JPH1092361A

JPH1092361A - 電界放出型荷電粒子銃

Info

Publication number: JPH1092361A
Application number: JP8240802A
Authority: JP
Inventors: Sadao Nomura; 節生野村
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1996-09-11
Filing date: 1996-09-11
Publication date: 1998-04-10
Anticipated expiration: 2016-09-11
Also published as: JP3469404B2

Abstract

(57)【要約】【目的】電流値と照射位置とサイズが長時間安定した
荷電粒子ビームを発射する電界放出型荷電粒子銃を得
る。【解決手段】荷電粒子引出用電極３と荷電粒子源１と
の間に、電流安定化に必要な電圧変化に対してはレンズ
作用が極めて小さい特性を有する電流調節電極１１を設
け、荷電粒子銃の動作中は荷電粒子引出電極３の電位を
一定に保つようにする。電流調節電極１１は抵抗器１８
を介して引出電源１６に接続する。電流調節電極１１に
流入する荷電粒子線（イオン線）２が抵抗器１８を流れ
ることにより、荷電粒子ビームの電流値が一定に保たれ
るように、電流調節電極１１の電位が自動制御される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、荷電粒子ビームを
発射する荷電粒子銃及びその応用装置に関するものであ
り、特に、電界放出型荷電粒子銃及びその応用装置に関
するものである。

【０００２】

【従来の技術】イオンや電子などの荷電粒子線をナノメ
ートル程度の太さ（サイズ）のビームに絞って使用する
場合、線源の輝度が高い電界放出型の荷電粒子銃が使用
される。走査型電子顕微鏡においては電界放出電子銃が
使われ、イオンビーム加工装置では液体金属イオン銃が
使われる。

【０００３】これらの電界放出型の荷電粒子銃は、荷電
粒子源に対向して置かれた荷電粒子引出電極により荷電
粒子源の表面に強い静電界を作用させ、荷電粒子を荷電
粒子源から引出す。引出された荷電粒子は、その後、荷
電粒子引出電極とその後方に設けた電極とで構成する静
電レンズの作用によりエネルギーの調整と集束作用が行
われ、所定のエネルギーとクロスオーバーを有する荷電
粒子ビームが生成される。通常、この生成された荷電粒
子ビームは、ビームを照射する試料に対向して置かれた
静電型もしくは磁界型の対物レンズにより試料上でナノ
メートル程度の細さの極微細ビームに絞られて試料を照
射する。この時、対物レンズは、上記のクロスオーバー
が試料位置に縮小して結像するよう、電気的に焦点合せ
されている。

【０００４】一方、荷電粒子ビームの電流値は荷電粒子
源の表面状態と、表面に作用する電界強度とにより決ま
る。電界放出型粒子銃を長時間動作させると汚れ等のた
めに荷電粒子源の表面状態が変化する。そこでビームの
電流値も変化するので、操作者は荷電粒子引出電極に印
加する引出電圧を調節して電流値を元に戻す。ところ
が、荷電粒子銃は、先に述べたように、荷電粒子引出電
極とその後方に設置された電極とで構成した静電レンズ
の作用により、所定のクロスオーバーとエネルギーを持
った荷電粒子ビームを生成する装置なので、動作中に引
出電圧を変えるとクロスオーバーの位置が変化する。

【０００５】クロスオーバーの位置が変わると、クロス
オーバーが試料に合焦しなくなり試料位置でのビームが
太くなる。すなわち、ビームがボケる。また、この静電
レンズの中心軸（光軸）上に荷電粒子源が設置されてい
ない時に、引出電圧を変えると、クロスオーバーが光軸
と直交方向に移動する。そのため、試料を照射するビー
ムの位置も試料上を移動する。この現象をビームドリフ
トと呼んでいる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】従来の電界放出型粒子
銃の応用分野は、走査型電子顕微鏡のように、測定時間
が、例えば、数十秒の短時間で済むような分野が多く、
時間の経過とともに発生確率の増えるビームボケやビー
ムドリフトは問題となることが少なかった。ところが、
最近では液体金属イオン銃から出たイオンビームを微細
加工装置に応用するようになった。この加工装置では、
微細、かつ、一定電流のイオンビームを数十分間から数
時間の長時間にわたって試料に照射し続ける必要があ
る。この間にイオンビームにボケやドリフトが生じると
加工の精度が損なわれる。そこで、長時間にわたってビ
ーム電流値が一定で、かつ、ビームボケや、ビームドリ
フトの少ないイオン銃が必要とされる様になっている。

