JPH07249391A - 電子ビーム装置 - Google Patents
電子ビーム装置Info
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- JPH07249391A JPH07249391A JP3803394A JP3803394A JPH07249391A JP H07249391 A JPH07249391 A JP H07249391A JP 3803394 A JP3803394 A JP 3803394A JP 3803394 A JP3803394 A JP 3803394A JP H07249391 A JPH07249391 A JP H07249391A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 電子ビーム装置に関し、電子の方向が補正で
き、加速電極等からの脱ガスができ、陽イオンを収集で
きる電子ビーム装置を提供する。 【構成】 電子を放出するエミッタ１1 と、エミッタ１
1 から電子を引き出すための電子引き出し電極２と、エ
ミッタ１1 から引き出された電子を加速するための加速
電極７を有する電子ビーム装置において、エミッタ１1
もしくは電子引き出し電極２の周辺にエミッタ１1 と同
電位または低電位のイオン収集電極４1 ，４3 を配設
し、加速された電子によって発生する在留ガスの陽イオ
ンをイオン収集電極４1 ，４3 に収集することによっ
て、残留ガスの陽イオンがエミッタ１1に衝突して損傷
を与えたり、エミッタ１1 の表面に吸着されて電子放出
が不安定になるのを防ぐ。また、エミッタもしくは電子
引き出し電極の周辺に、偏向電極を配設して電子ビーム
の方向を補正する。また、エミッタの周辺に脱ガス用エ
ミッタを配設して加速電極等に電子を照射して脱ガスを
行う。
き、加速電極等からの脱ガスができ、陽イオンを収集で
きる電子ビーム装置を提供する。 【構成】 電子を放出するエミッタ１1 と、エミッタ１
1 から電子を引き出すための電子引き出し電極２と、エ
ミッタ１1 から引き出された電子を加速するための加速
電極７を有する電子ビーム装置において、エミッタ１1
もしくは電子引き出し電極２の周辺にエミッタ１1 と同
電位または低電位のイオン収集電極４1 ，４3 を配設
し、加速された電子によって発生する在留ガスの陽イオ
ンをイオン収集電極４1 ，４3 に収集することによっ
て、残留ガスの陽イオンがエミッタ１1に衝突して損傷
を与えたり、エミッタ１1 の表面に吸着されて電子放出
が不安定になるのを防ぐ。また、エミッタもしくは電子
引き出し電極の周辺に、偏向電極を配設して電子ビーム
の方向を補正する。また、エミッタの周辺に脱ガス用エ
ミッタを配設して加速電極等に電子を照射して脱ガスを
行う。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、電子顕微鏡、電子ビー
ム露光装置、電子ビーム検査装置等に用いられる電子ビ
ーム装置に関する。
ム露光装置、電子ビーム検査装置等に用いられる電子ビ
ーム装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】図６は、従来の電子ビーム装置の構成説
明図である。この図において、１１はエミッタ、１２は
電子引き出し電極、１３は加速電極、１４1 ，１４2 ，
１４3 は収束静電レンズ、１５1 ，１５2 ，１５3 ，１
５4，１５5 は絶縁膜である。
明図である。この図において、１１はエミッタ、１２は
電子引き出し電極、１３は加速電極、１４1 ，１４2 ，
１４3 は収束静電レンズ、１５1 ，１５2 ，１５3 ，１
５4，１５5 は絶縁膜である。
【０００３】電子顕微鏡、電子ビーム露光装置、電子ビ
ーム検査装置等に用いられる従来の電界放出型の電子ビ
ーム装置は、電子を発生するエミッタ１１と、エミッタ
から電子を引き出すための電子引き出し電極（ゲート電
極）１２と、引き出された電子を加速するための加速電
極１３と、電子ビームを収束するためのアパーチャを有
する電極からなる収束静電レンズ１４1 ，１４2 ，１４
3 と、これらの電極の間を絶縁する絶縁膜１５1 ，１５
2 ，１５3 ，１５4 ，１５5 によって構成されている。
ーム検査装置等に用いられる従来の電界放出型の電子ビ
ーム装置は、電子を発生するエミッタ１１と、エミッタ
から電子を引き出すための電子引き出し電極（ゲート電
極）１２と、引き出された電子を加速するための加速電
極１３と、電子ビームを収束するためのアパーチャを有
する電極からなる収束静電レンズ１４1 ，１４2 ，１４
3 と、これらの電極の間を絶縁する絶縁膜１５1 ，１５
2 ，１５3 ，１５4 ，１５5 によって構成されている。
【０００４】この電子ビーム装置を電子顕微鏡、電子ビ
ーム露光装置、電子ビーム検査装置等に用いる場合は、
装置によって異なるが、加速、収束された電子ビームを
偏向するための偏向電極と、電子ビームがターゲットに
