JP2003066199A - Electron source - Google Patents

Electron source

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JP2003066199A
JP2003066199A JP2001258930A JP2001258930A JP2003066199A JP 2003066199 A JP2003066199 A JP 2003066199A JP 2001258930 A JP2001258930 A JP 2001258930A JP 2001258930 A JP2001258930 A JP 2001258930A JP 2003066199 A JP2003066199 A JP 2003066199A
Authority
JP
Japan
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extraction electrode
mask
hot cathode
electron
electron beam
Prior art date
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Application number
JP2001258930A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Hiromi Kaneko
博実 金子
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Nissin High Voltage Co Ltd
Original Assignee
Nissin High Voltage Co Ltd
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To make the shape of the end of electron beam able to the trimmed and make mitigable the variation of extraction electrode by reducing temperature difference caused near the end of the extraction electrode. SOLUTION: The electron source 6a is composed of a hot cathode 8 generating electron 10 in surface shape and two extraction electrodes extracting generated with it as an electron beam 10a and is provided with an upstream side first extraction electrode 12 and a downstream side second extraction electrode 14 with the same electric potential as it. In between the first extraction electrode 12 and the second extraction electrode 14, masks 26 shielding the end region of the electron 10 in surface shape from the hot cathode 8 and shaping the end parts of the electron beam 10a extracted out of the second extraction electrode 14 are provided at both ends in Y-direction of the second extraction electrode 14. Each of the masks 26 consists of porous conductor and electrically insulated from other conductor and is in floating potential state.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】この発明は、例えば電子線照
射装置等に用いられるものであって、熱陰極で発生させ
た電子を引出し電極を通して電子線として引き出す構成
の電子源に関し、より具体的には、熱陰極からの電子の
端部領域を遮って、引出し電極から引き出される電子線
の端部を整形するマスクの改良に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an electron source used in, for example, an electron beam irradiation apparatus and the like, and more specifically to an electron source configured to extract an electron generated by a hot cathode as an electron beam through an extraction electrode. Relates to an improvement in a mask that blocks an end region of electrons from a hot cathode and shapes an end of an electron beam extracted from an extraction electrode.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来の電子源を備える電子線照射装置の
一例を図6に示す。この電子線照射装置は、電子線10
aを走査することなく、X方向に相対的に短く、当該X
方向と直交するY方向に相対的に長い平面形状(例えば
矩形状)の電子線10aを発生させる装置であり、非走
査型またはエリア型と呼ばれる。Y方向は照射幅方向と
呼ばれ、X方向は被照射物搬送方向と呼ばれる。
2. Description of the Related Art An example of an electron beam irradiation apparatus having a conventional electron source is shown in FIG. This electron beam irradiation apparatus uses an electron beam 10
a is relatively short in the X direction without scanning
This is a device that generates an electron beam 10a having a planar shape (for example, a rectangular shape) relatively long in the Y direction orthogonal to the direction, and is called a non-scanning type or an area type. The Y direction is called the irradiation width direction, and the X direction is called the irradiation object transport direction.

【0003】この電子線照射装置は、Y方向に長い筒状
の真空容器2内に、Y方向に長い筒状のシールド電極4
を配置し、その中にY方向に長い電子源6を配置した構
造をしている。
In this electron beam irradiation apparatus, a cylindrical shield electrode 4 which is long in the Y direction is provided in a cylindrical vacuum container 2 which is long in the Y direction.
Is arranged, and the electron source 6 which is long in the Y direction is arranged therein.

【0004】電子源6は、この例では、電子10を面状
(例えば平面矩形状)に発生させる熱陰極8と、この熱
陰極8で発生させた電子10を電子線10aとして引き
出す2枚の多孔の引出し電極であって、上流側の第1引
出し電極12およびこれと同電位の下流側の第2引出し
電極14とを備えている。
In this example, the electron source 6 includes a hot cathode 8 for generating electrons 10 in a planar shape (for example, a flat rectangular shape) and two sheets of electrons 10 for extracting the electrons 10 generated by the hot cathode 8 as an electron beam 10a. It is a porous extraction electrode and is provided with a first extraction electrode 12 on the upstream side and a second extraction electrode 14 on the downstream side having the same potential as this.

