(57)【要約】【課題】反射，散乱電子の低減。【解決手段】電子銃では、電子ビームＢを発射させるカソード１０と、電子ビームＢを照射するターゲット１２が対向配置されている。カソード１０とターゲット１２との間には、同軸上にアノード１４，偏向電極１６，リミッティングアパーチャ１８が配置されている。偏向電極１６は、電子ビームＢが通過するライナーチューブ２２と、このライナーチューブ２２の外周に装着された偏向コイル２４とを備えている。ライナーチューブ２２は、カーボングラファイトなどの電子吸収材料で形成されている。リミッティングアパーチャ１８は、ライナーチューブ２２と同様に、カーボングラファイトなどの電子吸収材料で形成されている。【選択図】  図１
2004171937.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電子ビームを発射するカソードと、
前記カソードから所定の間隔を隔てて対向配置され、前記電子ビームが照射されるターゲットと、
前記カソードと前記ターゲットとの間に配置され、前記電子ビームを吸引するアノードと、前記電子ビームの走行経路を変える偏向電極、および、前記ターゲットに照射する前記電子ビームの幅を絞り込むリミッティングアパーチャとを有し、
前記偏向電極が、偏向コイルと、前記偏向コイルが外周に装着され、前記電子ビームの通過経路中に配置されるライナーチューブとを備えた電子ビーム描画装置において、
前記ライナーチューブを反射ないしは散乱電子を吸収するカーボングラファイトなどの電子吸収部材で形成したことを特徴とする電子ビーム描画装置用電子銃。
【請求項２】
前記リミッティングアパーチャは、前記ライナーチューブとともに反射ないしは散乱電子を吸収するカーボングラファイトなどの電子吸収部材で形成したことを特徴とする電子ビーム描画装置用電子銃。
【請求項３】
前記ライナーチューブ内には、中心部に前記電子ビームの通過可能な透孔を有し、前記ライナーチューブ内を閉塞するように装着されるコリメーションアパーチャが設けられ、
前記コリメーションアパーチャを反射ないしは散乱電子を吸収するカーボングラファイトなどの電子吸収部材で形成したことを特徴とする請求項１または２記載の電子ビーム描画装置用電子銃。
【請求項４】
電子ビームを発射するカソードと、
前記カソードから所定の間隔を隔てて対向配置され、前記電子ビームが照射されるターゲットと、
前記カソードと前記ターゲットとの間に配置され、前記電子ビームを吸引するアノードと、前記電子ビームの走行経路を変える偏向電極、および、前記ターゲットに照射する前記電子ビームの幅を絞り込むリミッティングアパーチャとを有し、
前記偏向電極が、偏向コイルと、前記偏向コイルが外周に装着され、前記電子ビームの通過経路中に配置されるライナーチューブとを備えた電子ビーム描画装置において、
前記ライナーチューブ内に、中心部に前記電子ビームの通過可能な透孔を有し、前記ライナーチューブ内を閉塞するように装着されるコリメーションアパーチャを設けたことを特徴とする電子ビーム描画装置用電子銃。
【請求項５】
前記コリメーションアパーチャは、前記ライナーチューブの軸方向に沿って所定の間隔を隔てて、複数設けることを特徴とする請求項４記載の電子ビーム描画装置用電子銃。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、電子ビーム描画装置用電子銃に関し、特に、この種の電子銃における反射，散乱電子の吸収技術に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
加速した電子ビームを利用して微細加工を行う電子ビーム式の描画装置においては、文献に開示されているか否かは不明であるが、従来、図４に示すような、電子銃が用いられていた。
【０００３】
同図において、１は、電子ビームＢを発射させるカソードであり、このカソード１には、所定の間隔を隔てて、電子ビームＢを照射するターゲット２が対向配置されている。
【０００４】