照射された際に発生する反射電子もしくは２次電子等を
検出するための検出器等が付加される。
ーム露光装置、電子ビーム検査装置等に用いる場合は、
装置によって異なるが、加速、収束された電子ビームを
偏向するための偏向電極と、電子ビームがターゲットに
照射された際に発生する反射電子もしくは２次電子等を
検出するための検出器等が付加される。
【０００５】このような電界放出型のエミッタは、先端
の曲率半径が数〜数十ｎｍの極めて尖鋭化された金属や
半導体で形成され、エミッタの先端の近傍に配設された
電子引き出し電極にエミッタに対して正の電圧を加え、
エミッタの先端に１０7 Ｖ／ｃｍ以上の高電界を発生さ
せることによってエミッタ表面から電子を放出させ、放
出された電子を加速電極によって１ｋｅＶもしくはそれ
以上の所定のエネルギーに加速し、収集レンズによって
収束して目的とする装置に使用される。
の曲率半径が数〜数十ｎｍの極めて尖鋭化された金属や
半導体で形成され、エミッタの先端の近傍に配設された
電子引き出し電極にエミッタに対して正の電圧を加え、
エミッタの先端に１０7 Ｖ／ｃｍ以上の高電界を発生さ
せることによってエミッタ表面から電子を放出させ、放
出された電子を加速電極によって１ｋｅＶもしくはそれ
以上の所定のエネルギーに加速し、収集レンズによって
収束して目的とする装置に使用される。
【０００６】エミッタからの電子の放出特性はエミッタ
の表面の仕事関数やエミッタの先端形状に敏感であり、
エミッタと電子引き出し電極の間の距離が近ければそれ
だけ同じ電界強度を得るために必要なエミッタと電子引
き出し電極の間の電圧を低くすることができる。
の表面の仕事関数やエミッタの先端形状に敏感であり、
エミッタと電子引き出し電極の間の距離が近ければそれ
だけ同じ電界強度を得るために必要なエミッタと電子引
き出し電極の間の電圧を低くすることができる。
【０００７】例えば、エミッタと引き出し電極の間の距
離が１μｍ、エミッタの曲率半径が１０ｎｍのときエミ
ッタと引き出し電極の間に１００Ｖの電圧を印加するこ
とによって１μＡ程度の放出電流を得ることができる。
この場合、電子を放出する領域が極めて微小な領域（＜
１０-13 ｃｍ2 ）に限られるため極めて輝度の高いもの
になる。このような微細なエミッタ、電極構造を寸法精
度よく形成するための一手段として半導体装置の製造工
程で用いる微細加工プロセスが用いられている。
離が１μｍ、エミッタの曲率半径が１０ｎｍのときエミ
ッタと引き出し電極の間に１００Ｖの電圧を印加するこ
とによって１μＡ程度の放出電流を得ることができる。
この場合、電子を放出する領域が極めて微小な領域（＜
１０-13 ｃｍ2 ）に限られるため極めて輝度の高いもの
になる。このような微細なエミッタ、電極構造を寸法精
度よく形成するための一手段として半導体装置の製造工
程で用いる微細加工プロセスが用いられている。
【０００８】図７は、従来の電子ビーム装置の製造工程
説明図であり、（Ａ）〜（Ｆ）は各工程を示している。
この図において、２１はＳｉウェーハ、２１1 はＳｉ突
起、２１2 はＳｉＯ2膜、２２はＳｉＯ2 膜、２２1 は
エッチングマスク、２３1 ，２３2 はＳｉＮ膜、２
４1 ，２４2 は電極材料、２４11は電子引き出し電極で
ある。
説明図であり、（Ａ）〜（Ｆ）は各工程を示している。
この図において、２１はＳｉウェーハ、２１1 はＳｉ突
起、２１2 はＳｉＯ2膜、２２はＳｉＯ2 膜、２２1 は
エッチングマスク、２３1 ，２３2 はＳｉＮ膜、２
４1 ，２４2 は電極材料、２４11は電子引き出し電極で
ある。
【０００９】第１工程（図７（Ａ）参照） Ｓｉウェーハ２１の表面を熱酸化してＳｉＯ2 膜２２を
形成し、このＳｉＯ2膜２２をフォトリソグラフィー技
術によってパターニングしてエッチングマスク２２1 を
形成する。
形成し、このＳｉＯ2膜２２をフォトリソグラフィー技
術によってパターニングしてエッチングマスク２２1 を
形成する。
【００１０】第２工程（図７（Ｂ）参照） エッチングマスク２２1 をマスクにしてＳｉウェーハ２
１の表面をエッチングして、エッチングマスク２２1 を
頂部に有するＳｉ突起２１1 を形成する。
１の表面をエッチングして、エッチングマスク２２1 を
頂部に有するＳｉ突起２１1 を形成する。
【００１１】第３工程（図７（Ｃ）参照） エッチングマスク２２1 を頂部に有するＳｉ突起２１1
の表面を熱酸化してＳｉ突起２１1 の表面にＳｉＯ2 膜
２１2 を形成し、Ｓｉ突起２１1 の頂部を尖鋭化する。
の表面を熱酸化してＳｉ突起２１1 の表面にＳｉＯ2 膜
２１2 を形成し、Ｓｉ突起２１1 の頂部を尖鋭化する。
【００１２】第４工程（図７（Ｄ）参照） エッチングマスク２２1 の上面と、Ｓｉ突起２１1 の周
囲のＳｉウェーハ２１の平坦面の上に、ＳｉＮ膜２
３1 ，２３2 を堆積し、その上に電極材料２４1 ，２４
2 を蒸着によって堆積する。
囲のＳｉウェーハ２１の平坦面の上に、ＳｉＮ膜２
３1 ，２３2 を堆積し、その上に電極材料２４1 ，２４
