TWI453781B - 應用於電子源之燈絲 - Google Patents
應用於電子源之燈絲 Download PDFInfo
- Publication number
- TWI453781B TWI453781B TW100111424A TW100111424A TWI453781B TW I453781 B TWI453781 B TW I453781B TW 100111424 A TW100111424 A TW 100111424A TW 100111424 A TW100111424 A TW 100111424A TW I453781 B TWI453781 B TW I453781B
- Authority
- TW
- Taiwan
- Prior art keywords
- electron emission
- emission source
- filament
- tungsten
- wire
- Prior art date
Links
- WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N tungsten Chemical compound [W] WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 56
- 229910052721 tungsten Inorganic materials 0.000 claims description 35
- 239000010937 tungsten Substances 0.000 claims description 35
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 claims description 19
- 238000000576 coating method Methods 0.000 claims description 19
- 239000008433 xiaoji Substances 0.000 claims description 14
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 13
- 238000005452 bending Methods 0.000 claims description 12
- 239000013078 crystal Substances 0.000 claims description 9
- OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N Calcium Chemical compound [Ca] OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- QCWXUUIWCKQGHC-UHFFFAOYSA-N Zirconium Chemical compound [Zr] QCWXUUIWCKQGHC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 229910052791 calcium Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 239000011575 calcium Substances 0.000 claims description 6
- 229910052726 zirconium Inorganic materials 0.000 claims description 6
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 229910052735 hafnium Inorganic materials 0.000 claims description 5
- VBJZVLUMGGDVMO-UHFFFAOYSA-N hafnium atom Chemical compound [Hf] VBJZVLUMGGDVMO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 229910052747 lanthanoid Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 150000002602 lanthanoids Chemical class 0.000 claims description 5
- NJPPVKZQTLUDBO-UHFFFAOYSA-N novaluron Chemical compound C1=C(Cl)C(OC(F)(F)C(OC(F)(F)F)F)=CC=C1NC(=O)NC(=O)C1=C(F)C=CC=C1F NJPPVKZQTLUDBO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 239000010936 titanium Substances 0.000 claims description 5
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 229910052788 barium Inorganic materials 0.000 claims description 4
- DSAJWYNOEDNPEQ-UHFFFAOYSA-N barium atom Chemical compound [Ba] DSAJWYNOEDNPEQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 claims description 4
- 229910000833 kovar Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 229910044991 metal oxide Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 150000004706 metal oxides Chemical class 0.000 claims description 4
