JPH1131469A - 電子銃 - Google Patents
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- JPH1131469A JPH1131469A JP9196426A JP19642697A JPH1131469A JP H1131469 A JPH1131469 A JP H1131469A JP 9196426 A JP9196426 A JP 9196426A JP 19642697 A JP19642697 A JP 19642697A JP H1131469 A JPH1131469 A JP H1131469A
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- 238000010894 electron beam technology Methods 0.000 claims abstract description 30
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- QZPSXPBJTPJTSZ-UHFFFAOYSA-N aqua regia Chemical compound Cl.O[N+]([O-])=O QZPSXPBJTPJTSZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 12
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Landscapes
- Electron Sources, Ion Sources (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 温度制限条件で動作させた場合、カソード表
面から一様な輝度の角度分布を持つ電子を放出できる電
子銃を提供する。 【解決手段】 本発明に係る電子銃は、カソード５、ウ
ェーネルト及びアノードを有する電子銃であって、該カ
ソード５の電子線放出面が平面あるいは曲面になるよう
化学機械研磨されていることを特徴とする。従って、カ
ソード表面から一様な電流密度分布を持つ電子を放出で
きる。
面から一様な輝度の角度分布を持つ電子を放出できる電
子銃を提供する。 【解決手段】 本発明に係る電子銃は、カソード５、ウ
ェーネルト及びアノードを有する電子銃であって、該カ
ソード５の電子線放出面が平面あるいは曲面になるよう
化学機械研磨されていることを特徴とする。従って、カ
ソード表面から一様な電流密度分布を持つ電子を放出で
きる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、電子線縮小転写装
置用の電子銃に係わり、特に、ビーム強度一様性が改善
された電子銃に関する。
置用の電子銃に係わり、特に、ビーム強度一様性が改善
された電子銃に関する。
【０００２】
【従来の技術】半導体ウェーハに集積回路パターンを焼
き付けるリソグラフィー装置の一種として、所定のパタ
ーンを備えたマスクに電子線を照射し、その照射範囲の
パターンの像を二段の投影レンズによりウェーハに縮小
転写する電子線縮小転写装置が知られている。
き付けるリソグラフィー装置の一種として、所定のパタ
ーンを備えたマスクに電子線を照射し、その照射範囲の
パターンの像を二段の投影レンズによりウェーハに縮小
転写する電子線縮小転写装置が知られている。
【０００３】この種の装置用の電子銃は、カソード、ウ
ェーネルト及びアノードから構成されており、カソード
としては表面を機械研磨によって鏡面に研磨したＴａの
単結晶が用いられている。
ェーネルト及びアノードから構成されており、カソード
としては表面を機械研磨によって鏡面に研磨したＴａの
単結晶が用いられている。
【０００４】また、電子銃は温度制限条件で動作させて
おり、この場合は高エミッタンス・低輝度の電子線を得
ることができる。
おり、この場合は高エミッタンス・低輝度の電子線を得
ることができる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上記従来の
電子銃では、カソードとして結晶構造を持つ材料（Ｔａ
の単結晶）の表面を機械研磨によって鏡面に研磨したも
のを用いているため、カソードの表面は機械研磨によっ
て結晶性が破壊され、多結晶状態となっている。これ
は、材料の表面にいわゆる破砕層（Ｓｉの場合は１０〜
１５μm 、ＬａＢ6の場合は１０μm 程度）が形成され
るためである。
電子銃では、カソードとして結晶構造を持つ材料（Ｔａ
