[go: up one dir, main page]

DE69218166T2 - Bogen-Unterdrückungsvorrichtung für Elektronenkanone - Google Patents

Bogen-Unterdrückungsvorrichtung für Elektronenkanone

Info

Publication number
DE69218166T2
DE69218166T2 DE69218166T DE69218166T DE69218166T2 DE 69218166 T2 DE69218166 T2 DE 69218166T2 DE 69218166 T DE69218166 T DE 69218166T DE 69218166 T DE69218166 T DE 69218166T DE 69218166 T2 DE69218166 T2 DE 69218166T2
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
leads
arc
electrode
toroid
voltage
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
DE69218166T
Other languages
English (en)
Other versions
DE69218166D1 (de
Inventor
Mark A Gesley
Glen E Howard
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Applied Materials Inc
Original Assignee
Etec Systems Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Etec Systems Inc filed Critical Etec Systems Inc
Publication of DE69218166D1 publication Critical patent/DE69218166D1/de
Application granted granted Critical
Publication of DE69218166T2 publication Critical patent/DE69218166T2/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01JELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01JELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/02Details
    • H01J37/248Components associated with high voltage supply
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01JELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/02Details
    • H01J37/24Circuit arrangements not adapted to a particular application of the tube and not otherwise provided for
    • H01J37/241High voltage power supply or regulation circuits
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01JELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J2237/00Discharge tubes exposing object to beam, e.g. for analysis treatment, etching, imaging
    • H01J2237/02Details
    • H01J2237/0203Protection arrangements
    • H01J2237/0206Extinguishing, preventing or controlling unwanted discharges

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Electron Sources, Ion Sources (AREA)

