JPH0234415B2 - - Google Patents
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- JPH0234415B2 JPH0234415B2 JP57182251A JP18225182A JPH0234415B2 JP H0234415 B2 JPH0234415 B2 JP H0234415B2 JP 57182251 A JP57182251 A JP 57182251A JP 18225182 A JP18225182 A JP 18225182A JP H0234415 B2 JPH0234415 B2 JP H0234415B2
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- JP
- Japan
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- cathode
- electron beam
- electrode
- auxiliary electrode
- beam generator
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- 238000010894 electron beam technology Methods 0.000 claims abstract description 25
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims description 5
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 2
- 230000005684 electric field Effects 0.000 description 1
- 238000001493 electron microscopy Methods 0.000 description 1
- 238000000609 electron-beam lithography Methods 0.000 description 1
- 238000001459 lithography Methods 0.000 description 1
- 239000012528 membrane Substances 0.000 description 1
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 1
- 239000013589 supplement Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- 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
- H01J37/24—Circuit arrangements not adapted to a particular application of the tube and not otherwise provided for
- H01J37/243—Beam current control or regulation circuits
-
- 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, ion-optical arrangement
- H01J37/06—Electron sources; Electron guns
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Electron Sources, Ion Sources (AREA)
- Electron Beam Exposure (AREA)
- Disintegrating Or Milling (AREA)
- Analysing Materials By The Use Of Radiation (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
技術分野
本発明は、加熱カソード、補助電極および開孔
アノードを有し、かつ定常的に電子ビームを発生
する装置に関する。
アノードを有し、かつ定常的に電子ビームを発生
する装置に関する。
技術水準
ウエーネルト円筒とも呼ばれる補助電極を用い
てビーム電流の制御を行なうビーム発生器は、既
に公知である。材料加工、電子顕微鏡、あるいは
電子ビーム・リトグライーのような各種の分野
で、高い定常性を有する電子ビームが求められて
いる。しかし実際には、この要求は十分満たされ
てはいない。例えば、特許協力条約に基づく国際
出願、出願番号PCT／DE／80／00086には、加
熱カソード、開孔アノード、およびカソードとし
て負電位に接続されている補助電極を有する電子
ビーム発生装置が提案されている。この装置で
は、カソードの活性面の寸法、およびカソード温
度を一定に保つためのカソード加熱の制御とによ
つてビーム電流が定められる。そのようにして、
ビーム電流を一定に保つことができる。しかし、
特に始動時に発生する熱ドリフトのために、ビー
