DE2639033B2 - Bauteil in mit Ladungsträgerstrahlen arbeitenden elektrischen Vakuumgeräten und Verfahren zu dessen Herstellung - Google Patents

Bauteil in mit Ladungsträgerstrahlen arbeitenden elektrischen Vakuumgeräten und Verfahren zu dessen Herstellung

Info

Publication number
DE2639033B2
DE2639033B2 DE2639033A DE2639033A DE2639033B2 DE 2639033 B2 DE2639033 B2 DE 2639033B2 DE 2639033 A DE2639033 A DE 2639033A DE 2639033 A DE2639033 A DE 2639033A DE 2639033 B2 DE2639033 B2 DE 2639033B2
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
component
openings
component according
electron
bores
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.)
Granted
Application number
DE2639033A
Other languages
English (en)
Other versions
DE2639033C3 (de
DE2639033A1 (de
Inventor
Uwe 3143 Barum Maixner
Dieter 3141 Tespe Milferstaedt
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.)
GKSS Forshungszentrum Geesthacht GmbH
Original Assignee
GKSS Forshungszentrum Geesthacht GmbH
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 GKSS Forshungszentrum Geesthacht GmbH filed Critical GKSS Forshungszentrum Geesthacht GmbH
Priority to DE2639033A priority Critical patent/DE2639033C3/de
Priority to NLAANVRAGE7708846,A priority patent/NL186281C/xx
Priority to SE7709301A priority patent/SE422510B/xx
Priority to US05/827,307 priority patent/US4123655A/en
Priority to GB35494/77A priority patent/GB1592573A/en
Priority to JP10275277A priority patent/JPS5329793A/ja
Priority to FR7726164A priority patent/FR2363183A1/fr
Publication of DE2639033A1 publication Critical patent/DE2639033A1/de
Publication of DE2639033B2 publication Critical patent/DE2639033B2/de
Application granted granted Critical
Publication of DE2639033C3 publication Critical patent/DE2639033C3/de
Expired legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01JELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J3/00Details of electron-optical or ion-optical arrangements or of ion traps common to two or more basic types of discharge tubes or lamps
    • H01J3/40Traps for removing or diverting unwanted particles, e.g. negative ions, fringing electrons; Arrangements for velocity or mass selection
    • GPHYSICS
    • G21NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
    • G21KTECHNIQUES FOR HANDLING PARTICLES OR IONISING RADIATION NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; IRRADIATION DEVICES; GAMMA RAY OR X-RAY MICROSCOPES
    • G21K1/00Arrangements for handling particles or ionising radiation, e.g. focusing or moderating
    • G21K1/02Arrangements for handling particles or ionising radiation, e.g. focusing or moderating using diaphragms, collimators
    • G21K1/025Arrangements for handling particles or ionising radiation, e.g. focusing or moderating using diaphragms, collimators using multiple collimators, e.g. Bucky screens; other devices for eliminating undesired or dispersed radiation
    • 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
    • H01J37/04Arrangements of electrodes and associated parts for generating or controlling the discharge, e.g. electron-optical arrangement, ion-optical arrangement
    • H01J37/09Diaphragms; Shields associated with electron or ion-optical arrangements; Compensation of disturbing fields
    • 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
    • H01J37/30Electron-beam or ion-beam tubes for localised treatment of objects
    • H01J37/3002Details
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01JELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J49/00Particle spectrometers or separator tubes
    • H01J49/44Energy spectrometers, e.g. alpha-, beta-spectrometers
    • H01J49/46Static spectrometers
    • H01J49/48Static spectrometers using electrostatic analysers, e.g. cylindrical sector, Wien filter
    • H01J49/482Static spectrometers using electrostatic analysers, e.g. cylindrical sector, Wien filter with cylindrical mirrors