Description

    GRUNDLAGEN ZU DER ERFINDUNG Gebiet der Erfindung
  • Diese Erfindung betrifft eine Emissionsvorrichtung mit einer Unterdrückung einer Bogenentladung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 zur Verwendung in einer Elektronen- oder Ionen("Emissions-")kanone, die unerwünschte Bogenentladungen in derartigen Kanonen unterdrückt durch Schaffen einer Induktivität in Reihe mit den Elektrodenzuleitungen der Kanone. Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zum Unterdrücken von Bogenentladungen unter Verwendung einer Induktivität und eines Widerstands in Reihe zu den Elektrodenzuleitungen der Kanone.
  • Beschreibung des Standes der Technik
  • Elektronen- und Ionenkanonen sind in verschiedenen Gebieten bekannt, beispielsweise als Quelle für Elektronen bei der Elektronenstrahllithographie, die zur Herstellung von Halbleitermasken verwendet wird, und auch bei Abtastelektronenmikroskopen, beim Elektronenstrahltesten von integrierten Schaltungen und bei Linienbreiten-Metrologiemeßvorrichtungen, die in der Halbleiterindustrie verwendet werden. Derartige Kanonen haben auch Anwendungen außerhalb der Halbleiterindustrie, beispielsweise ganz allgemein bei Abtastelektronenmikroskopen.
  • Es ist ein bekannter Mangel derartiger Elektronenkanonen, daß unerwünschte Feldemissionen von metallischen Vorsprüngen oder durch Elektronen angeregte Desorption von Gasmolekülen unerwünschte elektrische Entladungen, nämlich Bogenentladungen, hervorrufen. Diese Bogenentladungen beschädigen die Emissionseigenschaften der Elektronenkanone entweder aufgrund von Veränderungen in der Wirkungsfunktion, nämlich der Menge von zur Emission von Elektronen durch die Kanone benötigter Energie, oder durch Beschädigung des Emitteraufbaus, von dem die Elektronenströme emittiert werden.
  • Ein Beispiel einer Elektronenkanone ist in der parallelen US- Patentanmeldung mit der Seriennummer 07/671 425 von Mark A. Gesley mit dem Titel "Low Aberration Field Emission Electron Gun", die am 21 Mai 1991 eingereicht wurde, gezeigt.
  • Ein Beispiel für eine Bogenentladungsunterdrückung nach dem Stand der Technik ist ein Zusatz zu einer Elektronen-(oder Ionen-)kanone, die von FEI Co., Beaverton, Oregon, vertrieben wird. Diese Bogenentladungsunterdrückung enthält einen herkömmlichen Ferrittoroid mit einem einzigen Loch, um den alle Zuleitungen gewickelt sind, die die Leistungsversorgung mit den Elektroden der Elektronenkanone verbinden. Zwischen den Zuleitungen sind Kondensatoren angeschlossen. Diese Zuleitungen enthalten z.B. jene zu der Filament-, der Extraktor-, der Fokus- und der Suppressorelektrode. Das Wicklungsschema ist von der Art, daß alle Zuleitungen zusammen um den Toroid gewickelt sind. Diese Anordnung weist den beträchtlichen Nachteil auf, daß die zerstörerischen Bogenentladungen nicht vollständig unterdrückt werden, und bei bestimmten Elektrodengeometrien kann sich die in der Bogenentladung verbrauchte Energie tatsächlich sogar erhöhen im Vergleich zu dem Fall, daß überhaupt keine Bogenentladungsunterdrückung vorgesehen ist. Eine effektivere Bogenentladungsunterdrückung wäre höchst wünschenswert zum Verlängern der Lebensdauer der Kathodenelektrode der Elektronenkanone.
  • OFFENBARUNG DER ERFINDUNG
  • Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, die Wahrscheinlichkeit zu verringern, daß eine elektrische Entladung in einer Elektronen-(oder Ionen-)kanone oder -säule entweder durch unerwünschte Feldemission von metallischen Vorsprüngen oder durch elektronenstimulierte Desorption von Gasmolekülen induziert wird, wodurch empfindliche Oberflächen bei Ionisierung und einem nachfolgenden Auftreffen besputtert werden, und wodurch die Emissionseigenschaften der Elektronenkanone entweder durch Veränderung der Wirkungsfunktion oder einer physikalischen Veränderung der Emitterspitze, von der die Ströme ausgesendet werden, verschlechtert werden. Es sei hervorgehoben, daß Bogenentladungen in der Säule (getrennt von der eigentlichen Kanone) entstehen können und dann zu der Kanone wandern können, wo Schaden auftreten kann. Eine zu überwindende Schwierigkeit besteht in der kurzen Zeitdauer der unerwünschten Bogenentladung. Die frühere Unmöglichkeit, die Natur der Bogenentladung durch direkte Messung zu charakterisieren, hat Versuche zur Begrenzung der Stärke dieses Effekts behindert. Der Vorteil, der durch diese Erfindung erzielbar ist, besteht in der längeren Lebensdauer der Kathode.
  • Diese Probleme werden mit einer Emissionsvorrichtung mit einer Unterdrückung einer Bogenentladung gelöst, die die in Anspruch 1 dargelegten Merkmale aufweist, und mit einen Verfahren, das in Anspruch 7 definiert ist.