- WUAPFZMCVAUBPE-UHFFFAOYSA-N rhenium atom Chemical compound [Re] WUAPFZMCVAUBPE-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 229910052706 scandium Inorganic materials 0.000 claims description 4
- SIXSYDAISGFNSX-UHFFFAOYSA-N scandium atom Chemical compound [Sc] SIXSYDAISGFNSX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 229910052712 strontium Inorganic materials 0.000 claims description 4
- CIOAGBVUUVVLOB-UHFFFAOYSA-N strontium atom Chemical compound [Sr] CIOAGBVUUVVLOB-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 229910052727 yttrium Inorganic materials 0.000 claims description 4
- VWQVUPCCIRVNHF-UHFFFAOYSA-N yttrium atom Chemical compound [Y] VWQVUPCCIRVNHF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 2
- 229910000531 Co alloy Inorganic materials 0.000 claims 1
- QXZUUHYBWMWJHK-UHFFFAOYSA-N [Co].[Ni] Chemical compound [Co].[Ni] QXZUUHYBWMWJHK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N gold Chemical compound [Au] PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- 239000010931 gold Substances 0.000 claims 1
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 claims 1
- 229910052724 xenon Inorganic materials 0.000 description 9
- FHNFHKCVQCLJFQ-UHFFFAOYSA-N xenon atom Chemical compound [Xe] FHNFHKCVQCLJFQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 9
- 238000010894 electron beam technology Methods 0.000 description 7
- 229910052715 tantalum Inorganic materials 0.000 description 6
- GUVRBAGPIYLISA-UHFFFAOYSA-N tantalum atom Chemical compound [Ta] GUVRBAGPIYLISA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 230000005669 field effect Effects 0.000 description 5
- 229910052758 niobium Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000010955 niobium Substances 0.000 description 5
- GUCVJGMIXFAOAE-UHFFFAOYSA-N niobium atom Chemical compound [Nb] GUCVJGMIXFAOAE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 description 4
- 238000004088 simulation Methods 0.000 description 4
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 3
- 230000005684 electric field Effects 0.000 description 3
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 3
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 3
- 230000000712 assembly Effects 0.000 description 2
- 238000000429 assembly Methods 0.000 description 2
- 150000004767 nitrides Chemical class 0.000 description 2