ム円錘の開き角に変化が生ずる。なぜなら、装置
を加熱するためにカソード・アノード間の間隔が
変わり、そのため加速電界の形が変化するからで
ある。この変化は、障害として目に見えるほど大
きい。
てビーム電流の制御を行なうビーム発生器は、既
に公知である。材料加工、電子顕微鏡、あるいは
電子ビーム・リトグライーのような各種の分野
で、高い定常性を有する電子ビームが求められて
いる。しかし実際には、この要求は十分満たされ
てはいない。例えば、特許協力条約に基づく国際
出願、出願番号PCT／DE／80／00086には、加
熱カソード、開孔アノード、およびカソードとし
て負電位に接続されている補助電極を有する電子
ビーム発生装置が提案されている。この装置で
は、カソードの活性面の寸法、およびカソード温
度を一定に保つためのカソード加熱の制御とによ
つてビーム電流が定められる。そのようにして、
ビーム電流を一定に保つことができる。しかし、
特に始動時に発生する熱ドリフトのために、ビー
ム円錘の開き角に変化が生ずる。なぜなら、装置
を加熱するためにカソード・アノード間の間隔が
変わり、そのため加速電界の形が変化するからで
ある。この変化は、障害として目に見えるほど大
きい。
発明の開示
本発明の基本的課題は、ビーム源の大きさ、ビ
ーム円錘の開き角、およびビーム電流が一定なビ
ームを発生することができる電子ビーム発生器を
提供することである。
ーム円錘の開き角、およびビーム電流が一定なビ
ームを発生することができる電子ビーム発生器を
提供することである。
本発明によればこの課題は次のようにして解決
される。すなわち、ビームを囲繞し、かつ測定抵
抗と接続された測定隔板電極を、補助電極のカソ
ードとは反対の側に設け、この隔板電極によつて
ビーム電流の補助電極から影響を受ける部分を取
出すようにする。また測定抵抗を実際値発生器と
して、基準電圧と接続された調整器と接続し、さ
らに、隔板電極により取出されるビーム電流を一
定に保つように、調整器の出力側を補助電極と接
続するのである。この場合、測定隔板電極の位置
に応じて、この隔板電極が電子ビーム発生装置の
ゼロ電位とは異なる電位にあると有利である。ま
た、有利な実施例では、測定隔板電極がフアラデ
ー遮蔽体として構成される。別の有利な実施例で
は、装置のアノードが測定隔板電極として構成さ
れる。
される。すなわち、ビームを囲繞し、かつ測定抵
抗と接続された測定隔板電極を、補助電極のカソ
ードとは反対の側に設け、この隔板電極によつて
ビーム電流の補助電極から影響を受ける部分を取
出すようにする。また測定抵抗を実際値発生器と
して、基準電圧と接続された調整器と接続し、さ
らに、隔板電極により取出されるビーム電流を一
定に保つように、調整器の出力側を補助電極と接
続するのである。この場合、測定隔板電極の位置
に応じて、この隔板電極が電子ビーム発生装置の
ゼロ電位とは異なる電位にあると有利である。ま
た、有利な実施例では、測定隔板電極がフアラデ
ー遮蔽体として構成される。別の有利な実施例で
は、装置のアノードが測定隔板電極として構成さ
れる。
実施例の説明
第１図は本発明によるビーム発生装置の原理的
な構造を示している。つまり、加熱カソードＫ、
補助電極Ｗ、カソード表面から出た電子ビームＥ
を囲繞する測定隔板電極Ｍを示している。測定隔
板電極Ｍは、測定抵抗RMを介して一定の電位、
例えば接地電位と接続されており、また、開孔Ｂ
よりも大きいビーム電流の部分を補促するように
構成されている。また、隔板電極Ｍの出力を一定
に保つために、隔板電極の前のカソード側の空間
はフアラデー遮蔽体FKによつて囲まれている。
この装置では、隔板電極Ｍ自体をアノードとして
もよいし、あるいはビーム方向に見て隔板電極の
前または後にアノードを設けてもよい。電子ビー
ムがビーム縁E1，E2で示すような幅に集束され
る場合、ビームは妨害を受けずに隔板電極の開孔
Ｂを通り抜ける。ビーム縁E5，E4で示すように
ビームの幅がもつと拡がると、ビームは隔板電極
Ｍの内壁に当たるようになる。そのために、測定
抵抗RMを介して基準電位へ電流が流れる。
な構造を示している。つまり、加熱カソードＫ、
補助電極Ｗ、カソード表面から出た電子ビームＥ
を囲繞する測定隔板電極Ｍを示している。測定隔
板電極Ｍは、測定抵抗RMを介して一定の電位、
例えば接地電位と接続されており、また、開孔Ｂ
よりも大きいビーム電流の部分を補促するように
構成されている。また、隔板電極Ｍの出力を一定
に保つために、隔板電極の前のカソード側の空間
はフアラデー遮蔽体FKによつて囲まれている。
この装置では、隔板電極Ｍ自体をアノードとして
もよいし、あるいはビーム方向に見て隔板電極の
前または後にアノードを設けてもよい。電子ビー
ムがビーム縁E1，E2で示すような幅に集束され
る場合、ビームは妨害を受けずに隔板電極の開孔
Ｂを通り抜ける。ビーム縁E5，E4で示すように
ビームの幅がもつと拡がると、ビームは隔板電極
Ｍの内壁に当たるようになる。そのために、測定
抵抗RMを介して基準電位へ電流が流れる。
この場合、測定隔板電極Ｍが、電子ビーム発生
装置のゼロ電位と異なる電位にあると有利であ
る。
装置のゼロ電位と異なる電位にあると有利であ
る。
