JP2806281B2

JP2806281B2 - 可変多角形断面の電子線形成装置およびこれを用いた電子線描画装置

Info

Publication number: JP2806281B2
Application number: JP6314423A
Authority: JP
Inventors: 秀男巻島
Original assignee: NEC Corp
Current assignee: NEC Corp
Priority date: 1994-12-19
Filing date: 1994-12-19
Publication date: 1998-09-30
Anticipated expiration: 2013-09-30
Also published as: JPH08171880A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、冷陰極アレイを電子源
として可変矩形あるいは可変多角形断面の電子線を形成
する電子線形成装置、ならびに電子線形成装置を使用し
た電子線描画装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】半導体集積回路の高密度化のためには、
光学露光装置と比較して微細パターンが形成できる電子
ビーム露光装置（電子線描画装置）が適している。しか
し、光学露光装置が比較的広い面積を一括して露光する
のに対して、電子ビーム露光装置は微小なポイントを移
動させて線パターンを形成し、線パターンの集合によっ
て面積を持つパターンを形成するため、制御が複雑にな
り、面積パターン形成のための処理時間が長くなり、し
たがって単位時間当りの処理量が少ないという問題があ
る。

【０００３】この問題を解決するため、可変矩形断面の
電子線を形成する電子線描画装置が開発されている。図
５は従来の可変矩形成形電子線を用いた電子線描画装置
の構成図を示す。図５において、電子銃１０１から放出
された電子ビーム１０２は、ブランキング電極１３０、
照射レンズ１０４を通り抜けて、第１アパーチャ１０５
において断面が正方形にされる。その後、成形偏向器１
０６で成形すべき電子線断面形状に応じた偏向を受け、
ビーム成形レンズ１０７で成形されたのちに第２アパー
チャ１０８に達する。第２アパーチャ１０８を通り抜け
た電子ビームは成形偏向器１０６で受けた縦（Ｘ）およ
び横（Ｙ）方向の偏向量に応じた縦横比の断面形状を持
つ可変成形ビーム１０９となる。更に、縮小レンズ１１
０により縮小され、投影レンズ１１１を通り、位置偏向
器１１２で偏向され、試料１１３上の適宜な位置に投射
され描画パターンを形成する。

【０００４】この電子線描画装置は、矩形パターンを一
括して照射するので微小なポイントを移動させてパター
ンを形成する電子線描画装置と比較して処理時間を短縮
することができ、単位時間当り処理量を増大させること
ができる。

【０００５】特開平４−１５５７３９号公報には、図
６、図７に示すように電界放射型電子源をアレイ状に並
べた冷陰極を用いて複数の電子ビーム形成し、任意のパ
ターンを一括して露光する技術が開示されている。図６
はこの多数ビーム方式の電子線描画装置を示す構成図で
ある。図６において、電子放射型電子源を使用した多数
ビーム発生装置１１４では任意のパターン情報を持つ複
数の電子ビームが形成され、縮小レンズ１１５、偏向器
１１６でそれぞれ縮小、偏向されて、試料１１３上に投
射される。

【０００６】図７（ａ）は図６の従来例に用いられてい
る多数ビーム発生装置１１４を示す断面図、図７（ｂ）
は図７（ａ）の平面図である。基板１２０上にアレイ状
に形成された電界放射型電子源（微小冷陰極）１２１か
らの電子放射はその先端付近に作られたブランキング電
極１２２に印加する電圧によって個別に制御され、電界
放射型電子源１２１毎に個別の電子ビームを形成する。
これらの電子ビームは共通の引き出し電極１２３、加速
電極１２４で成形、加速されて、縮小レンズ１１５の領
域に到達する。縮小レンズ１１５でその断面が縮小され
た電子ビームは偏向器１１６で偏向され、試料１１３上
の適宜な位置に投影される。