Description

40
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Bauteil gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 und ein Verfahren zum Herstellen eines solchen Bauteiles.
Aus der FR-OS 22 57 142 ist ein als Teilchenfalle dienendes Bauteil der oben erwähnten Art bekannt, das eine schwammähnliche, gesinterte Metall- oder Graphitstruktur enthält. Diese schwammähnliche Struktur kann z.B. auf der Anode einer Elektronenröhre angeordnet sein. Nachteilig an einer solchen Schwammstruktur ist jedoch, daß die an sich erwünschte, sehr große Oberfläche nur schwer zu entgasen ist und naturgemäß zum überwiegenden Teil aus nicht als Teilchenfalle nutzbaren inneren und damit überflüssigen Oberflächenbereichen besteht. Es ist daher bei Geräten, die ein solches als Teilchenfalle bestimmtes Bauteil enthalten, schwierig, bei der Inbetriebnahme oder nach einer Belüftung ein hohes Betriebsvakuum zu erzeugen und aufrecht zu erhalten, wie es bei mit Ladungsträgerstrahlen arbeitenden Vakuumgeräten im allgemeinen gefordert wird, um störende Effekte durch Restgase zu vermeiden. Außerdem besteht bei der bekannten Teilchenfalle wegen der unregelmäßigen Oberfläche der Schwammstruktur die Gefahr von Feldverzerrungen.
Aus der DE-OS 21 28 921 ist Zirkonium als Beschichtungsmaterial geringer Zerstäubung für Elektroden in Hochvakuumentladungsgeräten bekannt.
Femer ist es aus der DE-OS 22 58 720 bekannt, eine
Elektrode in einer Fernsehbildröhre zum Einfangen von Sekundärelektronen mit senkrecht zur Elektrode verlaufenden Bohrungen zu versehen.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Bauteil der eingangs genannten Art zu schaffen, das leicht zu entgasen ist Ferner soll das Bauteil aus einem Material hergestellt sein, das keine elektrisch isolierenden Schichten bildet
Diese Aufgabe wird erfimiungsgemäß durch die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst
Weiterbildungen, vorteilhafte Ausgestaltungen und ein vorteilhaftes Verfahren zum Herstellen des Bauteils gemäß der Erfindung sind in den Unteransprachen angegeben.
Mit dem Bauteil gemäß der Erfindung werden gegenüber der aus der FR-OS 22 57 142 bekannten Teilchenfalle die folgenden Vorteile erreicht:
Das Bauteil ist leicht zu entgasen.
Die aus Sacklöchern oder Durchgangsbohrungen bestehenden öffnungen, zwischen denen sich eine in der Oberfläche liegende Gitterstruktur (Metall-Kristallgitter) befindet, verzerren das elektrische Feld nicht merklich.
Durch die Ausbildung der Oberfläche aus Titan oder Zirkonium und deren Legierungen werden örtliche Aufladungszonen vermieden, da diese Stoffe nicht zur Bildung isolierender Oxidschichten neigen.
Da sich die Bohrungen im wesentlichen senkrecht zur Oberfläche erstrecken, ergibt sich ein optimales Verhältnis zwischen der elektronen-optisch wirksamen Oberfläche und der Gesamtoberfläche, d. h. Außenfläche + Wandfläche der öffnungen. Die Oberflächenvergrößerung ist einerseits so groß, wie es für das Einfangen von Teilchen erforderlich ist, aber bei weitem nicht so groß, daß insbesondere nach einer Belüftung das Entgasen erheblich erschwert wird.
Das Bauteil gemäß der Erfindung ist auch geschützt gegen Zerstäuben, Leistungsverringerungen durch sich im Strahlengang mit hoher Energie bewegender Sputter-Produkte können daher verringert werden.
Im Hinblick auf mehrfache Reflexionen der Sekundärelektronen in den öffnungen ist es von Vorteil, wenn diese gemäß dem Anspruch 2 ausgebildet sind. Solche Bohrungen lassen sich in besonders einfacher Weise mit dem Verfahren nach dem Anspruch 5 erzeugen. Hierbei werden die Strahleintrittsöffnungen zwangsläufig geringfügig größer als die Austrittsöffnungen.
Die Erfahrung mit den Bauteilen gemäß der Erfindung hat gezeigt, daß beispielsweise bei einem Massenspektrometer eine ganz erhebliche Steigerung der Meßempfindlichkeit erzielt werden kann. Dieses Ergebnis beruht mit darauf, daß beispielsweise ein ursprünglich im inneren Massenspektrometerraum herrschendes Betriebsvakuum durch die desorbierende Wirkung des Elektronen-Ionenstrahls örtlich ganz erheblich verschlechtert wird, was durch die Bauteile entsprechend der Erfindung verringert werden kann. Im Trennelektrodenbereich trat bisher durch die sekundär emittierten Teilchen und insbesondere durch die abgedampften (desorbierten) Restgase eine Vakuumverschlechterung auf.
Das Bauteil nach der Erfindung ist mit Vorteil einsetzbar beispielsweise für Elektronenstrahlkanonen zum Schweißen, Bohren, Perforieren usw., Präzisions-Elektronenstrahl-Mikrooszillographen, Elektronenbeschleuniger, Fernsehkameraröhren, Elektronenstrahlmikrosonden, Elektronenmikroskope, Rasterelektro-
nenmikroskope, Hektronenenergie-Analysatoren, Ionenkanonen zur Materialbearbeitung, Ionenkanonen zur Material-Analyse, Quadnipolmassenspektrometer und deren spezielle Ionenquellen und -Optiken, Elektronen-Beugungs-Einrichtungen, Polschuhplattenabdeckungen bei Rasterelektronenmikroskopen, Bildwandlern und Bildverstärkern, Ionenmikrosonden, Röntgenstrahlenquellengeräte und Ultraviolett-Quellea
Im folgenden wird die Erfindung an Ausführungsbeispielen anhand der Zeichnungen näher erläutert Es zeigt
F i g. 1 schematisch ein Elektronenenergie-Analysator,
Fig.2 den vergrößerten Ausschnitt II der Fig. 1 entsprechend einem Schnitt entlang der Schnittlinie H-II der F ig. 5,
Fi g. 3 den vergrößerten Ausschnitt III der Fi g. 1,
F i g. 4 den vergrößerten Ausschnitt IV der F i g. 1 und F i g. 5 eine Ansicht in Pfeilrichtung V vo:. F i g. 2. In F j g. 1 ist im Schnitt ein Elektronenenergie-Analysator dargestellt, der im wesentlichen aus zwei koaxialen Zylindern besteht, die in einem nicht dargestellten evakuierten Gehäuse untergebracht sind. Der äußere Zylinder 1 liegt an einer Gleichspannungsquelle 2 und empfängt als Oberlagerung eine Wechselspannung von einer Wechselspannungsquelle 3. Hierdurch wird der bei e~ einfallende Elektronenstrahl nach Auftreffen auf eine Probe 4 als Primärstrahl in Richtung des Ringspaltes 9 durch diesen hindurch in den so Energieanalysator gelenkt Der innere Zylinder enthält eine Trennwand 7, so daß die von der Probe ausgehenden Primärelektronen 8 den Sekundärelektronenvervielfacher SEV nicht unmittelbar erreichen können. Durch einen entsprechenden Feldaufbau mit Gleich- und Wechselspannungsquellen entsteht im Analysator eine keulenförmige Elektronenbahn, die beim Ringspalt 9 von oben beginnend den Raum zwischen dem äußeren und dem inneren Zylinder durchsetzt und dann durch einen Ringspalt 10 des inneren Zylinders und weiterhin durch eine Blende 15 auf den SEV trifft
Im gezeigten Ausführungsbeispiel kann der innere Zylinder 6 aus einem mit einem Elektronenstrahl penörierten Zirkonium- oder Titanrohr bestehen. Dieser innere Zylinder 6 enthält auf seiner Außenseite eng benachbarte Sackbohrungen 11 (Fig.3), die die durch Energieselektierung aussortierter unerwünschten Primärelektronen und sonstige Teilchen absorbieren und dabei die Außenflächen des inneren Zylinders elektronen-optisch nicht verändern, so daß die elektronen-optischen Eigenschaften des Analysators erhalten bleiben.
Die relativ großen öffnungen am oberen und am unteren Ende des inneren Zylinders sind mit einem dünnen Drahtnetz oder -Gitter 14 aus Zirkonium oder Titan abgedeckt.
Der äußere Zylinder 1 des Elektronenstrahl-Analysators kann im Gegensatz zum inneren Zylinder 6 mit durchgehenden Perforationen oder Durchgangslöcbern 12 versehen sein, so daß auch die unerwünschten, vom Elektronenstrahl freigesetzten Teilchenströme nach außen abwandern können (F i g. 2).
Die im inneren Zylinder vorgesehene Trennwand 7 kann ebenfalls als Zirkonium- oder Titanblech mit der Struktur nach der Erfindung ausgebildet und an der der Probe 4 zugewandten Seite mit eng aneinanderliegenden Sacklöchern U versehen sein. Eine zweite Möglichkeit besteht darin, die Trennwand in bisher üblicher Form auszubilden und über dieser durchgehenden Wand eine plane oder kartenförmige Zirkoniumoder Titanscheibe 13 anzuordnen, die dann mit durchgehenden Bohrungen 12 versehen sein kann (F ig. 4).
Bei einem Quadrupolanalysator können die vier aus einem massiven Metall bestehenden Polstäbe und das sie umgebende Rohr als Bauteile nach der Erfindung hergestellt werden.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