【０００７】この目的に対して、従来の液体金属イオン
銃では、イオン源の表面状態が変化してビーム電流値が
変化する確率を減少させるために、イオン銃室の真空度
を極力向上させたり、陰極を加熱したりする手段がとら
れていた。ただし、これらの手段によっても数時間の動
作中には表面状態が変化することが多いので、現状では
電流安定度と加工精度の双方の点で満足できない状態に
ある。

【０００８】また、ビームドリフトやビームボケがあっ
た時、ドリフト量を読み取ってビーム偏向器の動作条件
を自動的に変更したり、ボケを検出して対物レンズの自
動焦点合せを行う方法も実施されているが、これらの方
法では、イオンビームの場合、ドリフトが大きすぎて十
分に補正しきれない場合があった。また、これらの方法
では、ドリフトやボケを定期的に繰り返して検出する必
要があり、検出時には加工部分以外の場所にもビームを
広範囲に照射する必要があるので、イオンビームで試料
を傷めてしまうという問題もあった。

【０００９】図７を用いて、より具体的に説明する。図
７は、従来の電界放出型荷電粒子銃の説明図であり、液
体金属イオン銃の例を示している。液体金属イオン源１
の先端から約０．５ｓｔｅｒａｄの範囲に放出されたイ
オン２はその１部が引出電極３の中心孔を通過して、開
き角が約半角０．０５ｒａｄのビームになる。このイオ
ンビームはその後レンズ電極４を通過し、加速電極５に
よって所定のエネルギーに加速されてイオン銃６を出
る。液体金属イオン源１及び電極３，４，５の電圧は、
それぞれ加速電源１４、引出電源１６、レンズ電源１７
より供給される。イオン銃６を出たイオンビーム７は、
イオン銃６の電極３，４，５で構成されている静電レン
ズの作用（以下、イオン銃レンズと呼ぶ）によりクロス
オーバー１０を結ぶ。クロスオーバー１０は、イオン銃
レンズによるイオン発生源の像であり、イオンビーム７
にとってはみかけ上のイオンビーム発生源になってい
る。

【００１０】イオンビーム７は、通常、静電型の対物レ
ンズ８に入射してさらに細く絞られ、試料照射ビーム２
０となって試料９を照射する。対物レンズ８は、クロス
オーバー１０が試料９の位置に結像して、極微小のサイ
ズを有するビームとして試料９を照射するよう調節され
ている。従って、もし、イオン銃レンズの動作条件が変
わると１０の位置が変わるので試料照射ビームはボケた
りドリフトしたりするのは前述の通りである。イオン銃
レンズの条件（電極３，４，５に与える電位）が変わら
なければクロスオーバー１０の位置も変化しないので、
ビームボケもビームドリフトも生じないことは言うまで
もない。

【００１１】一方、液体金属イオン源１から放出される
イオン線２の電流量Ｉ_E、はイオン源１の表面状態と、
イオン源１と引出電極３の間にかけられる電圧Ｖ_Eの関
数である。たとえば、Ｖ_Eを８ｋＶにすると１μＡの電
流Ｉ_Eが得られる。もし、イオン銃６の使用中に、イオ
ン源１の表面状態が変わって電流Ｉ_Eが変ると、電圧Ｖ
_Eを変えて電流Ｉ_Eを元の値に戻すことができる。たと
えば電流Ｉ_Eが１μＡ増加した時、電圧Ｖ_Eを１５０Ｖ
下げれば元に戻る。