2 を蒸着によって堆積する。
【００１３】第５工程（図７（Ｅ）参照） 電極材料２４1 とＳｉＮ膜２３1 によって覆われていな
いＳｉＯ2 からなるエッチングマスク２２1 とＳｉＯ2
膜２１2 をエッチングして、リフトオフによってＳｉ突
起２１1 の上の電極材料２４2 とＳｉＮ膜２３2 を除去
する。
いＳｉＯ2 からなるエッチングマスク２２1 とＳｉＯ2
膜２１2 をエッチングして、リフトオフによってＳｉ突
起２１1 の上の電極材料２４2 とＳｉＮ膜２３2 を除去
する。
【００１４】第６工程（図７（Ｆ）参照） 電極材料２４1 をパターニングして、Ｓｉ突起２１1 に
よって形成されるエミッタの先端に電界をかけて電子を
引き出すための電子引き出し電極２４11を形成する。
よって形成されるエミッタの先端に電界をかけて電子を
引き出すための電子引き出し電極２４11を形成する。
【００１５】
【発明が解決しようとする課題】上記の電界放出型のエ
ミッタは小型化、高輝度化が可能であるという利点を有
する反面で放出電流を安定にするため通常１０-9Ｔｏｒ
ｒ以下の超高真空の条件で使用しなければならない。そ
の理由は、エミッタ表面にガス分子が吸着して仕事関数
が変化し、放出電流が変化するのをできるだけ抑えるこ
とである。しかしながら、１０-9Ｔｏｒｒ以下の超高真
空の条件においても装置内の残留ガスや装置内壁、構成
部品等からの脱ガスを避けることができず、放出電流の
不安定さはつきまとう。
ミッタは小型化、高輝度化が可能であるという利点を有
する反面で放出電流を安定にするため通常１０-9Ｔｏｒ
ｒ以下の超高真空の条件で使用しなければならない。そ
の理由は、エミッタ表面にガス分子が吸着して仕事関数
が変化し、放出電流が変化するのをできるだけ抑えるこ
とである。しかしながら、１０-9Ｔｏｒｒ以下の超高真
空の条件においても装置内の残留ガスや装置内壁、構成
部品等からの脱ガスを避けることができず、放出電流の
不安定さはつきまとう。
【００１６】また、エミッタから放出された電子は加
速、集束されるまでは半頂角が約４５度の円錐状に放出
され、その一部は電子引き出し電極や加速電極に衝突す
るため、エミッタの周辺の脱ガスが著しく、放出電流の
不安定性の原因になる。
速、集束されるまでは半頂角が約４５度の円錐状に放出
され、その一部は電子引き出し電極や加速電極に衝突す
るため、エミッタの周辺の脱ガスが著しく、放出電流の
不安定性の原因になる。
【００１７】また、エミッタや電子引き出し電極等は基
準となる軸に対し軸対称に形成されることが理想的であ
るが、現実には加工誤差を生じ電子ビームの中心放出方
向が基準軸方向に一致しないことがあり得る。このよう
な場合には、本来電子ビームの照射が望ましくない電子
引き出し電極や加速電極等の部分に電子が照射され、脱
ガス量増加の原因になる。このため、電子ビームの放出
方向をエミッタから電子が放出された直後に補正するこ
とが望ましい。
準となる軸に対し軸対称に形成されることが理想的であ
るが、現実には加工誤差を生じ電子ビームの中心放出方
向が基準軸方向に一致しないことがあり得る。このよう
な場合には、本来電子ビームの照射が望ましくない電子
引き出し電極や加速電極等の部分に電子が照射され、脱
ガス量増加の原因になる。このため、電子ビームの放出
方向をエミッタから電子が放出された直後に補正するこ
とが望ましい。
【００１８】また、電子放出時に真空装置内の残留ガス
等が電子ビームの衝突によってイオン化され、このイオ
ンがエミッタに向かって加速され、イオンのスパッタ効
果によってエミッタの先端に損傷を与え、エミッタの寿
命が短くなるという問題を生じる。
等が電子ビームの衝突によってイオン化され、このイオ
ンがエミッタに向かって加速され、イオンのスパッタ効
果によってエミッタの先端に損傷を与え、エミッタの寿
命が短くなるという問題を生じる。
【００１９】本発明は、エミッタから放出された電子の
方向を補正することができ、電子引き出し電極や加速電
極に電子を衝突させて脱ガスすることができ、あるいは
電子ビームの残留ガスへの衝突によって生じたイオンを
収集してイオンのスパッタによってエミッタの先端が損
傷を受けるのを防ぐことができる電子ビーム装置を提供
することを目的とする。
方向を補正することができ、電子引き出し電極や加速電
極に電子を衝突させて脱ガスすることができ、あるいは
電子ビームの残留ガスへの衝突によって生じたイオンを
収集してイオンのスパッタによってエミッタの先端が損
傷を受けるのを防ぐことができる電子ビーム装置を提供
することを目的とする。
【００２０】
【課題を解決するための手段】本発明にかかる、電子を
放出するエミッタと、エミッタから電子を引き出すため
の引き出し電極と、エミッタから引き出された電子を加
速するための加速電極を有する電子ビーム装置において
は、エミッタもしくは引き出し電極の周辺に、エミッタ
と同電位またはエミッタより低電位に保たれたイオン収
集電極が配設され、引き出され加速された電子によって