の単結晶）の表面を機械研磨によって鏡面に研磨したも
のを用いているため、カソードの表面は機械研磨によっ
て結晶性が破壊され、多結晶状態となっている。これ
は、材料の表面にいわゆる破砕層（Ｓｉの場合は１０〜
１５μm 、ＬａＢ6の場合は１０μm 程度）が形成され
るためである。
【０００６】この破砕層は様々な結晶面が露出している
もので、そのような破砕層を有するカソードを温度制限
条件で動作させ、電子銃が作るクロスオーバーから放射
される輝度の角度依存性を測定すると、図２に示すよう
な輝度特性となった。即ち、輝度の角度分布はマクロに
見ると平坦であるといえるが、ミクロに見ると細かい凹
凸があり、この電子銃を電子線転写装置に用いた場合、
レチクルを一様な強度で照明できず、ウェーハに形成さ
れるパターンの線幅の面内でのバラツキが大きくなると
いう問題があった。
もので、そのような破砕層を有するカソードを温度制限
条件で動作させ、電子銃が作るクロスオーバーから放射
される輝度の角度依存性を測定すると、図２に示すよう
な輝度特性となった。即ち、輝度の角度分布はマクロに
見ると平坦であるといえるが、ミクロに見ると細かい凹
凸があり、この電子銃を電子線転写装置に用いた場合、
レチクルを一様な強度で照明できず、ウェーハに形成さ
れるパターンの線幅の面内でのバラツキが大きくなると
いう問題があった。
【０００７】このように図２に示すような輝度特性とな
るのは、カソード表面において仕事関数の低い結晶面が
露出している部分では高密度の電子が放出され、仕事関
数の高い結晶面が露出している部分では低密度の電子し
か放出されないためと考えられる。
るのは、カソード表面において仕事関数の低い結晶面が
露出している部分では高密度の電子が放出され、仕事関
数の高い結晶面が露出している部分では低密度の電子し
か放出されないためと考えられる。
【０００８】一方、輝度の一様性を良くする方法として
は、機械研磨したＴａの結晶面をエッチング液に浸し、
エッチングを行うことで、機械研磨によって表面に形成
される破砕層を除去することが考えられる。
は、機械研磨したＴａの結晶面をエッチング液に浸し、
エッチングを行うことで、機械研磨によって表面に形成
される破砕層を除去することが考えられる。
【０００９】しかしながら、機械研磨した結晶面をエッ
チングした場合、破砕層は除去されるが、結晶粒界等の
エッチングが早く進行し、研磨表面に凹凸が残ってしま
う。これにより、表面の凸部からは高密度の電子が放出
され、表面の凹部からは低密度の電子しか放出されない
ため、結局は輝度の一様性を良くすることができない。
チングした場合、破砕層は除去されるが、結晶粒界等の
エッチングが早く進行し、研磨表面に凹凸が残ってしま
う。これにより、表面の凸部からは高密度の電子が放出
され、表面の凹部からは低密度の電子しか放出されない
ため、結局は輝度の一様性を良くすることができない。
【００１０】本発明は上記のような事情を考慮してなさ
れたものであり、その目的は、温度制限条件で動作させ
た場合、カソード表面から一様な輝度の角度分布を持つ
電子を放出できる電子銃を提供することにある。
れたものであり、その目的は、温度制限条件で動作させ
た場合、カソード表面から一様な輝度の角度分布を持つ
電子を放出できる電子銃を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明に係る電子銃は、カソード、ウェーネルト及
びアノードを有する電子銃であって；該カソードの電子
線放出面が平面あるいは曲面になるよう化学機械研磨さ
れていることを特徴とする。また、上記カソードは、Ｔ
ａ単結晶、ＬａＢ6 単結晶又はＷ単結晶からなることが
好ましい。また、上記化学機械研磨の際のエッチング液
としては水で薄めた王水を用いることが好ましい。ま
た、上記電子銃は温度制限条件で動作させることが好ま
しい。
め、本発明に係る電子銃は、カソード、ウェーネルト及
びアノードを有する電子銃であって；該カソードの電子
線放出面が平面あるいは曲面になるよう化学機械研磨さ
れていることを特徴とする。また、上記カソードは、Ｔ
ａ単結晶、ＬａＢ6 単結晶又はＷ単結晶からなることが
好ましい。また、上記化学機械研磨の際のエッチング液
としては水で薄めた王水を用いることが好ましい。ま
た、上記電子銃は温度制限条件で動作させることが好ま
しい。
【００１２】上記電子銃には、電子線放出面をその材料
のエッチング作用のある流体中で平面あるいは曲面に化
学機械研磨したカソードを用いている。このため、この
