JPH11224629A - Diffusion supply type electron source, its manufacture and electron beam device - Google Patents

Diffusion supply type electron source, its manufacture and electron beam device

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JPH11224629A
JPH11224629A JP2680498A JP2680498A JPH11224629A JP H11224629 A JPH11224629 A JP H11224629A JP 2680498 A JP2680498 A JP 2680498A JP 2680498 A JP2680498 A JP 2680498A JP H11224629 A JPH11224629 A JP H11224629A
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diffusion
electron source
source
needle
supplying
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Hidetoshi Nishiyama
英利 西山
Taku Oshima
卓 大嶋
Mari Nozoe
真理 野副
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Hitachi Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a diffusion supply type electron source capable of electron emission of high current density in a narrow energy beam, and to enhance the drawing speed of an electron beam drawing device, the observation speed and the resolution of a transmission electron microscope and a scanning electron microscope. SOLUTION: This electron source is composed of a needle-like electrode 2 made of metal having a needle-like tip, and heater 1 heating the same, and a diffusion source 3 sticking them or a place in the vicinity. As the diffusion source, an alkali metal compound containing oxygen and its reducing agent, an alkaline earth metal compound containing oxygen and its reducing agent, or the mixture of them are used. By heating the diffusion source, elements in the alkali metal and the alkaline earth metal are thermally decomposed, or reduced so as to be produced. Thereby, the elements are diffused up to the needle-like tip so that an adsorption layer containing the elements is formed.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【０００１】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は電子線を利用した計
測装置，特に高電流密度，およびエネルギー幅の狭い放
出電子を必要とする電子線描画装置，走査型電子顕微
鏡，および透過型電子顕微鏡等の電子線応用装置に使用
する電子源，その製造方法、およびその電子源を用いた
電子線装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a measuring apparatus using an electron beam, particularly an electron beam drawing apparatus, a scanning electron microscope, a transmission electron microscope, etc., which require high current density and emission electrons having a narrow energy width. The present invention relates to an electron source used for an electron beam application device, a method of manufacturing the same, and an electron beam device using the electron source.

【０００２】[0002]

【従来の技術】電子源から高電流密度の電子ビームを得
ることは，電子線描画装置の描画速度向上，および走査
型電子顕微鏡，透過型電子顕微鏡等の観察速度向上のた
めに重要である。高電流密度の電子放出のためには，電
子放出面の仕事関数を減少させることが必要である。こ
のため最近では，拡散補給型と呼ばれる電子源が使用さ
れてきている。これは，図１のようにＶ字型に成形され
たＷフィラメント１に，先端が＜１００＞方位であるＷ
＜１００＞単結晶の針状電極２を点溶接し，先端を尖鋭
化し，針状電極２の根元に拡散源３として酸化ジルコニ
ウムＺｒＯ2を付着させたものである（特開昭５９−４
９０６５号公報）。以下，Ｚｒ／Ｏ／Ｗと略記する。2. Description of the Related Art Obtaining an electron beam having a high current density from an electron source is important for improving the drawing speed of an electron beam lithography apparatus and the observation speed of a scanning electron microscope, a transmission electron microscope, and the like. For high current density electron emission, it is necessary to reduce the work function of the electron emission surface. For this reason, an electron source called a diffusion supply type has recently been used. This is because a W filament 1 formed in a V-shape as shown in FIG.
<100> A single-crystal needle-shaped electrode 2 is spot-welded, its tip is sharpened, and zirconium oxide ZrO 2 is adhered to the base of the needle-shaped electrode 2 as a diffusion source 3 (JP-A-59-4).
No. 9065). Hereinafter, it is abbreviated as Zr / O / W.

【０００３】動作時に，拡散源３のＺｒおよびＯを熱拡
散（加熱温度約１８００Ｋ）により針状電極２の先端の
（１００）表面まで拡散，吸着させる。すると，仕事関
数の小さい吸着層（仕事関数は約２．８ｅＶ）が形成さ
れ，電場を印加することによって針状電極先端から電子
が放出される。この電子源は，電子線描画装置，走査型
電子顕微鏡，透過型電子顕微鏡等において用いられてい
る。In operation, Zr and O of the diffusion source 3 are diffused and adsorbed to the (100) surface at the tip of the needle electrode 2 by thermal diffusion (heating temperature of about 1800 K). Then, an adsorption layer having a small work function (the work function is about 2.8 eV) is formed, and electrons are emitted from the tip of the needle electrode by applying an electric field. This electron source is used in an electron beam drawing apparatus, a scanning electron microscope, a transmission electron microscope, and the like.

【０００４】電子源からエネルギー幅の狭い放出電子を
得ることが，電子線応用装置の分解能向上のために必要
である。前述のＺｒ／Ｏ／Ｗの場合，エネルギー幅の狭
いショットキー放出領域でのエネルギー幅は約０．４ｅ
Ｖである。ショットキー放出電子は熱励起されたもので
あるから，エネルギー幅を狭めるには動作温度の低下が
必要となる。しかし，動作温度の低下は放出電流を減少
させるので，それを補うために仕事関数の減少が必要と
なる。It is necessary to obtain emitted electrons having a narrow energy width from an electron source in order to improve the resolution of an electron beam application device. In the case of the aforementioned Zr / O / W, the energy width in the Schottky emission region having a small energy width is about 0.4 e.
V. Since the Schottky-emitted electrons are thermally excited, the operating temperature must be lowered to narrow the energy width. However, a decrease in the operating temperature decreases the emission current, so that a work function must be reduced to compensate for the decrease.

【０００５】ＺｒおよびＯよりも仕事関数を減少させる
吸着物質としては，アルカリ金属，およびアルカリ土類
金属が知られている（ザ・ジャーナル・オブ・ケミカル
・フィジックス，ボリューム４８，ｐ２４２１，１９６
８年）。例えば，アルカリ土類金属としてＢａをＷ表面
に蒸着させると仕事関数は約２ｅＶになる。しかし，所
望の電子線を取り出すために、上記仕事関数を減少させ
る吸着物質の針状電極先端表面へ吸着手段の、より容易
化が求めれていた。Alkali metals and alkaline earth metals are known as adsorbents that reduce the work function more than Zr and O (The Journal of Chemical Physics, volume 48, p2421, 196).
8 years). For example, when Ba is deposited on the W surface as an alkaline earth metal, the work function becomes about 2 eV. However, in order to extract a desired electron beam, there has been a demand for an easier means for adsorbing the adsorbing substance for reducing the work function to the tip surface of the needle electrode.

【０００６】[0006]

【発明が解決しようとする課題】上記従来技術によるア
ルカリ金属，およびアルカリ土類金属をＷ表面に吸着さ
せる方法では蒸着することが必要であり，工程が複雑で
ある。本発明はこの問題を解決し，Ｚｒ／Ｏ／Ｗよりも
電子放出面の仕事関数を減少させ，高電流密度，および
狭いエネルギー幅の放出電子をもたらし、かつ容易に製
作出来る電子源を提供する。The above-described method of adsorbing an alkali metal and an alkaline earth metal on the W surface according to the prior art requires vapor deposition, and the process is complicated. The present invention solves this problem, and provides an electron source that reduces the work function of the electron emission surface compared to Zr / O / W, provides high current density, emits electrons with a narrow energy width, and can be easily manufactured. .

【０００７】一方，従来型電子源Ｚｒ／Ｏ／Ｗは，電子
線応用装置，例えば可変成形ビーム方式の電子線描画装
置において用いられているが，放出電流が少なく描画速
度が遅いという欠点があった。そのため，例えば，２５
６メガバイト（Ｍｂｙｔｅ）のＤＲＡＭ（Ｄｙｎａｍｉ
ｃ Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）の配
線パターンを描画すると数時間かかってしまう。しか
し，このＤＲＡＭを生産ラインに組み込むためには描画
速度を数分にすることが望まれている。さらに，半導体
基板外観検査用走査型顕微鏡においても，検査時間の短
縮のために放出電流の増加が必要である。この装置は，
回路パターン基板の上を収束された電子線で走査して，
発生する二次電子を検出することによって画像を形成す
る。この際，従来のＺｒ／Ｏ／Ｗを用いていたのでは放
出電流が少ないため発生する二次電子が少なく，検査時
間が長いという問題点があった。その他，走査型電子顕
微鏡，透過型電子顕微鏡においても，放出電流の増加に
よる観察速度の向上が課題となっている。また，Ｚｒ／
Ｏ／Ｗを搭載した電子線応用装置では，放出電子のエネ
ルギー幅が狭くても約０．４ｅＶであり，分解能の向上
が限界に来ている。本発明は，これら描画速度や観察速
度，および分解能に関する課題を解決する。On the other hand, the conventional electron source Zr / O / W is used in an electron beam application apparatus, for example, an electron beam lithography apparatus of a variable shaped beam system, but has a drawback that an emission current is small and a writing speed is slow. Was. Therefore, for example, 25
6 megabyte (Mbyte) DRAM (Dynami
Drawing a wiring pattern of c Random Access Memory takes several hours. However, in order to incorporate this DRAM into a production line, it is desired to reduce the drawing speed to several minutes. Furthermore, in a scanning microscope for semiconductor substrate appearance inspection, the emission current needs to be increased to shorten the inspection time. This device
Scanning the circuit pattern substrate with the focused electron beam,
An image is formed by detecting the generated secondary electrons. At this time, when the conventional Zr / O / W is used, there is a problem that the emission current is small, so that the generated secondary electrons are small and the inspection time is long. In addition, in a scanning electron microscope and a transmission electron microscope, improvement of the observation speed due to an increase in emission current is another problem. Also, Zr /
In an electron beam application device equipped with O / W, the energy width of emitted electrons is about 0.4 eV even if the energy width is narrow, and improvement in resolution has reached its limit. The present invention solves the problems related to the drawing speed, the observation speed, and the resolution.

【０００８】[0008]

【課題を解決するための手段】針状電極と発熱体により
構成された電子源の、針状電極，発熱体，もしくはそれ
らの近傍に，酸素を含むアルカリ金属の化合物とその還
元剤，酸素を含むアルカリ土類金属の化合物とその還元
剤，もしくはこれらの混合物を拡散源として付着させ
る。還元剤は，原子番号３〜６，１１〜１６，１９〜３
４，３７〜５３，５５〜８４，８８〜９４の元素，もし
くはこれら元素を含む化合物のうちの，一種類，もしく
は二種類以上の混合物であり，この還元剤の拡散源に占
める割合は０．００１〜９９ｍｏｌ％の範囲とする。拡
散源としてアルカリ土類金属の酸化物を用いる場合は，
アルカリ土類金属の過酸化物，水酸化物，炭酸塩，もし
くはこれらの混合物を還元剤と一緒に上記針状電極，上
記発熱体，もしくはそれら近傍に付着させた後，加熱す
ることにより酸化物を生成しても良い。他にも，拡散源
として酸素を含むアルカリ土類金属の化合物，アルカリ
土類金属の酸化物，もしくはこれらの混合物を用いても
良い。拡散源としてアルカリ土類金属の酸化物を用いる
場合は，アルカリ土類金属の過酸化物，水酸化物，炭酸
塩，もしくはこれらの混合物を、上記針状電極，上記発
熱体，もしくはそれらの近傍に付着させた後，加熱する
ことにより酸化物を生成しても良い。付着させる手段
は，拡散源材料を純水もしくはニトロセルロースを含む
有機物によりペースト状にしたものを用いる。針状電極
としては，その先端の結晶表面が（１００），（１１
０），（２１１），（１１１）面となるようなＷ，Ｍ
ｏ，Ｎｉ，Ｔａ，Ｐｔ，Ｉｒ単結晶，もしくは（０００
１），（１０−１１），（１１−２０），（１０−１
０），（１１−２２）面となるようなＲｅ，Ｏｓ単結晶
を用いても良い。ただし，ここで用いた結晶面は表１の
表記に従う。Means for Solving the Problems In an electron source composed of a needle electrode and a heating element, a compound of an alkali metal containing oxygen, a reducing agent thereof, and oxygen are placed on the needle electrode, the heating element, or in the vicinity thereof. The compound containing alkaline earth metal and its reducing agent, or a mixture thereof, is deposited as a diffusion source. The reducing agent has an atomic number of 3 to 6, 11 to 16, 19 to 3
4, 37 to 53, 55 to 84, 88 to 94, or one or a mixture of two or more of the compounds containing these elements. The ratio of the reducing agent to the diffusion source is 0.1%. 001 to 99 mol%. When using an alkaline earth metal oxide as the diffusion source,
An alkaline earth metal peroxide, hydroxide, carbonate, or a mixture thereof is attached to the needle electrode, the heating element, or a vicinity thereof together with a reducing agent, and then heated to form an oxide. May be generated. Alternatively, a compound of an alkaline earth metal containing oxygen, an oxide of an alkaline earth metal, or a mixture thereof may be used as a diffusion source. When an alkaline earth metal oxide is used as the diffusion source, the alkaline earth metal peroxide, hydroxide, carbonate, or a mixture thereof is transferred to the needle electrode, the heating element, or a vicinity thereof. The oxide may be generated by heating after attaching to the surface. As a means for attaching, a material obtained by forming a diffusion source material into a paste using pure water or an organic substance including nitrocellulose is used. For the needle-shaped electrode, the crystal surface at the tip is (100), (11)
W, M to be (0), (211), (111) planes
o, Ni, Ta, Pt, Ir single crystal, or (000
1), (10-11), (11-20), (10-1)
A single crystal of Re or Os having a (0) or (11-22) plane may be used. However, the crystal plane used here conforms to the notation in Table 1.

【０００９】[0009]

【表１】 [Table 1]

【００１０】電子源動作時にあたっては，まずその発熱
体の加熱により拡散源の付着に用いた純水もしくは有機
溶剤を蒸発させる。その後，熱分解，もしくは還元作用
により，アルカリ金属，アルカリ土類金属のうち少なく
とも一種類の元素を生成させ，針状電極先端まで拡散さ
せる。When operating the electron source, first, pure water or an organic solvent used for attaching the diffusion source is evaporated by heating the heating element. Thereafter, at least one element of alkali metal and alkaline earth metal is generated by thermal decomposition or reduction, and diffused to the tip of the needle electrode.

【００１１】本発明は、以下の構成により上記課題を解
決する。The present invention solves the above-mentioned problem by the following constitution.