発生する残留ガスの陽イオンをイオン収集電極に収集す
ることによって、残留ガスの陽イオンがエミッタに衝突
してエミッタに損傷を与えたり、エミッタ表面に吸着さ
れて電子放出が不安定になるのを軽減することができる
構成を採用した。
放出するエミッタと、エミッタから電子を引き出すため
の引き出し電極と、エミッタから引き出された電子を加
速するための加速電極を有する電子ビーム装置において
は、エミッタもしくは引き出し電極の周辺に、エミッタ
と同電位またはエミッタより低電位に保たれたイオン収
集電極が配設され、引き出され加速された電子によって
発生する残留ガスの陽イオンをイオン収集電極に収集す
ることによって、残留ガスの陽イオンがエミッタに衝突
してエミッタに損傷を与えたり、エミッタ表面に吸着さ
れて電子放出が不安定になるのを軽減することができる
構成を採用した。
【００２１】また、本発明にかかる、電子を放出するエ
ミッタと、エミッタから電子を引き出すための引き出し
電極と、エミッタから引き出された電子を加速するため
の加速電極を有する電子ビーム装置においては、エミッ
タもしくは引き出し電極の周辺に、異なる電位に保つこ
とができる複数の偏向電極が配設され、偏向電極の電位
を調節することによってエミッタから放出された電子ビ
ームの放射方向を修正することができる構成を採用し
た。
ミッタと、エミッタから電子を引き出すための引き出し
電極と、エミッタから引き出された電子を加速するため
の加速電極を有する電子ビーム装置においては、エミッ
タもしくは引き出し電極の周辺に、異なる電位に保つこ
とができる複数の偏向電極が配設され、偏向電極の電位
を調節することによってエミッタから放出された電子ビ
ームの放射方向を修正することができる構成を採用し
た。
【００２２】また、本発明にかかる、電子を放出するエ
ミッタと、エミッタから電子を引き出すための引き出し
電極と、エミッタから引き出された電子を加速するため
の加速電極を有する電子ビーム装置においては、エミッ
タの周辺に脱ガス用エミッタが配設され、脱ガス用エミ
ッタから放出される電子を加速電極等に照射することに
よって脱ガスあるいは清浄化することができる構成を採
用した。
ミッタと、エミッタから電子を引き出すための引き出し
電極と、エミッタから引き出された電子を加速するため
の加速電極を有する電子ビーム装置においては、エミッ
タの周辺に脱ガス用エミッタが配設され、脱ガス用エミ
ッタから放出される電子を加速電極等に照射することに
よって脱ガスあるいは清浄化することができる構成を採
用した。
【００２３】
【作用】本発明のように、電子ビーム装置の電子引き出
し電極の近傍に脱ガス用エミッタを配設し、適宜動作さ
せて電子を加速電極等に衝突させることによって加速電
極等の脱ガスを行うことができ、または電子ビーム装置
の電子引き出し電極の近傍に偏向電極を配設し、その電
位を調節することによって、電子ビームの放出方向を補
正することができ、または電子ビーム装置の電子引き出
し電極の近傍にイオン収集電極を配設し、これに負の電
位を与えることによって、電子ビームの衝突によって生
じたガスイオンを収集し、このガスイオンによってエミ
ッタの先端の損傷を防ぐことができる。
し電極の近傍に脱ガス用エミッタを配設し、適宜動作さ
せて電子を加速電極等に衝突させることによって加速電
極等の脱ガスを行うことができ、または電子ビーム装置
の電子引き出し電極の近傍に偏向電極を配設し、その電
位を調節することによって、電子ビームの放出方向を補
正することができ、または電子ビーム装置の電子引き出
し電極の近傍にイオン収集電極を配設し、これに負の電
位を与えることによって、電子ビームの衝突によって生
じたガスイオンを収集し、このガスイオンによってエミ
ッタの先端の損傷を防ぐことができる。
【００２４】この電子ビーム装置は、すでに開発されて
いる半導体装置の製造工程、例えばフォトリソグラフィ
ー技術を利用し、マスクパターンを任意に設計すること
によって、任意の形状で、任意の数のエミッタや電子引
き出し電極を、任意の位置に容易に形成することができ
る。
いる半導体装置の製造工程、例えばフォトリソグラフィ
ー技術を利用し、マスクパターンを任意に設計すること
によって、任意の形状で、任意の数のエミッタや電子引
き出し電極を、任意の位置に容易に形成することができ
る。
【００２５】
【実施例】以下、本発明の実施例を説明する。図１は、
一実施例の電子ビーム装置の電極構造説明図（１）であ
る。この図は、この実施例の電子ビーム装置の加速電極
を除く電極構造の平面を示しているが、（１）脱ガス用
エミッタ、（２）偏向電極、（３）イオン収集電極の３
つの機能を同時あるいは切り換えることによって有する
電子ビーム装置についてその構成とともに使用方法を説
明する。
一実施例の電子ビーム装置の電極構造説明図（１）であ
る。この図は、この実施例の電子ビーム装置の加速電極
を除く電極構造の平面を示しているが、（１）脱ガス用
エミッタ、（２）偏向電極、（３）イオン収集電極の３