【０００７】また、特開平６−３６６８２号公報には、
図８、図９に示すように、電界放射型電子源をアレイ状
に並べた冷陰極を用いた電子線描画装置の技術が開示さ
れている。図８に示す電子線描画装置は図６に示す電子
線描画装置とほぼ同じ構成となっており、電界放射冷陰
極１３０から電子ビームが放出され、収束、偏向を受け
て試料１１３に照射される。図９は電界放射型冷陰極の
部分断面斜視図で、ピラミッド状のエミッタ１３１と絶
縁層１３２を介して形成されたゲート電極１３３の間に
約３０Ｖの電圧を加えることによって電子が放出され
る。また、同じ特開平６−３６６８２号公報には、図１
０に示すような図９に示す電界放射型冷陰極を用いた平
板型画像表示装置が開示されている。図１０において
は、エミッタ、ゲートが相互交差状にネットワーク化さ
れ、これらの各交点に各画素を形成する冷陰極形成領域
１３４がそれぞれ設定されている。

【０００８】ここで使用されている電界放射型冷陰極ア
レイは、Ｓｐｉｎｄｔによって１９６８年に提案されて
いる（ＪｏｕｒｎａｌｏｆＡｐｐｌｉｅｄＰｈｙ
ｓｉｃｓ，Ｖｏｌ．３９，Ｎｏ．７，ｐ．３５０４，１
９６８）。この電界放射冷陰極の構造を図１１に示す。
図１１において、１２０はシリコンの基板、１３２はシ
リコン酸化物の絶縁層で、絶縁層１３２の上にゲート電
極１３３が積層されている。絶縁層１３２とゲート制御
電極１３３の一部は除去されて、基板１２０の上に先端
の尖ったエミッタ１３１が形成されている。この冷陰極
は、熱陰極と比較して高い電流密度が得られ、放出電子
の速度分散が小さい等の利点を有する。また、数１０〜
２００Ｖの低い電圧で動作し、比較的真空度の低い環境
中でも動作する。

【０００９】加熱せずに電子を放出する冷陰極として
は、このほか、ＭＩＭ（ＭＯＳ）陰極、接合型陰極、表
面伝導型などが提案されている。この他に、離散した複
数の微小冷陰極から放出された電子を連続した均一のパ
ターンとするため、特開昭６３−０００９５０号公報の
発明は、微小冷陰極を千鳥足状あるいは階段状に配置し
ており、また、特開昭６２−２９００５３号公報の発明
は、図１２に示すように陰極基板２０２上で電極２０８
に覆われた個々の高抵抗薄膜２０６からなる微小冷陰極
の近くに偏向電極２３５を設け、ウェハ２１４を加工す
る技術を開示している。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】しかし、図５に示す従
来の技術の可変矩形成形ビーム方式の電子線描画装置に
おいては、可変矩形断面の成形電子ビームを形成するの
に、アレイ状の冷陰極ではなく単一エミッタの電界放出
冷陰極からの電子ビームを用いているため、全電子ビー
ム電流を十分大きくできないという問題がある。このた
め、処理時間は大幅には短縮できない。さらに、電子ビ
ーム電流が単一エミッタの非常に狭い面積から放出され
るため、このエミッタティップの先端の表面状態が電流
量に影響するので、安定な電流を得るためには電子銃１
０１付近を高真空に保持したり、エミッタを加熱して表
面を原子レベルで清浄にする必要がある。また、第１ア
パーチャ１０５で形成した矩形断面の成形電子ビームを
成形偏向器１０６で偏向して第２アパーチャ１０８に当
て、これを通り抜けた電子によって所定の断面の成形電
子ビーム１０９を得ている。このため、装置の構造が複
雑になり、大型の装置となる。図６に示す従来の電子
線描画装置においては、多数ビーム発生装置１１４の電
子源に２次元状に配列した電界放射型電子源１２１を使
用して、複数の電子ビームを形成している。しかし、基
板上の電界放射型電子源１２１をそれぞれ独立に制御し
ているので電界放射型電子源１２１（ブランキング電極
１２２）の制御が複雑になり、多数ビーム発生装置１１
４の構成が複雑になる。また、各電界放射型電子源１２
１からの電子ビームを個々に利用しているので、各電界
放射型電子源１２１の特性が充分に均一でないといけな
い。さらに、図５と同様に安定な電流を得るためには多
数ビーム発生装置１１４付近を高真空に保持したり、エ
ミッタを加熱する必要がある。