経験によれば、特に始動時に発生する熱ドリフ
トのために、カソードとアノードとの間隔が変化
する。この場合、補助電極Ｗ（ウエーネルト円筒
とも呼ばれる）に印加される電圧を一定に調整し
ておくと、ビームの形状が変わつてしまう。その
時、隔板電極Ｍと本発明によつて設けられた調整
装置とがなければ、ビームの強度まで変化する。
トのために、カソードとアノードとの間隔が変化
する。この場合、補助電極Ｗ（ウエーネルト円筒
とも呼ばれる）に印加される電圧を一定に調整し
ておくと、ビームの形状が変わつてしまう。その
時、隔板電極Ｍと本発明によつて設けられた調整
装置とがなければ、ビームの強度まで変化する。
第２図は制御回路の実施例を示している。測定
抵抗RMに生じた漏れ電流は、基準電圧Urefと接
続された電圧調整器Ｒに供給される。この漏れ電
流は測定抵抗RMでUistだけ電圧降下する。電圧調
整器Ｒの出力側は制御装置Ｓとも接続されてい
る。制御装置Ｓは補助電極Ｗに制御電圧を供給す
る。この制御電圧により測定抵抗RMに現れる電
圧を一定に保つことができる。
抵抗RMに生じた漏れ電流は、基準電圧Urefと接
続された電圧調整器Ｒに供給される。この漏れ電
流は測定抵抗RMでUistだけ電圧降下する。電圧調
整器Ｒの出力側は制御装置Ｓとも接続されてい
る。制御装置Ｓは補助電極Ｗに制御電圧を供給す
る。この制御電圧により測定抵抗RMに現れる電
圧を一定に保つことができる。
上述のようにして得られた成果は、特許協力条
約に基づく国際出願、出願番号PCT／DE／80／
00086による電子ビーム発生器を使用することに
より、さらに改善することができる。つまり、こ
のビーム発生器では、カソード温度の制御と、活
性カソード表面の寸法とによつて、全放出電流を
一定に保つのだが、本発明の構成を組合わせて使
用すれば、必要とされる高い定常性を有するビー
ム発生器をつくることができる。
約に基づく国際出願、出願番号PCT／DE／80／
00086による電子ビーム発生器を使用することに
より、さらに改善することができる。つまり、こ
のビーム発生器では、カソード温度の制御と、活
性カソード表面の寸法とによつて、全放出電流を
一定に保つのだが、本発明の構成を組合わせて使
用すれば、必要とされる高い定常性を有するビー
ム発生器をつくることができる。
応用産業分野
本発明は、電子ビームを用いた材料加工の分野
に使用すると有利である。なぜならこの分野では
電子ビームに高い定常性が要求されるからであ
る。特別な応用分野としては、電子ビームによる
版面の製作が挙げられる。この場合、電子ビーム
を用いて、版面の表面にインクセルが彫刻され
る。本発明はまた、電子顕微鏡や、高精度が要求
される半導体素子を製作するための電子ビーム・
リトグラフイーに使用することができる。
に使用すると有利である。なぜならこの分野では
電子ビームに高い定常性が要求されるからであ
る。特別な応用分野としては、電子ビームによる
版面の製作が挙げられる。この場合、電子ビーム
を用いて、版面の表面にインクセルが彫刻され
る。本発明はまた、電子顕微鏡や、高精度が要求
される半導体素子を製作するための電子ビーム・
リトグラフイーに使用することができる。
第１図は本発明による電子ビーム発生装置にお
ける電極配置の１例を示す概略図、第２図は本発
明を実施するための回路の原理的な回路略図であ
る。 Ｋ……カソード、Ｗ……補助電極、FK……フ
アラデー遮蔽体、Ｍ……測定隔板電極、Ｂ……開
孔、Ｅ……電子ビーム、E1〜E4……電子ビーム
の縁、RM……測定抵抗、Ｒ……電圧調整器、Ｓ
……制御装置、Uref……基準電圧、Uist……降下
電圧。
ける電極配置の１例を示す概略図、第２図は本発
明を実施するための回路の原理的な回路略図であ
る。 Ｋ……カソード、Ｗ……補助電極、FK……フ
アラデー遮蔽体、Ｍ……測定隔板電極、Ｂ……開
孔、Ｅ……電子ビーム、E1〜E4……電子ビーム
の縁、RM……測定抵抗、Ｒ……電圧調整器、Ｓ
……制御装置、Uref……基準電圧、Uist……降下
電圧。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 加熱カソード、補助電極、および開孔アノー
ドを有し、ビーム電流とビームの形とが一定であ
る電子ビーム発生装置において、ビームＥを囲繞
しかつ測定抵抗RMと接続された測定隔板電極Ｍ
が、補助電極ＷのカソードＫと反対の側に設けら
れ、該測定隔板電極Ｍによつて、補助電極Ｗの影
響を受けるビーム電流の一部が取出され、また測
定抵抗RMが実際値発生装置として、基準電圧
Urefと接続された電圧調整器Ｒと接続され、さら
に該電圧調整器Ｒの出力側が制御装置Ｓと接続さ
れ、該制御装置Ｓの出力側が補助電極Ｗと接続さ
れていることを特徴とする電子ビーム発生装置。 ２ 測定隔板電極Ｍがフアラデー遮蔽体FKとし
て構成された特許請求の範囲第１項記載の電子ビ
ーム発生装置。 ３ 測定隔板電極Ｍが、電子ビーム発生装置のゼ
ロ電位とは異なる電位にある特許請求の範囲第１
項または第２項記載の電子ビーム発生装置。 ４ アノードが測定隔板電極Ｍとして構成された
特許請求の範囲第１項〜第３項のいずれかに記載
の電子ビーム発生装置。 ５ カソードの活性面の寸法と、カソードを一定
