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公開番号2024116422
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-08-27
出願番号2024103024,2022517002
出願日2024-06-26,2021-04-14
発明の名称電子源及びその製造方法、並びにエミッター及びこれを備える装置
出願人デンカ株式会社
代理人個人,個人,個人,個人
主分類H01J 9/04 20060101AFI20240820BHJP(基本的電気素子)
要約【課題】微細な電子源を効率的に製造するのに有用な電子源の製造方法を提供する。
【解決手段】本開示に係る電子源の製造方法は、(A)電子放出特性を有する第一材料で構成されている柱状部を備える第一部材を準備する工程と、(B)第一材料よりも仕事関数が大きく且つ低い強度を有するとともに、一方の端面から他方の端面の方向に延びている孔が形成されている第二部材を準備する工程と、(C)第二部材の孔に対して柱状部を押し込む工程とを含み、第一部材は孔の断面形状と非相似の断面形状を有し、(C)工程において、孔に対して柱状部を押し込むことによって、柱状部の側面の一部が孔の内面を削り且つ第二部材に食い込んだ状態となって柱状部が第二部材に対して固定される。
【選択図】図2

特許請求の範囲【請求項１】
（Ａ）電子放出特性を有する第一材料で構成されている柱状部を備える第一部材を準備する工程と、
（Ｂ）前記第一材料よりも仕事関数が大きく且つ低い強度を有するとともに、一方の端面から他方の端面の方向に延びている孔が形成されている第二部材を準備する工程と、
（Ｃ）前記第二部材の前記孔に対して前記柱状部を押し込む工程と、
を含み、
前記柱状部は前記孔の断面形状と非相似の断面形状を有し、
（Ｃ）工程において、前記孔に対して前記柱状部を押し込むことによって、前記柱状部の側面の一部が前記孔の内面を削り且つ前記第二部材に食い込んだ状態となって前記柱状部が前記第二部材に対して固定され、
（Ｃ）工程後において、前記柱状部のうち前記孔内に収容されている部分の側面全体が前記第二部材に覆われている、電子源の製造方法（ただし、前記孔内において前記柱状部の周辺部に、炭素粉体と有機接着剤の混合物を充填する工程を含む電子源の製造方法を除く。）。
続きを表示（約 1,300 文字）【請求項２】
前記第二部材の断面であって前記孔の延びている方向に直交する断面において前記孔の形状が円形であり、
前記柱状部の長手方向に直交する断面において前記柱状部の形状が略多角形であり、前記柱状部が前記略多角形の角の数に相当する数の角部を有する略多角柱の形状を有し、
（Ｃ）工程において、前記孔に対して前記柱状部を押し込むことによって、前記柱状部の側面のうち少なくとも一つの前記角部が前記孔の内面を削り且つ前記第二部材に食い込んだ状態となって前記柱状部が前記第二部材に対して固定される、請求項１に記載の電子源の製造方法。
【請求項３】
前記孔の開口面積が前記一方の端面から前記他方の端面に向けて一定である、請求項１又は２に記載の電子源の製造方法。
【請求項４】
前記孔は、前記一方の端面側から前記他方の端面側に向けて開口面積が小さくなる縮径部を有する、請求項１又は２に記載の電子源の製造方法。
【請求項５】
前記柱状部の長手方向に直交する断面において、前記柱状部の形状が略正方形又は略長方形である、請求項１～４のいずれか一項に記載の電子源の製造方法。
【請求項６】
電子放出特性を有する第一材料で構成されている柱状部と、
前記柱状部を囲うように配置されており、前記第一材料よりも仕事関数が大きく且つ低い強度を有する第二材料で構成されている筒状部と、
を備える電子源であって、
前記筒状部は、一方の端面から他方の端面の方向に延びている孔が形成されており、
前記柱状部は、前記孔の断面形状と非相似の断面形状を有し、前記筒状部に食い込んだ状態で前記筒状部に固定されており、
前記柱状部のうち前記孔内に収容されている部分の側面全体が前記筒状部に覆われている、電子源（ただし、前記孔内において前記柱状部の周辺部に、炭素粉体と有機接着剤の混合物が充填されている電子源を除く。）。
【請求項７】
前記筒状部の断面であって前記孔の延びている方向に直交する断面において前記孔の形状が円形であり、
前記柱状部の長手方向に直交する断面において、前記柱状部の形状が略多角形であり、前記柱状部が前記略多角形の角の数に相当する数の角部を有する略多角柱の形状を有し、