【００１１】本発明は上記問題に鑑み、露光時間を短く
でき、電子光学系ならびに陰極の構造および制御が簡単
な、可変矩形断面を持つ電子線を形成できる電子線形成
装置およびこれを用いた電子線描画装置を提供すること
を目的とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明の可変多角形断面
の電子線形成装置は、それぞれが、電子ビームを放出可
能にされている複数の微小冷陰極を具備する複数の第１
の電極と、微小冷陰極に対面する開口を有し、第１の電
極から電子ビームを放出させる複数の第２の電極と、冷
陰極アレイから放出される電子ビームを収束して電子線
を形成する収束レンズと、複数の第１の電極ならびに複
数の第２の電極群のうちからそれぞれ電圧を印加する電
極を適宜に選択し、冷陰極アレイの電子放出領域の形状
を変えることにより電子線の断面形状を変える電子線断
面形状制御手段とを有する。

【００１３】また、複数の前記微小冷陰極を備えた電子
放出素子形成領域から、電子光学系の中心軸に対して、
常に対称な矩形状電子放出領域を形成するのが好まし
い。

【００１４】さらに、前記第１の電極群および前記第２
の電極群が互いに交差するストライプ状に分割され、中
央のストライプを中心として線対称の位置にある２本の
ストライプが互いに接続されているか、前記第１の電極
群および前記第２の電極群が、前記冷陰極の互いに対角
にあるコーナに形成された矩形の電極とそれを囲む複数
のＬ字型の電極で構成されているのが好ましい。

【００１５】本発明の電子線描画装置は、上述の可変多
角形断面の電子線形成装置と、同装置から放出される電
子線を描画対象物上に偏向させる位置偏向器を有する。
また、前記位置偏向器が電子線を偏向させて描画対象物
を照射中に、電子線の偏向量を僅かに変動させるのが好
ましい。

【００１６】

【作用】電子線形成装置においては、電子線断面形状制
御手段が、複数の第１の電極ならびに複数の第２の電極
のうちから、それぞれ適宜な電極を選択し、それぞれ電
圧を印加するすることにより、選択された電極により所
望の冷陰極アレイの電子放出領域の形状を形成すること
ができる。電子ビームは所望の形成された冷陰極アレイ
の電子放出領域の微小冷陰極から、第２の電極に引かれ
加速され放出される。冷陰極アレイから放出された電子
ビームは、収束レンズにより、輪郭が冷陰極アレイの電
子放出領域に対応した所望の断面を有する電子線になる
ように収束される。また、電子線描画装置においては、
位置偏向器が、前記電子線形成装置から放出される電子
線を描画対象物上に偏向させ任意の描画を行なう。

【００１７】

【実施例】次に、本発明の実施例について図面を参照し
て説明する。図１は本発明の電子線描画装置の第１の実
施例を示す構成図、図２は図１の実施例に用いられてい
る冷陰極アレイの構造を示す斜視図、図３は図２の線Ａ
−Ａから見た拡大断面図である。

【００１８】電子銃１は、冷陰極アレイ２と電極３とで
構成され、収束レンズ４の収束作用とあわせて可変多角
形断面の可変成形ビーム５を作る。可変成形ビーム５は
縮小レンズ６で縮小され、成形ビームの縮小像７を得
る。さらに、投影レンズ８を通り、位置偏向器９で偏向
され、試料１０上の任意の位置に投射される。この投射
された可変多角形パターンが組み合わされて、描画パタ
ーン１１が形成される。これらの部材１〜１１は、全て
真空の外囲器の中に収められている。電子銃１から投影
レンズ８までが可変多角形の断面を有する電子線を形成
する可変多角形電子線形成装置を構成し、電子銃１から
描画パターン１１までが、前述の可変多角形電子線形成
装置を用いた可変多角形電子線描画装置を構成してい
る。