  • Die Vorteile dieser Erfindung liegen in der Natur der Unterdrückung einer Bogenentladung in der Elektronenkanone. Messungen haben den verbesserten Betrieb auf mengenmäßige Weise ergeben im Vergleich dazu, daß keine Unterdrückung einer Bogenentladung in der Hochspannungsleistungsversorgungsschaltung der Elektronenkanone vorhanden ist und im Vergleich zu einer anderen Unterdrückung einer Bogenentladung, die von der FEI Co. kommerziell verfügbar ist. Die vorliegende Unterdrükkung einer Bogenentladung ist ein Schaltkreis mit einem Widerstand, einer Induktivität und einer Kapazität (RLC- Schaltung), der in Reihe zwischen jeder der Elektroden der Elektronenkanone und ihrer Hochspannungsleistungsversorgung (HVPS; high voltage power supply) angeordnet ist. Diese Unterdrückung einer Bogenentladung verwendet eine neue Topologie für einen induktiven Ferrittoroid, um den die einzelnen Elektrodenzuleitungen gewickelt sind. Der Toroid (in Ringform) weist sechs kleinere Löcher auf, die ermöglichen, daß jede Zuleitung effektiv um ihren eigenen Ferritkern gewickelt ist. Dies schafft für jede Zuleitung eine magnetische Isolation von den anderen und reduziert folglich die kapazitiven und transformatorischen Effekte, die beim Stand der Technik die Zuleitungen miteinander koppeln. Durch Isolieren jeder Zuleitung wird die induzierte Spannung einer Bogenentladung reduziert, wodurch die Wahrscheinlichkeit einer Kathodenbeschädigung verringert wird. Der Ferrittoroid wirkt als ein Induktor zum Isolieren der Elektroden der Kanone (a) von auf kapazitive Weise gespeicherter Ladung in den Zuleitungen und der Hochspannungsleistungsversorgung, die sich schnell entladen und die Kathode der Kanone beschädigen kann, und (b) voneinander durch Verhindern einer induktiven Kopplung zwischen jeder der Zuleitungen. Durch Verwendung getrennter Induktoren wird die gegenseitige Induktivität der Schaltung verringert. Dies verhindert die ungewünschte Transformatoranordnung, die in dem Entwurf von FEI nach dem Stand der Technik festgestellt wurde, bei dem alle Elektrodenzuleitungen sich den gleichen Flußpfad teilen.
  • Die erfindungsgemäße Verwendung eines hohen Widerstands in Reihe mit jedem Elektrodenwiderstand (größer als ein Widerstand von 10 kOhm) dämpft weiter die induzierte Spannung der Bogenentladung.
  • Die Bogenentladungsunterdrückung minimiert auch die Kapazität unter Verringerung der gespeicherten elektrischen Energie, die während einer Bogenentladung entladen wird und den Schaden an der empfindlichen Kathode in einer Elektronen-(oder Ionen-)kanone erhöht. Dies wird erzielt durch
  • (i) die Verwendung von kurzen Zuleitungen zwischen der Kanone und dem Toroid und
  • (ii) die Trennung der Zuleitungen voneinander an dem Toroid.
  • KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • Fig. 1 zeigt schematisch eine erfindungsgemäße Bogenentladungsunterdrückung.
  • Fig. 2 zeigt einen Äquivalentschaltkreis für einen Teil der Vorrichtung nach Fig. 1.
  • Fig. 3 zeigt den Induktor für die Vorrichtung nach der Fig. 1.
  • Fig. 4 zeigt einen alternativen Induktor für die Vorrichtung nach der Fig. 1.
  • AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
  • Fig. 1 ist eine schematische Darstellung der Anordnung der Elektronenkanone mit herkömmlichen Hochspannungsleistungsversorgungen, die jeweils herkömmliche Spannungsquellen darstellen, wie sie in typischen Elektronenkanonenleistungsversorgungen verwendet werden.
  • V&sub1; ist die Strahl-(Kathoden-)spannungsversorgung, V&sub2; ist die Suppressorspannungsversorgung, V&sub3; ist die Extraktorspannungsversorgung und V&sub4; ist die Fokussierungsspannungsversorgung. Diese Spannungen werden jeweils an die Zuleitungen 10, 12, 14, 16, 18, 20 durch die Hochspannungsleistungsversorgung für die angeschlossenen zugeordneten Elektroden 24, 26, 28, 30, 32 der Kanone bereitgestellt. Die Anzahl derartiger Leistungsversorgungen verändert sich mit der Anzahl der Elektroden der Kanone und ist typischerweise in dem Bereich von eins bis fünf. Die Fig. 1 stellt somit die Elektroden der Kanone dar, die in einer typischen dreielementigen elektrostatischen Kanonenlinse vorgesehen sind: nämlich eine Kathode 24 (mit einer Stromquelle iFIL verbunden), eine Suppressor- oder Gitterelektrode 26, eine Extraktorelektrode 28, eine Fokuselektrode 30 und eine Anode 32. Die Filamentstromquelle iFIL ist auf einem schwebenden Potential bei der Strahlspannung und stellt typischerweise bis zu drei Ampere zum Widerstandsaufheizen der Kathode bereit. Die Bogenentladungsunterdrückung schafft ein zusätzliches Element mit einem Widerstand und einer Induktivität in Reihe mit jeder Kanonenelektrode (mit Ausnahme der Anode 32) und der zugeordneten Leistungsverordnung. Die Leistungsverordnungen V&sub2;, V&sub3;, V&sub4; sind als "floating off" bezüglich der Strahlleistungsversorgung V&sub1; gezeigt, sie können jedoch auch auf Masse bezogen sein.
  • Der Widerstand in Reihe mit jeder Elektrode in der Fig. 1 (durch das Symbol R bezeichnet) weist in einer Ausführungsform die oben erwähnten 25 kOhm auf. Das tatsächliche Bauelement, das diesen Widerstand in einer Ausführungsform schafft, ist ein Hochwiderstandskraftfahrzeugdraht mit einem Widerstand von 6,6 kOhm pro Fuß lineare Länge. Die Induktoren L in der Fig. 1 sind alle Teil eines Ferrittoroids mit mehreren Löchern (nicht gezeigt). Jedes Symbol L stellt eine einzelne Elektrodenzuleitung 10, 12, 14, 16, 18 dar, die durch ihr eigenes spezifisches Loch in dem Ferrittoroid gewickelt ist, wie nachfolgend beschrieben wird. Die induktive Reaktanz einer jeden Zuleitung 10, 12, 14, 16, 18, 20 beträgt 17 kOhm bei 10 kHz, 16 kOhm bei 100 kHz und 1 kOhm bei 10 MHz.