カソードの電子線放出面には破砕層が形成されることが
なく、しかも平滑な平面あるいは曲面のカソードとな
る。従って、電子線放出面が結晶粒界のない一つの結晶
面のみが露出したものとなるので、一様な電子線放出を
得ることができる。
のエッチング作用のある流体中で平面あるいは曲面に化
学機械研磨したカソードを用いている。このため、この
カソードの電子線放出面には破砕層が形成されることが
なく、しかも平滑な平面あるいは曲面のカソードとな
る。従って、電子線放出面が結晶粒界のない一つの結晶
面のみが露出したものとなるので、一様な電子線放出を
得ることができる。
【００１３】
【発明の実施の形態及び実施例】以下、図面を参照して
本発明の一実施例について説明する。図１は、本発明の
実施例による電子銃のカソードを研磨するＣＭＰ（化学
機械研磨；Chemical Mechanical Polishing ）装置の概
略を示す断面図である。
本発明の一実施例について説明する。図１は、本発明の
実施例による電子銃のカソードを研磨するＣＭＰ（化学
機械研磨；Chemical Mechanical Polishing ）装置の概
略を示す断面図である。
【００１４】ＣＭＰ装置１０は研磨槽１を有し、この研
磨槽１内には研磨定盤３が設けられている。研磨槽１内
にはエッチング液２としての水で薄めた王水が入れられ
ており、このエッチング液２は研磨定盤３の表面まで覆
っている。尚、王水とは、硝酸１と塩酸３を混合した酸
である。
磨槽１内には研磨定盤３が設けられている。研磨槽１内
にはエッチング液２としての水で薄めた王水が入れられ
ており、このエッチング液２は研磨定盤３の表面まで覆
っている。尚、王水とは、硝酸１と塩酸３を混合した酸
である。
【００１５】研磨定盤３の上方には研磨試料を取り付け
る研磨試料取付板４が設けられており、研磨試料取付板
４は王水に侵されないようセラミックで製作されてい
る。研磨試料取付板４には研磨剤を注入する研磨剤注入
口７が設けられている。また、研磨試料取付板４には駆
動装置６が取り付けられている。この駆動装置６は研磨
試料取付板４に二次元的な往復運動と回転運動を組み合
わせた複雑な研磨動作をさせるものである。尚、この研
磨動作は自転と公転を基本とする。
る研磨試料取付板４が設けられており、研磨試料取付板
４は王水に侵されないようセラミックで製作されてい
る。研磨試料取付板４には研磨剤を注入する研磨剤注入
口７が設けられている。また、研磨試料取付板４には駆
動装置６が取り付けられている。この駆動装置６は研磨
試料取付板４に二次元的な往復運動と回転運動を組み合
わせた複雑な研磨動作をさせるものである。尚、この研
磨動作は自転と公転を基本とする。
【００１６】次に、ＣＭＰ装置１０を用いてカソードを
研磨する方法について説明する。図１に示すように、研
磨試料取付板４に図示せぬ接着剤により電子線放出面を
下向きにしてＴａ（タンタル）単結晶のカソード材料５
を接着し、この電子線放出面を研磨定盤３上の図示せぬ
研磨パッドに接触させる。この時、エッチング液２が十
分に研磨面（電子線放出面）を浸すようにする。また、
カソード材料５の側面がエッチング液２に侵されるのを
防ぐため、カソード材料５の側面にレジン８を貼り付け
ておく。
研磨する方法について説明する。図１に示すように、研
磨試料取付板４に図示せぬ接着剤により電子線放出面を
下向きにしてＴａ（タンタル）単結晶のカソード材料５
を接着し、この電子線放出面を研磨定盤３上の図示せぬ
研磨パッドに接触させる。この時、エッチング液２が十
分に研磨面（電子線放出面）を浸すようにする。また、
カソード材料５の側面がエッチング液２に侵されるのを
防ぐため、カソード材料５の側面にレジン８を貼り付け
ておく。
【００１７】次に、駆動装置６によって研磨試料取付板
４を二次元的な往復運動と回転運動を組み合わせた複雑
な研磨動作させることにより、カソード材料５の電子線
放出面が平面あるいは曲面になるよう研磨を行う。ここ
で、まず最初は王水に侵されないＡｌ2 Ｏ3 等の図示せ
ぬ研磨剤で数１００μm の粗さを持つものを研磨剤注入
口７から注入して研磨を行い、その後徐々に粗さの細か
い研磨剤で研磨を行い、最終的にはサブミクロンの微粉
末で研磨を行う。
４を二次元的な往復運動と回転運動を組み合わせた複雑
な研磨動作させることにより、カソード材料５の電子線
放出面が平面あるいは曲面になるよう研磨を行う。ここ
で、まず最初は王水に侵されないＡｌ2 Ｏ3 等の図示せ
ぬ研磨剤で数１００μm の粗さを持つものを研磨剤注入
口７から注入して研磨を行い、その後徐々に粗さの細か