【００１２】すなわち、本発明の請求項１に記載の第１
の発明は、先端を針状にした金属から成る針状電極と，
該針状電極を加熱する発熱体からなる電子源において、
該電子源は該発熱体により加熱可能な拡散源を有し，該
拡散源は、酸素を含むアルカリ金属の化合物とその還元
剤，酸素を含むアルカリ土類金属の化合物とその還元
剤，もしくはこれらの混合物を備え、かつ該拡散源は、
加熱されることにより、前記アルカリ金属，前記アルカ
リ土類金属のうち少なくとも一種類の元素を還元し，該
還元した元素を該針状電極先端まで拡散させて、該針状
電極先端に、該還元された元素が存在する吸着層を形成
するよう配設されていることを特徴とする拡散補給型電
子源である。That is, the first aspect according to claim 1 of the present invention.
The invention of the present invention relates to a needle-like electrode made of metal having a needle-like tip,
An electron source comprising a heating element for heating the needle electrode,
The electron source has a diffusion source that can be heated by the heating element, and the diffusion source is an oxygen-containing alkali metal compound and a reducing agent thereof, an oxygen-containing alkaline earth metal compound and a reducing agent thereof, or And the diffusion source comprises:
By being heated, at least one element of the alkali metal and the alkaline earth metal is reduced, and the reduced element is diffused to the tip of the needle electrode, and the reduced tip is placed on the tip of the needle electrode. A diffusion-supplying electron source, which is provided so as to form an adsorption layer in which the selected element exists.

【００１３】また、本発明の請求項２に記載の第２の発
明は、先端を針状にした金属から成る針状電極と，該針
状電極を加熱する発熱体からなる電子源において，該電
子源は該発熱体により加熱可能な拡散源を有し，該拡散
源は、酸素を含むアルカリ土類金属の化合物とその還元
剤，もしくはこれらの混合物を備え、かつ該拡散源は、
加熱されることにより、前記アルカリ土類金属のうち少
なくとも一種類の元素を還元し，該還元した元素を該針
状電極先端まで拡散させて、該針状電極先端に、該還元
された元素が存在する吸着層を形成するよう配設されて
いることを特徴とする拡散補給型電子源である。According to a second aspect of the present invention, there is provided an electron source comprising a needle-like electrode made of metal having a needle-like tip and a heating element for heating the needle-like electrode. The electron source has a diffusion source that can be heated by the heating element, the diffusion source includes a compound of an alkaline earth metal containing oxygen and a reducing agent thereof, or a mixture thereof, and the diffusion source includes:
By being heated, at least one element of the alkaline earth metal is reduced, and the reduced element is diffused to the tip of the needle electrode, and the reduced element is placed on the tip of the needle electrode. A diffusion-supplying electron source characterized by being arranged to form an existing adsorption layer.

【００１４】また、本発明の請求項３に記載の第３の発
明は、前記酸素を含むアルカリ土類金属の化合物の少な
くとも一つが、アルカリ土類金属の酸化物であることを
特徴とする請求項２記載の拡散補給型電子源である。In a third aspect of the present invention, at least one of the oxygen-containing alkaline earth metal compounds is an alkaline earth metal oxide. Item 4. A diffusion supply type electron source according to Item 2.

【００１５】また、本発明の請求項４に記載の第４の発
明は、先端を針状にした金属から成る針状電極と，該針
状電極を加熱する発熱体とを備え、アルカリ土類金属の
過酸化物，水酸化物もしくは炭酸塩、またはこれらの混
合物を、該アルカリ土類金属の還元剤と一緒に、上記針
状電極，上記発熱体もしくはそれらの近傍に付着させた
ことを特徴とする拡散補給型電子源中間体である。According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a needle-like electrode made of metal having a needle-like tip, and a heating element for heating the needle-like electrode. A metal peroxide, hydroxide or carbonate, or a mixture thereof is attached to the needle-shaped electrode, the heating element or the vicinity thereof together with the alkaline earth metal reducing agent. Is a diffusion-supplying electron source intermediate.

【００１６】また、本発明の請求項５に記載の第５の発
明は、前記炭酸塩が、ＢａＣＯ3，ＣａＣＯ3もしくはＳ
ｒＣＯ3、またはこれらの混合物であることを特徴とす
る請求項４記載の拡散補給型電子源中間体である。According to a fifth aspect of the present invention, there is provided the method according to the fifth aspect, wherein the carbonate is BaCO 3 , CaCO 3 or S
5. The diffusion-supplying electron source intermediate according to claim 4, which is rCO 3 or a mixture thereof.

【００１７】また、本発明の請求項６に記載の第６の発
明は、前記炭酸塩に占めるＢａＣＯ3，ＣａＣＯ3，Ｓｒ
ＣＯ3の割合は，それぞれ１０〜１００ｍｏｌ％，０〜
４５ｍｏｌ％，０〜４５ｍｏｌ％であることを特徴とす
る請求項５に記載の拡散補給型電子源中間体である。In a sixth aspect of the present invention, there is provided a method according to the sixth aspect, wherein BaCO 3 , CaCO 3 , Sr occupying the carbonate.
The proportion of CO 3 is 10-100 mol%,
The diffusion-supplying electron source intermediate according to claim 5, wherein the intermediate amount is 45 mol% or 0 to 45 mol%.

【００１８】また、本発明の請求項７に記載の第７の発
明は、請求項４に記載の拡散補給型電子源中間体におけ
る前記アルカリ土類金属の過酸化物，水酸化物，炭酸塩
もしくはこれらの混合物を加熱することにより前記アル
カリ土類金属の酸化物を生成させることを特徴とする拡
散補給型電子源の製造方法である。According to a seventh aspect of the present invention, there is provided a diffusion-supply type electron source intermediate according to the fourth aspect, wherein the alkaline earth metal is peroxide, hydroxide or carbonate. Alternatively, there is provided a method for producing a diffusion-supplying electron source, wherein the oxide of the alkaline earth metal is generated by heating a mixture thereof.

【００１９】また、本発明の請求項８に記載の第８の発
明は、請求項５または６に記載の拡散補給型電子源中間
体における前記アルカリ土類金属の炭酸塩もしくはこれ
らの混合物を加熱することにより前記アルカリ土類金属
の酸化物を生成させることを特徴とする拡散補給型電子
源の製造方法である。According to an eighth aspect of the present invention, an alkaline earth metal carbonate or a mixture thereof is heated in the diffusion-supplying electron source intermediate according to the fifth or sixth aspect. Thereby producing an oxide of the alkaline earth metal.

【００２０】また、本発明の請求項９に記載の第９の発
明は、先端を針状にした金属から成る針状電極と，該針
状電極を加熱する発熱体からなる電子源において、該電
子源は該発熱体により加熱可能な拡散源を有し，該拡散
源は、酸素を含むアルカリ土類金属Be，Ca，Sr，Baもし
くはＲａの化合物，またはこれら化合物の混合物を備
え、かつ該拡散源は、加熱されることにより前記アルカ
リ土類金属のうち少なくとも一種類の元素を熱分解によ
り生成し，該生成した元素を該針状電極先端まで拡散さ
せて、該針状電極先端に、該生成した元素が存在する吸
着層を形成するよう配設されていることを特徴とする拡
散補給型電子源である。According to a ninth aspect of the present invention, there is provided an electron source comprising a needle-like electrode made of metal having a needle-like tip and a heating element for heating the needle-like electrode. The electron source has a diffusion source that can be heated by the heating element, and the diffusion source includes a compound of an alkaline earth metal Be, Ca, Sr, Ba, or Ra containing oxygen, or a mixture of these compounds, and The diffusion source generates at least one kind of element of the alkaline earth metal by thermal decomposition by being heated, and diffuses the generated element to the tip of the needle-like electrode. A diffusion-supplying electron source, which is provided so as to form an adsorption layer in which the generated element exists.

【００２１】また、本発明の請求項１０に記載の第１０
の発明は、先端を針状にした金属から成る針状電極と，
該針状電極を加熱する発熱体からなる電子源において、
該電子源は該発熱体により加熱可能な拡散源を有し，該
拡散源は、酸素を含むアルカリ土類金属BeもしくはMgの
化合物と，酸素を含むアルカリ土類金属Ba, Sr，Caもし
くはRaの化合物との混合物を備え、かつ該拡散源は、加
熱されることにより、前記アルカリ土類金属Be及びMgの
中の少なくとも一つの元素と前記アルカリ土類金属Ba,
Sr，Ca 及びRaの中の少なくとも一つの元素とを熱分解
により生成し，該生成した元素を該針状電極先端まで拡
散させて、該針状電極先端に、該生成した元素が存在す
る吸着層を形成するよう配設されていることを特徴とす
る拡散補給型電子源である。[0021] The tenth aspect of the present invention is the tenth aspect.
The invention of the present invention relates to a needle-like electrode made of metal having a needle-like tip,
An electron source comprising a heating element for heating the needle electrode,
The electron source has a diffusion source that can be heated by the heating element, and the diffusion source includes a compound of an alkaline earth metal Be or Mg containing oxygen and an alkaline earth metal Ba, Sr, Ca or Ra containing oxygen. And a diffusion source, and the diffusion source is heated, so that at least one element of the alkaline earth metals Be and Mg and the alkaline earth metal Ba,
At least one element of Sr, Ca and Ra is generated by thermal decomposition, and the generated element is diffused to the tip of the needle electrode, so that the generated element exists at the tip of the needle electrode. A diffusion-supplying electron source, which is provided so as to form a layer.

【００２２】また、本発明の請求項１１に記載の第１１
の発明は、前記酸素を含むアルカリ土類金属の化合物の
少なくとも一つがアルカリ土類金属の酸化物であること
を特徴とする請求項９あるいは１０記載の拡散補給型電
子源である。Further, the eleventh aspect of the present invention provides the eleventh aspect.
The invention according to claim 9 or 10, wherein at least one of the oxygen-containing alkaline earth metal compounds is an alkaline earth metal oxide.

【００２３】また、本発明の請求項１２に記載の第１２
の発明は、先端を針状にした金属から成る針状電極と，
該針状電極を加熱する発熱体とを備え、アルカリ土類金
属の過酸化物，水酸化物，炭酸塩もしくはこれらの混合
物を、上記針状電極，上記発熱体もしくはそれらの近傍
に付着させたことを特徴とする拡散補給型電子源中間体
である。Further, the twelfth aspect of the present invention is the twelfth aspect.
The invention of the present invention relates to a needle-like electrode made of metal having a needle-like tip,
A heating element for heating the needle electrode; and a peroxide, hydroxide, carbonate, or a mixture thereof of an alkaline earth metal is adhered to the needle electrode, the heating element, or a vicinity thereof. A diffusion-supplying electron source intermediate characterized by the following.

【００２４】また、本発明の請求項１３に記載の第１３
の発明は、前記炭酸塩が、ＢａＣＯ3，ＣａＣＯ3もしく
はＳｒＣＯ3、またはこれらの混合物であることを特徴
とする請求項１２記載の拡散補給型電子源中間体であ
る。Further, the thirteenth aspect of the present invention provides the thirteenth aspect.
The invention according to claim 12, wherein the carbonate is BaCO 3 , CaCO 3, SrCO 3 , or a mixture thereof, wherein the intermediate is a diffusion-supplying electron source intermediate.

【００２５】また、本発明の請求項１４に記載の第１４
の発明は、上記炭酸塩に占めるＢａＣＯ3，ＣａＣＯ3，
ＳｒＣＯ3の割合は、それぞれ１０〜９９ｍｏｌ％，
０．５〜４５ｍｏｌ％，０．５〜４５ｍｏｌ％であるこ
とを特徴とする請求項１３記載の拡散補給型電子源中間
体である。Further, the fourteenth aspect of the present invention is the fourteenth aspect.
The invention of the present invention relates to BaCO 3 , CaCO 3 ,
The ratio of SrCO 3 is 10 to 99 mol%,
The diffusion-supplying electron source intermediate according to claim 13, wherein the intermediate is 0.5 to 45 mol% and 0.5 to 45 mol%.

【００２６】また、本発明の請求項１５に記載の第１５
の発明は、請求項１２に記載の拡散補給型電子源中間体
における前記アルカリ土類金属の過酸化物，水酸化物，
炭酸塩もしくはこれらの混合物を加熱することにより前
記アルカリ土類金属の酸化物を生成させることを特徴と
する拡散補給型電子源の製造方法である。The fifteenth aspect of the present invention provides
The invention of claim 12, wherein the alkaline earth metal peroxide, hydroxide,
A method for producing a diffusion-supplying electron source, characterized in that an oxide of the alkaline earth metal is generated by heating a carbonate or a mixture thereof.

【００２７】また、本発明の請求項１６に記載の第１６
の発明は、請求項１３または１４に記載の拡散補給型電
子源中間体における前記炭酸塩の混合物を加熱すること
により前記アルカリ土類金属の酸化物を生成させること
を特徴とする拡散補給型電子源の製造方法である。The sixteenth aspect of the present invention is the same as the first or second aspect.
The invention of claim 13 wherein the alkaline earth metal oxide is generated by heating the mixture of carbonates in the intermediate of the supplementary electron source according to claim 13 or 14. It is a manufacturing method of the source.

【００２８】また、本発明の請求項１７に記載の第１７
の発明は、請求項１から３および９から１１のうちのい
ずれかに記載の拡散補給型電子源において、上記針状電
極としてＷ，Ｍｏ，Ｎｉ，Ｔａ，Ｐｔ，Ｉｒ，Ｒｅ，も
しくはＯｓを用いることを特徴とする拡散補給型電子源
である。The seventeenth aspect of the present invention provides
According to the invention, in the diffusion-supplying electron source according to any one of claims 1 to 3 and 9 to 11, W, Mo, Ni, Ta, Pt, Ir, Re, or Os is used as the needle electrode. It is a diffusion supply type electron source characterized by using.

【００２９】また、本発明の請求項１８に記載の第１８
の発明は、請求項４から６および１２から１４のうちの
いずれかに記載の拡散補給型電子源中間体において、上
記針状電極としてＷ，Ｍｏ，Ｎｉ，Ｔａ，Ｐｔ，Ｉｒ，
Ｒｅ，もしくはＯｓを用いることを特徴とする拡散補給
型電子源中間体である。The eighteenth aspect of the present invention provides
According to the invention of the present invention, in the intermediate of the diffusion supply type electron source according to any one of claims 4 to 6 and 12 to 14, W, Mo, Ni, Ta, Pt, Ir,
It is a diffusion-supplying electron source intermediate characterized by using Re or Os.