【００１２】ただし、図７の液体金属イオン銃の場合に
は、液体金属イオン源１の電位を基準にとって、電極
３，４，５にそれぞれ、−８ｋＶ，−４．８ｋＶ，−３
０ｋＶの電位を印加して動作していたので、Ｖ_Eを１５
０Ｖ下げるとクロスオーバー１０の位置が１０．２ｍｍ
対物レンズ８側にずれ、イオン銃レンズの結像倍率は
０．３増加した。

【００１３】対物レンズ８は結像倍率０．１に調節され
ているので、もし、イオン源１が０．１ｍｍだけ光軸か
ら離れている場合を考え、かつ、試料９を照射する開き
角が２ｍｒａｄのビームの場合を考えると、試料９では
３μｍのビームドリフトと０．２μｍのビームボケを発
生させることに相当する。そこで、このイオン銃６を使
って加工精度０．１μｍのイオンビーム加工を行う場合
には、イオン源１を極力光軸の上に来るようにセット
し、かつ、イオン源１が安定した状態を見計らってイオ
ン放出する必要があった。

【００１４】本発明は、このような従来技術の問題点に
鑑みてなされたものであり、陰極の表面状態が変化して
も電流値が変化せず、かつ、クロスオーバーの位置変化
も極めて少ない荷電粒子ビームを発射する電界放出型の
荷電粒子銃を提供することを目的とする。

【００１５】

【課題を解決するための手段】本発明においては、従来
の荷電粒子引出用電極と荷電粒子源との間に、電流安定
化に必要な電圧変化に対してはレンズ作用が極めて小さ
い特性を有する電流調節用電極を設け、荷電粒子銃の動
作中は荷電粒子引出電極の電位を一定に保つことにより
前記目的を達成する。この構成によると、荷電粒子ビー
ムを生成する静電レンズの作用を一定強度に保ちなが
ら、電流調節用電極の電位を変化することで荷電粒子源
から放出される電流の電流値を一定に保つことが可能と
なる。

【００１６】すなわち、本発明は、電界放出型の荷電粒
子源と、荷電粒子源に強電界を印加する荷電粒子引出電
極とを有し、荷電粒子引出電極によって引出された荷電
粒子を、荷電粒子引出電極と該荷電粒子の進行方向に設
けられた少なくとも１つの他の電極との間に形成される
静電レンズの作用によって所定のエネルギーとクロスオ
ーバーを有する荷電粒子ビームに生成する電界放出型荷
電粒子銃において、荷電粒子源と荷電粒子引出電極の間
に静電レンズよりも小さなレンズ作用を有する放出電流
調節電極を設け、荷電粒子源からの放出電流値が一定値
に保たれるように放出電流調節電極の電位を制御するこ
とを特徴とする。

【００１７】放出電流調節電極の電位制御方法としては
いくつかの方法が考えられ、例えば放出電流調節電極と
それに電位を供給する電源との間に抵抗器を配設し、か
つ、放出電流調節電極に放出電流の１部を流入させるこ
とにより、抵抗器を流れる放出電流による電圧降下を利
用することができる。このとき、荷電粒子引出電極と放
出電流調節電極には同一の電源より電位を供給すること
ができる。

【００１８】荷電粒子ビームのエネルギーが荷電粒子引
出電極への印加電圧より高い時は荷電粒子引出電極に供
給する電位を荷電粒子源に荷電粒子加速用電位を供給す
る電源から供給し、低い時は荷電粒子源に供給する電位
を荷電粒子引出電極に電位を供給する電源から供給する
ことができる。

【００１９】また、本発明は、荷電粒子銃から発射され
た荷電粒子ビームを微小なサイズに絞って試料に照射す
る装置において、荷電粒子銃として前記した本発明の電
界放出型荷電粒子銃を用い、試料上での荷電粒子ビーム
の位置ドリフト及び／又はビームのサイズ変化を軽減し
たことを特徴とする。また、前記本発明の電界放出型荷
電粒子銃は、イオンビーム加工装置用のイオン銃、電子
ビーム測長装置用の電子銃、電子線描画装置用の電子銃
として有利に用いることができる。