- 229910001313 Cobalt-iron alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910001030 Iron–nickel alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N Molybdenum Chemical compound [Mo] ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- KGWWEXORQXHJJQ-UHFFFAOYSA-N [Fe].[Co].[Ni] Chemical compound [Fe].[Co].[Ni] KGWWEXORQXHJJQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- 230000004075 alteration Effects 0.000 description 1
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000005388 borosilicate glass Substances 0.000 description 1
- 150000001722 carbon compounds Chemical class 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- PMHQVHHXPFUNSP-UHFFFAOYSA-M copper(1+);methylsulfanylmethane;bromide Chemical compound Br[Cu].CSC PMHQVHHXPFUNSP-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000000609 electron-beam lithography Methods 0.000 description 1
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 239000012212 insulator Substances 0.000 description 1
- 239000007769 metal material Substances 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 229910052750 molybdenum Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011733 molybdenum Substances 0.000 description 1
- TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Al]O[Al]=O TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 1
- RVTZCBVAJQQJTK-UHFFFAOYSA-N oxygen(2-);zirconium(4+) Chemical compound [O-2].[O-2].[Zr+4] RVTZCBVAJQQJTK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 1
- 230000035939 shock Effects 0.000 description 1
- 229910000679 solder Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005476 soldering Methods 0.000 description 1
- 230000001629 suppression Effects 0.000 description 1
- 229910052720 vanadium Inorganic materials 0.000 description 1
- GPPXJZIENCGNKB-UHFFFAOYSA-N vanadium Chemical compound [V]#[V] GPPXJZIENCGNKB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910001928 zirconium oxide Inorganic materials 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J1/00—Details of electrodes, of magnetic control means, of screens, or of the mounting or spacing thereof, common to two or more basic types of discharge tubes or lamps
- H01J1/02—Main electrodes
- H01J1/13—Solid thermionic cathodes
- H01J1/15—Cathodes heated directly by an electric current
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
- H01J37/02—Details
- H01J37/04—Arrangements of electrodes and associated parts for generating or controlling the discharge, e.g. electron-optical arrangement or ion-optical arrangement
- H01J37/06—Electron sources; Electron guns
- H01J37/065—Construction of guns or parts thereof
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J2237/00—Discharge tubes exposing object to beam, e.g. for analysis treatment, etching, imaging
- H01J2237/02—Details