つの機能を同時あるいは切り換えることによって有する
電子ビーム装置についてその構成とともに使用方法を説
明する。
【００２６】この図において、１1 は主エミッタ、２は
主電子引き出し電極、３11，３12，３13，３21，３22，
３23，３31，３32，３33，３41，３42，３43は脱ガス用
エミッタ、４1 ，４2 ，４3 ，４4 はイオン収集電極兼
偏向電極兼脱ガス用電子引き出し電極、５1 ，５2 はワ
イヤボンディングパッド、５11，５21，５31，５41はワ
イヤボンディングパッドである。
主電子引き出し電極、３11，３12，３13，３21，３22，
３23，３31，３32，３33，３41，３42，３43は脱ガス用
エミッタ、４1 ，４2 ，４3 ，４4 はイオン収集電極兼
偏向電極兼脱ガス用電子引き出し電極、５1 ，５2 はワ
イヤボンディングパッド、５11，５21，５31，５41はワ
イヤボンディングパッドである。
【００２７】この実施例の電子ビーム装置の構造は、中
央に１個の主エミッタ１1 を有し、その周囲に１２個の
脱ガス用エミッタ３11，３12，３13，３21，３22，
３23，３ 31，３32，３33，３41，３42，３43を有するシ
リコン基板の上に、絶縁体を介して主電子引き出し電極
２と４個に分割されたイオン収集電極兼偏向電極兼脱ガ
ス用電子引き出し電極４1 ，４2 ，４3 ，４4 を配設
し、主電子引き出し電極２にワイヤボンディングパッド
５1 ，５2 を形成し、イオン収集電極兼偏向電極兼脱ガ
ス用電子引き出し電極４1 ，４2 ，４3 ，４4 にワイヤ
ボンディングパッド５ 11，５21，５31，５41を形成して
構成されている。
央に１個の主エミッタ１1 を有し、その周囲に１２個の
脱ガス用エミッタ３11，３12，３13，３21，３22，
３23，３ 31，３32，３33，３41，３42，３43を有するシ
リコン基板の上に、絶縁体を介して主電子引き出し電極
２と４個に分割されたイオン収集電極兼偏向電極兼脱ガ
ス用電子引き出し電極４1 ，４2 ，４3 ，４4 を配設
し、主電子引き出し電極２にワイヤボンディングパッド
５1 ，５2 を形成し、イオン収集電極兼偏向電極兼脱ガ
ス用電子引き出し電極４1 ，４2 ，４3 ，４4 にワイヤ
ボンディングパッド５ 11，５21，５31，５41を形成して
構成されている。
【００２８】図２は、一実施例の電子ビーム装置の電極
構造説明図（２）である。この図は、この実施例の加速
電極を含む電子ビーム装置の図１のＡＢ方向の断面構造
を示している。この図において、１はシリコン基板、１
1 は主エミッタ、２は主電子引き出し電極、３12，３32
は脱ガス用エミッタ、４1 ，４3 はイオン収集電極兼偏
向電極兼脱ガス用電子引き出し電極、６，８は絶縁体、
７は加速電極である。
構造説明図（２）である。この図は、この実施例の加速
電極を含む電子ビーム装置の図１のＡＢ方向の断面構造
を示している。この図において、１はシリコン基板、１
1 は主エミッタ、２は主電子引き出し電極、３12，３32
は脱ガス用エミッタ、４1 ，４3 はイオン収集電極兼偏
向電極兼脱ガス用電子引き出し電極、６，８は絶縁体、
７は加速電極である。
【００２９】この実施例の電子ビーム装置においては、
中央に１個の主エミッタ１を有し、その周囲に脱ガス用
エミッタ３12，３32を有するシリコン基板１の上に、絶
縁体６を介して主電子引き出し電極２と分割されたイオ
ン収集電極兼偏向電極兼脱ガス用電子引き出し電極
４1 ，４3 を配設し、さらに絶縁体８を介して加速電極
７が配設されている。
中央に１個の主エミッタ１を有し、その周囲に脱ガス用
エミッタ３12，３32を有するシリコン基板１の上に、絶
縁体６を介して主電子引き出し電極２と分割されたイオ
ン収集電極兼偏向電極兼脱ガス用電子引き出し電極
４1 ，４3 を配設し、さらに絶縁体８を介して加速電極
７が配設されている。
【００３０】この電子ビーム装置においては、主エミッ
タ１1 から主電子引き出し電極２によってこの電子ビー
ムを装備した電子装置の電子ビームとなる電子を引き出
し、加速電極７によって加速することができ、また、脱
ガス用エミッタ３12，３32からイオン収集電極兼偏向電
極兼脱ガス用電子引き出し電極４1 ，４3 によって電子
を引き出すことができるようになっている。
タ１1 から主電子引き出し電極２によってこの電子ビー
ムを装備した電子装置の電子ビームとなる電子を引き出
し、加速電極７によって加速することができ、また、脱
ガス用エミッタ３12，３32からイオン収集電極兼偏向電
極兼脱ガス用電子引き出し電極４1 ，４3 によって電子
を引き出すことができるようになっている。
【００３１】図３は、一実施例の電子ビーム装置のイオ
ン収集作用の説明図である。この図における符号は前記
のとおりである。この場合は、図示されているように、
イオン収集電極兼偏向電極兼脱ガス用電子引き出し電極
４1 ，４3 と脱ガス用エミッタ３12，３32の間には電位