【００２０】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照しながら本発明
の実施の形態を説明する。なお、以下の説明に用いる図
において、従来例を示す図７と同様の構成部分には図７
と同じ符号を使用している。図１は、本発明による定電
流電界放出型荷電粒子銃の一例の説明図である。

【００２１】図１の定電流電界放出型荷電粒子銃は、従
来例の図７の電界放出型荷電粒子銃の構成に比べ、放出
電流調節電極１１と電流調節電源１５と放出電流検出器
１３と放出電流制御装置１２が付加されている。放出電
流調節電極１１は放出電流検出器３と液体金属イオン源
１との間に置かれた円筒状の電極で、その電位は引出電
極３の電位に近い値で動作する。

【００２２】引出電極１１の電位を変えると液体金属イ
オン源１の表面に作用する電界強度が変わるため放出電
流量Ｉ_Eが変化する。放出電流制御装置１２は放出電流
検出器１３により放出電流を監視する。放出電流制御装
置１２はパーソナルコンピュータで構成されている。ま
た、１３は電流計である。放出電流制御装置１２は、も
し放出電流量Ｉ_Eが変化すれば電流調節電源１５の出力
を変え、放出電流調節電極１１の電位を変えて放出電流
量Ｉ_Eがもとの値になるように制御する。このときに必
要な電位の変化量は、図７の従来例の場合とほぼ同様の
値である。

【００２３】イオン銃の動作中は、電極３，４，５の電
位はそれぞれ、−８ｋＶ，−４．８ｋＶ，−３０ｋＶの
一定値に保たれている。したがって、放出電流調節電極
１１の電位が変わってもイオン銃レンズの作用の大きさ
は変わらない。図７に比べると、図１のイオン銃では放
出電流調節電極１１が付加的に新しい静電レンズを作っ
ている。ただし、放出電流調節電極１１の電位は引出電
極３の電位に近い値なので、放出電流調節電極１１のレ
ンズ作用はイオン銃レンズの作用に比べると極めて小さ
い。

【００２４】したがって、一定値の電流を放出するため
に放出電流調節電極１１の電位を１５０Ｖ変えても、ビ
ームのボケやドリフトは図７に示した従来のイオン銃の
場合に比べて極めて小さい。ただし、放出電流調節電極
１１にも僅かなレンズ作用があるので零にはならない。
たとえば、図７に示した従来のイオン銃と同じ対物レン
ズの構成と、０．１ｍｍのイオン源の軸ズレ条件の下
で、放出電流調節電極１１の電位が１５０Ｖ変わった時
の試料上でのビームドリフトとビームボケを計算する
と、それぞれ０．４μｍ、０．００２μｍになる。これ
らの値は、図７に示した従来型イオン銃の場合のそれぞ
れ約１／８、約１／１００の大きさである。

【００２５】図２は、本発明による定電流電界放出型荷
電粒子銃の他の例の説明図である。この例では、イオン
線２が流入するような構造で配置された放出電流調節電
極１１と、抵抗器１８を使うことによって、イオン線２
の電流値安定化が計られている。放出電流調節電極１１
にはイオン線２の９８％の電流が流入する。放出電流調
節電極１１の抵抗値は３００ＭΩである。放出電流調節
電極１１も引出電極３も、同一の電源１６から電圧を供
給されているが、放出電流調節電極１１の電位は引出電
極３の電位に比べて抵抗器１８における電圧降下の分だ
け電位の絶対値が低い。たとえば放出電流調節電極１１
と引出電極３の電位がそれぞれ−８．０ｋＶと−８．３
ｋＶになった状態で１μＡのイオン線２を放出してい
る。