Patentansprüche:
1. Bauteil in mit Ladungsträgerstrahlen arbeitenden elektrischen Vakuumgeräten, dessen von einem Primärstrahlenbündel aus sichtbarer Oberflächenbereich als strukturierte Oberfläche aus einem Werkstoff, wie Titan, mit niedriger Zerstäubungsrate und sehr kleiner Desorptionsrate besteht und derart mit eng beieinanderliegenden Öffnungen versehen ist, daß sie pro Millimeter mehr als eine öffnung von gleicher oder größerer Tiefe als der Öffnungsdurchmesser aufweist und daß die Gesamtfläche der öffnungen mindestens die Hälfte der gesamten Oberfläche des Oberflächenbereiches einnimmt, dadurch gekennzeichnet, daß die öffnungen Sack- oder Durchgangsbohrungen (II, 12) von weniger als 0,5 mm Durchmesser sind, die im wesentlichen senkrecht zur Oberfläche verlaufen, und daß die Oberfläche außer aus Titan auch aus Zirkonium und deren Legierungen bestehen kann.
2. Bauteil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Durchmesser der Bohrungen mit zunehmenden Abstand von der Oberfläche abnehmen.
3. Bauteil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberfläche des Bauteils durch eine aufgelegte Platte (13) gebildet ist
4. Bauteil nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberfläche der öffnungen 65 bis 85% der gesamten Oberfläche des Bauteils einnimmt
5. Verfahren zum Herstellen eines Bauteils nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Bohrungen durch Elektronen- oder Laserstrahlen erzeugt werden.
DE2639033A 1976-08-30 1976-08-30 Bauteil in mit Ladungsträgerstrahlen arbeitenden elektrischen Vakuumgeräten und Verfahren zu dessen Herstellung Expired DE2639033C3 (de)