前記柱状部の側面のうち少なくとも一つの前記角部が前記筒状部に食い込んだ状態で前記柱状部が前記筒状部に固定されている、請求項６に記載の電子源。
【請求項８】
前記柱状部の電子放出面と前記筒状部の端面とによって平坦面が形成されている、請求項６又は７に記載の電子源。
【請求項９】
電子放出面を構成する前記柱状部の端面が略多角形である、請求項６～８のいずれか一項に記載の電子源。
【請求項１０】
前記第一材料が希土類ホウ化物、高融点金属ならびにその酸化物、炭化物及び窒化物、ならびに貴金属－希土類系合金からなる群から選ばれる一種の材料である、請求項６～９のいずれか一項に記載の電子源。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、電子源及びその製造方法、並びにエミッター及びこれを備える装置に関する。
続きを表示（約 1,500 文字）【背景技術】
【０００２】
電子源を備えるエミッターは、例えば、電子顕微鏡及び半導体検査装置に使用されている。特許文献１に開示されたエミッターは、電子放射特性を有する第１の部材と、これを被覆する第２の部材とを有し、第１の部材と第２の部材との間に所定のサイズの溝が設けられている。特許文献２に開示された電子銃は、電子銃陰極と、これを保持する保持具とを含み、電子銃陰極はその先端に四角形の平坦面を有し、先端部が露出して保持具から突出している（特許文献２の図６参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２０１２－６９３６４号公報
特許第５５２５１０４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
電子源は極めて微細である。特許文献２の段落［００５５］には電子銃陰極の大きさが５０μｍ×５０μｍ×１００μｍであることが記載されている。このような微細な部品からなる電子源を製造するには熟練の技術が求められる。
【０００５】
本開示は、微細な電子源を効率的に製造するのに有用な電子源の製造方法を提供する。また、本開示は、電子を放出する部材がこれを保持する部材から抜け落ちることを十分に抑制できる電子源及びこれを備えるエミッターを提供する。更に、本開示は上記エミッターを備える装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本開示の一側面は電子源の製造方法に関する。この製造方法は、（Ａ）電子放出特性を有する第一材料で構成されている柱状部を備える第一部材を準備する工程と、（Ｂ）第一材料よりも仕事関数が大きく且つ低い強度を有するとともに、一方の端面から他方の端面の方向に延びている孔が形成されている第二部材を準備する工程と、（Ｃ）第二部材の孔に対して柱状部を押し込む工程とを含み、柱状部は第二部材の孔の断面形状と非相似の断面形状を有し、（Ｃ）工程において、孔に対して柱状部を押し込むことによって、柱状部の側面の一部が孔の内面を削り且つ第二部材に食い込んだ状態となって柱状部が第二部材に対して固定される。
【０００７】
上記製造方法によれば、第一部材よりも強度が低い第二部材を採用することで、上記のとおり、第一部材の柱状部の側面の一部が孔の内面を削り且つ第二部材に食い込んだ状態となって柱状部を第二部材に対して固定することができる。このため、柱状部及び孔のサイズを厳密に一致させなくても、電子源を製造することができる。
【０００８】
本開示の一側面は電子源に関する。この電子源は、電子放出特性を有する第一材料で構成されている柱状部と、柱状部を囲うように配置されており、第一材料よりも仕事関数が大きく且つ低い強度を有する第二材料で構成されている筒状部とを備え、筒状部は一方の端面から他方の端面の方向に延びている孔が形成されており、柱状部は筒状部の孔の断面形状と非相似の断面形状を有し、筒状部に食い込んだ状態で筒状部に固定されている。
【０００９】
上記電子源によれば、電子を放出する部材（柱状部）がこれを保持する部材（筒状部）から抜け落ちることを十分に抑制できる。
【００１０】
本開示の一側面に係るエミッターは上記電子源を備える。本開示の一側面に係る装置は上記エミッターを備える。エミッターを備える装置として、例えば、電子顕微鏡、半導体製造装置、検査装置及び加工装置が挙げられる。
【発明の効果】
（【００１１】以降は省略されています）

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