【００３０】また、本発明の請求項１９に記載の第１９
の発明は、請求項１７に記載の拡散補給型電子源におい
て、上記針状電極として，その先端の結晶表面が（１０
０），（１１０），（２１１），（１１１）面となるよ
うなＷ，Ｍｏ，Ｎｉ，Ｔａ，Ｐｔ，Ｉｒ単結晶，もしく
は（０００１），（１０−１１），（１１−２０），
（１０−１０），（１１−２２）面となるようなＲｅ，
Ｏｓ単結晶を用いることを特徴とする拡散補給型電子源
である。A nineteenth aspect of the present invention is the nineteenth aspect.
According to the invention of the present invention, in the diffusion supply type electron source according to the seventeenth aspect, the needle-like electrode has a crystal surface at the tip thereof of (10).
0), (110), (211), (111) plane, W, Mo, Ni, Ta, Pt, Ir single crystal, or (0001), (10-11), (11-20),
Re, such that the (10-10) and (11-22) planes are obtained,
This is a diffusion supply type electron source characterized by using an Os single crystal.

【００３１】また、本発明の請求項２０に記載の第２０
の発明は、請求項１８に記載の拡散補給型電子源中間体
において、上記針状電極として，その先端の結晶表面が
（１００），（１１０），（２１１），（１１１）面と
なるようなＷ，Ｍｏ，Ｎｉ，Ｔａ，Ｐｔ，Ｉｒ単結晶，
もしくは（０００１），（１０−１１），（１１−２
０），（１０−１０），（１１−２２）面となるような
Ｒｅ，Ｏｓ単結晶を用いることを特徴とする拡散補給型
電子源中間体である。The twentieth aspect of the present invention is the same as the twentieth aspect.
According to the present invention, in the diffusion-supplying electron source intermediate according to the eighteenth aspect, the needle-like electrode has a crystal surface at a tip thereof being a (100), (110), (211) or (111) plane. W, Mo, Ni, Ta, Pt, Ir single crystal,
Or (0001), (10-11), (11-2)
A diffusion-supplying electron source intermediate characterized by using a single crystal of Re or Os having (0), (10-10) and (11-22) planes.

【００３２】また、本発明の請求項２１に記載の第２１
の発明は、請求項１から３のうちのいずれかに記載の拡
散補給型電子源において、上記還元剤は，原子番号３〜
６，１１〜１６，１９〜３４，３７〜５３，５５〜８
４，８８〜９４の元素もしくはこれら元素を含む化合物
のうちの、一種類，もしくは二種類以上の混合物であ
り、かつ該還元剤の上記拡散源に占める割合は０．００
１〜９９ｍｏｌ％の範囲内であることを特徴とする拡散
補給型電子源である。Further, the twenty-first aspect of the present invention provides a twenty-first aspect.
The invention of claim 1 is the diffusion-supplying electron source according to any one of claims 1 to 3, wherein the reducing agent has an atomic number of 3 to 3.
6,11-16,19-34,37-53,55-8
One or a mixture of two or more of the elements of 4,88 to 94 or compounds containing these elements, and the ratio of the reducing agent in the diffusion source is 0.00.
A diffusion-supplying electron source characterized by being in the range of 1 to 99 mol%.

【００３３】また、本発明の請求項２２に記載の第２２
の発明は、上記還元剤の上記拡散源に占める割合が０．
００１〜１０ｍｏｌ％の範囲内であることを特徴とする
請求項２１記載の拡散補給型電子源である。Further, the twenty-second aspect of the present invention
According to the invention, the ratio of the reducing agent to the diffusion source is 0.1%.
22. The diffusion-supplementing electron source according to claim 21, wherein the content is in the range of 001 to 10 mol%.

【００３４】また、本発明の請求項２３に記載の第２３
の発明は、請求項１から３のうちのいずれかに記載の拡
散補給型電子源において、上記還元剤は，Ｌｉ，Ｎａ，
Ｋ，Ｒｂ，Ｃｓ，Ｂａ，Ｃａ，Ｓｒ，Ｍｇ，Ｚｒ，Ａ
ｌ，Ｓｉ，Ｔｈ，Ｂｅ，Ｈｆ，Ｓｃ，Ｙ，Ｓｍ，Ｎｄ，
Ｐｒ，Ｌａ，Ｕ，Ｃｅ，Ｔｉ，Ｃ，Ｔａ，Ｍｎ，Ｂ，Ｎ
ｂ，Ｗ，Ｃｒ，Ｍｏ，Ｇａ，Ｚｎ，Ｖ，Ｆｅ，Ｓｎ，Ｎ
ｉ，Ｃｏ，Ｃｕ，Ａｇ，Ｐｔ，Ｃｄ，Ｓｂ，Ｐｂ，Ｂ
ｉ，Ｉｒ，Ｔｌ，Ｐｄ，Ｒｕ，Ｒｈ，Ｏｓ，Ｒｅの元素
もしくはこれら元素を含む化合物のうちの、一種類，も
しくは二種類以上の混合物であり、かつ該還元剤の上記
拡散源に占める割合は０．００１〜９９ｍｏｌ％の範囲
内であることを特徴とする拡散補給型電子源である。Further, the twenty-third aspect of the present invention provides
The invention according to claim 1, wherein in the diffusion-supplying electron source according to any one of claims 1 to 3, the reducing agent is Li, Na,
K, Rb, Cs, Ba, Ca, Sr, Mg, Zr, A
1, Si, Th, Be, Hf, Sc, Y, Sm, Nd,
Pr, La, U, Ce, Ti, C, Ta, Mn, B, N
b, W, Cr, Mo, Ga, Zn, V, Fe, Sn, N
i, Co, Cu, Ag, Pt, Cd, Sb, Pb, B
i, Ir, Tl, Pd, Ru, Rh, Os, Re or one or a mixture of two or more of the compounds containing these elements, and the proportion of the reducing agent in the diffusion source. Is a diffusion-supplying electron source characterized by being in the range of 0.001 to 99 mol%.

【００３５】また、本発明の請求項２４に記載の第２４
の発明は、上記還元剤の上記拡散源に占める割合が０．
００１〜１０ｍｏｌ％の範囲内であることを特徴とする
請求項２３記載の拡散補給型電子源である。The twenty-fourth aspect of the present invention provides
According to the invention, the ratio of the reducing agent to the diffusion source is 0.1%.
24. The diffusion-supplementing electron source according to claim 23, wherein the amount is in the range of 001 to 10 mol%.

【００３６】また、本発明の請求項２５に記載の第２５
の発明は、請求項１から３，９から１１，１７，１９お
よび２１から２３のうちのいずれかに記載の拡散補給型
電子源における上記拡散源に用いる材料を、純水と混合
して上記針状電極，上記発熱体もしくはそれらの近傍に
塗布することを特徴とする拡散補給型電子源の製造法で
ある。The twenty-fifth aspect of the present invention provides
According to the invention, the material used for the diffusion source in the diffusion supply type electron source according to any one of claims 1 to 3, 9 to 11, 17, 19, and 21 to 23 is mixed with pure water. A method for producing a diffusion-supplying electron source, characterized in that the electron source is applied to a needle-like electrode, the heating element, or the vicinity thereof.

【００３７】また、本発明の請求項２６に記載の第２６
の発明は、請求項４から６，１２から１４，１８および
２０のうちのいずれかに記載の拡散補給型電子源中間体
の製造法における上記拡散源に用いる材料を純水と混合
して、上記針状電極，上記発熱体もしくはそれらの近傍
に塗布することを特徴とする拡散補給型電子源中間体の
製造法である。The twenty-sixth aspect of the present invention provides
The method according to any one of claims 4 to 6, 12 to 14, 18, and 20, wherein the material used for the diffusion source in the method for producing a diffusion-supplying electron source intermediate is mixed with pure water, A method for producing a diffusion-supplying electron source intermediate, wherein the intermediate is applied to the needle electrode, the heating element, or the vicinity thereof.

【００３８】また、本発明の請求項２７に記載の第２７
の発明は、請求項１から３，９から１１，１７，１９お
よび２１から２３のうちのいずれかに記載の拡散補給型
電子源の製造法において、上記拡散源に用いる材料を有
機物と混合して、上記針状電極，上記発熱体もしくはそ
れらの近傍に塗布することを特徴とする拡散補給型電子
源の製造法である。Further, the twenty-seventh aspect of the present invention provides a twenty-seventh aspect.
In the method for producing a diffusion-supplying electron source according to any one of claims 1 to 3, 9 to 11, 17, 19 and 21 to 23, a material used for the diffusion source is mixed with an organic substance. And a method of manufacturing a diffusion-supplying electron source, characterized in that the electron source is applied to the needle-like electrode, the heating element, or the vicinity thereof.

【００３９】また、本発明の請求項２８に記載の第２８
の発明は、請求項４から６，１２から１４，１８および
２０のうちのいずれかに記載の拡散補給型電子源中間体
の製造法において、上記拡散源に用いる材料を上記針状
電極，上記発熱体，もしくはそれらの近傍に、該材料を
有機物と混合して塗布することを特徴とする拡散補給型
電子源中間体の製造法である。Further, the twenty-eighth aspect of the present invention is the twenty-eighth aspect.
The invention according to any one of claims 4 to 6, 12 to 14, 18, and 20, wherein the material used for the diffusion source is the needle-shaped electrode, A method for producing a diffusion-supplying electron source intermediate, characterized in that the material is mixed with an organic substance and applied to a heating element or its vicinity.

【００４０】また、本発明の請求項２９に記載の第２９
の発明は、請求項２７に記載の拡散補給型電子源の製造
法において、上記有機物には，ニトロセルロースを含む
ことを特徴とする拡散補給型電子源の製造法である。Further, the twenty-ninth aspect of the present invention provides
The invention according to claim 27 is a method for manufacturing a diffusion-supplying electron source according to claim 27, wherein the organic substance includes nitrocellulose.

【００４１】また、本発明の請求項３０に記載の第３０
の発明は、請求項２８に記載の拡散補給型電子源中間体
の製造法において、上記有機物には，ニトロセルロース
を含むことを特徴とする拡散補給型電子源中間体の製造
法である。The thirtieth aspect of the present invention provides
The invention according to claim 28 is the method for producing a diffusion-supplying electron source intermediate according to claim 28, wherein the organic substance includes nitrocellulose.

【００４２】また、本発明の請求項３１に記載の第３１
の発明は、請求項１から３，９から１１，１７，１９お
よび２１から２４のうちのいずれかに記載の拡散補給型
電子源を動作させる際、上記拡散源の中の上記酸素を含
む化合物，酸化物もしくはこれらの混合物を熱分解もし
くは還元させるために，動作温度よりも一時的に高温に
することを特徴とする拡散補給型電子源の動作方法であ
る。Further, the thirty-first aspect of the present invention
The present invention provides a compound containing oxygen in the diffusion source when operating the diffusion supply type electron source according to any one of claims 1 to 3, 9 to 11, 17, 19 and 21 to 24. , An oxide, or a mixture thereof, is temporarily heated to a higher temperature than an operating temperature in order to thermally decompose or reduce the mixture.

【００４３】また、本発明の請求項３２に記載の第３２
の発明は、請求項３１に記載の拡散補給型電子源を動作
させる際、上記一時的に高温にする温度は１２００Ｋ以
上であることを特徴とする拡散補給型電子源の動作方法
である。Further, the thirty-second aspect of the present invention
The present invention provides a method for operating a diffusion-supplying electron source, characterized in that when operating the diffusion-supplying electron source according to claim 31, the temperature for temporarily increasing the temperature is 1200 K or more.

【００４４】また、本発明の請求項３３に記載の第３３
の発明は、請求項１から３，９から１１，１７，１９お
よび２１から２４のうちのいずれかに記載の拡散補給型
電子源を動作させる際、上記拡散源の中の上記酸素を含
む化合物，酸化物，もしくはこれらの混合物を熱分解，
もしくは還元させ，かつ生成した金属を上記針状電極先
端まで拡散させて吸着させることの可能な温度範囲で動
作させることを特徴とする拡散補給型電子源の動作方法
である。The thirty-third aspect of the present invention provides
The present invention provides a compound containing oxygen in the diffusion source when operating the diffusion supply type electron source according to any one of claims 1 to 3, 9 to 11, 17, 19 and 21 to 24. , Oxides or mixtures of these,
Alternatively, there is provided a method for operating a diffusion-supplying electron source, wherein the electron source is operated in a temperature range in which the metal is reduced and the generated metal is diffused and adsorbed to the tip of the needle-shaped electrode.

【００４５】また、本発明の請求項３４に記載の第３４
の発明は、請求項１から３，９から１１，１７，１９お
よび２１から２４のうちのいずれかに記載の拡散補給型
電子源を動作させる際、一時的には高温にすることがあ
っても定常的には，１５００Ｋ以下の温度で動作させる
ことを特徴とする拡散補給型電子源の動作方法である。
また、本発明の請求項３５に記載の第３５の発明は、
請求項１から３，９から１１，１７，１９および２１か
ら２４のうちのいずれかに記載の拡散補給型電子源を動
作させる際、一時的には高温にする事があっても定常的
には，５００Ｋ以上，１２００Ｋ以下の温度で動作させ
ることを特徴とする拡散補給型電子源の動作方法であ
る。Further, the thirty-fourth aspect of the present invention
According to the invention, when operating the diffusion supply type electron source according to any one of claims 1 to 3, 9 to 11, 17, 17, 19 and 21 to 24, the temperature may be temporarily increased. Is a method for operating a diffusion-supplying electron source, which is operated constantly at a temperature of 1500 K or less.
A thirty-fifth invention according to claim 35 of the present invention provides:
When operating the diffusion-supplying electron source according to any one of claims 1 to 3, 9 to 11, 17, 17, 19 and 21 to 24, even if the temperature is temporarily increased, it is constantly increased. Is a method for operating a diffusion-supplying electron source characterized by operating at a temperature of 500 K or more and 1200 K or less.

【００４６】また、本発明の請求項３６に記載の第３６
の発明は、請求項１から３，９から１１，１７，１９お
よび２１から２４のうちのいずれかに記載の拡散補給型
電子源を動作させる際、一時的には高温にする事があっ
ても定常的には，２５０Ｋ以上，３５０Ｋ以下の温度で
動作させることを特徴とする拡散補給型電子源の動作方
法である。The thirty-sixth aspect of the present invention provides
According to the invention, when operating the diffusion supply type electron source according to any one of claims 1 to 3, 9 to 11, 17, 17, 19 and 21 to 24, the temperature may be temporarily increased. Is a method for operating a diffusion-supplying electron source, which is constantly operated at a temperature of 250 K or more and 350 K or less.