【００１９】図２，図３を参照すれば明らかなように、
絶縁基板２１の上には、Ｘ方向（図１参照）に延びるス
トライプ２２−１，〜，２２−５，２２−２’，〜，２
２−５’（総称してエミッタ電極２２と称する）と、絶
縁層２３と、Ｙ方向に延びるストライプ２４−１，〜，
２４−５，２４−２’，〜，２４−５’（総称してゲー
ト電極２４と称する）とが順次積層されている。すなわ
ち、エミッタ電極２２の複数のストライプと、ゲート電
極２４の複数のストライプとは互いに直角に交差してい
る。ゲート電極２４には開口３４が、絶縁層２３にはキ
ャビティ３３が中心位置を合わせるように形成されてい
る。キャビティ３３の中には、円錐形あるいは角錐形の
形状をしたエミッタ２６がエミッタ電極２２の上に形成
され、先端が開口３４の中心を向いている。また、エミ
ッタ２６の底部はエミッタ電極２２と電気的に接触して
いる。絶縁層２３の厚さおよびゲート電極２４の開口３
４の径は約１μｍで、エミッタ２６の高さも約１μｍで
ある。各１個のエミッタ２６と、キャビティ３３と、ゲ
ート電極２４の開口３４とで微小冷陰極が形成されてい
る。

【００２０】図２に示すようにゲート電極２４の中央の
ストライプ２４−１には端子Ｈ１から電圧が印加され、
ストライプ２４−１の両側のストライプ２４−２および
２４−２′には端子Ｈ２から電圧が印加され、同様にス
トライプ２４−２および２４−２′の外側のストライプ
２４−３および２４−３′には端子Ｈ３から電圧が印加
される。同様に、ストライプ２４−４〜２４−５には端
子Ｈ４〜５から電圧が印加される。同様に、エミッタ電
極２２にも端子Ｖ１〜Ｖ５から電圧が印加される。

【００２１】端子Ｈ１とＨ２の間には端子Ｈ２からＨ１
に向けて電流が流れるようにダイオード２７が接続さ
れ、同様に、端子Ｈ２からＨ５の間にもダイオード２７
が接続されている。同様に、端子Ｖ１とＶ２の間には端
子Ｖ１からＶ２に向けて電流が流れるようにダイオード
２７が接続され、同様に、端子Ｖ２からＶ５の間にもダ
イオード２７が接続されている。

【００２２】いま、端子Ｈ１に５０Ｖ、端子Ｖ１に−５
０Ｖの電圧を印加するとストライプ２２−１とストライ
プ２４−１とが交差する部分にはエミッタ２６とゲート
電極２４との間に１００Ｖの電圧が印加され、エミッタ
２６の先端から電子が放出される。ほかの部分では、エ
ミッタ２６とゲート電極２４の間の電圧は５０Ｖである
ので電子は放出されない。

【００２３】また、端子Ｈ２に５０Ｖ、端子Ｖ３に−５
０Ｖの電圧を印加すると、ストライプ２２−１、２２−
２、２２−２′、２２−３、２２−３′とストライプ２
４−１、２４−２、２４−２′とが交差する部分にはエ
ミッタ２６とゲート電極２４との間に１００Ｖの電圧が
印加されることとなり、エミッタ２６の先端から電子が
放出される。

【００２４】同様にして、端子Ｈ１からＨ５の間の端子
および端子Ｖ１からＶ５の間の端子にそれぞれ＋５０Ｖ
および−５０Ｖの電圧が印加されると、選ばれた端子の
接続された電極の内側で、ゲート電極２４とエミッタ電
極２２が交差する部分からは電子が放出される。このよ
うに、端子の間にダイオード２７を接続することによっ
て、任意の一つの電極を選択すればその内側の電極全て
に電圧が加わり、外部からの制御が極めて容易になる。