差を与えず、イオン収集電極兼偏向電極兼脱ガス用電子
引き出し電極４1 ，４3 には、主エミッタ１1 より低い
電位を与え、装置内のガスと電子ビームの衝突によって
発生した陽イオンを主エミッタ１1 ではなくイオン収集
電極兼偏向電極兼脱ガス用電子引き出し電極４1 ，４3
に収集し、陽イオンによって主エミッタ１1 の先端が損
傷を受けるのを防止している。
ン収集作用の説明図である。この図における符号は前記
のとおりである。この場合は、図示されているように、
イオン収集電極兼偏向電極兼脱ガス用電子引き出し電極
４1 ，４3 と脱ガス用エミッタ３12，３32の間には電位
差を与えず、イオン収集電極兼偏向電極兼脱ガス用電子
引き出し電極４1 ，４3 には、主エミッタ１1 より低い
電位を与え、装置内のガスと電子ビームの衝突によって
発生した陽イオンを主エミッタ１1 ではなくイオン収集
電極兼偏向電極兼脱ガス用電子引き出し電極４1 ，４3
に収集し、陽イオンによって主エミッタ１1 の先端が損
傷を受けるのを防止している。
【００３２】なお、この図においては、同じ装置を用い
て後で説明する脱ガス作用を行うことができるようにす
るために、電子ビーム偏向電極として、主エミッタ１1
から電子を引き出すための主電子引き出し電極２と同様
のイオン収集電極兼偏向電極兼脱ガス用電子引き出し電
極４1 ，４3 を用いているが、それと兼用する必要がな
い場合は、任意の形状の偏向電極を用いることができ
る。
て後で説明する脱ガス作用を行うことができるようにす
るために、電子ビーム偏向電極として、主エミッタ１1
から電子を引き出すための主電子引き出し電極２と同様
のイオン収集電極兼偏向電極兼脱ガス用電子引き出し電
極４1 ，４3 を用いているが、それと兼用する必要がな
い場合は、任意の形状の偏向電極を用いることができ
る。
【００３３】図４は、一実施例の電子ビーム装置の電子
ビーム放出方向補正作用の説明図であり、（Ａ）は補正
前、（Ｂ）は補正後の電子ビームを示している。この図
における符号は前記のとおりである。この場合、図４
（Ａ）に示されているように、イオン収集電極兼偏向電
極兼脱ガス用電子引き出し電極４1 ，４3 と脱ガス用エ
ミッタ３12，３32の間には電位差を与えず、イオン収集
電極兼偏向電極兼脱ガス用電子引き出し電極４1 ，４3
には、主エミッタ１1 より低い等しい電位を与え、装置
内のガスと電子ビームの衝突によって発生した正のイオ
ンを主エミッタ１1 ではなくイオン収集電極兼偏向電極
兼脱ガス用電子引き出し電極４1 ，４3 に収集し、イオ
ンによって主エミッタ１1 の先端が損傷を受けるのを防
止している。
ビーム放出方向補正作用の説明図であり、（Ａ）は補正
前、（Ｂ）は補正後の電子ビームを示している。この図
における符号は前記のとおりである。この場合、図４
（Ａ）に示されているように、イオン収集電極兼偏向電
極兼脱ガス用電子引き出し電極４1 ，４3 と脱ガス用エ
ミッタ３12，３32の間には電位差を与えず、イオン収集
電極兼偏向電極兼脱ガス用電子引き出し電極４1 ，４3
には、主エミッタ１1 より低い等しい電位を与え、装置
内のガスと電子ビームの衝突によって発生した正のイオ
ンを主エミッタ１1 ではなくイオン収集電極兼偏向電極
兼脱ガス用電子引き出し電極４1 ，４3 に収集し、イオ
ンによって主エミッタ１1 の先端が損傷を受けるのを防
止している。
【００３４】ところが、イオン収集電極兼偏向電極兼脱
ガス用電子引き出し電極４1 ，４3に、主エミッタ１1
より低い等しい電位を与えると、電子ビームが理想的な
垂直軸から傾いて放出されてることがある（この図では
左側に傾いている）。
ガス用電子引き出し電極４1 ，４3に、主エミッタ１1
より低い等しい電位を与えると、電子ビームが理想的な
垂直軸から傾いて放出されてることがある（この図では
左側に傾いている）。
【００３５】この場合、左右のイオン収集電極兼偏向電
極兼脱ガス用電子引き出し電極４1，４3 に与える電位
を調節することによって、電子ビームの放出方向を補正
することができる。例えば図４（Ｂ）に示されているよ
うに左のイオン収集電極兼偏向電極兼脱ガス用電子引き
出し電極４1 の電位を右のイオン収集電極兼偏向電極兼
脱ガス用電子引き出し電極４3 の電位より低く調節する
ことによって電子ビームの放出方向を所望の方向に補正
することができる。
極兼脱ガス用電子引き出し電極４1，４3 に与える電位
を調節することによって、電子ビームの放出方向を補正
することができる。例えば図４（Ｂ）に示されているよ
うに左のイオン収集電極兼偏向電極兼脱ガス用電子引き
出し電極４1 の電位を右のイオン収集電極兼偏向電極兼
脱ガス用電子引き出し電極４3 の電位より低く調節する
ことによって電子ビームの放出方向を所望の方向に補正
することができる。
【００３６】なお、この図においては、同じ装置を用い
て後で説明する脱ガス作用を行うことができるようにす
るために、電子ビーム偏向電極として、主エミッタ１1
から電子を引き出すための主電子引き出し電極２と同様
