安定性や寿命特性が向上する
ので、半導体プロセスなどにおいて、スループットや稼
働率の高いＳＥＭ式電子線検査装置が得られる。
少ないため、Ｓ／Ｎのよい画像が得られる。さらに本発
明により、ホトカソードの安定性や寿命特性が向上する
ので、半導体プロセスなどにおいて、スループットや稼
働率の高いＳＥＭ式電子線検査装置が得られる。
【００２６】本実施例では、電子線発生装置として図１
の構造を用いたが、実施例１で上げた他の構造を用いて
も同様の効果がある。また、本実施例では電子顕微鏡の
例としてＳＥＭ（走査型電子顕微鏡）を用いたが、それ
以外に、透過型電子顕微鏡や反射電子顕微鏡などホトカ
ソードが用いられる電子線応用装置に本発明を適用して
も同様の効果がある。
の構造を用いたが、実施例１で上げた他の構造を用いて
も同様の効果がある。また、本実施例では電子顕微鏡の
例としてＳＥＭ（走査型電子顕微鏡）を用いたが、それ
以外に、透過型電子顕微鏡や反射電子顕微鏡などホトカ
ソードが用いられる電子線応用装置に本発明を適用して
も同様の効果がある。
【００２７】
【発明の効果】以上、実施例を用いて説明したように、
本発明を用いることによって、ホトカソードからの電子
放出による放出面の劣化を抑え、長寿命で安定した電子
線発生装置、またその応用装置を得ることができる。
本発明を用いることによって、ホトカソードからの電子
放出による放出面の劣化を抑え、長寿命で安定した電子
線発生装置、またその応用装置を得ることができる。
【図１】本発明の一実施例の電子線発生装置の縦断面
図。
図。
【図２】従来例の電子線発生装置の縦断面図。
【図３】本発明の実施例および従来例の電子線発生装置
の放出電流特性の測定図。
の放出電流特性の測定図。
【図４】本発明の一実施例の電子線発生装置の動作説明
図。
図。
【図５】本発明の一実施例の電子線発生装置の縦断面
図。
図。
【図６】本発明の一実施例の電子線露光装置の要部斜視
図。
図。
【図７】本発明の一実施例の走査型電子顕微鏡の要部縦
断面図。
断面図。
１…ホトカソード、２…電子引き出し電極、３…電子
線、４…収束光、５…平行光、６…対物レンズ、７…
窓、８…回転軸、９…モーター、１０…真空容器、１１
…透明基板、１２…ホトカソード膜、１３…光軸、２１
…固定ホトカソード、４０…リニアアクチュエータ、４
１…光照射の軌跡、４２…回転−移動アクチュエータ、
４３…送りモータ、４４…ねじ、４５…ガイド、５０…
セシウム蒸発源、５１…回転導入器、５２…ベルト、５
３…加熱ヒータ、６０…光パターン形成装置、６１…光
ビーム、６２…電子ビーム、６３…縮小レンズ、６４…
偏向器、６５…対物レンズ、６６…基板、６７…試料移
動台、６８…移動台位置決め機構、６９…電子光学系制
御装置、７０…アノード、７１…コンデンサレンズ、７
２…偏向器、７３…対物レンズ、７４…観察試料、７５
…試料台、７６…二次電子検出器。
線、４…収束光、５…平行光、６…対物レンズ、７…
窓、８…回転軸、９…モーター、１０…真空容器、１１
…透明基板、１２…ホトカソード膜、１３…光軸、２１
…固定ホトカソード、４０…リニアアクチュエータ、４
１…光照射の軌跡、４２…回転−移動アクチュエータ、
４３…送りモータ、４４…ねじ、４５…ガイド、５０…
セシウム蒸発源、５１…回転導入器、５２…ベルト、５
３…加熱ヒータ、６０…光パターン形成装置、６１…光
ビーム、６２…電子ビーム、６３…縮小レンズ、６４…
偏向器、６５…対物レンズ、６６…基板、６７…試料移
動台、６８…移動台位置決め機構、６９…電子光学系制
御装置、７０…アノード、７１…コンデンサレンズ、７
２…偏向器、７３…対物レンズ、７４…観察試料、７５
…試料台、７６…二次電子検出器。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 2H097 BB01 CA16 EA02 LA10 LA20 5C030 CC10 5C035 CC01 5F056 CB01 EA02
Claims (8)
- 【請求項１】限定領域への励起光照射手段と、光照射に
より真空中に電子を放出するホトカソードと、放出され
る電子を引き出す引き出し電極よりなる電子線発生装置
において、電子線発生中にホトカソードを上記励起光の
光軸に対して直角方向に移動させる手段を有することを
特徴とする電子線発生装置。 - 【請求項２】請求項１記載の電子線発生装置において、
ホトカソードは少なくとも１種類のｐ型半導体よりな
り、表面の仕事関数はバンドギャップエネルギ＋１ｅＶ
以下であり、このため必要に応じて仕事関数低減用の表
面層を設け、バンドギャップエネルギ以上の励起光を用
い、この結果、負の電子親和力により電子放出すること
を特徴とする電子線発生装置。 - 【請求項３】請求項２記載の電子線発生装置において、
ホトカソードを構成するｐ型半導体は、ＧａＡｓ、Ａｌ
Ａｓ、ＩｎＰ、ＩｎＡｓ、ＧａＰ、等のIII−Ｖ族化合
物半導体のいずれか一つ、もしくはＳｉ，Ｃ，Ｇｅ等の
IＶ族半導体のいずれか一つ、もしくはそれらの混合物
であることを特徴とする電子線発生装置。 - 【請求項４】請求項１から３のいずれか記載の電子線発
生装置において、上記ホトカソードを上記励起光の光軸
に対して直角方向に移動させる手段として、励起光の光
軸と平行な回転軸を持つ回転運動手段を用いることを特
徴とする電子線発生装置。 - 【請求項５】請求項１から４のいずれか記載の電子線発
生装置において、ホトカソードを上記励起光の光軸に対
して直角方向に移動させる手段として、励起光の光軸と
直角方向に動くアクチュエータを用いることを特徴とす
る電子線発生装置。 - 【請求項６】請求項１から５のいずれか記載の電子線発
生装置において、上記ホトカソードの、上記励起光の光
軸方向の位置精度は±２μm以内としたことを特徴とす
る電子線発生装置。 - 【請求項７】請求項１から６のいずれか記載の電子線発
生装置において、上記ホトカソードと上記対物レンズの
光軸方向の距離制御手段をもつことを特徴とする電子線
発生装置。 - 【請求項８】請求項１から７のいずれか記載の電子線発
生装置と、電子光学系からなることを特徴とする電子顕