【００２５】したがって、端子Ｈ１からＨ５および端子
Ｖ１からＶ５の任意の端子を選択することによって、電
子放出領域を縦および横それぞれ５段階合計２５種類の
矩形パターンに設定することができる。さらに、常に、
端子Ｈ１、Ｖ１で選択した領域を中心に縦、横ともに対
称の領域を設定できるので、端子Ｈ１、Ｖ１で選択した
領域の中心を電子光学系の中心軸に一致させれば、位置
偏向器９の入力側までは常に軸対称の電子ビームが自動
的に形成される。このため、装置の制御が容易で、歪み
の小さいパターンが形成できる。

【００２６】電子を放出する部分は微細なエミッタ２６
の先端であり、隣のエミッタ２６との間には電子を放出
しない領域がある。さらに、ストライプの間のエミッタ
間隔はストライプ上のエミッタ間隔よりも広くなってい
る。微小冷陰極から放出される電子ビームは周辺部では
横方向の速度成分をもっているため、試料１０上では電
子ビームが照射される面積は広くなるが、連続性が途切
れる可能性がある。これを解決するためには、位置偏向
器９の偏向量を電子ビームの照射中に僅かに変動させる
方法がある。この方法は、位置偏向器９を駆動する信号
に微小信号を重畳させればよく、陰極構造を複雑にする
ことがない。

【００２７】なお、冷陰極アレイ２のゲート電極２４、
エミッタ電極２２の分割数は必ずしも９分割５段階パタ
ーンに限られず、描画方式に応じた数に設定すればよ
い。また、各ストライプの幅は必ずしも同一にする必要
はなく、たとえば中心のストライプ幅を他よりも広くす
ることも可能である。中心のストライプ（２２−１、２
４−１）のみほかのストライプ幅の２倍とすれば、エミ
ッション領域の変化量を常に一定にすることが出来る。

【００２８】また、図２および図３では簡単のために１
ストライプの幅方向に対応して２個のエミッタ２６を形
成するように示してあるが、この数に限定されるもので
なく、実際には、例えば１ストライプ幅当たり１０個〜
１００個のエミッタが形成されている。

【００２９】次に、本発明の電子線描画装置の第２の実
施例について図４を参照して説明する。本実施例は図１
の実施例の冷陰極アレイ２を図４に示すような冷陰極ア
レイ２０に置き換えたものである。なお、図４は本発明
の第２の実施例に用いられる冷陰極アレイ２０の構成を
示す。図４（ａ）から明らかなように、ゲート電極４４
は冷陰極アレイ２０のひとつのコーナに設けられたゲー
ト矩形電極４４−１と、ゲート矩形電極４４−１の隣接
する２辺に沿って設けられたＬ字形ストライプ４４−
２，〜，４４−５とから構成されている。ゲート矩形電
極４４−１には端子Ｇ１が接続され、Ｌ字形ストライプ
４４−２，〜，４４−５には端子Ｇ２，〜，Ｇ５が接続
されている。端子Ｇ１とＧ２の間には、端子Ｇ２からＧ
１に向けて電流が流れるようにダイオード２７が接続さ
れ、同様に、端子Ｇ２，〜，Ｇ５の各端子間にもダイオ
ード２７がそれぞれ接続されている。

【００３０】図４（ｂ）にはエミッタ電極４２のパター
ンを示すために、エミッタ電極４２を図４（ａ）の冷陰
極アレイ２０から抜き出して示している。エミッタ電極
４２には、ゲート電極４４の矩形電極４４−１と対角の
コーナに位置するエミッタ矩形電極４２−１と、エミッ
タ矩形電極４２−１の２辺に沿って設けられたＬ字形ス
トライプ４２−２，〜，４２−５とから構成されてい
る。エミッタ矩形電極４２−１には端子Ｅ１が接続さ
れ、Ｌ字形ストライプ４２−２，〜，４２−５には端子
Ｅ２，〜，Ｅ５が接続されている。端子Ｅ１とＥ２の間
には、端子Ｅ１からＥ２に向けて電流が流れるようにダ
イオード２７が接続され、同様に、端子Ｅ２，〜，Ｅ５
の各端子間にもダイオード２７がそれぞれ接続されてい
る。この構成により、冷陰極アレイの中心に対し対称な
矩形状電子放出領域が形成できる。