- H01J2237/0216—Means for avoiding or correcting vibration effects
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J2237/00—Discharge tubes exposing object to beam, e.g. for analysis treatment, etching, imaging
- H01J2237/06—Sources
- H01J2237/061—Construction
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J2237/00—Discharge tubes exposing object to beam, e.g. for analysis treatment, etching, imaging
- H01J2237/06—Sources
- H01J2237/063—Electron sources
- H01J2237/06308—Thermionic sources
- H01J2237/06316—Schottky emission
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Electron Sources, Ion Sources (AREA)
- Cold Cathode And The Manufacture (AREA)
Description
本發明是有關於一種應用於電子源之燈絲，特別是有關於蕭基電子發射源(Schottky electron emission)。
電子源應用於許多設備，例如，電子束微影裝置、電子顯微鏡、歐傑電子能譜儀以及半導體檢測系統。在上述設備中，電子源提供電子，然後，再將電子引導形成具有狹窄能量範圍，精確聚焦之高強度電子束。為形成上述電子束，電子源應該發出具有狹窄能量範圍之大量電子。上述電子應該由電子源之微小表面積發射，而形成狹窄錐狀發射。電子源之特徵為亮度，亮度定義為電子電流除以實際或虛擬發射區與電子發射角度的乘積。
電子通常因為能源障礙無法離開在物體表面的原子。要克服能源障礙所需的能量被稱為表面之功函數。熱離子電子發射源(thermionic electron emission)主要是用熱提供克服能源障礙所需的能量，並發射電子。在許多應用中，熱離子電子發射源之亮度不足而無法使用。
另一種電子源，冷場效發射電子源(cold field emission
electron source)，在室溫操作，藉由高強度電場，使得電子隧穿能源障礙而發射。一場效電子源通常包含一狹窄尖端，電子通過該狹窄尖端離開表面，並射入周圍真空。由於冷場效發射電子源在室溫下操作，因此具有低色像差(chromatic aberration)，可作為高解析度電子束裝置的電子源。此外，由於冷場效發射電子源是在室溫下操作，氣體往往會吸附到電子發射表面。因此，冷場效發射源存在不穩定性，上述不穩定性在許多應用中導致問題產生。
然而，另一種電子源被稱為蕭基電子發射源(Schottky electron emission source)或蕭基發射器(Schottky emitter)。蕭基發射器在加熱發射器之尖端採用塗層或塗膜，藉以減少其功函數。在蕭基發射模式中，蕭基發射器採用熱量與電場之組合，藉以發射電子，電子呈現由尖端內的虛擬點發射源射出。藉由發射器溫度與電場的變化，蕭基發射器可採用其他發射模式或不同發射模式的組合。相較於冷場效發射電子源，蕭基發射器的亮度很高，更穩定，也更容易處理。由於其性能和可靠性優勢，蕭基發射器已成為一種應用於現代電子束系統之常用電子源。
如第一圖所示，提供典型的蕭基電子發射源100，該蕭基電子發射源100包含一發射器101，該發射器101具有一尖端108，電子由尖端108射出；位於發射器101之塗層102；用以支撐發射器101之鎢燈絲103；用以安裝鎢燈絲103之兩電極104以及用以安裝兩電極104之基座105。鎢燈絲103係一彎曲細線，且鎢燈絲103被加熱，藉以提供熱量至發射器101。蕭基電子發射源100通常操作於尖端108的溫度約1800K。發射器101通常是由晶格方向<100>、<110>、<111>或
<310>方向之單晶鎢(single crystal tungsten)所製成。發射器101塗佈塗層材料，藉以降低其功函數。上述塗層材料可包含鋯、鈦、鉿、釔、鈮、釩、釷、鈧、鈹或鑭之化合物，例如，氧化物，氮化物，碳化合物。例如，在<100>的鎢表面塗佈鋯與氧，可使表面功函數由4.5eV降低至2.8eV。藉由減少發射電子所需的能量，發射器上的塗層可使發射器成為更明亮的電子源。
傳統細鎢燈絲(0.005英寸=0.127公釐)用於電子源。但是，這種結構，細鎢燈絲103，將誘發振動問題，上述問題也可參照美國專利申請號2010/0090581。一個抑制振動問題的簡單方法來是直接加粗鎢燈絲。然而，鎢燈絲103不能直接加粗，因為，鎢的低電阻將造成大於3安培之較高操作電流。電源供應器無法提供這麼大的電流給蕭基電子發射源100之電路。
如第二圖所示，KIMBALL PHYSICS與DENKA兩家公司提供用於電子源200之帶狀鎢燈絲203，藉以解決振動問題。雖然這種帶狀結構可能抑制振動問題，卻也使得鎢燈絲203不容易焊接到電極204。因為帶狀鎢燈絲203具有特定寬度與厚度的比例，當帶狀鎢燈絲203之較小側邊焊接至電極204時，將會產生焊接上的問題。
如第三圖所示，另一種解決方案是由DENKA所提供，可參照美國專利申請號20100090581。增加一杯狀元件6，藉以支撐尖端1；以及鎢燈絲3用於加熱杯狀元件6。因此，振動問題也得到解決。然而，具有鎢燈絲組件之杯型鎢和鎢絲組件具有複雜結構(每個組件非常小，約0.1-0.01公釐)，現在也沒有商業化產品上市。此外，杯狀
元件6藉由鎢燈絲3間接加熱，亦即並非採用電熱方法加熱杯狀元件6。這種加熱過程具有較低熱效率，並會導致需要更大的能量消耗來達到同樣的性能。
因此，應提供一新穎燈絲，不僅解決振動問題，也能保有傳統鎢燈絲擁有的所有優勢。
一實施例揭露使用錸燈絲之電子源，提供較粗的燈絲，藉以防止振動問題。