【００４７】また、本発明の請求項３７に記載の第３７
の発明は、請求項１から３，９から１１，１７，１９お
よび２１から２４のうちのいずれかに記載の拡散補給型
電子源を搭載し，該拡散補給型電子源から電子を引き出
すためのアノードと，該拡散補給型電子源からの放出電
子を収束させるためのレンズと，収束させた該放出電子
を試料の所定位置に照射させるための偏向器およびステ
ージで構成されていることを特徴とする電子線装置であ
る。The thirty-seventh aspect of the present invention provides
According to the invention, there is provided a diffusion supply type electron source according to any one of claims 1 to 3, 9 to 11, 17, 19, and 21 to 24, for extracting electrons from the diffusion supply type electron source. It is characterized by comprising an anode, a lens for converging emitted electrons from the diffusion-supplying electron source, a deflector and a stage for irradiating the converged emitted electrons to a predetermined position on a sample. An electron beam device.

【００４８】また、本発明の請求項３８に記載の第３８
の発明は、請求項３７に記載の電子線装置において、上
記拡散補給型電子源の近傍に，該拡散補給型電子源の先
端以外からの熱電子放出を抑制するためのサプレッサ電
極を備えることを特徴とする電子線装置である。Further, the thirty-eighth aspect of the present invention provides a thirty-eighth aspect.
In the electron beam apparatus according to claim 37, the electron beam apparatus according to claim 37, further comprising a suppressor electrode near the diffusion supply type electron source for suppressing the emission of thermoelectrons other than the tip of the diffusion supply type electron source. It is a feature of the electron beam apparatus.

【００４９】また、本発明の請求項３９に記載の第３９
の発明は、請求項３７または３８に記載の電子線装置の
使用方法において、上記試料にレジスト付きウエハを用
い，上記収束させた放出電子を該試料上に照射させ，露
光することを特徴とする電子線装置の使用方法である。The thirty-ninth aspect of the present invention provides
According to a third aspect of the present invention, in the method of using the electron beam apparatus according to the thirty-seventh or thirty-eighth aspect, a wafer with a resist is used for the sample, and the converged emission electrons are irradiated on the sample and exposed. This is how to use the electron beam device.

【００５０】また、本発明の請求項４０に記載の第４０
の発明は、請求項３７たは３８に記載の電子線装置にお
いて、上記試料に回路パターンが形成された基板を用
い，該基板表面の第一の領域を一次電子線で走査する工
程と、該一次電子線により該第一の領域から二次的に発
生する信号を検出する工程と、この検出された信号を記
憶する工程と、該基板の第二の領域を一次電子線で走査
する工程と、該一次電子線により該第二の領域から二次
的に発生する信号を検出する工程と、この検出された信
号を記憶する工程と、該第一の領域の記憶された信号と
該第二の領域の記憶された信号を比較する工程と、比較
結果から基板上回路パターンの欠陥を判定する工程とを
含む検査を行うことを特徴とする電子線装置の使用方法
である。Further, the forty-fourth aspect of the present invention
The invention of claim 37, wherein in the electron beam apparatus according to claim 37 or 38, using a substrate having a circuit pattern formed on the sample, scanning a first region of the substrate surface with a primary electron beam; Detecting a signal generated secondarily from the first region by the primary electron beam, storing the detected signal, and scanning the second region of the substrate with the primary electron beam; Detecting a signal generated secondarily from the second region by the primary electron beam; storing the detected signal; and storing the signal stored in the first region and the second signal. A method for using an electron beam apparatus, comprising: performing an inspection including a step of comparing stored signals in an area (a) and a step of determining a defect of a circuit pattern on a substrate from a result of the comparison.

【００５１】また、本発明の請求項４１に記載の第４１
の発明は、請求項３７または３８に記載の電子線装置の
使用方法において、上記試料に回路パターンが形成され
た基板を用い，該基板表面の第一の領域を一次電子線で
走査する工程と、該一次電子線により該第一の領域から
二次的に発生する信号を検出する工程と、検出された信
号から該第一の領域の電子線画像を形成する工程と、該
第一の領域の電子線画像を記憶する工程と、該基板の第
二の領域を一次電子線で走査する工程と、該一次電子線
により該第二の領域から二次的に発生する信号を検出す
る工程と、検出された信号から該第二の領域の電子線画
像を形成する工程と、該第二の領域の電子線画像を記憶
する工程と、該第一の領域の記憶された画像と該第二の
領域の記憶された画像を比較する工程と、比較結果から
基板上回路パターンの欠陥を判定する工程を含む検査を
行うことを特徴とする電子線装置の使用方法である。Further, the forty-first aspect of the present invention provides the forty-first aspect.
In the method of using an electron beam apparatus according to claim 37 or 38, a step of using a substrate having a circuit pattern formed on the sample and scanning a first region of the substrate surface with a primary electron beam. Detecting a signal secondary generated from the first region by the primary electron beam; forming an electron beam image of the first region from the detected signal; A step of storing an electron beam image of the substrate, a step of scanning a second region of the substrate with a primary electron beam, and a step of detecting a signal generated secondarily from the second region by the primary electron beam. Forming an electron beam image of the second region from the detected signal, storing an electron beam image of the second region, storing the electron beam image of the first region, Comparing the stored image of the area of A method using of making an examination including a determining step of the defect electron beam apparatus according to claim.

【００５２】また、本発明の請求項４２に記載の第４２
の発明は、請求項３７または３８に記載の電子線装置に
おいて、参照回路パタ−ンに対応する信号を記憶する工
程と、上記試料に回路パターンが形成された基板を用
い，該基板表面の特定の領域を一次電子線で走査する工
程と、該一次電子線により該特定の領域から二次的に発
生する信号を検出する工程と、この検出された信号を記
憶する工程と、上記特定の領域に対応して検出，記憶さ
れた上記信号と上記記憶された参照回路パタ−ン信号を
比較する工程と、比較結果から上記基板上回路パターン
の欠陥を判定する工程とを含む検査を行うことを特徴と
する電子線装置の使用方法である。Also, in the forty-second aspect of the present invention,
According to a third aspect of the present invention, in the electron beam apparatus according to the thirty-seventh aspect, a step of storing a signal corresponding to a reference circuit pattern, and using a substrate having a circuit pattern formed on the sample to specify the surface of the substrate Scanning the area with a primary electron beam, detecting a signal secondary generated from the specific area by the primary electron beam, storing the detected signal, Performing an inspection including a step of comparing the detected and stored signal with the stored reference circuit pattern signal and a step of determining a defect of the circuit pattern on the substrate from the comparison result. This is a characteristic method of using the electron beam apparatus.

【００５３】また、本発明の請求項４３に記載の第４３
の発明は、請求項３７または３８に記載の電子線装置の
使用方法において、参照回路パタ−ンに対応する信号を
記憶する工程と、上記試料に回路パターンが形成された
基板を用い，該基板表面の特定の領域を一次電子線で走
査する工程と、該一次電子線により上記特定の領域から
二次的に発生する信号を検出する工程と、この検出され
た信号から上記特定の領域の電子線画像を形成する工程
と、上記特定の領域の電子線画像を記憶する工程と、上
記特定の領域の記憶された電子線画像と上記記憶された
参照回路パタ−ンを比較する工程と、比較結果から上記
基板上回路パターンの欠陥を判定する工程を含む検査を
行うことを特徴とする電子線装置の使用方法である。Also, in the forty-third aspect of the present invention,
According to a third aspect of the present invention, in the method of using the electron beam apparatus according to the thirty-seventh aspect, a step of storing a signal corresponding to a reference circuit pattern, and using a substrate having a circuit pattern formed on the sample. Scanning a specific area of the surface with a primary electron beam, detecting a signal secondary-generated from the specific area by the primary electron beam, and detecting an electron in the specific area from the detected signal. Forming a line image, storing the electron beam image of the specific area, comparing the stored electron beam image of the specific area with the stored reference circuit pattern, A method for using an electron beam apparatus, comprising performing an inspection including a step of determining a defect of a circuit pattern on a substrate from a result.

【００５４】[0054]

【発明の実施の形態】（実施例１）図１（ａ），（ｂ）
により，本発明の第一の実施例を説明する。まず，Ｖ字
型に成形された直径０．１２７ｍｍのタングステン
（Ｗ）製発熱体１の先端に、直径０．１２７ｍｍで長さ
方向の結晶方位が＜１００＞であるＷ＜１００＞単結晶
を点熔接し，その先端を濃度５％の水酸化ナトリウム水
溶液中に浸し電解研磨により曲率半径２００ｎｍ程度に
鋭く尖らせて針状電極２（長さ約１ｍｍ）を作成した
（図１（ａ））。次に，拡散源３として炭酸塩ＢａＣＯ
3，ＣａＣＯ3，ＳｒＣＯ3，および還元剤Ａｌの粉末
を，それぞれ，６０ｍｏｌ％，２０ｍｏｌ％，１５ｍｏ
ｌ％，５ｍｏｌ％で混合し，純水，もしくはニトロセル
ロースを含む有機物によりペースト状にし，発熱体１と
針状電極２の接合部近傍に付着させた（図１（ｂ））。(Embodiment 1) FIGS. 1 (a) and 1 (b)
The first embodiment of the present invention will be described below. First, a W <100> single crystal having a diameter of 0.127 mm and a longitudinal crystal orientation of <100> is placed on the tip of a tungsten (W) heating element 1 having a diameter of 0.127 mm and formed in a V shape. Point welding was performed, and the tip was immersed in a 5% aqueous solution of sodium hydroxide and sharpened sharply to a radius of curvature of about 200 nm by electrolytic polishing to form a needle electrode 2 (about 1 mm in length) (FIG. 1 (a)). . Next, carbonate BaCO 3 is used as the diffusion source 3.
3 , CaCO 3 , SrCO 3 , and a reducing agent Al powder were added at 60 mol%, 20 mol%, and 15 mol, respectively.
The mixture was mixed at 1% and 5 mol%, made into a paste with pure water or an organic substance containing nitrocellulose, and adhered to the vicinity of the junction between the heating element 1 and the needle electrode 2 (FIG. 1B).

【００５５】その後，真空度１０の−１０乗Ｔｏｒｒ以
上の真空中で発熱体１を通電加熱して，針状電極２の温
度を１５００Ｋ程度にし，水分，もしくは有機物を蒸発
させ，拡散源をＷに焼結させる。このとき炭酸塩（Ｂ
ａ，Ｃａ，Ｓｒ）ＣＯ3は酸化物（Ｂａ，Ｃａ，Ｓｒ）
Ｏとなる。Thereafter, the heating element 1 is electrically heated in a vacuum at a degree of vacuum of 10 −10 Torr or more, the temperature of the needle electrode 2 is set to about 1500 K, moisture or organic substances are evaporated, and the diffusion source is changed to W. To be sintered. At this time, carbonate (B
a, Ca, Sr) CO 3 is an oxide (Ba, Ca, Sr)
It becomes O.

【００５６】その後，１０００Ｋで，酸化物はＡｌによ
り還元され，上記アルカリ土類金属の中の少なくとも一
つを針状電極２の先端部へ拡散，吸着させた。このよう
にして針状電極２先端の（１００）表面の仕事関数を減
少させた。Then, at 1000 K, the oxide was reduced by Al, and at least one of the alkaline earth metals was diffused and adsorbed to the tip of the needle electrode 2. Thus, the work function of the (100) surface at the tip of the needle electrode 2 was reduced.

【００５７】この状態の針状電極先端に対向してアノー
ドを配置し，アノードを接地したまま電子源に負の引出
電圧を加えることにより，針状電極先端から電子を放出
させた。An anode was placed opposite to the tip of the needle electrode in this state, and electrons were emitted from the tip of the needle electrode by applying a negative extraction voltage to the electron source while the anode was grounded.

【００５８】その結果，図２（ａ）に示した（Ｂａ，Ｃ
ａ，Ｓｒ）／Ｏ／Ｗのようになった。参考のために拡散
材料として酸化ジルコニウムを使用した結果（図中Ｚｒ
／Ｏ／Ｗ，動作温度１８００Ｋ）も示した。ここで，横
軸は引出電圧の絶対値，縦軸は放射角電流密度である。
例えば，１ｋＶの電圧をかけると，本電子源（Ｂａ，Ｃ
ａ，Ｓｒ）／Ｏ／Ｗは，Ｚｒ／Ｏ／Ｗよりも１００倍程
度大きな放射角電流密度が得られた。As a result, (Ba, C) shown in FIG.
a, Sr) / O / W. For reference, the result of using zirconium oxide as a diffusion material (Zr in the figure)
/ O / W, operating temperature 1800K). Here, the horizontal axis is the absolute value of the extraction voltage, and the vertical axis is the radiation angular current density.
For example, when a voltage of 1 kV is applied, the electron sources (Ba, C
In (a, Sr) / O / W, a radiation angular current density approximately 100 times larger than that of Zr / O / W was obtained.

【００５９】次に，放射角電流密度とエネルギー幅の関
係を図２（ｂ）に示す。横軸が放射角電流密度，縦軸が
エネルギー幅である。（Ｂａ，Ｃａ，Ｓｒ）／Ｏ／Ｗ
は，Ｚｒ／Ｏ／Ｗよりも狭いエネルギー幅が得られた。Next, FIG. 2B shows the relationship between the radiation angle current density and the energy width. The horizontal axis is the emission angular current density, and the vertical axis is the energy width. (Ba, Ca, Sr) / O / W
Has a narrower energy width than Zr / O / W.

【００６０】この方法によると、前記文献における如き
真空容器内での蒸着の手間を必要とせず，取り扱いが容
易になった。According to this method, there is no need for the trouble of vapor deposition in a vacuum vessel as in the above-mentioned document, and the handling becomes easy.

【００６１】拡散源としては、一般に、酸素を含むアル
カリ金属の化合物とその還元剤，酸素を含むアルカリ土
類金属の化合物とその還元剤，もしくはこれらの混合物
を用いて同様の効果が得られた。As a diffusion source, a similar effect was generally obtained by using an oxygen-containing alkali metal compound and its reducing agent, an oxygen-containing alkaline earth metal compound and its reducing agent, or a mixture thereof. .