Priority Applications (7)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE2639033A DE2639033C3 (de) 1976-08-30 1976-08-30 Bauteil in mit Ladungsträgerstrahlen arbeitenden elektrischen Vakuumgeräten und Verfahren zu dessen Herstellung
NLAANVRAGE7708846,A NL186281C (nl) 1976-08-30 1977-08-10 Met ladingsdragerstralen werkende electrische vacuueminrichting.
SE7709301A SE422510B (sv) 1976-08-30 1977-08-18 Anordning i med laddningsberstralar arbetande elektriska vakuumapparater
GB35494/77A GB1592573A (en) 1976-08-30 1977-08-24 Electron and ion beam instruments
US05/827,307 US4123655A (en) 1976-08-30 1977-08-24 Arrangement for preventing the alteration of the primary beam by unwanted particles, such as sputter products, charged ions and electrons and their secondary processes
JP10275277A JPS5329793A (en) 1976-08-30 1977-08-29 Apparatus for preventing primary beam change by undesirable substances generated by scattering or secondary emission
FR7726164A FR2363183A1 (fr) 1976-08-30 1977-08-29 Dispositif servant a empecher des modifications du rayonnement primaire par des particules indesirables, en particulier dans des appareils a faisceaux d'electrons ou d'ions

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE2639033A DE2639033C3 (de) 1976-08-30 1976-08-30 Bauteil in mit Ladungsträgerstrahlen arbeitenden elektrischen Vakuumgeräten und Verfahren zu dessen Herstellung

Publications (3)

Publication Number Publication Date
DE2639033A1 DE2639033A1 (de) 1978-03-02
DE2639033B2 true DE2639033B2 (de) 1980-10-16
DE2639033C3 DE2639033C3 (de) 1981-07-23

Family

ID=5986722

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE2639033A Expired DE2639033C3 (de) 1976-08-30 1976-08-30 Bauteil in mit Ladungsträgerstrahlen arbeitenden elektrischen Vakuumgeräten und Verfahren zu dessen Herstellung

Country Status (7)

Country Link
US (1) US4123655A (de)
JP (1) JPS5329793A (de)
DE (1) DE2639033C3 (de)
FR (1) FR2363183A1 (de)
GB (1) GB1592573A (de)
NL (1) NL186281C (de)
SE (1) SE422510B (de)

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4205232A (en) * 1977-08-24 1980-05-27 Gesellschaft Fur Kernenergieverwertung In Schiffbau Und Schiffahrt Mbh Arrangement for preventing the alteration of the primary beam by unwanted particles, such as sputter products, charged ions and electrons and their secondary processes
DE2831791C2 (de) * 1978-07-19 1982-09-09 Gkss - Forschungszentrum Geesthacht Gmbh, 2000 Hamburg Bauteil aus metallischem Werkstoff mit aufladungsgefährdeter Oberfläche und Verwendung hierfür
DE2848538C2 (de) * 1978-11-09 1986-10-09 Leybold-Heraeus GmbH, 5000 Köln Elektronen- oder ionenoptische Einrichtung
US20060196853A1 (en) * 2005-03-04 2006-09-07 The Regents Of The University Of California Micro-joining using electron beams
CN1988052B (zh) * 2006-12-14 2010-05-19 上海交通大学 粒子束流截面直径控制器件及其制备方法