微鏡あるいは電子線露光装置など電子線応用装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1945499A JP2000223052A (ja) | 1999-01-28 | 1999-01-28 | 電子線発生装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1945499A JP2000223052A (ja) | 1999-01-28 | 1999-01-28 | 電子線発生装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000223052A true JP2000223052A (ja) | 2000-08-11 |
Family
ID=11999776
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1945499A Pending JP2000223052A (ja) | 1999-01-28 | 1999-01-28 | 電子線発生装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000223052A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP3024012A1 (en) * | 2013-07-16 | 2016-05-25 | National University Corporation Nagoya University | Activation chamber and kit used in treatment device for lowering electron affinity, treatment device that contains said kit and is used to lower electronic affinity, photocathode electron-beam source, electron gun containing photocathode electron-beam source, free-electron laser accelerator, transmission electron microscope, scanning electron microscope, electron-beam holography microscope, electron-beam lithography device, electron-beam diffraction device, and electron-beam scanning device |
| JP2016541099A (ja) * | 2013-12-05 | 2016-12-28 | エーエスエムエル ネザーランズ ビー．ブイ． | 電子入射器、自由電子レーザ、リソグラフィシステム、電子ビーム生成方法、及び放射生成方法 |
| JP2018181403A (ja) * | 2017-04-03 | 2018-11-15 | 株式会社荏原製作所 | 検査装置及び照射装置 |
| CN112106166A (zh) * | 2018-05-21 | 2020-12-18 | 株式会社日立高新技术 | 电子射线应用装置 |
| WO2022230488A1 (ja) | 2021-04-26 | 2022-11-03 | 株式会社Photo electron Soul | 電子銃、電子線適用装置および照射位置移動方法 |
-
1999
- 1999-01-28 JP JP1945499A patent/JP2000223052A/ja active Pending
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP3024012A1 (en) * | 2013-07-16 | 2016-05-25 | National University Corporation Nagoya University | Activation chamber and kit used in treatment device for lowering electron affinity, treatment device that contains said kit and is used to lower electronic affinity, photocathode electron-beam source, electron gun containing photocathode electron-beam source, free-electron laser accelerator, transmission electron microscope, scanning electron microscope, electron-beam holography microscope, electron-beam lithography device, electron-beam diffraction device, and electron-beam scanning device |
| EP3024012A4 (en) * | 2013-07-16 | 2016-06-15 | Univ Nagoya Nat Univ Corp | ACTIVATION OF APPEAL AND KIT FOR TREATMENT DEVICE FOR REDUCTION OF ELECTRON AFFINITY, TREATMENT DEVICE WITH THE KIT AND REDUCTION OF ELECTRON AFFINITY, PHOTO CATHODE ELECTRON SOURCE, ELECTRON GUN WITH PHOTO CATHODE ELECTRON SOURCE, FREE ELECTRON LASER ACCELERATOR, TRANSMISSION ELECTRON MICROSCOPE, scanning electron microscope, ELEKTRONENSTRAHLHOLOGRAFIEMIKROSKOP, ELECTRON LITHOGRAPHY DEVICE, ELEKTRONENSTRAHLDIFFRAKTIONSVORRICHTUNG AND ELECTRON SCANNING DEVICE |