【００６２】還元剤は，原子番号３〜６，１１〜１６，
１９〜３４，３７〜５３，５５〜８４，８８〜９４の元
素，もしくはこれら元素を含む化合物のうち，一種類，
もしくは二種類以上の混合物であり，さらに、特に，Ｌ
ｉ，Ｎａ，Ｋ，Ｒｂ，Ｃｓ，Ｂａ，Ｃａ，Ｓｒ，Ｍｇ，
Ｚｒ，Ａｌ，Ｓｉ，Ｔｈ，Ｂｅ，Ｈｆ，Ｓｃ，Ｙ，Ｓ
ｍ，Ｎｄ，Ｐｒ，Ｌａ，Ｕ，Ｃｅ，Ｔｉ，Ｃ，Ｔａ，Ｍ
ｎ，Ｂ，Ｎｂ，Ｗ，Ｃｒ，Ｍｏ，Ｇａ，Ｚｎ，Ｖ，Ｆ
ｅ，Ｓｎ，Ｎｉ，Ｃｏ，Ｃｕ，Ａｇ，Ｐｔ，Ｃｄ，Ｓ
ｂ，Ｐｂ，Ｂｉ，Ｉｒ，Ｔｌ，Ｐｄ，Ｒｕ，Ｒｈ，Ｏ
ｓ，Ｒｅの元素もしくはこれら元素を含む化合物のうち
の、一種類，もしくは二種類以上の混合物が好適であ
る。The reducing agents include atomic numbers 3 to 6, 11 to 16,
One of the elements 19 to 34, 37 to 53, 55 to 84, 88 to 94 or a compound containing these elements,
Or a mixture of two or more kinds, and particularly, L
i, Na, K, Rb, Cs, Ba, Ca, Sr, Mg,
Zr, Al, Si, Th, Be, Hf, Sc, Y, S
m, Nd, Pr, La, U, Ce, Ti, C, Ta, M
n, B, Nb, W, Cr, Mo, Ga, Zn, V, F
e, Sn, Ni, Co, Cu, Ag, Pt, Cd, S
b, Pb, Bi, Ir, Tl, Pd, Ru, Rh, O
One or a mixture of two or more of the s and Re elements or compounds containing these elements is preferred.

【００６３】これら還元剤の拡散源に占める割合は０．
００１〜９９ｍｏｌ％の範囲が有効であり、とくに、
０．００１〜１０ｍｏｌ％の範囲内が好適である。The ratio of these reducing agents to the diffusion source is 0.1%.
The range of 001 to 99 mol% is effective.
The range of 0.001 to 10 mol% is preferable.

【００６４】（実施例２）本実施例は、実施例１におけ
る拡散源の還元剤を省いたものに相当し、拡散源には，
酸素を含むアルカリ土類金属Be，Ca，Sr，Baもしくは
Ｒａの化合物，またはこれら化合物の混合物を備える。
この拡散源を加熱することにより上記アルカリ土類金属
のうちの少なくとも一種類の元素を熱分解により生成
し，生成した元素を針状電極先端まで拡散させて、針状
電極先端に、生成した元素が存在する吸着層を形成する
ことにより針状電極先端表面の仕事関数を減少させる。(Embodiment 2) This embodiment corresponds to the embodiment 1 in which the reducing agent of the diffusion source is omitted.
A compound of an alkaline earth metal containing oxygen, Be, Ca, Sr, Ba or Ra, or a mixture of these compounds is provided.
By heating the diffusion source, at least one element of the alkaline earth metal is generated by thermal decomposition, and the generated element is diffused to the tip of the needle electrode, and the generated element is placed at the tip of the needle electrode. The work function of the tip surface of the needle-like electrode is reduced by forming an adsorption layer in which the surface exists.

【００６５】（実施例３）本実施例は、実施例１におけ
る拡散源の還元剤を省いたものに相当し、拡散源には、
酸素を含むアルカリ土類金属BeもしくはMgの化合物と，
酸素を含むアルカリ土類金属Ba, Sr，CaもしくはRaの化
合物との混合物を備える。この拡散源を加熱することに
より、上記アルカリ土類金属Be及びMgの中の少なくとも
一つの元素とアルカリ土類金属Ba, Sr，Ca 及びRaの中
の少なくとも一つの元素とを熱分解により生成し，生成
した元素を針状電極先端まで拡散させて、針状電極先端
に、生成した元素が存在する吸着層を形成することによ
り針状電極先端表面の仕事関数を減少させる。(Embodiment 3) This embodiment corresponds to the embodiment 1 in which the reducing agent of the diffusion source is omitted.
A compound of an alkaline earth metal Be or Mg containing oxygen,
It has a mixture with a compound of an alkaline earth metal Ba, Sr, Ca or Ra containing oxygen. By heating the diffusion source, at least one of the alkaline earth metals Be and Mg and at least one of the alkaline earth metals Ba, Sr, Ca and Ra are generated by thermal decomposition. By diffusing the generated element to the tip of the needle electrode, and forming an adsorption layer in which the generated element exists at the tip of the needle electrode, the work function of the tip surface of the needle electrode is reduced.

【００６６】本実施例は、MgおよびBeのみでは仕事関数
の減少量が少ないので、アルカリ土類金属Ba, Sr，Ca
及びRaの中の少なくとも一つの元素と併用するものであ
る。In this embodiment, the work function was reduced only by Mg and Be, so that the alkaline earth metals Ba, Sr, Ca
And Ra in combination with at least one element.

【００６７】Ｗ表面（仕事関数４．５eV）に、元素Ba,
Sr, Ca, Mg, Beを吸着させた場合の仕事関数は、Baのと
き2.1eV, Srのとき2.3eV, Caのとき2.7eV, Mgのとき3.6
eV,Beのとき4.7eVとなる(Journal of Chemical Physic
s, vol. 48 p. 2421, 1968)。 さらに、実施例１〜３
について補足すると： （１）酸素を含むアルカリ土類金属の化合物の例として
は、アルカリ土類金属の酸化物が好適である。On the W surface (work function: 4.5 eV), the elements Ba,
The work function when adsorbing Sr, Ca, Mg, and Be is 2.1 eV for Ba, 2.3 eV for Sr, 2.7 eV for Ca, and 3.6 e for Mg.
4.7 eV for eV and Be (Journal of Chemical Physic
s, vol. 48 p. 2421, 1968). Further, Examples 1 to 3
The following is supplemented: (1) As an example of a compound of an alkaline earth metal containing oxygen, an oxide of an alkaline earth metal is preferable.

【００６８】（２）上記実施例１では、炭酸塩を用いた
が、その他に、アルカリ土類金属の過酸化物，水酸化物
などが好適である。(2) In the first embodiment, a carbonate is used, but a peroxide or a hydroxide of an alkaline earth metal is also suitable.

【００６９】（３）上記実施例１の如く、炭酸塩ＢａＣ
Ｏ3，ＣａＣＯ3，ＳｒＣＯ3を用いる場合、それらの割
合が，それぞれ１０〜１００ｍｏｌ％，０〜４５ｍｏｌ
％，０〜４５ｍｏｌ％のとき、特に良好な結果が得られ
た。(3) As in Example 1, carbonate BaC
When O 3 , CaCO 3 , and SrCO 3 are used, their proportions are 10 to 100 mol% and 0 to 45 mol, respectively.
%, 0 to 45 mol%, particularly good results were obtained.

【００７０】（４） 針状電極２としてその先端の結晶
表面が（１００），（１１０），（２１１），（１１
１）面となるようなＷ，Ｍｏ，Ｎｉ，Ｔａ，Ｐｔ，Ｉｒ
単結晶，もしくは（０００１），（１０−１１），（１
１−２０），（１０−１０），（１１−２２）面となる
ようなＲｅ，Ｏｓ単結晶を用いても同様の効果が得られ
た。(4) The crystal surface at the tip of the needle electrode 2 is (100), (110), (211), (11)
1) W, Mo, Ni, Ta, Pt, Ir to be a plane
Single crystal, or (0001), (10-11), (1
Similar effects were obtained by using a Re, Os single crystal having (1-20), (10-10), and (11-22) planes.

【００７１】（５）上記実施例１では、拡散源３を発熱
体１と針状電極２の接合部付近に付着させたが、本発明
は、これに限定されるものではなく、針状電極２，発熱
体１，もしくはそれらの近傍であっても良い。(5) In the first embodiment, the diffusion source 3 is attached near the junction between the heating element 1 and the needle electrode 2. However, the present invention is not limited to this. 2, the heating element 1, or the vicinity thereof.

【００７２】（６）拡散源の中の酸素を含む化合物，酸
化物もしくはこれらの混合物を熱分解もしくは還元させ
るためには、拡散補給型電子源の定常動作温度よりも一
時的に高温にすることが好ましい。その一時的な高温
は、１２００Ｋ以上が好適である。(6) In order to thermally decompose or reduce a compound, oxide or a mixture thereof containing oxygen in the diffusion source, the temperature is temporarily set to be higher than the steady-state operating temperature of the diffusion supply type electron source. Is preferred. The temporary high temperature is preferably 1200K or more.

【００７３】（７）拡散補給型電子源の動作温度は、拡
散源の中の酸素を含む化合物，酸化物，もしくはこれら
の混合物を熱分解，もしくは還元させ，かつ生成した金
属を針状電極先端まで拡散させて吸着させることの可能
な温度範囲で動作させることを好ましい。その際、一時
的には高温にすることがあっても定常的には，１５００
Ｋ以下の温度で動作させることが好ましい。さらに、そ
の際、５００K以上、１２００K以下の範囲で動作させる
ことがより好ましい。(7) The operating temperature of the diffusion-supplying electron source is such that a compound containing oxygen in the diffusion source, an oxide, or a mixture thereof is thermally decomposed or reduced, and the generated metal is transferred to the tip of the needle electrode. It is preferable to operate the device in a temperature range where it can be diffused and adsorbed. At that time, even though the temperature may be temporarily increased, the temperature is constantly 1500.
It is preferable to operate at a temperature equal to or lower than K. Further, in that case, it is more preferable to operate in the range of 500K or more and 1200K or less.

【００７４】（８）拡散補給型電子源の動作温度を、２
５０K以上、３５０K以下の範囲に設定することにより、
放出電子エネルギー幅を十分に狭めることが出来た。(8) The operating temperature of the diffusion supply type electron source is set to 2
By setting the range between 50K and 350K,
The emission electron energy width could be narrowed sufficiently.

【００７５】（実施例４）実施例１〜３に記載の拡散補
給型電子源を搭載した電子線描画装置の例を図３に示
す。拡散補給型電子源３０１には電子源先端以外からの
熱電子放出を抑制するためのサプレッサ電極３１８があ
る。拡散補給型電子源３０１の直下にはアノード３０２
があり，拡散補給型電子源３０１とアノード３０２の間
には高圧の引出電圧が与えられている。(Embodiment 4) FIG. 3 shows an example of an electron beam writing apparatus equipped with the diffusion supply type electron source described in Embodiments 1 to 3. The diffusion-supplying electron source 301 has a suppressor electrode 318 for suppressing thermionic emission from other than the tip of the electron source. An anode 302 is located immediately below the diffusion-supplying electron source 301.
And a high extraction voltage is applied between the diffusion-supplying electron source 301 and the anode 302.

【００７６】拡散補給型電子源３０１より引き出された
電子３１６は、アノード３０２の中心に開けられた穴を
通過し，第１転写マスク３０３および第２転写マスク３
０８を用いたビーム成形が施された後，対物レンズ３１
２によりターゲット３１３(ホトレジスト付きウエハな
ど)上に投射され，露光を行う。Electrons 316 extracted from the diffusion-supplying electron source 301 pass through a hole formed in the center of the anode 302, and pass through the first transfer mask 303 and the second transfer mask 3.
After the beam shaping using the lens 08 is performed, the objective lens 31
The light is projected onto a target 313 (a wafer with a photoresist or the like) by 2 and exposed.

【００７７】なお，拡散補給型電子源３０１の加熱温
度，サプッレサ電極３１８，アノード３０２の引出電
圧，各投射レンズ３０５，３０７，対物レンズ３１２，
ブランカー３０４，転写偏向器３０６，偏向器３１１お
よび反射電子検出器３１５は、制御計算機３１７により
制御されている。さらに、図中、３０９はブランキング
アパーチャー，３１０は鏡筒，３１４はステージであ
る。The heating temperature of the diffusion-supplying electron source 301, the extraction voltage of the suppressor electrode 318 and the anode 302, the projection lenses 305 and 307, and the objective lens 312
The blanker 304, the transfer deflector 306, the deflector 311 and the backscattered electron detector 315 are controlled by a control computer 317. Further, in the figure, 309 is a blanking aperture, 310 is a lens barrel, and 314 is a stage.

【００７８】この電子線装置を用いて，２５６メガバイ
ト（Ｍｂｙｔｅ）のＤＲＡＭの配線パターン描画を試み
た。その結果，拡散補給型電子源として従来のＺｒ／Ｏ
／Ｗを用いた場合と本装置を比較すると，３時間かかっ
ていたものが５分に短縮できた。Using this electron beam device, we tried to draw a 256-Mbyte DRAM wiring pattern. As a result, the conventional Zr / O
Comparing this apparatus with the case where / W was used, it took three hours to reduce to five minutes.

【００７９】なお，電子線描画装置以外にも半導体ディ
バイス評価検査用の走査型電子顕微鏡，もしくは透過型
電子顕微鏡等に本拡散補給型電子源を利用することによ
り検査スループット（観察速度）向上が実現できた。さ
らに，エネルギー幅もＺｒ／Ｏ／Ｗと比較して狭いの
で，分解能の向上も実現できた。The inspection throughput (observation speed) can be improved by using the present diffusion supply type electron source in a scanning electron microscope for semiconductor device evaluation inspection or a transmission electron microscope other than the electron beam writing apparatus. did it. Further, since the energy width is narrower than that of Zr / O / W, the resolution can be improved.

【００８０】（実施例５）実施例１による拡散補給型電
子源を搭載した半導体基板外観検査用走査型電子顕微鏡
の例を図４に示す。この装置は、室内が真空排気される
検査室４０３と、検査室４０３内に被検査基板４０９を
搬送するための予備室（本実施例では図示せず）を備え
ており、この予備室は検査室４０３とは独立して真空排
気できるように構成されている。また、この装置は上記
検査室４０３と予備室の他に制御部４０６、画像処理部
４０５から構成されている。(Embodiment 5) FIG. 4 shows an example of a scanning electron microscope for inspecting the appearance of a semiconductor substrate on which a diffusion-supplying electron source according to Embodiment 1 is mounted. This apparatus includes an inspection room 403 in which the inside of the room is evacuated, and a spare room (not shown in this embodiment) for transporting the substrate to be inspected 409 in the inspection room 403. The chamber 403 is configured to be evacuated independently of the chamber 403. This apparatus includes a control unit 406 and an image processing unit 405 in addition to the examination room 403 and the spare room.