【００３１】なお、ダイオード２７は必須ではなく、制
御信号形式を変えることによってダイオード２７がなく
ても同様な制御が可能であることは明らかである。ま
た、本発明の実施例では電界放射冷陰極について説明し
たが、電界放射冷陰極ばかりでなく、ＭＩＭ陰極（ＭＯ
Ｓ陰極）、接合型冷陰極、表面伝導型冷陰極にも適用で
きる。

【００３２】なお、エミッタ電極２２やゲート電極２
４，４４等の形状を変えることによって、電子線の断面
を矩形に限らず平行四辺形や五角形並びに六角形等の多
角形に形成することが可能である。例えば、図２におい
て、エミッタ電極２２とゲート電極２４の交差する角度
を９０゜以外にすれば平行四辺形の断面となる。さら
に、図４において、角形電極４２−１，４４−１，Ｌ形
ストライプ４２−２，〜，４４−２，〜のパターンを角
のとれた形状にすれば、六角形断面を有する電子線を形
成することができる。

【００３３】図５から図１１に示す従来の技術と本発明
の技術を１００×１００の微小冷陰極、１０×１０のス
トライプを持つ冷陰極アレイによって比較する。図５に
示す従来技術でエミッタから１０μＡの電流を取り出し
たとして有効に利用できる矩形ビーム電流はたかだか５
μＡである。これに対して、本発明ではエミッタ当たり
０．１μＡ取り出したとしても放出電流は全て有効に利
用できるため全電流は１０００μＡとなり、２００倍の
電流が利用でき、処理の高速化が可能である。さらに、
エミッタ当たりの電流が少ないので、イオンの影響を受
けにくく、電流変動が小さく寿命が長い。また、図６、
７に示す従来技術においては外に取り出す端子数が１０
０００本で、同じく図８では２０本であるのに対し、本
発明では１０本でよく構造が著しく簡単になる。

【００３４】

【発明の効果】以上説明したように本発明の電子線形成
装置においては、電子線断面形状制御手段が、所望の冷
陰極アレイの電子放出領域の形状を形成し、例えば、矩
形あるいは多角形の電子放出領域の多数の微小冷陰極を
もとに、矩形あるいは多角形の断面を持つ電子ビームを
形成することにより、大きな電子ビーム電流が利用で
き、パターン形成時間が短縮できる。さらに、個々の微
小冷陰極からの放出電流変動があっても全体の電子ビー
ム電流の変動や矩形あるいは多角形内の電流密度分布の
変動はきわめて小さく抑えられるので、装置内の真空度
や個々の微小冷陰極特性のバラツキに関する条件が緩和
される。さらに、電子銃部の制御が簡単であり、電子銃
部ならびにその制御装置の構成をきわめて簡単にでき、
ひいては、電子線描画装置の構造を格段に簡略化でき
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の電子線描画装置の第１の実施例を示す
構成図である。

【図２】図１の実施例に用いられている冷陰極アレイの
構造を示す斜視図である。

【図３】図２の線Ａ−Ａから見た拡大断面図である。

【図４】（ａ）は本発明の第２の実施例に用いられる冷
陰極アレイの構成を示す斜視図である。（ｂ）は（ａ）
の冷陰極アレイからエミッタ電極を抜き出して示してい
る図である。