  • Die Fig. 2 zeigt einen Äquivalent-RLC-Schaltkreis für ein Elektrodenpaar, beispielsweise die Elektroden 14 und 16 der Fig. 1. Die Fig. 2 ist ein teilweiser Äquivalentschaltkreis für die Bogenentladungsunterdrückung der Elektronenkanone und die Spannungsversorgung. Eine Spannungsversorgung oder eine Kombination aus den Spannungsversorgungen der Fig. 1 wird durch Vk dargestellt, wobei k = 1, 2, 3 oder 4 ist, wie in der Fig. 1 gezeigt ist. Das einzelne C stellt die verteilte Zuleitungskapazität dar. L stellt die Induktivität dar, die durch den Toroid geschaffen wird. R ist der Widerstand, der durch den oben erläutertrn Widerstandsdraht geschaffen wird. Die Symbole EI und EJ stellen jede Kombination von zwei nebeneinanderliegenden Elektroden dar, beispielsweise entspricht I der Kathode und J entspricht dem Extraktor oder I entspricht dem Extraktor und J entspricht der Fokussierelektrode. Das Schaltersymbol stellt die Wirkung der unerwünschten Bogenentladung dar. Wenn daher eine elektrische Entladung auftritt, befindet sich der Schalter in seiner geschlossenen Position. Die Induktivität (L) wird durch den Ferrittoroid geschaffen, um den jede Elektrodenzuleitung gewickelt ist. Die obere Grenze für den Widerstand wird durch die Spezifikation gesetzt, wie das Potential an der Elektrode Ek innerhalb der tatsächlichen Ausgabe der Leistungsversorgung V&sub1; gehalten werden muß, und durch die Spezifikation der Größe der zulässigen temperaturabhängigen Spannungsdrift des Widerstands.
  • Die Fig. 3 zeigt den Ferrittoroid 38, der in der Fig. 1 durch das Bezugszeichen "L" bezeichnet ist, mit einem herkömmlichen zentralen Loch 40 und zusätzlichen Löchern 42, 44, 46, 48, 50, 52, durch die jeweils die einzelnen Zuleitungen 10, 12, 14, 16, 18 gewickelt sind. In der Fig. 3 ist jede Zuleitung durch ein eigenes Loch in dem mit mehreren Löchern versehenen Toroid 38 gewickelt. Diese Anordnung isoliert den durch jede der Zuleitungen erzeugten Fluß von dem durch die anderen Zuleitungen erzeugten Fluß.
  • Die Länge der Zuleitung zwischen der Kanone und der Bogenentladungsunterdrückung für jede Elektrode beträgt ungefähr vier Zoll. Dies stellt eine beträchtliche Verringerung über die Zuleitungslänge nach dem Stand der Technik dar, die typischerweise zwischen sechs Zoll und vier Fuß beträgt. Zudem sind (wie oben beschrieben) in der Bogenentladungsunterdrükkung von FEI nach dem Stand der Technik Kondensatoren, die innerhalb der Bogenentladungsunterdrückung angeordnet sind, zur Verbindung der verschiedenen Zuleitungen untereinander vorgesehen. In der vorliegenden bevorzugten Ausführungsform sind diese Kondensatoren eliminiert, um weiter die Kapazität des gesamten Aufbaus zu verringern. Dies verringert die in der Einheit gespeicherte elektrische Energie und senkt somit die Möglichkeit einer die Kanone und insbesondere die Kathode beschädigenden Bogenentladung stark ab.
  • Wie oben erläutert wurde, wird der Toroid der Fig. 3 durch das Induktorsymbol L in der Fig. 1 dargestellt. Jedes Symbol L in der Fig. 1 stellt eine einzelne Zuleitung dar, die durch ihr eigenes Loch in dem Toroid mit mehreren Löchern nach der Fig. 3 gewickelt ist. Die zwei mit den Filamentzuleitungen 10, 12 in der Fig. 1 in Zusammenhang stehenden Symbole L stellen eine bifilare Wicklung 10, 12 durch ein einziges Loch 52 in der Fig. 3 dar. Bifilar bedeutet, daß zwei Filamentzuleitungen zusammen als ein Paar durch ein einzelnes Loch 48, 50, 52 gewickelt sind, wie in Fig. 3 gezeigt ist. Es sind zwei Filamentzuleitungen und folglich zwei Induktoren notwendig, da typischerweise ein Filamentheizschaltkreis verwendet wird, um die Kathode auf hohe Temperatur zu bringen. Diese Bogenentladungsunterdrückung ist jedoch auch zur Verwendung mit einem kalten Feldemitter, nämlich einem nicht erhitzten Emitter, zur Verhinderung einer Bogenentladung geeignet. Während daher die bevorzugte Ausführungsform auf eine thermische Feld- oder "Schottky"-Typ Elektronenkanone gerichtet ist, ist die Erfindung nicht auf diese Art beschränkt und ist zur Verwendung in einer Elektronenkanone mit einem kalten Feldemitter oder einer Elektronenquelle eines LaB&sub6;-Typs geeignet.
