JP6590811B2 - 陰極構成体、電子銃、及びこのような電子銃を有するリソグラフィシステム - Google Patents
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Description
長手方向に電子を放出するための、放出周縁で境界が定められた放出表面を収容している陰極本体と、
横断方向に陰極本体を少なくとも部分的に囲み、動作中に放出表面によって放出された電子を集束させるために放出表面の近くに電子透過アパーチャを有する集束電極とを具備し、アパーチャは、アパーチャ周縁で境界が定められている。
出願当初の特許請求の範囲に記載された発明を以下に付記する。
[1]長手方向(Z)に電子を放出するための、放出周縁(35)で境界が定められた放出表面(32)を収容している陰極本体(22)と、横断方向(X、Y)に前記陰極本体を少なくとも部分的に囲み、前記放出表面によって放出された前記電子を集束させるための、アパーチャ周縁(45)で境界が定められた電子透過アパーチャ(44)を有する集束電極(40)とを具備し、前記陰極本体は、アライメントされた位置(R0)から最大横断距離(d1)を超えて前記集束電極内に移動可能に配置され、前記アパーチャ周縁は、前記最大横断距離(d1)を超えるオーバーラップ距離(d2)にわたって、前記放出周縁を超えて前記放出表面の上に横断方向に延びている陰極構成体(20)。
[2]前記オーバーラップ距離(d2)は、10マイクロメートルないし100マイクロメートルの範囲にあり、好ましくは、50マイクロメートルに等しい[1]に記載の構成体(20)。
[3]前記アパーチャ周縁(45)及び前記放出周縁(35)は、同様に成形されており、好ましくは、円形である[1]又は[2]に記載の構成体(20)。
[4]前記集束電極(40)は、前記放出表面(32)に面している内側電極表面(46)を有し、3つのスペーシング要素(48)が、前記集束電極と前記放出部分との間にスペーシングを設けるために配置されている[1]ないし[3]のいずれか1に記載の構成体(20)。
[5]支持構造(62)をさらに具備し、前記支持構造には、前記集束電極(40)と前記陰極本体(22)との少なくとも一方を前記支持構造に対して制限するための制限構成体(64)が設けられている[1]ないし[4]のいずれか1に記載の構成体。
[6]前記制限構成体は、各々が陰極構成体の表面領域に面しているエンドストップ(65a、65b)を有する[5]に記載の構成体。
[7]前記陰極本体は、電子を放出するための放出表面(32)が設けられた放出部分(30)と、加熱されたとき、前記放出部分に向かって拡散して前記放出表面から第1の蒸発速度(Φc)で発せられる仕事関数低下粒子(70)を放出する材料を保持するためのリザーバー(38)とを有する熱電子陰極を収容している[1]ないし[6]のいずれか1に記載の構成体。
[8]前記集束電極(40)は、前記放出表面から放出された前記電子を集束させるための集束表面(42)を有し、調節可能な熱源が、前記集束表面上への仕事関数低下粒子の蓄積が防止される温度(Te)に前記集束表面を保つように構成されている[7]に記載の構成体。
[9]前記集束電極(40)は、さらに、前記陰極本体(22)の少なくとも一部分に面し、使用中に前記陰極本体によって放出された熱放射(Q)を受け取るように配置された熱捕集表面(52)を有し、前記熱捕集表面は、前記集束表面(42)と熱伝達をする[8]に記載の構成体。
[10]前記調節可能な熱源は、前記陰極本体を加熱するように構成され、好ましくは、前記集束表面(42)は、前記陰極本体(22)からの熱放射を介して主に加熱される[9]に記載の構成体。
[11]前記集束電極(40)は、前記陰極本体(22)を少なくとも部分的に囲んでいるシェル(54)を有し、前記シェルには、内側表面が設けられ、前記内側表面又は少なくともその一部分が前記熱捕集表面(52)を形成している[9]又は[10]に記載の構成体。
[12]半径方向の隙間(58)が、前記熱捕集表面(52)と前記陰極本体(22)の外表面(36)との間に規定されている[9]ないし[11]のいずれか1に記載の構成体。
[13]前記仕事関数低下粒子(70)は、バリウム(Ba)を含む[8]ないし[12]のいずれか1に記載の構成体。
[14]前記調整可能な熱源(50)は、900Kを上回る前記集束表面温度(Te)を保つように構成されている[13]に記載の構成体。
[15]前記調整可能な熱源(50)は、さらに、1300Kを下回る前記集束表面温度を保つように構成されている[13]又は[14]に記載の構成体。
[16]前記集束表面(42)には、電子放出を抑制するためのコーティングが設けられている[8]ないし[15]のいずれか1に記載の構成体。
[17]前記調節可能な熱源(50)は、前記仕事関数低下粒子(70)が前記放出部分(30)に向かって拡散して前記放出表面(32)から第1の蒸発速度(Φc)で発せられるように、前記リザーバー(38)を加熱するように配置されている[8]ないし[16]のいずれか1に記載の構成体。
[18]前記調節可能な熱源は、ヒーター陰極(50)を有する[8]ないし[17]のいずれか1に記載の構成体。
[19]前記調整可能な熱源(50)は、前記陰極本体(22)内に、又は前記陰極本体によって形成されたレセプタクル(25)内に配置されている[8]ないし[17]のいずれか1に記載の構成体。
[20]前記調整可能な熱源は、前記集束電極を直接的に加熱するように配置されている[8]又は[13]ないし[16]のいずれか1に記載の構成体。