【図５】可変矩形成形ビームを用いた電子線描画装置の
従来例を示す構成図である。

【図６】多数ビーム方式の電子線描画装置の従来例を示
す構成図である。

【図７】（ａ）は図６の従来例に用いられている多数ビ
ーム発生装置を示す断面図である。（ｂ）は（ａ）の平
面図である。

【図８】電子線描画装置の従来例を示す構成図である。

【図９】図８で示されたの従来例に用いられている電界
放射型冷陰極を示す部分断面斜視図である。

【図１０】図９に示す電界放射型冷陰極を用いた平板型
画像表示装置の従来例を示す構成図である。

【図１１】電界放射冷陰極の従来例の構造を示す断面図
である。

【図１２】従来例である偏向手段を設けた電界放射冷陰
極アレイ

【符号の説明】

１電子銃２，２０冷陰極アレイ３電極４収束レンズ５可変成形ビーム６縮小レンズ７成形ビームの縮小像８投影レンズ９位置偏向器１０試料１１描画パターン２１絶縁基板２２エミッタ電極２２−１，〜，２２−５，２２−２’，〜，２２−５’
エミッタ電極を構成するストライプ２３絶縁層２４ゲート電極２４−１，〜，２４−５，２４−２’，〜，２４−５’
ゲート電極を構成するストライプ２６エミッタ２７ダイオード３３キャビティ３４開口４４−１角形電極４４−２，〜，４４−５Ｌ字形ストライプ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) H01J 37/06 - 37/077 H01J 37/30 - 37/317 H01J 1/30 H01L 21/027

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】それぞれが、電子ビームを放出可能にさ
れている複数の微小冷陰極を具備する複数の第１の電極
と、微小冷陰極に対面する開口を有し、第１の電極から電子
ビームを放出させる複数の第２の電極と、冷陰極アレイから放出される電子ビームを収束して電子
線を形成する収束レンズと、複数の第１の電極ならびに複数の第２の電極群のうちか
らそれぞれ電圧を印加する電極を適宜に選択し、冷陰極
アレイの電子放出領域の形状を変えることにより電子線
の断面形状を変える電子線断面形状制御手段とを有し、複数の前記微小冷陰極を備えた電子放出素子形成領域か
ら、電子光学系の中心軸に対して、常に対称な矩形状電
子放出領域を形成する可変多角形断面の電子線形成装
置。
【請求項２】それぞれが、電子ビームを放出可能にさ
れている複数の微小冷陰極を具備する複数の第１の電極
と、微小冷陰極に対面する開口を有し、第１の電極から電子
ビームを放出させる複数の第２の電極と、冷陰極アレイから放出される電子ビームを収束して電子
線を形成する収束レンズと、複数の第１の電極ならびに複数の第２の電極群のうちか
らそれぞれ電圧を印加する電極を適宜に選択し、冷陰極
アレイの電子放出領域の形状を変えることにより電子線
の断面形状を変える電子線断面形状制御手段とを有し、前記第１の電極群および前記第２の電極群が互いに交差
するストライプ状に分割され、中央のストライプを中心
として線対称の位置にある２本のストライプが互いに接
続されている可変多角形断面の電子線形成装置。
【請求項３】それぞれが、電子ビームを放出可能にさ
れている複数の微小冷陰極を具備する複数の第１の電極
と、微小冷陰極に対面する開口を有し、第１の電極から電子
ビームを放出させる複数の第２の電極と、冷陰極アレイから放出される電子ビームを収束して電子
線を形成する収束レンズと、複数の第１の電極ならびに複数の第２の電極群のうちか
らそれぞれ電圧を印加する電極を適宜に選択し、冷陰極
アレイの電子放出領域の形状を変えることにより電子線
の断面形状を変える電子線断面形状制御手段とを有し、前記第１の電極群および前記第２の電極群が、前記冷陰
極の互いに対角にあるコーナに形成された矩形の電極と
それを囲む複数のＬ字型の電極で構成されている可変多
角形断面の電子線形成装置。
【請求項４】請求項１から３のいずれか一つの可変多
角形断面の電子線形成装置から放出される電子線を描画
対象物上に偏向させる位置偏向器を前記電子線形成装置
に配設した電子線描画装置。