い研磨剤で研磨を行い、最終的にはサブミクロンの微粉
末で研磨を行う。
【００１８】上記研磨の際、化学的なエッチングが進行
する速度と機械研磨が行われる速度はバランスがとれて
いる必要がある。このため、最初はエッチング液２とし
て濃度の高い王水（例えば濃度が５０％程度の王水）を
用い、研磨剤を細かくするに従って濃度も徐々に低くし
た王水（例えば濃度が１０％程度の王水）を用いて研磨
を行う。
する速度と機械研磨が行われる速度はバランスがとれて
いる必要がある。このため、最初はエッチング液２とし
て濃度の高い王水（例えば濃度が５０％程度の王水）を
用い、研磨剤を細かくするに従って濃度も徐々に低くし
た王水（例えば濃度が１０％程度の王水）を用いて研磨
を行う。
【００１９】以上のようにして研磨したカソード材料５
を、ウェーネルト、アノードを持つ電子銃に組み込ん
だ。
を、ウェーネルト、アノードを持つ電子銃に組み込ん
だ。
【００２０】この電子銃を、カソード背面から電子衝撃
によって加熱し、温度２６００Ｋ、加速電圧１００ｋ
Ｖ、電子線放出面の径１０mm、温度制限条件で動作さ
せ、電子銃が作るクロスオーバーから放射される輝度の
角度依存性を測定した。その結果、輝度の一様性は±
０．３％以下になり、従来の電子銃のように機械研磨し
たＴａの単結晶をカソードとして用いた場合の±１８％
の輝度の一様性（図２に示す）に比べて大幅に輝度の一
様性を良くすることができた。
によって加熱し、温度２６００Ｋ、加速電圧１００ｋ
Ｖ、電子線放出面の径１０mm、温度制限条件で動作さ
せ、電子銃が作るクロスオーバーから放射される輝度の
角度依存性を測定した。その結果、輝度の一様性は±
０．３％以下になり、従来の電子銃のように機械研磨し
たＴａの単結晶をカソードとして用いた場合の±１８％
の輝度の一様性（図２に示す）に比べて大幅に輝度の一
様性を良くすることができた。
【００２１】このように輝度の一様性を良くできたの
は、カソードの電子線放出面をその材料のエッチング作
用のある流体（王水）中で平面あるいは曲面に化学機械
研磨することにより、電子線放出面に破砕層が形成され
ることなく、しかも平滑な平面あるいは曲面からなる電
子線放出面を有するカソードを電子銃に用いているから
である。つまり、電子線放出面が結晶粒界のない一つの
結晶面のみが露出したものとなっているので、このカソ
ードを用いた電子銃では一様な電子線放出を得ることが
できる。従って、この電子銃を電子線転写装置に用いた
場合、レチクルを一様な強度で照明することができ、ウ
ェーハに形成されるパターンの線幅の面内バラツキを小
さくできる。
は、カソードの電子線放出面をその材料のエッチング作
用のある流体（王水）中で平面あるいは曲面に化学機械
研磨することにより、電子線放出面に破砕層が形成され
ることなく、しかも平滑な平面あるいは曲面からなる電
子線放出面を有するカソードを電子銃に用いているから
である。つまり、電子線放出面が結晶粒界のない一つの
結晶面のみが露出したものとなっているので、このカソ
ードを用いた電子銃では一様な電子線放出を得ることが
できる。従って、この電子銃を電子線転写装置に用いた
場合、レチクルを一様な強度で照明することができ、ウ
ェーハに形成されるパターンの線幅の面内バラツキを小
さくできる。
【００２２】また、カソードの電子線放出面はＬａＢ6
のカソードの場合、（３１０）又は（１００）であるこ
とが好ましく、電子線放出面のフラットネスは１５０nm
程度であることが好ましいが、これらは上述した化学機
械研磨により実現することができる。
のカソードの場合、（３１０）又は（１００）であるこ
とが好ましく、電子線放出面のフラットネスは１５０nm
程度であることが好ましいが、これらは上述した化学機
械研磨により実現することができる。
【００２３】尚、上記実施例では、カソード材料５とし
てＴａ単結晶を用いているが、カソード材料としてＬａ
Ｂ6 （ランタンヘキサボライド）単結晶又はＷ（タング
ステン）単結晶を用いることも可能である。
てＴａ単結晶を用いているが、カソード材料としてＬａ
Ｂ6 （ランタンヘキサボライド）単結晶又はＷ（タング
ステン）単結晶を用いることも可能である。
【００２４】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、カ
ソードの電子線放出面が平面あるいは曲面になるよう化
学機械研磨されている。したがって、温度制限条件で動
作させた場合、カソード表面から一様な輝度の角度分布
を持つ電子を放出できる電子銃を提供することができ
る。
ソードの電子線放出面が平面あるいは曲面になるよう化