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
NL152898B (nl) * 1950-04-12 Grace Gmbh Microporeuze, plaatvormige kunstharsvoorwerpen, alsmede werkwijze voor de vervaardiging hiervan.
FR1087364A (fr) * 1953-07-24 1955-02-23 Radio Ind Perfectionnements aux tubes à vide
NL7009601A (de) * 1970-06-30 1972-01-03
FR2162065B1 (de) * 1971-11-30 1977-08-26 Hitachi Ltd
IT1009545B (it) * 1974-01-07 1976-12-20 Getters Spa Struttura a trappola per intercet tare elettroni e particelle elet tricamente cariche

Also Published As

Publication number Publication date
FR2363183A1 (fr) 1978-03-24
NL186281C (nl) 1990-10-16
NL7708846A (nl) 1978-03-02
GB1592573A (en) 1981-07-08
SE7709301L (sv) 1978-03-01
US4123655A (en) 1978-10-31
JPS5329793A (en) 1978-03-20
JPS6342225B2 (de) 1988-08-22
NL186281B (nl) 1990-05-16
DE2639033C3 (de) 1981-07-23
DE2639033A1 (de) 1978-03-02
FR2363183B1 (de) 1982-11-05
SE422510B (sv) 1982-03-08

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE1089895B (de) Elektronischer Bildverstaerker
DD243369A5 (de) Elektronenstrahlroehre mit einer inneren magnetischen abschirmung
DE1589829A1 (de) Niederspannungs-Elektronenstrahl-Geraet
DE1187740B (de) Elektronenvervielfacherroehre
DE2639033C3 (de) Bauteil in mit Ladungsträgerstrahlen arbeitenden elektrischen Vakuumgeräten und Verfahren zu dessen Herstellung
DE1098667B (de) Ionen-Vakuumpumpe mit Glimmentladung
DE1014242B (de) Sekundaeremissionsvervielfacher mit einer Fotokathode, bei dem im Anodenraum Glimmlicht entsteht
DE3438987A1 (de) Auger-elektronenspektrometer mit hoher aufloesung
DE2653812A1 (de) Flache bildwiedergaberoehre
DE3035241A1 (de) Farbbildwiedergaberoehre und vorrichtung mit einer derartigen roehre
DE2736916A1 (de) Elektronenvervielfaeltiger mit strahleinschlussanordnung
DE1941667A1 (de) Anordnung zum Empfang von Bildsignalen und Synchronisiersignalen
DE2436622C2 (de) Bildwandler- oder Bildverstärkerröhre
DE2333866A1 (de) Felddesorptions-ionenquelle und verfahren zu ihrer herstellung
DE2817698C2 (de) Ionennachweisvorrichtung
DE2944100A1 (de) Bildwiedergabegeraet in flachbauweise mit strahlkollektor
DE2406863B2 (de) Leuchtschirm für eine Farbbildröhre mit Nachfokussierung
DE2523360A1 (de) Gasentladungselektronenstrahlerzeugungssystem zum erzeugen eines elektronenstrahls mit hilfe einer glimmentladung
DE2744532A1 (de) Elektronenvervielfacher mit filter fuer hochenergetische elektronen
DE1201865B (de) Schirm fuer Fernsehaufnahmeroehren vom Vidicontyp
DE1289587B (de) Elektronenentladungsvorrichtung fuer Bildverstaerker, Bildaufnahmeroehren und Photovervielfacher
DE3039011A1 (de) Sekundaerelektronenvervielfacher-fangelektrode bzw. -target
DE2209533A1 (de) Lichtverstarker
DE1037610B (de) Elektronenvervielfacher mit einer zwischen Kathode und Leuchtschirm angeordneten Vielzahl von Dynoden, bei denen die Traeger der Sekundaer-elektronen-Emissionsschichten gitterartige Gebilde sind
DE4108287A1 (de) Ionenerzeugungsvorrichtung mit entladung im magnetfeld

Legal Events

Date Code Title Description
OAP Request for examination filed
OD Request for examination
OGA New person/name/address of the applicant
C3 Grant after two publication steps (3rd publication)