  • Das Material des Toroid 38 ist ein MN67-Ferrit. Die Dimensionen des Toroids betragen 4,5 Zoll (11,43 cm) im gesamten äußeren Durchmesser und 1 Zoll (2,54 cm) Dicke. Das zentrale Loch 40 weist einen Durchmesser von 0,56 Zoll (1,42 cm) auf. Die anderen sechs Löcher 43, ..., 52 sind unter 60º Intervallen gleichmäßig um den Toroid verteilt. Jedes der Löcher 42, ..., 52 weist einen Durchmesser von 0,75 Zoll (1,90 cm) auf und diese Löcher sind auf einem Kreis mit Radius 2,5 Zoll (6,35 cm) jeweils zentriert. Die Anzahl der Wicklungen für jede Elektrodenzuleitung beträgt gemäß dieser dargestellten Ausführungsform vier Windungen für jede der Elektrodenzuleitungen 10, 12, 14 mit Ausnahme der Emitterzuleitungen 16, 18, die zwei Windungen um jedes der drei Löcher aufweisen. Diese Anzahl von Windungen hat sich als effektiv für eine Bogenentladungsunterdrückung erwiesen. Der Toroid 38 ist an dem oberen Flansch der Elektronenkanone in großer Nähe, nämlich innerhalb von 4 Zoll (ungefähr 10 cm), zu den Elektrodendurchführungen angebracht, wo eine Verbindung zu den Elektrodenzuleitungen hergestellt ist. Der für die Elektrodenzuleitungen verwendete Draht ist ein 16 AWG-Hochspannungssilikonzuleitungsdraht Nr. R790-4516 von Rowe Industries. Der Toroid 38, der die zusätzlichen Löcher aufweist, wird durch herkömmliche mechanische Bearbeitungsverfahren gefertigt.
  • Eine weitere Anordnung für einen Toroid 60 gemäß der Erfindung ist schematisch in der Fig. 4 gezeigt. Dies ist eine Abwandlung zu dem Aufbau nach der Fig. 3, wobei die strichlierten Linien Schnitte in dem Toroid 60 darstellen, die bei physikalischer Trennung entlang der strichlierten Linien getrennte einzelne Toroide 62, 64, ..., 72 mit einem einzelnen Loch für jede Zuleitung erzeugen. Der Nachteil dieser Anordnung besteht darin, daß sie physikalisch weniger kompakt ist als die nach der Fig. 3, in Abhängigkeit von der tatsächlichen physikalischen Anordnung der einzelnen Toroide. Bei dieser Anordnung mit einzelnen Toroiden ist somit der Toroid in (beispielsweise) einzelne Ferritringe 62, ..., 72 unterteilt, und zwar einen für jede Elektrodenzuleitung 10, 12, 14, 16, 18. Da die Kathodenzuleitung oft mit einem schwebenden (floating) Heizschaltkreis versehen ist, der zwei Zuleitungen 16, 18 anstatt einer dieser bestimmten Elektrode zugeordneten Zuleitung erfordert, sind die beiden Zuleitungen 16, 18 wieder auf Bifilarweise um dieselben Toroidringe 60, 70, 72 gewickelt.
  • Die Tabelle 1 zeigt einen Vergleich des Effekts, den Bogenentladungen auf eine induktiv detektierte Spannung aufweisen, die an jeder Elektrodenzuleitung für die Bogenentladungsunterdrückung nach der Fig. 3 ("gemäß dieser Offenbarung"), die Vorrichtung von FEI nach dem Stand der Technik, und ohne Bogenentladungsunterdrückung gemessen wurden. Die Einheiten in der Tabelle 1 sind in Volt. TABELLE 1 Abgeschwächte Spitze zu Spitze Bogenentladungsspannung: Induziert bei 12,8 kV Extraktionsspannung und detektiert mit einer induktiven Sonde mit der ACCEL-Kanone, die im DECEL-Modus bei 26 kV Strahlspannung gefahren wird. Die durchschnittliche Bogenentladungsdauer beträgt 1 µsec. Die Tabelle 1 zeigt die an einem Speicheroszilloskop detektierte Spannung unter Abschwächung der gemessenen Spannung durch einen 100:1 Spannungsteiler. Die Spannungen sind in Proportion zu der zeitlichen Veränderung des Entladungsstroms und sind zudem proportional zu der Induktivität. Wie dargestellt wurde, ist dies die abgeschwächte Spitze zu Spitze Bogenentladungsspannung, die bei 12,8 kV Extraktionsspannung induziert wird und mit einer induktiven Sonde mit einer "ACCEL"-Elektronenkanone, die im "DECEL"-Modus bei 26 kV Strahlspannung betrieben wird, detektiert wird. "ACCEL" und "DECEL" sind in der oben beschriebenen parallelen Anmeldung mit der Seriennummer 07/671 425 beschrieben. Kurz gesagt, die "ACCEL"-Anordnung weist geringfügig unterschiedliche Dimensionen, jedoch eine ähnliche Elektrodengeometrie im Vergleich zu einer DECEL-Kanone auf. Die durchschnittliche Bogenentladungsdauer betrug eine Mikrosekunde. Die Bogenentladungsunterdrückung nach der vorliegenden Offenbarung, die Version nach dem Stand der Technik gemäß FEI und eine Kanone ohne Bogenentladungsunterdrückung werden verglichen. Die Tabelle 1 stellt die Ergebnisse der abgeschwächten Spitze zu Spitze Bogenentladungsspannung für eine bei der Strahlspannung von 26 kV betriebenen Elektronenkanone in Volt dar. In allen Fällen führte die vorliegende Bogenentladungsunterdrückung zu der größten Verringerung in der bogenentladungsinduzierten Spannung (nämlich der kleinsten Spannung). In den Fällen, bei denen die Fokus-, Filament- und Extraktorelektrode gemessen wurde, wies die FEI-Bogenentladungsunterdrückung nach dem Stand der Technik tatsächlich eine höhere induzierte Spannung auf als in dem Fall, daß überhaupt keine Bogenentladungsunterdrückung verwendet wurde. Dies zeigt, daß die Vorrichtung nach dem Stand der Technik nicht das vorliegende Meßverfahren mit hoher Geschwindigkeit anwendete, um tatsächlich zu bestimmen, ob die Anordnung einen vorteilhaften Effekt auf eine Verringerung der Bogenentladungsenergie aufwies.
  • Diese Offenbarung dient nur zur Veranschaulichung und ist nicht beschränkend. Weitere Abwandlungen sind dem Fachmann ohne Abweichen vom Bereich der beiliegenden Ansprüche offensichtlich. Eine mögliche Abwandlung besteht in der Verwendung eines Mehrfachferrittoroids (mit zwei Ferriten unterschiedlichen Widerstands und Induktivität), um das breitbandige Frequenzansprechen zu verbessern.