【００２６】液体金属イオン源１の表面状態が変化して
イオン線２の電流が減少するようなことがあれば抵抗器
１８での電圧降下が小さくなるので、放出電流調節電極
１１の電位の絶対値が上昇してイオン線２の電流値を増
やすよう作用する。逆に、イオン線２の電流が増加すれ
ば減らすよう作用する。すなわち、液体金属イオン源１
とイオン線２と抵抗器１８と引出電源１６と加速電源１
４の電気要素で負帰還回路を構成しているので、液体金
属イオン源１の表面状態が変化してもイオンビーム電流
値を一定に保つことができる。この間、引出電極３の電
位は変化せず、かつ、放出電流調節電極１１によるレン
ズ作用は小さいので、図１に示した実施形態と同じ事情
によりビームドリフトやビームぼけは極めて小さい。

【００２７】図３は、本発明による定電流電界放出型荷
電粒子銃の他の例の説明図である。本発明の原理とする
ところは、引出電極３の電位を変化させないことによ
り、イオン銃レンズの静電レンズ作用を一定値に保つこ
とである。そこで、この例では、引出電極３の電位は一
定値で、引出電源１６は使わずに分割抵抗器１９により
加速電源１４から電圧分割して供給する構成になってい
る。もし、引出電極３に必要な電圧が所望のビームのエ
ネルギーより高い場合には、これと対照的に加速電源１
４を使わずにイオン源１の電位を引出電源１６の電源か
ら供給するようにする。また、図３ではイオン銃レンズ
がイオン源１の虚像を結ぶように調節され、みかけのク
ロスオーバー１０がイオン源１の後方にできている場合
を示しているが、このような場合にも本発明は有効に機
能する。

【００２８】図４は、本発明による定電流電界放出型荷
電粒子銃の他の例の説明図である。この例では、リング
状の放出電流調節電極１１を使うことで、さらに、放出
電流調節電極１１のレンズ作用を弱くしている。また、
アナログ回路により、イオン線２の電流値を一定に保つ
ための負帰還回路が構成されている。すなわち、差動増
幅器２２において抵抗器１８での電圧降下と基準電源２
１の出力電圧とを比較し、もし差異があれば差分が差動
増幅器２２の出力となって放出電流調節電源１５に入力
され、放出電流調節電極１１の電位を変える。

【００２９】また、図４は、本発明を２電極からなる電
界放出型電子銃に応用した場合を示している。すなわ
ち、図１から図３の例に示したレンズ電極４がなく、引
出電極３と加速電極５の２電極のみで電子銃レンズを構
成している。従って、レンズ作用は、所定値のエネルギ
ーを与えるために必要な加速電極５の電位と、所定値の
電流を放出させる引出電極３の電位とのみで決まってし
まうため、電子ビームのクロスオーバー１０の位置を任
意に設定することが出来なかった。逆にいえば、クロス
オーバー位置を所定の位置に設定するように電圧条件を
設計すると、任意の電流値を得ることができなかった。

【００３０】一方、鋭い金属針で出来た電界放出電子源
１は、使用時に加熱する操作が入るため、使用を重ねる
と針先が太くなり、電子放出に必要な引出電極３の電位
が高くなる。引出電極３の電位が高くなりすぎると、ク
ロスオーバー１０を所定の許容位置範囲内に設定できな
くなる。その時点が電界放出電子源１の寿命であった
が、本発明の方式によると、放出電流調節電極１１の電
位を上げることにより、クロスオーバー１０の位置はあ
まり変えずに電子放出が出来るので、電界放出電子銃１
の寿命を大幅に伸ばす利点もある。

【００３１】図５は、本発明による定電流電界放出型荷
電粒子銃を搭載したイオンビーム描画装置の概略図であ
る。イオンビーム描画装置は、レジストを塗布した半導
体ウエハをイオンビームでパターン露光するための装置
である。液体金属イオン銃６は、例えば図２に示したよ
うに、ガリウム等の液体金属イオン源１、放出電流調節
電極１１、引出電極３、レンズ電極４、加速電極５から
なる。液体金属イオン源１から放出されたイオン線は、
引出電極３に３ｋＶ〜６ｋＶ程度の電界を印加すること
により、イオン電流値１μＡ〜１００μＡで引き出され
る。このときイオン電流は、放出電流調節電極１１の作
用により一定値に維持される。