[21]電子ビーム(4)を生成するための電子銃(2)であって、複数の電子を生成するための、[1]ないし[20]のいずれか1に記載の陰極構成体(20)と、前記生成された電子を前記電子ビームに成形するための少なくとも1つの成形電極(6a−6c)とを具備する電子銃。
[22]アライメントされた電極アセンブリ(12)を形成している少なくとも2つの成形電極(6a−6c)を具備し、前記成形電極は、各々、成形アパーチャ(10a−10c)が設けられた導電性本体を有し、前記成形アパーチャは、同軸にアライメントされている[21]に記載の電子銃。
[23]少なくとも1つの電子ビームレット(5)を使用してターゲット(18)を露光するための電子ビームリソグラフィシステム(1)であって、このシステムは、少なくとも1つの電子ビームレットを生成するためのビームレット生成器(2、12、13)と、少なくとも1つの変調されたビームレットを形成するために少なくとも1つの電子ビームレットをパターニングするためのビームレット変調器(14、15)と、少なくとも1つの変調されたビームレットをターゲットの表面上に投影するためのビームレット投影器(16、17)とを有し、前記ビームレット生成器は、[22]又は[23]に記載の電子銃(2)を有する電子ビームリソグラフィシステム(1)。
Claims (11)
- 長手方向(Z)に電子を放出するための、放出周縁(35)で境界が定められた放出表面(32)を収容している陰極本体(22)と、
横断方向(X、Y)に前記陰極本体を少なくとも部分的に囲み、前記放出表面によって放出された前記電子を集束させるための、アパーチャ周縁(45)で境界が定められた電子透過アパーチャ(44)を有する集束電極(40)とを具備し、
前記陰極本体は、前記陰極本体と前記集束電極との間に環状間隙(d1)を備えるように配置され、
前記陰極本体は、前記長手方向(Z)に沿った軸に対応する同軸にアライメントされた位置(R0)から前記環状間隙(d1)内で、前記集束電極に対して移動可能に配置されており、
前記電子透過アパーチャは、前記アパーチャ周縁が、前記環状間隙(d1)を超えるオーバーラップ距離(d2)にわたって、前記放出周縁を超えて前記放出表面の上に横断方向に延びているように、前記放出表面よりも小さい、陰極構成体(20)。 - 前記集束電極は、前記陰極本体の外表面に面している内側表面を備えた円筒形シェル(54)を有し、前記円筒形シェルには、前記円筒形シェルの前記内側表面と前記陰極本体との間に前記環状間隙を設けるために、半径方向スペーサ又はタブ(59)が設けられており、及び/又は前記集束電極はピアス電極である、請求項1に記載の陰極構成体(20)。
- 前記オーバーラップ距離(d2)は、10マイクロメートルないし100マイクロメートルの範囲にある、請求項1又は2に記載の陰極構成体(20)。
- 前記アパーチャ周縁(45)及び前記放出周縁(35)は、準同形に成形されている、請求項1ないし3のいずれか1に記載の陰極構成体(20)。
- 前記集束電極(40)は、前記放出表面(32)に面している内側電極表面(46)を有し、スペーシング要素(48)が、前記集束電極と前記放出表面との間にスペーシングを設けるために配置されている、請求項1ないし4のいずれか1に記載の陰極構成体(20)。
- 使用中に意図された方向に配置されたとき、前記陰極本体は、重力によって前記スペーシング要素(48)に載っている、請求項5に記載の陰極構成体(20)。
- 支持構造(62)をさらに具備し、前記支持構造には、前記集束電極(40)と前記陰極本体(22)との少なくとも一方を前記支持構造に対して制限するための制限構成体(65)が設けられている、請求項1ないし6のいずれか1項に記載の陰極構成体。
- 前記制限構成体は、各々が前記陰極本体と前記集束電極との少なくとも一方の表面領域に面しているエンドストップ(65a、65b)を有し、前記エンドストップと前記表面領域との間に間隙が配置されている、請求項7に記載の陰極構成体。
- 電子ビーム(4)を生成するための電子銃(2)であって、
複数の電子を生成するための、請求項1ないし8のいずれか1項に記載の陰極構成体(20)と、
前記生成された電子を前記電子ビームに成形するための少なくとも1つの成形電極(6a−6c)とを具備する、電子銃。 - アライメントされた電極アセンブリ(12)を形成している少なくとも2つの成形電極(6a−6c)を具備し、
前記成形電極は、各々、成形アパーチャ(10a−10c)が設けられた導電性本体を有し、前記成形アパーチャは、同軸にアライメントされている、請求項9に記載の電子銃。 - 少なくとも1つの電子ビームレット(5)を使用してターゲット(18)を露光するための電子ビームリソグラフィシステム(1)であって、このシステムは、
少なくとも1つの電子ビームレットを生成するためのビームレット生成器(2、12、13)と、
少なくとも1つの変調されたビームレットを形成するために少なくとも1つの電子ビームレットをパターニングするためのビームレット変調器(14、15)と、
少なくとも1つの変調されたビームレットをターゲットの表面上に投影するためのビームレット投影器(16、17)とを有し、
前記ビームレット生成器は、請求項9又は10に記載の電子銃(2)を有する、電子ビームリソグラフィシステム(1)。
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