カソード１とターゲット２との間には、同軸上にアノード３，偏向電極４，リミッティングアパーチャ５が配置されている。カソード１は、フィラメントや加速電極などを有していて、電子ビームＢを発射するものであって、外周には、絶縁碍子６が、これを囲むようにして設けられている。
【０００５】
アノード３は、中央に電子ビームＢの挿通用透孔が設けられ、正電圧が加えられており、カソード１から発射した電子ビームを吸引する。偏向電極４は、アノード３を通過した電子ビームＢの走行経路を変えるものであって、電子ビームＢが通過するライナーチューブ４ａと、このライナーチューブ４ａの外周に装着された偏向コイル４ｂとを備えている。
【０００６】
ライナーチューブ４ａは、両端が開口した中空円筒管であって、通常、ステンレスから形成されている。リミッティングアパーチャ５は、中央に電子ビームＢの挿通用透孔が設けられていて、偏向電極４で走行経路が変更された電子ビームＢの幅を絞り込んで、ターゲット２に照射させるものであって、一般には、ＴａやＭｏなどの比重の重い金属製の板材が用いられている。
【０００７】
ところが、このような構造の従来の電子銃には、以下に説明する技術的な課題が内在していた。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
すなわち、図４に示した電子銃において、電子ビームＢをターゲット２に照射すると、ターゲット２から反射電子が発生するし、また、リミッティングアパーチャ５で電子ビームＢを絞り込むと、アパーチャ５で反射した電子が散乱する。
【０００９】
この場合、リミッティングアパーチャ５が比重の重い金属製なので、より多くの反射電子が発生する。ターゲット２およびリミッティングアパーチャ５から発生した反射電子は、ライナーチューブ４ａに入り込み、ライナーチューブ４ａの内面で、複数回の反射を繰り返して、カソード１まで到達する。
【００１０】
この場合、ライナーチューブ４ａの材質がステンレスであると、反射を繰り返す過程で、より多くの反射ないしは散乱電子が発生する。そして、カソード１に到達した反射ないしは散乱電子は、絶縁碍子６の内面側に蓄積され、蓄積された電荷が大きくなると、放電を誘発するという問題があった。
【００１１】
本発明は、このような従来の問題点に鑑みてなされたものであって、その目的とするところは、反射ないしは散乱電子の発生を大幅に低減することができる電子ビーム描画装置用電子銃を提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明は、電子ビームを発射するカソードと、前記カソードから所定の間隔を隔てて対向配置され、前記電子ビームが照射されるターゲットと、前記カソードと前記ターゲットとの間に配置され、前記電子ビームを吸引するアノードと、前記電子ビームの走行経路を変える偏向電極、および、前記ターゲットに照射する前記電子ビームの幅を絞り込むリミッティングアパーチャとを有し、前記偏向電極が、偏向コイルと、前記偏向コイルが外周に装着され、前記電子ビームの通過経路中に配置されるライナーチューブとを備えた電子ビーム描画装置において、前記ライナーチューブを反射ないしは散乱電子を吸収するカーボングラファイトなどの電子吸収部材で形成した。
【００１３】
このように構成した電子ビーム描画装置用電子銃によれば、ライナーチューブを、反射ないしは散乱電子を吸収するカーボングラファイトなどの電子吸収部材で形成しているので、反射ないしは散乱電子が、ライナーチューブ内を反射して、カソード側に向かう際に、ライナーチューブの内面で吸収され、その結果、反射ないしは散乱電子がカソード側に到達することが防止される。
【００１４】
本発明では、前記リミッティングアパーチャは、前記ライナーチューブとともに反射ないしは散乱電子を吸収するカーボングラファイトなどの電子吸収部材で形成することができる。
【００１５】
この構成によれば、リミッツティングアパーチャを、反射ないしは散乱電子を吸収するカーボングラファイトなどの電子吸収部材で形成しているので、リミッティングアパーチャで電子ビームを絞り込む際に、電子ビームの一部がアパーチャの表面を照射した時に、反射電子がほとんど発生しない。