Claims (7)

1. Eine Emissionsvorrichtung mit einer Unterdrückung einer Bogenentladung, die umfaßt:
eine Vielzahl von Hochspannungselektroden (24, 26, 28, 30, 32), von denen jede an eine entsprechende Zuleitung (10, 12, 14, 16, 18, 20) gekoppelt ist zum Bereitstellen einer Spannung (V&sub1;, V&sub2;, V&sub3;, V&sub4;) an der Elektrode,
wobei die Zuleitungen so angeordnet sind, daß sie eine Induktivität zur Unterdrückung einer Bogenentladung bilden, dadurch gekennzeichnet, daß
die Zuleitungen in bezug auf eine Vielzahl von Induktorkörpern (38; 62, 64, 66, 68, 70, 72) derart angeordnet sind, daß wenigstens zwei magnetische Flußpfade gebildet werden, die mit den Induktivitäten in Zusammenhang stehen, wobei die wenigstens zwei Flußpfade im wesentlichen von einander entkoppelt sind.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Vielzahl von Induktorkörpern durch einen Toroid gebildet wird, der eine Vielzahl von Durchgangsöffnungen (44, 46, 48, 50, 52) bildet, wobei wenigstens eine der Zuleitungen um einen Teil des Toroids, der durch eine jeweilige Durchgangsöffnung bestimmt ist, herumgewickelt ist, wodurch der Flußpfad für die wenigstens eine der Zuleitungen erzeugt wird, der im wesentlichen von den Flußpfaden anderer Zuleitungen entkoppelt ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, die weiter einen Widerstand umfaßt, der zu jeder der Zuleitungen in Reihe geschaltet ist.
4. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei jede Zuleitung weniger als ungefähr vier Zoll (ungefähr 10 cm) lang ist.
5. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Vielzahl von Induktorkörpern durch eine Vielzahl von einzelnen Toroiden gebildet wird, wobei wenigstens eine der Zuleitungen um einen Teil eines jeweiligen Toroids herumgewickelt ist, wodurch die mit den Zuleitungen in Zusammenhang stehenden entkoppelten Flußpfade erzeugt werden.
6. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei jeder Widerstand ungefähr 25 Kiloohm beträgt.
7. Verfahren zum Ünterdrücken von Bogenentladungen in einer Emissionsvorrichtung mit einer Vielzahl von Elektroden (24, 26, 28, 30, 32), wobei jede Elektrode mit einer Zuleitung (10, 12, 14, 16, 18, 20) verbunden ist zum Bereitstellen einer Spannung an der Elektrode, wobei das Verfahren den Schritt umfaßt, die Zuleitungen derart anzuordnen, daß eine Induktivität zur Unterdrückung einer Bogenentladung gebildet wird,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Zuleitungen weiter bezüglich einer Vielzahl von Induktorkörpern derart angeordnet werden, daß wenigstens zwei magnetische Flußpfade, die mit den Induktivitäten in Zusammenhang stehen, gebildet werden, wobei die wenigstens zwei Flußpfade im wesentlichen voneinander entkoppelt sind; und
daß ein Widerstand vorgesehen wird, der mit jeder der Zuleitungen in Reihe verbunden ist.
DE69218166T 1992-01-03 1992-12-29 Bogen-Unterdrückungsvorrichtung für Elektronenkanone Expired - Fee Related DE69218166T2 (de)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US07/816,981 US5177402A (en) 1992-01-03 1992-01-03 Arc suppressor for electron gun