のイオン収集電極兼偏向電極兼脱ガス用電子引き出し電
極４1 ，４3 を用いているが、それと兼用する必要がな
い場合は、任意の形状の偏向電極を用いることができ
る。
て後で説明する脱ガス作用を行うことができるようにす
るために、電子ビーム偏向電極として、主エミッタ１1
から電子を引き出すための主電子引き出し電極２と同様
のイオン収集電極兼偏向電極兼脱ガス用電子引き出し電
極４1 ，４3 を用いているが、それと兼用する必要がな
い場合は、任意の形状の偏向電極を用いることができ
る。
【００３７】図５は、一実施例の電子ビーム装置の脱ガ
ス作用の説明図である。この図における符号は前記のと
おりである。この場合は、図示されているように、主エ
ミッタ１1 と主電子引き出し電極２の間には電位を与え
ないで電子の放出を停止し、脱ガス用エミッタ３12，３
32に対してイオン収集電極兼偏向電極兼脱ガス用電子引
き出し電極４1 ，４3 に正の電位を与え、脱ガス用エミ
ッタ３12，３32から電子を引き出し、加速電極７によっ
て加速して、電子を加速電極７自体やその上の静電レン
ズ（図示されていない）等に衝突させて、加速電極等の
脱ガスを行い、このガスを排気装置によって排気するよ
うにしている。
ス作用の説明図である。この図における符号は前記のと
おりである。この場合は、図示されているように、主エ
ミッタ１1 と主電子引き出し電極２の間には電位を与え
ないで電子の放出を停止し、脱ガス用エミッタ３12，３
32に対してイオン収集電極兼偏向電極兼脱ガス用電子引
き出し電極４1 ，４3 に正の電位を与え、脱ガス用エミ
ッタ３12，３32から電子を引き出し、加速電極７によっ
て加速して、電子を加速電極７自体やその上の静電レン
ズ（図示されていない）等に衝突させて、加速電極等の
脱ガスを行い、このガスを排気装置によって排気するよ
うにしている。
【００３８】これらの動作は、上記のように、主エミッ
タ１1 と主電子引き出し電極２の間の電位と、脱ガス用
エミッタ３12，３32とイオン収集電極兼偏向電極兼脱ガ
ス用電子引き出し電極４1 ，４3 の間の電位を切り換え
ることによって脱ガスを行うこともでき、また、主エミ
ッタ１1 と主電子引き出し電極２の間、および、脱ガス
用エミッタ３12，３32とイオン収集電極兼偏向電極兼脱
ガス用電子引き出し電極４1 ，４3 の間に同時に電位を
与えることによって、主エミッタ１1 からの電子の放出
と、脱ガス作用を同時に行うことができる。
タ１1 と主電子引き出し電極２の間の電位と、脱ガス用
エミッタ３12，３32とイオン収集電極兼偏向電極兼脱ガ
ス用電子引き出し電極４1 ，４3 の間の電位を切り換え
ることによって脱ガスを行うこともでき、また、主エミ
ッタ１1 と主電子引き出し電極２の間、および、脱ガス
用エミッタ３12，３32とイオン収集電極兼偏向電極兼脱
ガス用電子引き出し電極４1 ，４3 の間に同時に電位を
与えることによって、主エミッタ１1 からの電子の放出
と、脱ガス作用を同時に行うことができる。
【００３９】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
従来、不安定かつ短寿命であった電界放出型エミッタか
らの電子放出を安定化し、かつ長時間にわたって動作さ
せることができるようになり、電子ビーム検査装置等の
高輝度化、高分解能化、小型化が可能になり、電子ビー
ム装置の技術分野において寄与するところが大きい。
従来、不安定かつ短寿命であった電界放出型エミッタか
らの電子放出を安定化し、かつ長時間にわたって動作さ
せることができるようになり、電子ビーム検査装置等の
高輝度化、高分解能化、小型化が可能になり、電子ビー
ム装置の技術分野において寄与するところが大きい。
【図１】一実施例の電子ビーム装置の電極構造説明図
（１）である。
（１）である。
【図２】一実施例の電子ビーム装置の電極構造説明図
（２）である。
（２）である。
【図３】一実施例の電子ビーム装置のイオン収集作用の
説明図である。
説明図である。
【図４】一実施例の電子ビーム装置の電子ビーム放出方
向補正作用の説明図であり、（Ａ）は補正前、（Ｂ）は
補正後の電子ビームを示している。
向補正作用の説明図であり、（Ａ）は補正前、（Ｂ）は
補正後の電子ビームを示している。
【図５】一実施例の電子ビーム装置の脱ガス作用の説明
図である。
図である。
【図６】従来の電子ビーム装置の構成説明図である。
【図７】従来の電子ビーム装置の製造工程説明図であ
り、（Ａ）〜（Ｆ）は各工程を示している。
り、（Ａ）〜（Ｆ）は各工程を示している。
１ シリコン基板 １1 主エミッタ ２ 主電子引き出し電極 ３11，３12，３13，３21，３22，３23，３31，３32，３
33，３41，３42，３43脱ガス用エミッタ ４1 ，４2 ，４3 ，４4 イオン収集電極兼偏向電極兼