【００１６】
また、本発明では、前記ライナーチューブ内に、中心部に前記電子ビームの通過可能な透孔を有し、前記ライナーチューブ内を閉塞するように装着されるコリメーションアパーチャを設け、前記コリメーションアパーチャを反射ないしは散乱電子を吸収するカーボングラファイトなどの電子吸収部材で形成することができる。
【００１７】
この構成によれば、ライナーチューブ内で、反射電子が発生しても、コリメーションアパーチャにより吸収されるので、より一層確実に、反射ないしは散乱電子がカソード側に到達することが防止される。
【００１８】
また、本発明は、電子ビームを発射するカソードと、前記カソードから所定の間隔を隔てて対向配置され、前記電子ビームが照射されるターゲットと、前記カソードと前記ターゲットとの間に配置され、前記電子ビームを吸引するアノードと、前記電子ビームの走行経路を変える偏向電極、および、前記ターゲットに照射する前記電子ビームの幅を絞り込むリミッティングアパーチャとを有し、前記偏向電極が、偏向コイルと、前記偏向コイルが外周に装着され、前記電子ビームの通過経路中に配置されるライナーチューブとを備えた電子ビーム描画装置において、前記ライナーチューブ内に、中心部に前記電子ビームの通過可能な透孔を有し、前記ライナーチューブ内を閉塞するように装着されるコリメーションアパーチャを設けた。
【００１９】
このように構成した電子ビーム描画装置用電子銃によれば、ライナーチューブ内に、中心部に前記電子ビームの通過可能な透孔を有し、ライナーチューブ内を閉塞するように装着されるコリメーションアパーチャを設けているので、ライナーチューブ内で反射を繰り返えして、カソード側に到達しようとする反射ないしは散乱電子は、コリメーションアパーチャにより、カソード側ヘの移動が物理的に阻止され、その結果、反射ないしは散乱電子がカソード側に到達することが防止される。
【００２０】
前記コリメーションアパーチャは、前記ライナーチューブの軸方向に沿って所定の間隔を隔てて、複数設けることができる。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好適な実施の形態について、添付図面に基づいて詳細に説明する。図１は、本発明にかかる電子ビーム描画装置用電子銃の第１実施例を示している。
【００２２】
同図に示した電子銃は、電子ビーム描画装置に用いられるものであって、図１は、電子銃の要部を示しており、このような構成の電子銃部分は、通常、真空雰囲気下に置かれる。
【００２３】
図１に符号１０で示した部材は、電子ビームＢを発射させるカソードであり、このカソード１０には、所定の間隔を隔てて、電子ビームＢを照射するターゲット１２が対向配置されている。
【００２４】
カソード１０とターゲット１２との間には、同軸上にアノード１４，偏向電極１６，リミッティングアパーチャ１８が、この順に配置されている。カソード１０は、フィラメントや加速電極などを有していて、電子ビームＢを発射するものであって、外周には、絶縁碍子２０が、これを囲むようにして設けられている。
【００２５】
アノード１４は、カソード１０の前方に所定の間隔を隔てて配置され、中央に電子ビームＢの挿通用透孔１５が設けられ、正電圧が加えられており、カソード１０から発射した電子ビームを吸引する。
【００２６】
偏向電極１６は、アノード１４に隣接配置されていて、アノード１４を通過した電子ビームＢの走行経路を変えるものであって、電子ビームＢが通過するライナーチューブ２２と、このライナーチューブ２２の外周に装着された偏向コイル２４とを備えている。
【００２７】
ライナーチューブ２２は、カソード１０が設けられた電子ビームＢの加速領域Ｘと、ターゲット１２が設けられた電子ビームＢ照射領域Ｙとを、電子ビームＢ通過を確保しつつ、相互に連通させる機能を有している。
【００２８】