の温度に保つためのカソード加熱の制御とによつ
て、ビーム電流を定めるようにした特許請求の範
囲第１項〜第４項のいずれかに記載の電子ビーム
発生装置。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| EP81108624A EP0077417B1 (de) | 1981-10-21 | 1981-10-21 | Hochkonstanter Strahlerzeuger für geladene Teilchen |
| EP81108624.8 | 1981-10-21 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5878354A JPS5878354A (ja) | 1983-05-11 |
| JPH0234415B2 true JPH0234415B2 (ja) | 1990-08-03 |
Family
ID=8187967
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57182251A Granted JPS5878354A (ja) | 1981-10-21 | 1982-10-19 | 電子ビ−ム発生装置 |
Country Status (7)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4467205A (ja) |
| EP (1) | EP0077417B1 (ja) |
| JP (1) | JPS5878354A (ja) |
| AT (1) | ATE24794T1 (ja) |
| BR (1) | BR8206202A (ja) |
| DE (1) | DE3175821D1 (ja) |
| DK (1) | DK464882A (ja) |
Families Citing this family (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE3407050A1 (de) * | 1984-02-27 | 1985-09-05 | Siemens AG, 1000 Berlin und 8000 München | Korpuskelbeschleunigende elektrode |
| DE3938221A1 (de) * | 1989-11-17 | 1991-05-23 | Messer Griesheim Gmbh | Verfahren zum schutz einer blende beim erzeugen von elektronenstrahlimpulsen |
| US5302881A (en) * | 1992-06-08 | 1994-04-12 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Air Force | High energy cathode device with elongated operating cycle time |
| GB2313703B (en) | 1996-06-01 | 2001-03-21 | Ibm | Current sensing in vacuum electron devices |
| DE19634304A1 (de) * | 1996-08-24 | 1998-02-26 | Mak System Gmbh | Verfahren und Vorrichtung zur Erzeugung von Elektronenstrahlen |
| US6392355B1 (en) | 2000-04-25 | 2002-05-21 | Mcnc | Closed-loop cold cathode current regulator |
| US6847164B2 (en) * | 2002-12-10 | 2005-01-25 | Applied Matrials, Inc. | Current-stabilizing illumination of photocathode electron beam source |
| JP4113032B2 (ja) * | 2003-04-21 | 2008-07-02 | キヤノン株式会社 | 電子銃及び電子ビーム露光装置 |
| US9535100B2 (en) | 2012-05-14 | 2017-01-03 | Bwxt Nuclear Operations Group, Inc. | Beam imaging sensor and method for using same |
| US9383460B2 (en) | 2012-05-14 | 2016-07-05 | Bwxt Nuclear Operations Group, Inc. | Beam imaging sensor |
| WO2022263153A1 (en) * | 2021-06-18 | 2022-12-22 | Asml Netherlands B.V. | System and method for adjusting beam current using a feedback loop in charged particle systems |