【００３２】引出電極３により引き出されたイオン線
は、レンズ電極４を通り、加速電極５で加速され、多極
レンズ３１によりイオンビーム成形される。成形された
イオンビームは、Ｅ×Ｂ電界磁場直交型イオン分離フィ
ルタ３２によってイオン種の分離が行われた後、絞り３
３を通り、多極レンズ３４によるイオンビームの再成形
が行われる。再成形されたイオンビームは、静電対物レ
ンズ３５によりレジストが塗布された半導体ウエハ３７
上に焦点を結ぶように収束される。半導体ウエハ３７
は、イオンビームの光軸方向（Ｚ方向）に垂直なＸＹ平
面内で２次元移動可能なステージ３８上に載置されてい
る。対物レンズ３５で収束されたイオンビームは、偏向
器３６によってＸＹ方向に走査され、半導体ウエハ３７
上に所望の回路パターンを描画する。

【００３３】このイオンビーム描画装置によると、イオ
ンビームのビーム電流を自動的に一定に維持しながら長
時間運転することができるため、高精度なパターン描画
を行うことができるとともに製品の歩留まりも向上す
る。図６は、本発明による定電流電界放出型荷電粒子銃
を搭載した収束イオンビーム加工装置の概略図である。

【００３４】図２に示したような、液体金属イオン源、
放出電流調節電極、引出電極、レンズ電極、加速電極か
らなる液体金属イオン源４１から放出されたイオン線４
２は、ビーム偏向器４３を通過して対物レンズ４４に入
る。イオン線４２は、対物レンズ４４により、直径が約
０．２μｍの収束イオンビームに絞られて、加工対象の
試料４５を照射する。イオンビーム照射位置の制御は、
制御装置４６から送られる信号に基づいてビーム偏向器
４３で行われる。

【００３５】例えば、ビーム偏向器４３により収束イオ
ンビームを矩形状に走査すると、試料４５には矩形の穴
が形成される。図では、６個の試料を制御装置４６から
の指令により順次装置中央部分に送り込んで加工してい
る様子を描いているが、１つの試料に穴を開けるには例
えば４０分の時間がかかる。したがって、この図に示す
ように６個の試料４５の穴開け加工を完了するには４時
間もの間イオンビームを安定して照射し続ける必要があ
り、本発明が有効に利用される。

【００３６】本発明による定電流電界放出型荷電粒子銃
は、イオンビーム描画装置や収束イオンビーム加工装置
以外にも、細く絞った荷電粒子ビームを長時間にわたっ
て照射し続ける必要のある装置一般に搭載すると有用で
ある。このような装置には、電子ビームで試料上にパタ
ーン描画を行う電子線描画装置、試料の微細部寸法を測
定する電子ビーム測長装置等がある。これらの装置は、
終夜運転で連続的に作業することが常なので、本発明の
荷電粒子銃を搭載することで、作業結果の信頼性を向上
することができる。

【００３７】

【発明の効果】本発明によると、陰極の表面状態が変化
しても電流値が変化せず、かつ、ドリフトやボケが従来
の約１／８以下に抑えられた荷電粒子ビームを発射する
電界放出型荷電粒子銃を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による定電流電界放出型荷電粒子銃の一
例の説明図。