なお、これらの加速ないしは照射領域Ｘ，Ｙは、共に真空雰囲気下にあるので、ライナーチューブ２２は、シール材を介装することにより、大気と隔成するように設けられており、外周に装着されている偏向コイル２４は、大気中に設置されている。
【００２９】
リミッティングアパーチャ１８は、ライナーチューブ２２の端部から所定の間隔を隔ててその前方に配置され、中央に電子ビームＢの挿通用透孔１９が設けられていて、偏向電極１６で走行経路が変更された電子ビームＢの幅を絞り込んで、下方に配置されるターゲット１２に照射させるものである。
【００３０】
以上のような電子ビーム描画装置用電子銃としての基本的な構成は、従来のこの種の電子銃と実質的な相違はないが、本実施例の場合には、以下の点に顕著な特徴がある。
【００３１】
すなわち、偏向コイル２４が装着されたライナーチューブ２２は、上下方向の両端が開口した中空円筒形状のものであるが、このライナーチューブ２２は、カーボングラファイトなどの電子吸収材料で形成されている。
【００３２】
また、板状のリミッティングアパーチャ１８は、ライナーチューブ２２と同様に、カーボングラファイトなどの電子吸収材料で形成されている。なお、この第１実施例では、ライナチューブ２２とリミッティングアパーチャ１８の双方を、カーボングラファイトなどの電子吸収材料で形成下場合を例示したが、本発明の実施は、これに限定されることはなく、ライナーチューブ２２だけを電子吸収材料で形成してもよい。
【００３３】
さて、以上のように構成された電子ビーム描画装置用電子銃によれば、ライナーチューブ２２を、反射ないしは散乱電子を吸収するカーボングラファイトなどの電子吸収部材で形成しているので、反射ないしは散乱電子が、ライナーチューブ２２内を反射して、カソード１０側に向かう際に、ライナーチューブ２２の内面で吸収され、その結果、反射ないしは散乱電子がカソード側に到達することが防止される。
【００３４】
この場合、電子吸収部材として好適に用いることができるカーボングラファイトは、導電性を備え、真空中においても、有害なガスなどの放出がない安定した材料であり、これに電子ビームＢを照射しても、反射電子が殆ど放出されない。
【００３５】
以上のようにして、反射ないしは散乱電子が吸収されると、カソード１０の外周を覆う絶縁碍子２０に電荷が溜まることが、効果的に防止され、電荷の堆積に伴う放電が発生しなくなる。
【００３６】
また、本実施例の場合には、リミッティングアパーチャ１８は、ライナーチューブ２２とともに反射ないしは散乱電子を吸収するカーボングラファイトなどの電子吸収部材で形成しているので、リミッティングアパーチャ１８で電子ビームＢを絞り込む際に、電子ビームＢの一部がアパーチャ１８の表面を照射した時に、反射電子がほとんど発生しない。
【００３７】
反射電子の発生が抑えられると、ライナーチューブ２２内に入り込む反射電子の数が少なくなるので、カソード１０側に向かう反射ないしは散乱電子の量が少なくなり、より一層効果的に、放電の発生を防止することができる。
【００３８】
図２は、本発明にかかる電子ビーム描画装置用電子銃の第２実施例を示しており、上記第１実施例と同一もしくは相当する部分には、同一符号を付して、その説明を省略するとともに、以下にその特徴点についてのみ説明する。
【００３９】
同図に示した電子銃は、上記実施例と同様に、電子ビームＢを発射させるカソード１０と、ターゲット１２とを備え、カソード１０とターゲット１２との間には、同軸上にアノード１４，偏向電極１６ａ，リミッティングアパーチャ１８ａが配置されている。
【００４０】
偏向電極１６ａは、上記実施例と同様に、ライナーチューブ２２ａと偏向コイル２４ａとを備えている。リミッティングアパーチャ１８ａは、本実施例の場合、円盤状に形成されて、ライナーチューブ２２の下端に装着されており、中心には、電子ビームＢを絞り込むための直径Ｄ０の透孔１９ａが貫通形成されている。
【００４１】
本実施例の場合、ライナーチューブ２２ａとリミッティングアパーチャ１８ａは、上記第１実施例と同様に、反射ないしは散乱電子を吸収するカーボングラファイトなどの電子吸収部材で形成してもよいし、従来と同様に、ステンレスやＭｏないしやＴａなどの金属で形成してもよい。