Family Cites Families (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE1959901C3 (de) * | 1969-11-28 | 1978-11-30 | Steigerwald Strahltechnik Gmbh, 8000 Muenchen | Verfahren und Vorrichtung zur Qualitätskontrolle von mittels eines steuerbaren Elektronenstrahls serienweise hergestellten Durchbrochen und/oder Ausnehmungen |
| DE2153695C3 (de) * | 1971-10-28 | 1974-05-22 | Steigerwald Strahltechnik Gmbh, 8000 Muenchen | Verfahren und Einrichtung zur Regelung des Strahlstroms in technischen Ladungsträgerstrahlgeräten, insb. Elektronenstrahl-Materialbearbeitungsmaschinen |
| US3887784A (en) * | 1971-12-27 | 1975-06-03 | Commissariat Energie Atomique | Welding guns |
| IT988681B (it) * | 1972-07-03 | 1975-04-30 | Ibm | Sistema di controllo per dispo sitivi emettitori di elettroni |
| US4058730A (en) * | 1974-09-12 | 1977-11-15 | Siemens Aktiengesellschaft | Irradiating device with an electronic accelerator |
| US3937966A (en) * | 1975-02-19 | 1976-02-10 | The United States Of America As Represented By The United States Energy Research And Development Administration | Accelerator beam profile analyzer |
| NL182924C (nl) * | 1978-05-12 | 1988-06-01 | Philips Nv | Inrichting voor het implanteren van ionen in een trefplaat. |
| US4309589A (en) * | 1978-07-25 | 1982-01-05 | National Research Institute For Metals | Method and apparatus for electron beam welding |
-
1981
- 1981-10-21 DE DE8181108624T patent/DE3175821D1/de not_active Expired
- 1981-10-21 EP EP81108624A patent/EP0077417B1/de not_active Expired
- 1981-10-21 AT AT81108624T patent/ATE24794T1/de active
-
1982
- 1982-09-28 US US06/425,311 patent/US4467205A/en not_active Expired - Lifetime
- 1982-10-19 JP JP57182251A patent/JPS5878354A/ja active Granted
- 1982-10-20 DK DK464882A patent/DK464882A/da not_active Application Discontinuation
- 1982-10-21 BR BR8206202A patent/BR8206202A/pt unknown
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| BR8206202A (pt) | 1983-09-20 |
| EP0077417A1 (de) | 1983-04-27 |
| EP0077417B1 (de) | 1987-01-07 |
| DE3175821D1 (en) | 1987-02-12 |
| US4467205A (en) | 1984-08-21 |
| JPS5878354A (ja) | 1983-05-11 |
| DK464882A (da) | 1983-04-22 |
| ATE24794T1 (de) | 1987-01-15 |
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