【００８１】検査室４０３内は大別して、電子光学系４
０４、二次電子検出部４０７、試料室４０８から構成さ
れている。電子光学系４０４は、拡散補給型電子源４０
１，サプッレサ電極４０２、アノード４１１、コンデン
サレンズ４１２、ブランキング用偏向器４１３、走査偏
向器４１５、絞り４１４、対物レンズ４１６、反射板４
１７、Ｅ×Ｂ偏向器４１８から構成されている。The inside of the inspection room 403 is roughly divided into the electron optical system 4
04, a secondary electron detector 407, and a sample chamber 408. The electron optical system 404 includes the diffusion supply type electron source 40.
1. Suppressor electrode 402, anode 411, condenser lens 412, blanking deflector 413, scanning deflector 415, aperture 414, objective lens 416, reflector 4
17, an E × B deflector 418.

【００８２】二次電子検出部４０７のうち、二次電子検
出器４２０が検査室４０３内の対物レンズ４１６の上方
に配置されている。二次電子検出器４２０の出力信号
は、検査室４０３の外に設置された二次電子検出部４０
７により増幅され、ＡＤ変換機によりデジタルデータと
なり画像処理部４０５に送られる。The secondary electron detector 420 of the secondary electron detector 407 is disposed above the objective lens 416 in the inspection room 403. The output signal of the secondary electron detector 420 is output from the secondary electron detector 40 installed outside the inspection room 403.
The digital data is amplified by the A / D converter 7 and converted into digital data by the AD converter.

【００８３】試料室４０８は、試料台４３０、ＸＹステ
ージ４３１、ステージ制御部４３３、被検査基板高さ測
定器４３４から構成されている。The sample chamber 408 includes a sample table 430, an XY stage 431, a stage control section 433, and a height measuring device 434 for a substrate to be inspected.

【００８４】装置各部の動作命令および動作条件は、制
御部４０６から入出力される。制御部４０６には、あら
かじめ電子線発生時の加速電圧、電子線偏向幅、偏向速
度、二次電子検出装置の信号取り込みタイミング、試料
台移動速度等々の条件が、目的に応じて任意にあるいは
選択して設定できるよう入力されている。制御部４０６
は、補正制御回路４３２を用いて、ステージ制御部４３
３、被検査基板高さ測定器４３４の信号から位置や高さ
のずれをモニタし、その結果より補正信号を生成し、電
子線が常に正しい位置に照射されるよう対物レンズ電源
４４２や走査回路４４１に補正信号を送る。Operation commands and operation conditions for each section of the apparatus are input and output from the control section 406. In the control unit 406, conditions such as an acceleration voltage at the time of generation of an electron beam, an electron beam deflection width, a deflection speed, a signal capture timing of a secondary electron detection device, and a sample stage moving speed are arbitrarily or selected according to the purpose. It has been entered so that it can be set. Control unit 406
Uses the correction control circuit 432 to operate the stage control unit 43
3. Position and height deviations are monitored from the signal of the substrate height measuring device 434 to be inspected, a correction signal is generated from the result, and an objective lens power supply 442 and a scanning circuit are used so that the electron beam is always irradiated to a correct position. A correction signal is sent to 441.

【００８５】被検査基板４０９の画像を取得するために
は、細く絞った電子線４１９を該被検査基板４０９に照
射し、二次電子４５１を発生させ、これらを電子線４１
９の走査およびステージ４３１の移動と同期して検出す
ることで該被検査基板４０９表面の画像を得る。なお、
図中、４３５はリターデイング電源である。In order to obtain an image of the substrate 409 to be inspected, the substrate 409 to be inspected is irradiated with a finely focused electron beam 419 to generate secondary electrons 451, and these are irradiated with the electron beam 41.
An image of the surface of the substrate to be inspected 409 is obtained by performing detection in synchronization with the scanning of 9 and the movement of the stage 431. In addition,
In the figure, 435 is a retarding power supply.

【００８６】この電子線装置を用いて，半導体回路の基
板の画像の取得を試みた。その結果，本装置では従来の
Ｚｒ／Ｏ／Ｗを用いた場合と比較して，約１００倍の高
速化が可能となった。なお，この装置以外にも走査型電
子顕微鏡，もしくは透過型電子顕微鏡等に本拡散補給型
電子源を利用することにより検査スループット（観察速
度）向上が実現できた。さらに，エネルギー幅もＺｒ／
Ｏ／Ｗと比較して狭いので，分解能の向上も実現でき
た。Using this electron beam apparatus, an attempt was made to obtain an image of a substrate of a semiconductor circuit. As a result, in the present apparatus, it is possible to increase the speed by about 100 times as compared with the case where the conventional Zr / O / W is used. The inspection throughput (observation speed) can be improved by using the present diffusion-supplying electron source in a scanning electron microscope or a transmission electron microscope in addition to this apparatus. Furthermore, the energy width is Zr /
Since it is narrower than O / W, improvement in resolution was also realized.

【００８７】（実施例６）本実施例は、実施例５による
走査型電子顕微鏡を用い、被検査基板４０９として、繰
り返される回路パターンが形成された基板を用い，その
欠陥を検出するものである。(Embodiment 6) This embodiment uses the scanning electron microscope according to Embodiment 5, uses a substrate on which a repetitive circuit pattern is formed as a substrate to be inspected 409, and detects defects thereof. .

【００８８】該基板表面の第一の領域を一次電子線４１
９で走査し、この第一の領域から二次的に発生する信号
４５１を検出することにより第一の領域の電子線画像を
形成、これを記憶しておき、つぎに、同様に同じ被検査
基板４０９の第二の領域を一次電子線４１９で走査し、
この第二の領域から二次的に発生する信号４１９を検出
することにより第二の領域の電子線画像を形成、これを
記憶し、前記第一の領域からの記憶された画像と該第二
の領域からの記憶された画像を比較することにより、基
板上の繰り返し回路パターンの一部に発生した欠陥を検
出する。The first area of the substrate surface is
9, an electron beam image of the first area is formed by detecting the signal 451 generated secondarily from the first area, and this is stored. Scanning a second region of the substrate 409 with the primary electron beam 419,
An electron beam image of the second area is formed by detecting a signal 419 generated secondarily from the second area, and this is stored, and the stored image from the first area and the second image are stored. By comparing the stored images from the regions (1) and (2), a defect occurring in a part of the repetitive circuit pattern on the substrate is detected.

【００８９】（実施例７）本実施例は、実施例５による
走査型電子顕微鏡を用い、被検査基板４０９として、回
路パターンが形成された基板を用い，その欠陥を検出す
るものである。(Embodiment 7) This embodiment uses the scanning electron microscope according to Embodiment 5, uses a substrate on which a circuit pattern is formed as a substrate to be inspected 409, and detects defects thereof.

【００９０】先ず、検査する回路パタ−ンに対応する参
照回路パタ−ン、例えば、パタ−ン原図を予め記憶して
置く。次いで、基板表面の特定の領域を一次電子線４１
９で走査し、この領域から二次的に発生する信号４５１
を検出することにより、その領域の電子線画像を形成、
これを記憶する。次いで、この基板から検出され，記憶
された画像と上記記憶された参照回路パタ−ン画像を比
較することにより、基板上の回路パターンに発生した欠
陥を検出する。First, a reference circuit pattern corresponding to a circuit pattern to be inspected, for example, a pattern original drawing is stored in advance. Next, a specific region of the substrate surface is
9 and a signal 451 generated secondarily from this area.
To form an electron beam image of the area,
This is stored. Next, a defect generated in the circuit pattern on the substrate is detected by comparing the image detected and stored in the substrate with the stored reference circuit pattern image.

【００９１】[0091]

【発明の効果】本発明によれば，容易に電子放出面の仕
事関数を減少させ，高電流密度およびエネルギー幅の狭
い電子放出の可能な電子源を製作することができる。ま
た，高電流密度およびエネルギー幅が狭い電子放出が必
要な電子線応用装置の性能向上，例えば電子線描画装置
の描画速度向上，透過型電子顕微鏡，走査型電子顕微鏡
の観察速度向上，および分解能向上を可能にする。According to the present invention, an electron source capable of easily reducing the work function of the electron emission surface and emitting electrons with a high current density and a narrow energy width can be manufactured. In addition, performance improvement of electron beam application equipment that needs electron emission with high current density and narrow energy width, such as improvement of drawing speed of electron beam lithography equipment, improvement of observation speed of transmission electron microscope and scanning electron microscope, and improvement of resolution Enable.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図１】本発明の拡散補給型電子源実施例１の製作工程
図である。FIG. 1 is a manufacturing process diagram of a diffusion supply type electron source according to a first embodiment of the present invention.

【図２】本発明に係わる拡散補給型電子源の引出電圧と
放射角電流密度，および放射角電流密度とエネルギー幅
の実験結果である。FIG. 2 shows the experimental results of the extraction voltage and the emission angular current density, and the emission angular current density and energy width of the diffusion-supplying electron source according to the present invention.

【図３】本発明の拡散補給型電子源を搭載した電子線描
画装置の構成図である。FIG. 3 is a configuration diagram of an electron beam lithography apparatus equipped with a diffusion supply type electron source of the present invention.

【図４】本発明の拡散補給型電子源を搭載した半導体基
板外観検査用走査型顕微鏡の構成図である。FIG. 4 is a configuration diagram of a scanning microscope for inspecting the appearance of a semiconductor substrate equipped with a diffusion supply type electron source of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

１：発熱体、２：針状電極、３：拡散源、３０１：拡散
補給型電子源、３０２：アノード、３０３：第一転写マ
スク、３０４：ブランカー、３０５：投射レンズ、３０
６：転写偏向器、３０７：投射レンズ、３０８：第二転
写マスク、３０９：ブランキングアパーチャー、３１
０：鏡筒、３１１：偏向器、３１２：対物レンズ、３１
３：ターゲット、３１４：ステージ、３１５：反射電子
検出器、３１６：電子、３１７：制御計算機、３１８：
サプッレサ電極、４０１：拡散補給型電子源、４０２：
サプッレサ電極、４０３：検査室、４０４：電子光学
系、４０５：画像処理部、４０６：制御部、４０７：二
次電子検出部、４０８：試料室、４０９：被検査基板、
４１１：アノード、４１２：コンデンサレンズ、４１
３：ブランキング偏向器、４１４：絞り、４１５：走査
偏向器、４１６：対物レンズ、４１７：反射板、４１
８：Ｅ×Ｂ偏向器、４１９：電子線、４２０：二次電子
検出器、４３０：試料台、４３１：ＸＹステージ、４３
２：補正制御回路、４３３：ステージ制御部、４３４：
被検査基板高さ測定器、４３５：リターディング電源、
４４１：走査偏向器、４４２：対物レンズ電源、４５
１：二次電子1: heating element, 2: needle electrode, 3: diffusion source, 301: diffusion-supplying electron source, 302: anode, 303: first transfer mask, 304: blanker, 305: projection lens, 30
6: transfer deflector, 307: projection lens, 308: second transfer mask, 309: blanking aperture, 31
0: lens barrel, 311: deflector, 312: objective lens, 31
3: target, 314: stage, 315: backscattered electron detector, 316: electronic, 317: control computer, 318:
Supplesa electrode, 401: Diffusion supply type electron source, 402:
Supplesa electrode, 403: inspection room, 404: electron optical system, 405: image processing unit, 406: control unit, 407: secondary electron detection unit, 408: sample chamber, 409: substrate to be inspected,
411: anode, 412: condenser lens, 41
3: blanking deflector, 414: stop, 415: scanning deflector, 416: objective lens, 417: reflector, 41
8: E × B deflector, 419: electron beam, 420: secondary electron detector, 430: sample stage, 431: XY stage, 43
2: correction control circuit, 433: stage control unit, 434:
Inspection board height measuring instrument, 435: retarding power supply,
441: scanning deflector, 442: objective lens power supply, 45
1: Secondary electron