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE69218166D1 DE69218166D1 (de) 1997-04-17
DE69218166T2 true DE69218166T2 (de) 1997-06-19

Family

ID=25222086

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE69218166T Expired - Fee Related DE69218166T2 (de) 1992-01-03 1992-12-29 Bogen-Unterdrückungsvorrichtung für Elektronenkanone

Country Status (6)

Country Link
US (1) US5177402A (de)
EP (1) EP0550054B1 (de)
JP (1) JP3300443B2 (de)
KR (1) KR0121433B1 (de)
CA (1) CA2084110C (de)
DE (1) DE69218166T2 (de)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102015119455B3 (de) * 2015-11-11 2016-11-24 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Vorrichtung zum Unterdrücken von Arcs in einem Elektronenstrahlerzeuger

Families Citing this family (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5978446A (en) * 1998-02-03 1999-11-02 Picker International, Inc. Arc limiting device using the skin effect in ferro-magnetic materials
US6452196B1 (en) * 1999-12-20 2002-09-17 Axcelis Technologies, Inc. Power supply hardening for ion beam systems
EP1207545A3 (de) * 2000-11-17 2007-05-23 Denki Kagaku Kogyo Kabushiki Kaisha Verfahren zur Fesstellung und Anwendung eines Betriebszustands eines thermischen Feldemissionsemitter
US6797953B2 (en) * 2001-02-23 2004-09-28 Fei Company Electron beam system using multiple electron beams
US7573046B1 (en) * 2007-03-26 2009-08-11 Kla-Tencor Technologies Corporation Thermal field emission electron gun with reduced arcing
US8619395B2 (en) 2010-03-12 2013-12-31 Arc Suppression Technologies, Llc Two terminal arc suppressor
US8928228B2 (en) 2011-12-29 2015-01-06 Elwha Llc Embodiments of a field emission device
US9018861B2 (en) 2011-12-29 2015-04-28 Elwha Llc Performance optimization of a field emission device
US8946992B2 (en) 2011-12-29 2015-02-03 Elwha Llc Anode with suppressor grid
US8810161B2 (en) 2011-12-29 2014-08-19 Elwha Llc Addressable array of field emission devices
US9646798B2 (en) 2011-12-29 2017-05-09 Elwha Llc Electronic device graphene grid
US9349562B2 (en) 2011-12-29 2016-05-24 Elwha Llc Field emission device with AC output
US9171690B2 (en) 2011-12-29 2015-10-27 Elwha Llc Variable field emission device
US8692226B2 (en) 2011-12-29 2014-04-08 Elwha Llc Materials and configurations of a field emission device
US8810131B2 (en) 2011-12-29 2014-08-19 Elwha Llc Field emission device with AC output
US8970113B2 (en) 2011-12-29 2015-03-03 Elwha Llc Time-varying field emission device
US8575842B2 (en) 2011-12-29 2013-11-05 Elwha Llc Field emission device
WO2013163439A1 (en) * 2012-04-26 2013-10-31 Elwha Llc Variable field emission device
US9659734B2 (en) 2012-09-12 2017-05-23 Elwha Llc Electronic device multi-layer graphene grid
US9659735B2 (en) 2012-09-12 2017-05-23 Elwha Llc Applications of graphene grids in vacuum electronics