本發明提供一種應用於電子源之燈絲，該燈絲包含直徑大於等於0.006英吋之錸絲(rhenium wire)。該錸絲被彎曲藉以焊接該錸絲之兩端。該錸絲之一中央部份較該兩端突出，使得該電子源之一尖端可安裝至該錸絲之該中央部份。錸絲之該兩端分別焊接至二電極。錸絲之彎曲角度介於10至100度。
本發明也提供一種電子源，該電子源包含一基座；兩電極嵌入該基座並彼此分離；一錸絲(rhenium wire)，該錸絲具有大於等於0.006英吋之一直徑；以及一發射器，安裝至該錸絲之中央部份。該錸絲被彎曲藉以焊接該錸絲之兩端至該二電極，且該錸絲之中央部份較該兩端突出。
本發明進一步提供一種電子源，該電子源包含一基座；兩電極嵌入該基座並彼此分離；一鎢絲(tungsten wire)，該鎢絲具有大於等於0.005英吋之一直徑；以及一發射器，安裝至該鎢絲之中央部份。該鎢絲被彎曲至大於60度之角度，使得該鎢絲之兩端焊接至該二電極，且
該鎢絲之中央部份較該兩端突出。
電子源進一步包含位於發射器之塗膜或塗層，其中，該塗膜係金屬氧化物。金屬之材料包含鋯(zirconium)、鈦(titanium)、鉿(hafnium)、鈧(scandium)、釔(yttrium)、鑭系元素(lanthanoid series element)、鋇(barium)、鍶(strontium)或鈣(calcium)。基座之材料係陶瓷，且電極之材料係鐵鎳鈷合金(kovar)。
藉由後續展現本發明的實施例之說明與附圖，本發明之其他優點可更清楚呈現。
1‧‧‧尖端
3‧‧‧鎢燈絲
6‧‧‧杯狀元件
100‧‧‧蕭基電子發射源
101‧‧‧發射器
102‧‧‧塗層
103‧‧‧鎢燈絲
104‧‧‧電極
105‧‧‧基座
108‧‧‧尖端
200‧‧‧電子源
203‧‧‧帶狀鎢燈絲
204‧‧‧電極
300‧‧‧電子源
400‧‧‧電子源
401‧‧‧發射器
402‧‧‧塗層
403‧‧‧錸燈絲
404‧‧‧電極
405‧‧‧基座
408‧‧‧尖端
第一圖顯示會發生振動問題之具有鎢燈絲之傳統電子源的示意圖。
第二圖顯示由KIMBALL PHYSICS或DENKA所設計，用以解決振動問題之傳統電子源的示意圖。
第三圖顯示由DENKA所設計，用以解決振動問題之具有杯狀元件之另一傳統電子源的示意圖。
第四圖顯示根據本發明一實施例之具有錸燈絲之電子源的示意圖。
本發明的實施例將參照附圖進行描述。為提供更清楚的描述及更易理解本發明，圖式內各部分並沒有依照其相對尺寸繪圖，某些尺寸與其他相關尺度相比已經被誇張；不相關之細節部分也未完全繪出，以求圖式的簡潔。
本發明的實施例將詳細揭露如下。然而，所揭露之具體結構與功能細節僅用以描述本發明的實施例。除了如下描述外，本發明還可以廣泛地在其他的實施例施行，且本發明的範圍並不受實施例之限定。
因此，本發明的實施例可以有各種修改與替代形式，顯示於圖式之實施例將詳細進行描述。然而，本發明並未限定於所揭露之特殊形式，相對地，舉凡其他未脫離本發明所揭示精神所完成之各種等效改變或修飾都涵蓋在本發明所揭露的範圍內。相同元件在圖式中以相同標號標註。
電子源是電子束裝置的重要組成部分，其中，電子束裝置可應用於掃描式電子顯微鏡(SEM：scanning electron microscope)、穿透式電子顯微鏡(TEM：transmission electron microscope或電子束曝光系統。傳統熱場效發射器、冷場效發射器或蕭基發射器可應用於不同領域。
如第四圖所示，提供新穎之電子源400，該電子源400包含安裝於錸燈絲403之發射器401，其中，塗層402形成於該發射器401之尖端408，電子由尖端408射出。錸燈絲403安裝於兩電極404，基座405支撐兩電極404。
由於錸具有較高的電阻率，在20℃時約為193nΩ‧米，錸燈絲403可比傳統鎢燈絲粗。在一實施例中，錸燈絲具有大於等於0.006英吋之直徑，該直徑可以是0.006、0.007、0.008或0.009英吋。較粗的燈絲403不僅振動較少，而且也更容易焊接至兩電極404。
錸燈絲403以錸絲形成，然後將錸絲彎曲，使得錸絲的兩端可焊接至電子源400的兩個電極404。錸絲的中央部分較兩端突出，使得發射器401可安裝在錸燈絲403的中央部分。錸燈絲403的彎曲角度介於10至100度。
發射器401的材料可以是鎢、鉬、銥、鈮、鉭或錸。位於發射器401之塗層402可以是金屬氧化物，其中，金屬可以是鋯(zirconium)、鈦(titanium)、鉿(hafnium)、鈧(scandium)、釔(yttrium)、鑭系元素(lanthanoid series element)、鋇(barium)、鍶(strontium)或鈣(calcium)。
除了熱離子發射尖端與蕭基發射結構之外，冷場效發射尖端(單晶或單晶鎢)也可以應用於本發明，提供一段期間的作用。
支撐基座405之材料是絕緣體，可以是陶瓷或耐熱陶瓷(thermal ceramic)，例如氧化物、氮化物或碳化物，其中，基座405之特定材料可以是氧化鋁、氧化鋯或氮化鋁。
兩個電極404是導電端子，其材料可以是Kovar(Carpenter技術公司的商標)，Kovar是一種與硼矽玻璃熱膨脹特性相容的鎳鈷鐵合金(30至200℃時，約為5×10-6/K；800℃時，約為10×10-6/K)，藉以在一定溫度範圍內，容許直接的機械連接。Kovar的名稱經常被用來作為具有這些特定熱膨脹性質之鐵鎳合金的通用術語。
表1是不同燈絲材料、不同形狀與不同厚度的共振頻率模擬結果。傳統共振頻率介於2000至2500赫茲之間，模擬結果是2381.6赫茲。帶狀鎢燈絲的共振頻率增加至大於4000Hz。高共振頻率顯示燈絲震
動受到抑制。同時意味著在如此高頻率，燈絲將更難以振動。錸絲的建議厚度大於或等於0.006英吋，其中，以0.007至0.008英吋之間較佳。