Claims (43)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項１】先端を針状にした金属から成る針状電極
と，該針状電極を加熱する発熱体からなる電子源におい
て、該電子源は該発熱体により加熱可能な拡散源を有
し，該拡散源は、酸素を含むアルカリ金属の化合物とそ
の還元剤，酸素を含むアルカリ土類金属の化合物とその
還元剤，もしくはこれらの混合物を備え、かつ該拡散源
は、加熱されることにより、前記アルカリ金属，前記ア
ルカリ土類金属のうち少なくとも一種類の元素を還元
し，該還元した元素を該針状電極先端まで拡散させて、
該針状電極先端に、該還元された元素が存在する吸着層
を形成するよう配設されていることを特徴とする拡散補
給型電子源。1. An electron source comprising a needle-like electrode made of metal having a needle-like tip and a heating element for heating the needle-like electrode, wherein the electron source has a diffusion source which can be heated by the heating element. The diffusion source includes an oxygen-containing alkali metal compound and a reducing agent thereof, an oxygen-containing alkaline earth metal compound and a reducing agent thereof, or a mixture thereof, and the diffusion source is heated by heating. Reducing at least one element of the alkali metal and the alkaline earth metal, and diffusing the reduced element to the tip of the needle electrode;
A diffusion-supplying electron source, which is provided at the tip of the needle-like electrode so as to form an adsorption layer in which the reduced element exists. 【請求項２】先端を針状にした金属から成る針状電極
と，該針状電極を加熱する発熱体からなる電子源におい
て，該電子源は該発熱体により加熱可能な拡散源を有
し，該拡散源は、酸素を含むアルカリ土類金属の化合物
とその還元剤，もしくはこれらの混合物を備え、かつ該
拡散源は、加熱されることにより、前記アルカリ土類金
属のうち少なくとも一種類の元素を還元し，該還元した
元素を該針状電極先端まで拡散させて、該針状電極先端
に、該還元された元素が存在する吸着層を形成するよう
配設されていることを特徴とする拡散補給型電子源。2. An electron source comprising a needle-like electrode having a needle-shaped metal tip and a heating element for heating the needle-like electrode, wherein the electron source has a diffusion source which can be heated by the heating element. The diffusion source includes an alkaline earth metal compound containing oxygen and a reducing agent thereof, or a mixture thereof; and the diffusion source is heated to form at least one of the alkaline earth metals. Reducing the element, diffusing the reduced element to the tip of the needle electrode, and forming an adsorption layer in which the reduced element exists at the tip of the needle electrode. Diffusion supply type electron source. 【請求項３】前記酸素を含むアルカリ土類金属の化合物
の少なくとも一つが、アルカリ土類金属の酸化物である
ことを特徴とする請求項２記載の拡散補給型電子源。3. The diffusion-supplying electron source according to claim 2, wherein at least one of the oxygen-containing alkaline earth metal compounds is an alkaline earth metal oxide. 【請求項４】先端を針状にした金属から成る針状電極
と，該針状電極を加熱する発熱体とを備え、 アルカリ土類金属の過酸化物，水酸化物もしくは炭酸
塩、またはこれらの混合物を、該アルカリ土類金属の還
元剤と一緒に、上記針状電極，上記発熱体もしくはそれ
らの近傍に付着させたことを特徴とする拡散補給型電子
源中間体。4. A needle-like electrode made of a metal having a needle-like tip and a heating element for heating the needle-like electrode, wherein a peroxide, hydroxide or carbonate of an alkaline earth metal, or Characterized in that the mixture of (1) and (2) is attached to the acicular electrode, the heating element, or the vicinity thereof together with the alkaline earth metal reducing agent. 【請求項５】前記炭酸塩が、ＢａＣＯ3，ＣａＣＯ3もし
くはＳｒＣＯ3、またはこれらの混合物であることを特
徴とする請求項４記載の拡散補給型電子源中間体。5. The intermediate according to claim 4, wherein the carbonate is BaCO 3 , CaCO 3, SrCO 3 , or a mixture thereof. 【請求項６】前記炭酸塩に占めるＢａＣＯ3，ＣａＣ
Ｏ3，ＳｒＣＯ3の割合は，それぞれ１０〜１００ｍｏｌ
％，０〜４５ｍｏｌ％，０〜４５ｍｏｌ％であることを
特徴とする請求項５に記載の拡散補給型電子源中間体。6. BaCO 3 , CaC in said carbonate
The proportions of O 3 and SrCO 3 are 10 to 100 mol, respectively.
%, 0 to 45 mol%, and 0 to 45 mol%. 【請求項７】請求項４に記載の拡散補給型電子源中間体
における前記アルカリ土類金属の過酸化物，水酸化物，
炭酸塩もしくはこれらの混合物を加熱することにより前
記アルカリ土類金属の酸化物を生成させることを特徴と
する拡散補給型電子源の製造方法。7. The alkaline earth metal peroxide or hydroxide in the diffusion-supplying electron source intermediate according to claim 4.
A method for producing a diffusion-supplying electron source, wherein the alkaline earth metal oxide is generated by heating a carbonate or a mixture thereof. 【請求項８】請求項５または６に記載の拡散補給型電子
源中間体における前記アルカリ土類金属の炭酸塩もしく
はこれらの混合物を加熱することにより前記アルカリ土
類金属の酸化物を生成させることを特徴とする拡散補給
型電子源の製造方法。8. An alkaline earth metal oxide by heating the alkaline earth metal carbonate or a mixture thereof in the diffusion-supplying electron source intermediate according to claim 5 or 6. A method for manufacturing a diffusion-supplying electron source, comprising: 【請求項９】先端を針状にした金属から成る針状電極
と，該針状電極を加熱する発熱体からなる電子源におい
て、該電子源は該発熱体により加熱可能な拡散源を有
し，該拡散源は、酸素を含むアルカリ土類金属Be，Ca，
Sr，BaもしくはＲａの化合物，またはこれら化合物の混
合物を備え、かつ該拡散源は、加熱されることにより前
記アルカリ土類金属のうち少なくとも一種類の元素を熱
分解により生成し，該生成した元素を該針状電極先端ま
で拡散させて、該針状電極先端に、該生成した元素が存
在する吸着層を形成するよう配設されていることを特徴
とする拡散補給型電子源。9. An electron source comprising a needle-like electrode made of metal having a needle-like tip and a heating element for heating the needle-like electrode, wherein the electron source has a diffusion source which can be heated by the heating element. , The diffusion source is an alkaline earth metal containing oxygen Be, Ca,
The diffusion source comprises a compound of Sr, Ba or Ra, or a mixture of these compounds, and the diffusion source generates at least one element of the alkaline earth metals by thermal decomposition when heated, and Is diffused to the tip of the needle electrode to form an adsorption layer in which the generated element is present at the tip of the needle electrode. 【請求項１０】先端を針状にした金属から成る針状電極
と，該針状電極を加熱する発熱体からなる電子源におい
て、該電子源は該発熱体により加熱可能な拡散源を有
し，該拡散源は、酸素を含むアルカリ土類金属Beもしく
はMgの化合物と，酸素を含むアルカリ土類金属Ba, Sr，
CaもしくはRaの化合物との混合物を備え、かつ該拡散源
は、加熱されることにより、前記アルカリ土類金属Be及
びMgの中の少なくとも一つの元素と前記アルカリ土類金
属Ba, Sr，Ca 及びRaの中の少なくとも一つの元素とを
熱分解により生成し，該生成した元素を該針状電極先端
まで拡散させて、該針状電極先端に、該生成した元素が
存在する吸着層を形成するよう配設されていることを特
徴とする拡散補給型電子源。10. An electron source comprising a needle-like electrode made of metal having a needle-like tip and a heating element for heating the needle-like electrode, wherein the electron source has a diffusion source which can be heated by the heating element. , The diffusion source is a compound of an alkaline earth metal Be or Mg containing oxygen and an alkaline earth metal Ba, Sr, containing oxygen.
And a mixture with a compound of Ca or Ra, and the diffusion source is heated so that at least one element of the alkaline earth metals Be and Mg and the alkaline earth metals Ba, Sr, Ca and At least one element of Ra is generated by thermal decomposition, and the generated element is diffused to the tip of the needle electrode to form an adsorption layer in which the generated element exists at the tip of the needle electrode. A diffusion-supply type electron source characterized by being arranged as follows. 【請求項１１】前記酸素を含むアルカリ土類金属の化合
物の少なくとも一つがアルカリ土類金属の酸化物である
ことを特徴とする請求項９あるいは１０記載の拡散補給
型電子源。11. The diffusion-supplying electron source according to claim 9, wherein at least one of the oxygen-containing alkaline earth metal compounds is an alkaline earth metal oxide. 【請求項１２】先端を針状にした金属から成る針状電極
と，該針状電極を加熱する発熱体とを備え、 アルカリ土類金属の過酸化物，水酸化物，炭酸塩もしく
はこれらの混合物を、上記針状電極，上記発熱体もしく
はそれらの近傍に付着させたことを特徴とする拡散補給
型電子源中間体。12. A needle-like electrode made of a metal having a needle-like tip, and a heating element for heating the needle-like electrode, wherein a peroxide, a hydroxide, a carbonate of an alkaline earth metal or a salt thereof is used. A diffusion-supplying electron source intermediate, wherein the mixture is attached to the needle-like electrode, the heating element, or a vicinity thereof. 【請求項１３】前記炭酸塩が、ＢａＣＯ3，ＣａＣＯ3も
しくはＳｒＣＯ3、またはこれらの混合物であることを
特徴とする請求項１２記載の拡散補給型電子源中間体。13. The diffusion-supplying electron source intermediate according to claim 12, wherein the carbonate is BaCO 3 , CaCO 3, SrCO 3 , or a mixture thereof. 【請求項１４】上記炭酸塩に占めるＢａＣＯ3，ＣａＣ
Ｏ3，ＳｒＣＯ3の割合は、それぞれ１０〜９９ｍｏｌ
％，０．５〜４５ｍｏｌ％，０．５〜４５ｍｏｌ％であ
ることを特徴とする請求項１３記載の拡散補給型電子源
中間体。14. BaCO 3 , CaC in said carbonate
The proportions of O 3 and SrCO 3 are 10 to 99 mol, respectively.
The diffusion-supplying electron source intermediate according to claim 13, wherein the intermediate is 0.5 to 45 mol%, 0.5 to 45 mol%. 【請求項１５】請求項１２に記載の拡散補給型電子源中
間体における前記アルカリ土類金属の過酸化物，水酸化
物，炭酸塩もしくはこれらの混合物を加熱することによ
り前記アルカリ土類金属の酸化物を生成させることを特
徴とする拡散補給型電子源の製造方法。15. The alkaline earth metal peroxide, hydroxide, carbonate or a mixture thereof in the diffusion-supplying electron source intermediate according to claim 12, wherein the alkaline earth metal is heated by heating. A method for producing a diffusion-supplying electron source, comprising generating an oxide. 【請求項１６】請求項１３または１４に記載の拡散補給
型電子源中間体における前記炭酸塩の混合物を加熱する
ことにより前記アルカリ土類金属の酸化物を生成させる
ことを特徴とする拡散補給型電子源の製造方法。16. A diffusion-supplementary electron source intermediate according to claim 13 or 14, wherein the alkaline earth metal oxide is generated by heating the carbonate mixture. Manufacturing method of electron source. 【請求項１７】請求項１から３および９から１１のうち
のいずれかに記載の拡散補給型電子源において、上記針
状電極としてＷ，Ｍｏ，Ｎｉ，Ｔａ，Ｐｔ，Ｉｒ，Ｒ
ｅ，もしくはＯｓを用いることを特徴とする拡散補給型
電子源。17. The diffusion-supplying electron source according to any one of claims 1 to 3 and 9 to 11, wherein W, Mo, Ni, Ta, Pt, Ir, and R are used as the needle electrodes.
A diffusion-supply type electron source characterized by using e or Os. 【請求項１８】請求項４から６および１２から１４のう
ちのいずれかに記載の拡散補給型電子源中間体におい
て、上記針状電極としてＷ，Ｍｏ，Ｎｉ，Ｔａ，Ｐｔ，
Ｉｒ，Ｒｅ，もしくはＯｓを用いることを特徴とする拡
散補給型電子源中間体。18. The diffusion-supplying electron source intermediate according to any one of claims 4 to 6 and 12 to 14, wherein W, Mo, Ni, Ta, Pt,
A diffusion-supplying electron source intermediate, characterized by using Ir, Re, or Os. 【請求項１９】請求項１７に記載の拡散補給型電子源に
おいて、上記針状電極として，その先端の結晶表面が
（１００），（１１０），（２１１），（１１１）面と
なるようなＷ，Ｍｏ，Ｎｉ，Ｔａ，Ｐｔ，Ｉｒ単結晶，
もしくは（０００１），（１０−１１），（１１−２
０），（１０−１０），（１１−２２）面となるような
Ｒｅ，Ｏｓ単結晶を用いることを特徴とする拡散補給型
電子源。19. The diffusion-supplying electron source according to claim 17, wherein the needle-like electrode has a crystal surface at a tip thereof being a (100), (110), (211), or (111) plane. W, Mo, Ni, Ta, Pt, Ir single crystal,
Or (0001), (10-11), (11-2)
0), (10-10), (11-22) A diffusion-supplying electron source characterized by using a single crystal of Re or Os having a (11-22) plane. 【請求項２０】請求項１８に記載の拡散補給型電子源中
間体において、上記針状電極として，その先端の結晶表
面が（１００），（１１０），（２１１），（１１１）
面となるようなＷ，Ｍｏ，Ｎｉ，Ｔａ，Ｐｔ，Ｉｒ単結
晶，もしくは（０００１），（１０−１１），（１１−
２０），（１０−１０），（１１−２２）面となるよう
なＲｅ，Ｏｓ単結晶を用いることを特徴とする拡散補給
型電子源中間体。20. The diffusion-supplying electron source intermediate according to claim 18, wherein the needle-like electrode has a crystal surface at the tip of (100), (110), (211), or (111).
Single crystal of W, Mo, Ni, Ta, Pt, Ir, or (0001), (10-11), (11-
20) A diffusion-supplying electron source intermediate, characterized by using a single crystal of Re or Os having a (10-10) or (11-22) plane. 【請求項２１】請求項１から３のうちのいずれかに記載
の拡散補給型電子源において、 上記還元剤は，原子番号３〜６，１１〜１６，１９〜３
４，３７〜５３，５５〜８４，８８〜９４の元素もしく
はこれら元素を含む化合物のうちの、一種類，もしくは
二種類以上の混合物であり、かつ該還元剤の上記拡散源
に占める割合は０．００１〜９９ｍｏｌ％の範囲内であ
ることを特徴とする拡散補給型電子源。21. The diffusion-supplying electron source according to claim 1, wherein the reducing agent has an atomic number of 3 to 6, 11 to 16, 19 to 3
4, 37 to 53, 55 to 84, 88 to 94, or one or a mixture of two or more of the compounds containing these elements, and the proportion of the reducing agent in the diffusion source is 0. A diffusion-supplying electron source, wherein the content is in the range of 0.001 to 99 mol%. 【請求項２２】上記還元剤の上記拡散源に占める割合が
０．００１〜１０ｍｏｌ％の範囲内であることを特徴と
する請求項２１記載の拡散補給型電子源。22. A diffusion-supplying electron source according to claim 21, wherein a ratio of said reducing agent to said diffusion source is in a range of 0.001 to 10 mol%. 【請求項２３】請求項１から３のうちのいずれかに記載
の拡散補給型電子源において、 上記還元剤は，Ｌｉ，Ｎａ，Ｋ，Ｒｂ，Ｃｓ，Ｂａ，Ｃ
ａ，Ｓｒ，Ｍｇ，Ｚｒ，Ａｌ，Ｓｉ，Ｔｈ，Ｂｅ，Ｈ
ｆ，Ｓｃ，Ｙ，Ｓｍ，Ｎｄ，Ｐｒ，Ｌａ，Ｕ，Ｃｅ，Ｔ
ｉ，Ｃ，Ｔａ，Ｍｎ，Ｂ，Ｎｂ，Ｗ，Ｃｒ，Ｍｏ，Ｇ
ａ，Ｚｎ，Ｖ，Ｆｅ，Ｓｎ，Ｎｉ，Ｃｏ，Ｃｕ，Ａｇ，
Ｐｔ，Ｃｄ，Ｓｂ，Ｐｂ，Ｂｉ，Ｉｒ，Ｔｌ，Ｐｄ，Ｒ
ｕ，Ｒｈ，Ｏｓ，Ｒｅの元素もしくはこれら元素を含む
化合物のうちの、一種類，もしくは二種類以上の混合物
であり、かつ該還元剤の上記拡散源に占める割合は０．
００１〜９９ｍｏｌ％の範囲内であることを特徴とする
拡散補給型電子源。23. The diffusion-supplying electron source according to claim 1, wherein the reducing agent is Li, Na, K, Rb, Cs, Ba, C
a, Sr, Mg, Zr, Al, Si, Th, Be, H
f, Sc, Y, Sm, Nd, Pr, La, U, Ce, T
i, C, Ta, Mn, B, Nb, W, Cr, Mo, G
a, Zn, V, Fe, Sn, Ni, Co, Cu, Ag,
Pt, Cd, Sb, Pb, Bi, Ir, Tl, Pd, R
One or a mixture of two or more of the elements u, Rh, Os, and Re or a compound containing these elements, and the ratio of the reducing agent to the diffusion source is 0.1%.
A diffusion-supplying electron source, which is in the range of 001 to 99 mol%. 【請求項２４】上記還元剤の上記拡散源に占める割合が