【００４２】
また、本実施例の場合には、ライナーチューブ２２ａの軸方向の中央部と上端にそれぞれコリメーションアパーチャ２６が装着されている。各コリメーションアパーチャ２６は、その詳細を図３に示すように、実質的に同一形状のものであって、所定厚みに形成された円盤形状の平板であり、ライナーチューブ２２ａを閉塞するようにして、軸方向に面が直交するように設けられている。
【００４３】
各コリメーションアパーチャ２６は、中心に直径Ｄ１の円形透孔２７が形成されている。リミッティングアパーチャ１８ａの透孔１９ａとコリメーションアパーチャ２６の透孔２７との関係は，Ｄ０＜Ｄ１となるように設定されている。
【００４４】
この場合、リミッティングアパーチャ１８ａの透孔１９ａの直径Ｄ０は、ターゲット１２に照射する電子ビームＢの大きさから決定され、コリメーションアパーチャ２６の透孔２７の直径Ｄ１は、電子ビームＢの挿通が可能であって、反射ないしは散乱電子がカソード１０側にできるだけ通過し難い大きさに設定する。
【００４５】
なお、図２に示した実施例では、リミッティングアパーチャ１８ａは、ライナーチューブ２２ａの先端側に設けた場合を例示したが、このリミッティングアパーチャ１８ａは、第１実施例と同様に、ライナーチューブ２２ａの先端側から離間した位置に設け、リミッティングアパーチャ１８ａが設けられていたライナーチューブ２２ａの先端側には、コリメーションアパーチャ２６を配置することもできる。
【００４６】
以上のように構成した電子ビーム描画装置用電子銃によれば、ライナーチューブ２２ａ内に、中心部に電子ビームＢの通過可能な透孔２７を有し、ライナーチューブ２２ａ内を閉塞するように装着されるコリメーションアパーチャ２６を設けているので、ライナーチューブ２２ａ内で反射を繰り返えして、カソード１０側に到達しようとする反射ないしは散乱電子は、コリメーションアパーチャ２６により、カソード１０側ヘの移動が物理的に阻止され、その結果、反射ないしは散乱電子がカソード１０側に到達することが防止される。
【００４７】
また、本実施例の場合には、コリメーションアパーチャ２６は、ライナーチューブ２２ａの軸方向に沿って所定の間隔を隔てて、複数設けているので、反射ないしは散乱電子がカソード１０側に移動することをより一層確実に阻止することができる。
【００４８】
なお、上記実施例で示したコリメーションアパーチャ２６は、反射電子が発生する金属板でもよいが、反射ないしは散乱電子を吸収するカーボングラファイトなどの電子吸収部材で構成すると、上述した物理的な移動阻止効果に加えて、材質の有する電子吸収効果を加算することができるので、より一層好適なものとなる。
【００４９】
【発明の効果】
以上、詳細に説明したように、本発明にかかる電子ビーム描画装置用電子銃によれば、反射ないしは散乱電子の発生を大幅に低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明にかかる電子ビーム描画装置用電子銃の第１実施例を示す要部説明図である。
【図２】本発明にかかる電子ビーム描画装置用電子銃の第２実施例を示す要部説明図である。
【図３】図２の要部拡大図である。
【図４】従来の電子ビーム描画装置用電子銃の要部説明図である。
【符号の説明】
１０        カソード
１２        ターゲット
１４        アノード
１６        偏向電極
１８        リミッティングアパーチャ
２０        絶縁碍子
２２        ライナーチューブ
２４        偏向コイル
２６        コリメーションアパーチャ
【図１】
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【図２】
2004171937.tif 000004
【図３】
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【図４】
2004171937.tif 000006