此外，除了使用加粗錸絲代替鎢絲，錸絲的彎曲角度是共振頻率的另一個因子。當錸絲的彎曲角度增加時，錸絲的共振頻率也增加。請再次參考表1，當直徑0.009英吋的錸絲的彎曲角度從60增加至70度，共振頻率可從5114.7顯著增加至6826.2赫茲。值得注意的是，表1括號內的數字是鎢絲於不同彎曲角度的模擬結果，相較於使用錸絲，並不容易實施。然而，上述模擬結果提供有趣的信息，即使具有較大彎曲角度的鎢絲可以有較高的共振頻率，這代表可以在一定程度上抑制振動問題，雖然抑制範圍是有限的。如果電子源的結構可以抑制具有0.005英吋直徑與70度彎曲角度的鎢絲振動，或者振動效果是可被接受的，那麼鎢絲也可應用至電子源。此外，如果電源供應器可以提供鎢絲所需的大電流，加粗的鎢絲，例如，0.006英吋，與具有彎曲角度70度的鎢絲也可以應用至電子源。從另一觀點來看，錸絲不僅可以加粗，而且也可以增大彎曲角度來抑制振動問題。如果振動問題是電子源的關鍵，則錸絲將成為較佳設計。
在本發明中，加粗的錸燈絲可抑制電子源的振動問題，而且容易焊接至兩電極。此外，更寬廣的錸絲彎曲角度可以進一步顯著地增加共振頻率。此外，本燈絲的結構比KIMBALL PHYSICS或DENKA提供的設計更加簡單，而且錸燈絲以電熱電極直接加熱。
上述之實施例僅係為說明本發明之技術思想及特點，其目的在使熟悉此技藝之人士能了解本發明之內容並據以實施，當不能以之限定本發明之專利範圍，即凡其他未脫離本發明所揭示精神所完成之各種等效改變或修飾都涵蓋在本發明所揭露的範圍內，均應包含在下述之申請專利範圍內。
400‧‧‧電子源
401‧‧‧發射器
402‧‧‧塗膜
403‧‧‧錸燈絲
404‧‧‧電極
405‧‧‧基座
408‧‧‧尖端
Claims (17)
- 一種應用於一蕭基電子發射源之燈絲，包含：一錸絲(rhenium wire)，該錸絲具有大於等於0.006並小於0.01英吋之一固定直徑。
- 如申請專利範圍第1項所述之應用於蕭基電子發射源之燈絲，其中，該錸絲被彎曲使得該錸絲之兩端被焊接。
- 如申請專利範圍第2項所述之應用於一蕭基電子發射源之燈絲，其中，該錸絲之一中央部份較該兩端突出，使得該蕭基電子發射源之一發射器可安裝至該錸絲之該中央部份。
- 如申請專利範圍第3項所述之應用於一蕭基電子發射源之燈絲，其中，該錸絲之該兩端分別被焊接至二電極。
- 專利範圍第2項所述之應用於一蕭基電子發射源之燈絲，其中，該錸絲之一彎曲角度介於10至100度。
- 一種蕭基電子發射源，包含：一基座；兩電極嵌入該基座並彼此分離；一錸絲(rhenium wire)，該錸絲具有大於等於0.006英吋之一直徑，該錸絲被彎曲使得該錸絲之兩端被焊接至該二電極，該錸絲之一中央部份較該兩端突出；一發射器，安裝至該錸絲之該中央部份；以及一塗膜位於一尖端，該塗膜係金屬氧化物。
- 如申請專利範圍第6項所述之蕭基電子發射源，其中，該金 屬之材料包含鋯(zirconium)、鈦(titanium)、鉿(hafnium)、鈧(scandium)、釔(yttrium)、鑭系元素(lanthanoid series element)、鋇(barium)、鍶(strontium)或鈣(calcium)。
- 如申請專利範圍第7項所述之蕭基電子發射源，其中，該發射器係應用於蕭基電子發射源(Schottky electron emission)之單晶鎢(single crystal tungsten)。
- 如申請專利範圍第7項所述之蕭基電子發射源，其中，該發射器係應用於冷電子發射源(cold electron emission)或熱離子電子發射源(thermionic electron emission)之單晶鎢(single crystal tungsten)。
- 如申請專利範圍第6項所述之蕭基電子發射源，其中，該基座之材料係陶瓷。
- 如申請專利範圍第6項所述之蕭基電子發射源，其中，該電極之材料係鐵鎳鈷合金(kovar)。
- 一種應用於一蕭基電子發射源之燈絲，包含：一鎢絲(tungsten wire)，該鎢絲具有大於0.005英吋之一固定直徑與大於60度之一彎曲角度以抑制該鎢絲的振動。
- 一種蕭基電子發射源，包含：一基座；兩電極嵌入該基座並彼此分離；一鎢絲(tungsten wire)，該鎢絲具有大於等於0.005英吋之一固定直徑，該鎢絲被彎曲至大於60度之角度，使得該鎢絲之兩端被焊接至該二電極，該鎢絲之一中央部份較該兩端突出以抑制該鎢絲的振 動；以及一發射器，安裝至該鎢絲之該中央部份。
- 如申請專利範圍第13項所述之蕭基電子發射源，更包含位於尖端之一塗膜，其中，該塗膜係金屬氧化物。
- 如申請專利範圍第14項所述之蕭基電子發射源，其中，該金屬之材料包含鋯(zirconium)、鈦(titanium)、鉿(hafnium)、鈧(scandium)、釔(yttrium)、鑭系元素(lanthanoid series element)、鋇(barium)、鍶(strontium)或鈣(calcium)。
- 如申請專利範圍第15項所述之蕭基電子發射源，其中，該發射器係應用於蕭基電子發射源(Schottky electron emission)之單晶鎢(single crystal tungsten)。
- 如申請專利範圍第13項所述之蕭基電子發射源，其中，該發射器係應用於冷電子發射源(cold electron emission)或熱離子電子發射源(thermionic electron emission)之單晶鎢(single crystal tungsten)。
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US12/909,745 US8896195B2 (en) | 2010-10-21 | 2010-10-21 | Filament for electron source |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| TW201218238A TW201218238A (en) | 2012-05-01 |
| TWI453781B true TWI453781B (zh) | 2014-09-21 |
Family
ID=45972432
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| TW100111424A TWI453781B (zh) | 2010-10-21 | 2011-03-31 | 應用於電子源之燈絲 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US8896195B2 (zh) |