脱ガス用電子引き出し電極 ５1 ，５2 ワイヤボンディングパッド ５11，５21，５31，５41 ワイヤボンディングパッド ６，８ 絶縁体 ７ 加速電極 １１ エミッタ １２ 電子引き出し電極 １３ 加速電極 １４1 ，１４2 ，１４3 収束静電レンズ １５1 ，１５2 ，１５3 ，１５4 ，１５5 絶縁膜
33，３41，３42，３43脱ガス用エミッタ ４1 ，４2 ，４3 ，４4 イオン収集電極兼偏向電極兼
脱ガス用電子引き出し電極 ５1 ，５2 ワイヤボンディングパッド ５11，５21，５31，５41 ワイヤボンディングパッド ６，８ 絶縁体 ７ 加速電極 １１ エミッタ １２ 電子引き出し電極 １３ 加速電極 １４1 ，１４2 ，１４3 収束静電レンズ １５1 ，１５2 ，１５3 ，１５4 ，１５5 絶縁膜
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 本荘 一郎 神奈川県川崎市中原区上小田中1015番地 富士通株式会社内
Claims (3)
- 【請求項１】 電子を放出するエミッタと、エミッタか
ら電子を引き出すための電子引き出し電極と、エミッタ
から引き出された電子を加速するための加速電極を有す
る電子ビーム装置において、該エミッタもしくは電子引
き出し電極の周辺に、該エミッタと同電位またはエミッ
タより低電位に保たれたイオン収集電極が配設され、引
き出され加速された電子によって発生する残留ガスの陽
イオンを該イオン収集電極に収集することを特徴とする
電子ビーム装置。 - 【請求項２】 電子を放出するエミッタと、エミッタか
ら電子を引き出すための電子引き出し電極と、エミッタ
から引き出された電子を加速するための加速電極を有す
る電子ビーム装置において、該エミッタもしくは電子引
き出し電極の周辺に、異なる電位に保つことができる複
数の偏向電極が配設され、該偏向電極の電位を調節する
ことを特徴とする電子ビーム装置。 - 【請求項３】 電子を放出するエミッタと、エミッタか
ら電子を引き出すための電子引き出し電極と、エミッタ
から引き出された電子を加速するための加速電極を有す
る電子ビーム装置において、該エミッタの周辺に脱ガス
用エミッタが配設され、該脱ガス用エミッタから放出さ
れる電子を該加速電極等に照射することを特徴とする電
子ビーム装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3803394A JPH07249391A (ja) | 1994-03-09 | 1994-03-09 | 電子ビーム装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3803394A JPH07249391A (ja) | 1994-03-09 | 1994-03-09 | 電子ビーム装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07249391A true JPH07249391A (ja) | 1995-09-26 |
Family
ID=12514245
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3803394A Pending JPH07249391A (ja) | 1994-03-09 | 1994-03-09 | 電子ビーム装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07249391A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2011034086A1 (ja) * | 2009-09-18 | 2011-03-24 | 株式会社アルバック | 電子銃、真空処理装置 |
| JP2020013984A (ja) * | 2018-07-19 | 2020-01-23 | 東京エレクトロン株式会社 | 基板処理装置 |
-
1994
- 1994-03-09 JP JP3803394A patent/JPH07249391A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2011034086A1 (ja) * | 2009-09-18 | 2011-03-24 | 株式会社アルバック | 電子銃、真空処理装置 |
| CN102484024A (zh) * | 2009-09-18 | 2012-05-30 | 株式会社爱发科 | 电子枪、真空处理装置 |
| JP5186599B2 (ja) * | 2009-09-18 | 2013-04-17 | 株式会社アルバック | 電子銃、真空処理装置 |
| JP2020013984A (ja) * | 2018-07-19 | 2020-01-23 | 東京エレクトロン株式会社 | 基板処理装置 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20040224 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20040629 |