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3921078A (en) * 1971-04-20 1975-11-18 Jeol Ltd Breakdown protection for field emission electron gun
US4491764A (en) * 1982-09-27 1985-01-01 Rca Corporation Arc suppression structure for an electron gun

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102015119455B3 (de) * 2015-11-11 2016-11-24 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Vorrichtung zum Unterdrücken von Arcs in einem Elektronenstrahlerzeuger
US9875874B2 (en) 2015-11-11 2018-01-23 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Apparatus for suppression of arcs in an electron beam generator

Also Published As

Publication number Publication date
US5177402A (en) 1993-01-05
JPH05266841A (ja) 1993-10-15
JP3300443B2 (ja) 2002-07-08
CA2084110C (en) 1998-11-24
DE69218166D1 (de) 1997-04-17
KR930017056A (ko) 1993-08-30
KR0121433B1 (ko) 1997-11-15
EP0550054B1 (de) 1997-03-12
EP0550054A1 (de) 1993-07-07
CA2084110A1 (en) 1993-07-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE69218166T2 (de) Bogen-Unterdrückungsvorrichtung für Elektronenkanone
DE3137240C2 (de) Zündanlage für eine Brennkraftmaschine
EP1065512B1 (de) Aktiv abgeschirmte supraleitende Magnetanordnung mit Feldstörungskompensation
EP1248499A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zum Erzeugen von extrem ultravioletter Strahlung
DE69207441T2 (de) Verfahren zur Reinigung einer Vakuumröhre zum Ausstrahlen von Röntgenstrahlen
DE2201295A1 (de) Optischer Sender oder Verstaerker
DE69019663T2 (de) Unterdrückung von Transienten in Kabeln.
DE69029150T2 (de) Entladungsangeregte Impulslaservorrichtung
DE112009001764T5 (de) Funkenerosionsvorrichtung, Funkenerosionsverfahren und Verfahren zur Herstellung eines Halbleitersubstrats
DE2738918A1 (de) Ionisationskammer
DE69318137T2 (de) Erzeugung von geladenen teilchen
DE2164232B2 (de) Verfahren und Vorrichtung zum Behandeln einer Kathodenstrahlröhre
DE2153288A1 (de) Korona-Entladungsvorrichtung
DE2530892C3 (de) Teilchen-Beschleuniger für geladene Teilchen
CH660658A5 (de) Anordnung zum erzeugen einer veraenderbaren vorspannung fuer eine roentgenroehre.
DE102018114295A1 (de) Vorrichtung zum Erzeugen einer Filamentierten Hilfsentladung für eine Vorrichtung zum Erzeugen von Röntgenstrahlung und Partikelstrahlung sowie für einen Fusionsreaktor mit der Vorrichtung zum Erzeugen von Röntgenstrahlung und Partikelstrahlung und Verfahren zum Erzeugen von Röntgenstrahlung und Partikelstrahlung
EP3453042B1 (de) Schaltvorrichtung zum führen und trennen von elektrischen strömen
DE3325502C1 (de) Ansteuerungsschaltung für Pulsstromgeräte
DE3927324A1 (de) Kuehlvorrichtung fuer elektrische schaltungsanordnungen
DE3780675T2 (de) Vorrichtung, insbesondere duoplasmatron, zur ionisierung eines gases und verfahren zur benutzung dieser vorrichtung.
WO2002027183A1 (de) Plasmastrahl-zündsystem
DE69114758T2 (de) Verfahren zum Herstellen einer Elektronenstrahlröhre.
DE102019205744B3 (de) Verfahren zum Erkennen eines Fehlerstroms
DE608696C (de) Gluehkathode fuer elektrische Entladungsgefaesse
DE3908480C1 (de)

Legal Events

Date Code Title Description
8364 No opposition during term of opposition
8327 Change in the person/name/address of the patent owner

Owner name: APPLIED MATERIALS, INC. (N.D.GES.D. STAATES DELAWA

8339 Ceased/non-payment of the annual fee