【図２】本発明による定電流電界放出型荷電粒子銃の他
の例の説明図。

【図３】本発明による定電流電界放出型荷電粒子銃の他
の例の説明図。

【図４】本発明による定電流電界放出型荷電粒子銃の他
の例の説明図。

【図５】本発明による定電流電界放出型荷電粒子銃を搭
載したイオンビーム描画装置の概略図。

【図６】本発明による定電流電界放出型荷電粒子銃を搭
載した収束イオンビーム加工装置の概略図。

【図７】従来の液体金属イオン銃の説明図。

【符号の説明】

１…液体金属イオン源、２…イオン線、３…引出電極、
４…レンズ電極、５…加速電極、６…イオン銃、７…イ
オン銃より発射されるイオンビーム、８…対物レンズ、
９…試料、１０…クロスオーバー、１１…放出電流調節
電極、１２…放出電流制御装置、１３…放出電流検出
器、１４…加速電源、１５…放出電流調節電源、１６…
引出電源、１７…レンズ電源、１８…抵抗器、１９…分
割抵抗器、２０…試料照射ビーム、２１…基準電源、２
２…差動増幅器、３１…多極レンズ、３２…イオン分離
フィルタ、３３…絞り、３４…多極レンズ、３５…対物
レンズ、３６…偏向器、３７…半導体ウエハ、３８…ス
テージ、４１…液体金属イオン源、４２…イオン線、４
３…ビーム偏向器、４４…対物レンズ、４５…試料、４
６…制御装置

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】電界放出型の荷電粒子源と、前記荷電粒
子源に強電界を印加する荷電粒子引出電極とを有し、前
記荷電粒子引出電極によって引出された荷電粒子を、前
記荷電粒子引出電極と該荷電粒子の進行方向に設けられ
た少なくとも１つの他の電極との間に形成される静電レ
ンズの作用によって所定のエネルギーとクロスオーバー
を有する荷電粒子ビームに生成する電界放出型荷電粒子
銃において、前記荷電粒子源と前記荷電粒子引出電極の間に前記静電
レンズよりも小さなレンズ作用を有する放出電流調節電
極を設け、前記荷電粒子源からの放出電流値が一定値に
保たれるように前記放出電流調節電極の電位を制御する
ことを特徴とする電界放出型荷電粒子銃。
【請求項２】請求項１記載の電界放出型荷電粒子銃に
おいて、前記放出電流調節電極とそれに電位を供給する
電源との間に抵抗器が配設され、かつ、前記放出電流調
節電極には前記放出電流の１部が流入することを特徴と
する電界放出型荷電粒子銃。
【請求項３】請求項２記載の電界放出型荷電粒子銃に
おいて、前記荷電粒子引出電極と前記放出電流調節電極
には同一の電源より電位が供給されていることを特徴と
する電界放出型荷電粒子銃。
【請求項４】請求項１記載の電界放出型荷電粒子銃に
おいて、前記所定のエネルギーが前記荷電粒子引出電極
への印加電圧より高い時は前記荷電粒子引出電極に供給
する電位を前記荷電粒子源に荷電粒子加速用電位を供給
する電源から供給し、低い時は前記荷電粒子源に供給す
る電位を前記荷電粒子引出電極に電位を供給する電源か
ら供給することを特徴とする電界放出型荷電粒子銃。
【請求項５】荷電粒子銃から発射された荷電粒子ビー
ムを微小なサイズに絞って試料に照射する装置におい
て、前記荷電粒子銃として請求項１記載の電界放出型荷電粒
子銃を用い、試料上での荷電粒子ビームの位置ドリフト
を軽減したことを特徴とする装置。
【請求項６】荷電粒子銃から発射された荷電粒子ビー
ムを微小なサイズに絞って試料に照射する装置におい
て、前記荷電粒子銃として請求項１記載の電界放出型荷電粒
子銃を用い、試料上での荷電粒子ビームのサイズ変化を
軽減したことを特徴とする装置。
【請求項７】請求項１記載の電界放出型荷電粒子銃よ
り発射されたイオンビームを試料に照射することによ
り、試料の微小部を加工することを特徴とする方法。
【請求項８】請求項１記載の電界放出型荷電粒子銃よ
り発射され、細く絞られた電子ビームを試料上で走査す
ることにより試料上の寸法計測を連続的に行うことを特
徴とする方法。
【請求項９】請求項１記載の電界放出型荷電粒子銃よ
り発射され、細く絞られた電子ビームを用いて試料上に
描画を連続的に行うことを特徴とする方法。