学機械研磨されている。したがって、温度制限条件で動
作させた場合、カソード表面から一様な輝度の角度分布
を持つ電子を放出できる電子銃を提供することができ
る。
【図１】本発明の実施例による電子銃のカソードを研磨
するＣＭＰ装置の概略を示す断面図である。
するＣＭＰ装置の概略を示す断面図である。
【図２】従来の電子銃のカソードを温度制限条件で使用
した場合の輝度の放出角度依存性を示すグラフである。
した場合の輝度の放出角度依存性を示すグラフである。
１…研磨槽 ２…エッチング液 ３…研磨定盤 ４…研磨試料取付板 ５…カソード材料 ６…駆動装置 ７…研磨剤注入口 ８…レジン １０…ＣＭＰ装置
Claims (4)
- 【請求項１】 カソード、ウェーネルト及びアノードを
有する電子銃であって；該カソードの電子線放出面が平
面あるいは曲面になるよう化学機械研磨されていること
を特徴とする電子銃。 - 【請求項２】 上記カソードは、Ｔａ単結晶、ＬａＢ6
単結晶又はＷ単結晶からなることを特徴とする請求項１
記載の電子銃。 - 【請求項３】 上記化学機械研磨の際のエッチング液と
して水で薄めた王水を用いることを特徴とする請求項１
又は２記載の電子銃。 - 【請求項４】 上記電子銃は温度制限条件で動作させる
ものであることを特徴とする請求項１〜３のうちのいず
れか１項記載の電子銃。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9196426A JPH1131469A (ja) | 1997-07-08 | 1997-07-08 | 電子銃 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9196426A JPH1131469A (ja) | 1997-07-08 | 1997-07-08 | 電子銃 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1131469A true JPH1131469A (ja) | 1999-02-02 |
Family
ID=16357656
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9196426A Pending JPH1131469A (ja) | 1997-07-08 | 1997-07-08 | 電子銃 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH1131469A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1052678A2 (en) * | 1999-05-07 | 2000-11-15 | Lucent Technologies Inc. | Electron guns for lithography tools |
| EP1063670A2 (en) * | 1999-06-22 | 2000-12-27 | Lucent Technologies Inc. | Bonded article with improved work function uniformity and method for making the same |
| JP2005228741A (ja) * | 2004-02-10 | 2005-08-25 | Nuflare Technology Inc | 高輝度熱陰極 |
-
1997
- 1997-07-08 JP JP9196426A patent/JPH1131469A/ja active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1052678A2 (en) * | 1999-05-07 | 2000-11-15 | Lucent Technologies Inc. | Electron guns for lithography tools |
| EP1052678A3 (en) * | 1999-05-07 | 2006-07-05 | Lucent Technologies Inc. | Electron guns for lithography tools |
| KR100850034B1 (ko) * | 1999-05-07 | 2008-08-04 | 루센트 테크놀러지스 인크 | 리소그래피 툴용 전자 에미터 |
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