| TW (1) | TWI453781B (zh) |
Families Citing this family (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US9697983B1 (en) * | 2016-02-29 | 2017-07-04 | ICT Integrated Circuit Testing Gesellschaft für Halbleiterprüftechnik mbH | Thermal field emitter tip, electron beam device including a thermal field emitter tip and method for operating an electron beam device |
| US10529070B2 (en) * | 2017-11-10 | 2020-01-07 | Arcam Ab | Method and apparatus for detecting electron beam source filament wear |
| KR102664774B1 (ko) * | 2017-12-13 | 2024-05-10 | 어플라이드 머티리얼즈 이스라엘 리미티드 | 하전 입자 빔 소스 및 하전 입자 빔 소스를 조립하기 위한 방법 |
| SG10201904997TA (en) | 2018-06-01 | 2020-01-30 | Micromass Ltd | Filament assembly |
| US11038969B2 (en) | 2018-12-20 | 2021-06-15 | Murata Vios, Inc. | Platform independent realtime medical data display system |
| EP4057318A1 (en) | 2021-03-12 | 2022-09-14 | FEI Company | Mechanically-stable electron source |
| US12027340B2 (en) * | 2022-11-16 | 2024-07-02 | Kimball Physics, Inc. | Pincer mount cathode |
| US11848169B1 (en) * | 2023-01-21 | 2023-12-19 | Dazhi Chen | Field-emission type electron source and charged particle beam device using the same |
| US11901154B1 (en) * | 2023-03-03 | 2024-02-13 | Nuflare Technology, Inc. | Conical heat shield for electron emitting cathode |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3631291A (en) * | 1969-04-30 | 1971-12-28 | Gen Electric | Field emission cathode with metallic boride coating |
| US5838096A (en) * | 1995-07-17 | 1998-11-17 | Hitachi, Ltd. | Cathode having a reservoir and method of manufacturing the same |
| US6188167B1 (en) * | 1994-03-11 | 2001-02-13 | Fujitsu Limited | Micro electron beam source and a fabrication process thereof |
| TW200603196A (en) * | 2000-06-27 | 2006-01-16 | Ebara Corp | Inspecting device using an electron ebam and method for making semiconductor devices with such inspection device |
| US20100237762A1 (en) * | 2007-10-05 | 2010-09-23 | Ryozo Nonogaki | Electron source and electron beam apparatus |
Family Cites Families (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4055780A (en) * | 1975-04-10 | 1977-10-25 | National Institute For Researches In Inorganic Materials | Thermionic emission cathode having a tip of a single crystal of lanthanum hexaboride |
| JP3044435B2 (ja) * | 1993-04-05 | 2000-05-22 | キヤノン株式会社 | 電子源及び画像形成装置 |
| US6771013B2 (en) * | 2000-10-17 | 2004-08-03 | Fei Company | Low power schottky emitter |
| JP4210131B2 (ja) * | 2003-02-03 | 2009-01-14 | 電気化学工業株式会社 | 電子源及び電子源の使用方法 |
| WO2008029731A1 (fr) * | 2006-09-05 | 2008-03-13 | Denki Kagaku Kogyo Kabushiki Kaisha | Source d'électrons |