０．００１〜１０ｍｏｌ％の範囲内であることを特徴と
する請求項２３記載の拡散補給型電子源。24. The diffusion-supplying electron source according to claim 23, wherein a ratio of said reducing agent to said diffusion source is in a range of 0.001 to 10 mol%. 【請求項２５】請求項１から３，９から１１，１７，１
９および２１から２３のうちのいずれかに記載の拡散補
給型電子源における上記拡散源に用いる材料を、純水と
混合して上記針状電極，上記発熱体もしくはそれらの近
傍に塗布することを特徴とする拡散補給型電子源の製造
法。25. The method according to claim 1, wherein the items are from 1 to 3, 9 to 11, 17, 1
24. A method of mixing the material used for the diffusion source in the diffusion supply type electron source according to any one of 9 and 21 to 23 with pure water and applying the mixture to the needle electrode, the heating element, or the vicinity thereof. Characteristic method of manufacturing a diffusion-supply type electron source. 【請求項２６】請求項４から６，１２から１４，１８お
よび２０のうちのいずれかに記載の拡散補給型電子源中
間体の製造法における上記拡散源に用いる材料を純水と
混合して、上記針状電極，上記発熱体もしくはそれらの
近傍に塗布することを特徴とする拡散補給型電子源中間
体の製造法。26. The method for producing a diffusion-supplying electron source intermediate according to any one of claims 4 to 6, 12 to 14, 18, and 20, wherein the material used for the diffusion source is mixed with pure water. A method for producing a diffusion-supplying electron source intermediate, which is applied to the needle-shaped electrode, the heating element, or the vicinity thereof. 【請求項２７】請求項１から３，９から１１，１７，１
９および２１から２３のうちのいずれかに記載の拡散補
給型電子源の製造法において、上記拡散源に用いる材料
を有機物と混合して、上記針状電極，上記発熱体もしく
はそれらの近傍に塗布することを特徴とする拡散補給型
電子源の製造法。27. Claims 1 to 3, 9 to 11, 17, 1
In the method of manufacturing a diffusion-supplying electron source according to any one of Items 9 and 21 to 23, a material used for the diffusion source is mixed with an organic substance, and the mixture is applied to the needle electrode, the heating element, or a vicinity thereof. A method for manufacturing a diffusion-supplying electron source, comprising: 【請求項２８】請求項４から６，１２から１４，１８お
よび２０のうちのいずれかに記載の拡散補給型電子源中
間体の製造法において、上記拡散源に用いる材料を上記
針状電極，上記発熱体，もしくはそれらの近傍に、該材
料を有機物と混合して塗布することを特徴とする拡散補
給型電子源中間体の製造法。。28. The method for producing a diffusion-supplying electron source intermediate according to any one of claims 4 to 6, 12 to 14, 18, and 20, wherein the material used for the diffusion source is a needle electrode, A method for producing a diffusion-supplying electron source intermediate, wherein the material is mixed with an organic material and applied to the heating element or the vicinity thereof. . 【請求項２９】請求項２７に記載の拡散補給型電子源の
製造法において、上記有機物には，ニトロセルロースを
含むことを特徴とする拡散補給型電子源の製造法。29. The method of manufacturing a diffusion-supplying electron source according to claim 27, wherein the organic substance includes nitrocellulose. 【請求項３０】請求項２８に記載の拡散補給型電子源中
間体の製造法において、上記有機物には，ニトロセルロ
ースを含むことを特徴とする拡散補給型電子源中間体の
製造法。30. The method according to claim 28, wherein the organic substance includes nitrocellulose. 【請求項３１】請求項１から３，９から１１，１７，１
９および２１から２４のうちのいずれかに記載の拡散補
給型電子源を動作させる際、上記拡散源の中の上記酸素
を含む化合物，酸化物もしくはこれらの混合物を熱分解
もしくは還元させるために，動作温度よりも一時的に高
温にすることを特徴とする拡散補給型電子源の動作方
法。31. Claims 1 to 3, 9 to 11, 17, 1
In operating the diffusion-supplying electron source according to any one of 9 and 21 to 24, in order to thermally decompose or reduce the oxygen-containing compound, oxide or mixture thereof in the diffusion source, A method for operating a diffusion-supplying electron source, wherein the temperature is temporarily increased to a higher temperature than an operating temperature. 【請求項３２】請求項３１に記載の拡散補給型電子源を
動作させる際、上記一時的に高温にする温度は１２００
Ｋ以上であることを特徴とする拡散補給型電子源の動作
方法。32. When operating the diffusion supply type electron source according to claim 31, the temperature for temporarily increasing the temperature is 1200.
A method for operating a diffusion-supplying electron source, wherein the electron source is not less than K. 【請求項３３】請求項１から３，９から１１，１７，１
９および２１から２４のうちのいずれかに記載の拡散補
給型電子源を動作させる際、上記拡散源の中の上記酸素
を含む化合物，酸化物，もしくはこれらの混合物を熱分
解，もしくは還元させ，かつ生成した金属を上記針状電
極先端まで拡散させて吸着させることの可能な温度範囲
で動作させることを特徴とする拡散補給型電子源の動作
方法。33. Claims 1 to 3, 9 to 11, 17, 1
9. When operating the diffusion-supplying electron source according to any one of 9 and 21 to 24, the oxygen-containing compound, oxide, or a mixture thereof in the diffusion source is thermally decomposed or reduced; And a method of operating the diffusion supply type electron source, wherein the operation is performed in a temperature range in which the generated metal can be diffused and adsorbed to the tip of the needle electrode. 【請求項３４】請求項１から３，９から１１，１７，１
９および２１から２４のうちのいずれかに記載の拡散補
給型電子源を動作させる際、一時的には高温にする事が
あっても定常的には，１５００Ｋ以下の温度で動作させ
ることを特徴とする拡散補給型電子源の動作方法。34. Claims 1 to 3, 9 to 11, 17, 1
When operating the diffusion supply type electron source according to any one of 9 and 21 to 24, even if the temperature may be temporarily increased, the electron source is normally operated at a temperature of 1500 K or less. The operation method of the diffusion supply type electron source. 【請求項３５】請求項１から３，９から１１，１７，１
９および２１から２４のうちのいずれかに記載の拡散補
給型電子源を動作させる際、一時的には高温にする事が
あっても定常的には，５００Ｋ以上，１２００Ｋ以下の
温度で動作させることを特徴とする拡散補給型電子源の
動作方法。35. Claims 1 to 3, 9 to 11, 17, 1
When operating the diffusion-supplying electron source according to any one of 9 and 21 to 24, even if the temperature is temporarily increased, the electron source is constantly operated at a temperature of 500K or more and 1200K or less. An operation method of a diffusion supply type electron source characterized by the above-mentioned. 【請求項３６】請求項１から３，９から１１，１７，１
９および２１から２４のうちのいずれかに記載の拡散補
給型電子源を動作させる際、一時的には高温にする事が
あっても定常的には，２５０Ｋ以上，３５０Ｋ以下の温
度で動作させることを特徴とする拡散補給型電子源の動
作方法。36. Claims 1 to 3, 9 to 11, 17, 1
When operating the diffusion supply type electron source described in any one of 9 and 21 to 24, even if the temperature may be temporarily increased, the electron source is constantly operated at a temperature of 250K or more and 350K or less. An operation method of a diffusion supply type electron source characterized by the above-mentioned. 【請求項３７】請求項１から３，９から１１，１７，１
９および２１から２４のうちのいずれかに記載の拡散補
給型電子源を搭載し，該拡散補給型電子源から電子を引
き出すためのアノードと，該拡散補給型電子源からの放
出電子を収束させるためのレンズと，収束させた該放出
電子を試料の所定位置に照射させるための偏向器および
ステージで構成されていることを特徴とする電子線装
置。37. Claims 1 to 3, 9 to 11, 17, 1
A diffusion supplementary electron source according to any one of 9 and 21 to 24 is mounted, an anode for extracting electrons from the diffusion supplementary electron source, and electrons emitted from the diffusion supplementary electron source are converged. An electron beam apparatus comprising: a lens for irradiating the converged emitted electrons onto a predetermined position of a sample; and a deflector and a stage. 【請求項３８】請求項３７に記載の電子線装置におい
て、上記拡散補給型電子源の近傍に，該拡散補給型電子
源の先端以外からの熱電子放出を抑制するためのサプレ
ッサ電極を備えることを特徴とする電子線装置。38. The electron beam apparatus according to claim 37, further comprising a suppressor electrode near the diffusion supply type electron source for suppressing the emission of thermoelectrons from other than the tip of the diffusion supply type electron source. An electron beam apparatus characterized by the above-mentioned. 【請求項３９】請求項３７または３８に記載の電子線装
置の使用方法において、上記試料にレジスト付きウエハ
を用い，上記収束させた放出電子を該試料上に照射さ
せ，露光することを特徴とする電子線装置の使用方法。39. The method for using an electron beam apparatus according to claim 37 or 38, wherein a wafer with a resist is used as the sample, and the converged emission electrons are irradiated on the sample and exposed. To use electron beam equipment. 【請求項４０】請求項３７または３８に記載の電子線装
置において、 上記試料に回路パターンが形成された基板を用い，該基
板表面の第一の領域を一次電子線で走査する工程と、 該一次電子線により該第一の領域から二次的に発生する
信号を検出する工程と、 この検出された信号を記憶す
る工程と、 該基板の第二の領域を一次電子線で走査する工程と、 該一次電子線により該第二の領域から二次的に発生する
信号を検出する工程と、 この検出された信号を記憶す
る工程と、 該第一の領域の記憶された信号と該第二の領域の記憶さ
れた信号を比較する工程と、 比較結果から基板上回路パターンの欠陥を判定する工程
とを含む検査を行うことを特徴とする電子線装置の使用
方法。40. The electron beam apparatus according to claim 37, wherein a substrate having a circuit pattern formed on the sample is used, and a first region of the substrate surface is scanned with a primary electron beam. Detecting a signal secondary generated from the first area by the primary electron beam; storing the detected signal; and scanning the second area of the substrate with the primary electron beam. Detecting a signal secondary generated from the second area by the primary electron beam; storing the detected signal; and storing the signal stored in the first area and the second signal. A method of using an electron beam apparatus, comprising: performing an inspection including a step of comparing stored signals in an area of the above and a step of determining a defect of a circuit pattern on a substrate from the comparison result. 【請求項４１】請求項３７または３８に記載の電子線装
置の使用方法において、 上記試料に回路パターンが形成された基板を用い，該基
板表面の第一の領域を一次電子線で走査する工程と、 該一次電子線により該第一の領域から二次的に発生する
信号を検出する工程と、 検出された信号から該第一の
領域の電子線画像を形成する工程と、 該第一の領域の電子線画像を記憶する工程と、 該基板の第二の領域を一次電子線で走査する工程と、 該一次電子線により該第二の領域から二次的に発生する
信号を検出する工程と、 検出された信号から該第二の
領域の電子線画像を形成する工程と、 該第二の領域の電子線画像を記憶する工程と、 該第一の領域の記憶された画像と該第二の領域の記憶さ
れた画像を比較する工程と、 比較結果から基板上回路パターンの欠陥を判定する工程
を含む検査を行うことを特徴とする電子線装置の使用方
法。41. The method of using an electron beam apparatus according to claim 37, wherein a substrate having a circuit pattern formed on the sample is used to scan a first region of the substrate surface with a primary electron beam. Detecting a signal secondary generated from the first region by the primary electron beam; forming an electron beam image of the first region from the detected signal; Storing an electron beam image of the region; scanning a second region of the substrate with a primary electron beam; and detecting a signal secondary generated from the second region by the primary electron beam. Forming an electron beam image of the second region from the detected signal; storing an electron beam image of the second region; storing the image of the first region; Comparing the stored images of the two areas, and comparing A method of using an electron beam apparatus, comprising: performing an inspection including a step of determining a defect in a circuit pattern. 【請求項４２】請求項３７または３８に記載の電子線装
置において、 参照回路パタ−ンに対応する信号を記憶する工程と、 上記試料に回路パターンが形成された基板を用い，該基
板表面の特定の領域を一次電子線で走査する工程と、 該一次電子線により該特定の領域から二次的に発生する
信号を検出する工程と、 この検出された信号を記憶す
る工程と、 上記特定の領域に対応して検出，記憶された上記信号と
上記記憶された参照回路パタ−ン信号を比較する工程
と、 比較結果から上記基板上回路パターンの欠陥を判定する
工程とを含む検査を行うことを特徴とする電子線装置の
使用方法。42. An electron beam apparatus according to claim 37, wherein a signal corresponding to a reference circuit pattern is stored, and a substrate on which a circuit pattern is formed on said sample is used. Scanning a specific area with a primary electron beam, detecting a signal secondary generated from the specific area by the primary electron beam, storing the detected signal, Performing an inspection including a step of comparing the signal detected and stored corresponding to the area with the stored reference circuit pattern signal, and a step of determining a defect of the circuit pattern on the substrate from the comparison result A method for using an electron beam device, comprising: 【請求項４３】請求項３７または３８に記載の電子線装
置の使用方法において、 参照回路パタ−ンに対応する信号を記憶する工程と、 上記試料に回路パターンが形成された基板を用い，該基
板表面の特定の領域を一次電子線で走査する工程と、 該一次電子線により上記特定の領域から二次的に発生す
る信号を検出する工程と、 この検出された信号から上記特定の領域の電子線画像を
形成する工程と、 上記特定の領域の電子線画像を記憶する工程と、 上記特定の領域の記憶された電子線画像と上記記憶され
た参照回路パタ−ンを比較する工程と、 比較結果から上記基板上回路パターンの欠陥を判定する
工程を含む検査を行うことを特徴とする電子線装置の使
用方法。43. A method of using an electron beam apparatus according to claim 37, wherein a signal corresponding to a reference circuit pattern is stored, and a substrate having a circuit pattern formed on said sample is used. Scanning a specific area of the substrate surface with a primary electron beam; detecting a signal secondary generated from the specific area by the primary electron beam; and detecting a signal of the specific area from the detected signal. Forming an electron beam image; storing the electron beam image of the specific region; comparing the stored electron beam image of the specific region with the stored reference circuit pattern; A method for using an electron beam apparatus, comprising: performing an inspection including a step of determining a defect of a circuit pattern on a substrate from a comparison result.
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