| JP2016541099A (ja) * | 2013-12-05 | 2016-12-28 | エーエスエムエル ネザーランズ ビー．ブイ． | 電子入射器、自由電子レーザ、リソグラフィシステム、電子ビーム生成方法、及び放射生成方法 |
| US9728931B2 (en) | 2013-12-05 | 2017-08-08 | Asml Netherlands B.V. | Electron injector and free electron laser |
| US10103508B2 (en) | 2013-12-05 | 2018-10-16 | Asml Netherlands B.V. | Electron injector and free electron laser |
| JP2018181403A (ja) * | 2017-04-03 | 2018-11-15 | 株式会社荏原製作所 | 検査装置及び照射装置 |
| CN112106166A (zh) * | 2018-05-21 | 2020-12-18 | 株式会社日立高新技术 | 电子射线应用装置 |
| CN112106166B (zh) * | 2018-05-21 | 2024-02-20 | 株式会社日立高新技术 | 电子射线应用装置 |
| WO2022230488A1 (ja) | 2021-04-26 | 2022-11-03 | 株式会社Photo electron Soul | 電子銃、電子線適用装置および照射位置移動方法 |
| KR20230154972A (ko) | 2021-04-26 | 2023-11-09 | 가부시키가이샤 포토 일렉트론 소울 | 전자총, 전자선 적용 장치 및 조사 위치 이동 방법 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US7446474B2 (en) | Hetero-junction electron emitter with Group III nitride and activated alkali halide | |
| US7095037B2 (en) | Electron beam lithography system having improved electron gun | |
| US6724002B2 (en) | Multiple electron beam lithography system with multiple beam modulated laser illumination | |
| US7696498B2 (en) | Electron beam lithography method and apparatus using a dynamically controlled photocathode | |
| JP2013171925A (ja) | 荷電粒子線装置、それを用いた物品の製造方法 | |
| JP4675037B2 (ja) | 電子ビーム源、そのようなビーム源を用いた電子光学装置、および電子ビーム源の駆動方法 | |
| US20040219728A1 (en) | Extreme ultraviolet light generating device, exposure apparatus using the same and semiconductor manufacturing method | |
| US8665415B2 (en) | Exposure apparatus and device manufacturing method | |
| JP2000223052A (ja) | 電子線発生装置 | |
| JP2002313273A (ja) | 電子顕微鏡装置 | |
| Mankos et al. | Multisource optimization of a column for electron lithography | |
| US6759800B1 (en) | Diamond supported photocathodes for electron sources | |
| EP4310882A1 (en) | Electron gun, electron beam applying device, and irradiation position shifting method | |
| US6476401B1 (en) | Moving photocathode with continuous regeneration for image conversion in electron beam lithography | |
| JP2530591B2 (ja) | 大電流密度の電子放出に適するパルス状レ−ザ−光励起による電子源装置 | |
| TWI768180B (zh) | 光電陰極系統、晶圓檢驗方法及晶圓檢驗工具 | |
| US20240120168A1 (en) | Electron gun and electron beam application apparatus | |
| EP0834896A1 (en) | Apparatus for generating an electron beam | |
| JP2002008575A (ja) | 光励起電子線源および電子線応用装置 | |
| RU2734075C1 (ru) | Способ и устройство для изготовления электродного узла для фотоэлектронного прибора | |
| TW202406409A (zh) | Ｘ射線源、ｘ射線束以及生成其的方法 | |
| JPH07296755A (ja) | 電子線源およびこれを用いた電子線応用装置 | |
| CN117410163A (zh) | 电子源、控制方法、芯片检测设备及芯片光刻设备 | |
| CN117872690A (zh) | 散射电子光刻机 | |
| CN110571116A (zh) | 带电粒子束描绘装置以及带电粒子束描绘方法 |