| EP2148354B1 (en) | 2007-05-16 | 2014-09-24 | Denki Kagaku Kogyo Kabushiki Kaisha | Electron source |
| US7863581B2 (en) * | 2007-06-08 | 2011-01-04 | Massachusetts Institute Of Technology | Focused negative ion beam field source |
| US8227764B2 (en) * | 2008-07-25 | 2012-07-24 | Perkinelmer Health Sciences, Inc. | YTTRIA-metal thermionic filaments |
-
2010
- 2010-10-21 US US12/909,745 patent/US8896195B2/en active Active
-
2011
- 2011-03-31 TW TW100111424A patent/TWI453781B/zh active
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3631291A (en) * | 1969-04-30 | 1971-12-28 | Gen Electric | Field emission cathode with metallic boride coating |
| US6188167B1 (en) * | 1994-03-11 | 2001-02-13 | Fujitsu Limited | Micro electron beam source and a fabrication process thereof |
| US5838096A (en) * | 1995-07-17 | 1998-11-17 | Hitachi, Ltd. | Cathode having a reservoir and method of manufacturing the same |
| TW200603196A (en) * | 2000-06-27 | 2006-01-16 | Ebara Corp | Inspecting device using an electron ebam and method for making semiconductor devices with such inspection device |
| US20100237762A1 (en) * | 2007-10-05 | 2010-09-23 | Ryozo Nonogaki | Electron source and electron beam apparatus |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| TW201218238A (en) | 2012-05-01 |
| US8896195B2 (en) | 2014-11-25 |
| US20120098409A1 (en) | 2012-04-26 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| TWI453781B (zh) | 應用於電子源之燈絲 | |
| US8242783B2 (en) | Ionization vacuum gauge | |
| US7791350B2 (en) | Ionization vacuum gauge | |
| KR101212983B1 (ko) | 탄소나노튜브 실을 갖는 엑스레이 발생 장치 | |
| JP4782736B2 (ja) | 電子源 | |
| JP2003506824A (ja) | 光源および電界放出陰極 | |
| US6771013B2 (en) | Low power schottky emitter | |
| JP5011383B2 (ja) | 電子源 | |
| WO2008029731A1 (fr) | Source d'électrons | |
| US9355825B2 (en) | Ionization vacuum gauge | |
| TWI302327B (en) | Electron emission device | |
| KR102027407B1 (ko) | 탄소나노튜브 실을 이용한 필드 에미터 및 냉음극 구조 | |
| CN111627786A (zh) | 微型x射线源及其制备方法 | |
| KR101956540B1 (ko) | 탄소나노튜브 실을 포함한 초소형 엑스레이 소스 및 이를 이용한 엑스레이 발생장치 | |
| JP3554238B2 (ja) | 冷陰極 | |
| JP3051276B2 (ja) | 蛍光表示管および蛍光表示管用Ｒｅ−Ｗ材 | |
| JP2003346707A (ja) | 蛍光ランプ | |
| US11901154B1 (en) | Conical heat shield for electron emitting cathode | |
| KR101961759B1 (ko) | 탄소나노튜브 실과 비드구조물을 포함하는 엑스레이 소스 및 이를 이용한 엑스레이 발생장치 | |
| JPH06243776A (ja) | 熱電界放射電子銃 | |
| US20110025188A1 (en) | Field emission lamp and method for making the same | |
| JPH0855609A (ja) | 小型蛍光管 | |
| KR101151353B1 (ko) | 침상 전계방출형 전자빔 에미터의 제조방법 및 이에 따라 제조되는 침상 전계방출형 전자빔 에미터 | |
| JPS6380436A (ja) | 埋込ヒ−タ式傍熱形陰極構体 | |
| JPH1092376A (ja) | 放電管用電極装置 |