【0005】熱陰極8は、例えば、図7に示す例のよう
に、X方向に伸びた複数本の線状(棒状とも言える)の
フィラメント9をY方向に並べた構造をしている。但
し、この熱陰極8には、平板状の熱陰極等を用いても良
い。
The hot cathode 8 has a structure in which a plurality of linear (also referred to as rod-shaped) filaments 9 extending in the X direction are arranged in the Y direction, as in the example shown in FIG. However, a flat hot cathode or the like may be used as the hot cathode 8.

【0006】第1引出し電極12および第2引出し電極
14は、共に多孔の電極であり、その一例を図7に示
す。第1引出し電極12は、多数の電子引出し孔12a
を有している。第2引出し電極14も、これとほぼ同様
の構造をしている。第2引出し電極14はシールド電極
4の開口部付近に配置されている。
Both the first extraction electrode 12 and the second extraction electrode 14 are porous electrodes, one example of which is shown in FIG. The first extraction electrode 12 has a large number of electron extraction holes 12a.
have. The second extraction electrode 14 also has a structure similar to this. The second extraction electrode 14 is arranged near the opening of the shield electrode 4.

【0007】再び図6を参照して、シールド電極4、第
1引出し電極12および第2引出し電極14は互いに同
電位にされ、それらと熱陰極8との間には、熱陰極8側
を負極にして、電子線10aの引き出し用の引出し電圧
Ve (例えば200V〜500V程度)が印加される。
また、真空容器2の開口部には、電子線10aを透過さ
せる窓箔18を有していて真空容器2と同電位の照射窓
20が設けられており、これと第2引出し電極14等と
の間には、第2引出し電極14等の側を負極にして、電
子線10aの加速用の加速電圧Va (例えば30kV〜
300kV程度)が印加される。
Referring again to FIG. 6, the shield electrode 4, the first extraction electrode 12 and the second extraction electrode 14 are made to have the same potential, and between them and the hot cathode 8, the hot cathode 8 side is a negative electrode. Then, the extraction voltage Ve (for example, about 200 V to 500 V) for extracting the electron beam 10a is applied.
Further, the opening of the vacuum container 2 has a window foil 18 for transmitting the electron beam 10a, and an irradiation window 20 having the same potential as the vacuum container 2 is provided. In between, the side of the second extraction electrode 14 or the like is set to a negative electrode and the acceleration voltage Va (for example, 30 kV to
(Approx. 300 kV) is applied.

【0008】このようにして、電子源6から引き出さ
れ、かつ加速された電子線10aは、照射窓20を通し
て真空容器2外に取り出され、被照射物22に照射され
て、それの改質等の処理に供される。
In this way, the electron beam 10a extracted and accelerated from the electron source 6 is taken out of the vacuum container 2 through the irradiation window 20 and irradiated on the irradiation object 22 to modify it. Is used for processing.

【0009】ところで、熱陰極8で発生させた面状の電
子10の端部領域(ここで着目しているのはY方向にお
ける端部領域。以下同じ)は、他の部分(中央部領域)
に比べて電子密度が大きく低下しているので、被照射物
22への照射に使用することはできない。また、そのよ
うな電子10の端部領域を、そのまま、第1引出し電極
12および第2引出し電極14を通して電子線10aの
一部として引き出すと、電子線10aの端部が照射窓2
0の端部等に衝突してそこを不所望に加熱するという問
題もある。
By the way, the end region of the planar electron 10 generated in the hot cathode 8 (the end region in the Y direction is the focus here, the same applies hereinafter) is the other portion (central region).
Since the electron density is much lower than that of, it cannot be used for irradiation of the irradiation object 22. Further, when such an end region of the electron 10 is directly drawn out as a part of the electron beam 10a through the first extraction electrode 12 and the second extraction electrode 14, the end of the electron beam 10a is irradiated with the irradiation window 2.
There is also a problem that it collides with the end portion of 0 and heats it undesirably.

【0010】このような課題を解決するために、従来
は、第1引出し電極12と第2引出し電極14との間
に、熱陰極8からの電子10の端部領域を遮って、第2
引出し電極14から引き出される電子線10aの端部を
整形する板状のマスク16を、第2引出し電極14のY
方向における両端部にそれぞれ設けている(図7も参
照)。
In order to solve such a problem, conventionally, the end region of the electron 10 from the hot cathode 8 is shielded between the first extraction electrode 12 and the second extraction electrode 14 and the second extraction electrode 14 is cut off.
The plate-shaped mask 16 for shaping the end portion of the electron beam 10a extracted from the extraction electrode 14 is provided as Y of the second extraction electrode 14.
They are provided at both ends in the direction (see also FIG. 7).

【0011】[0011]

【発明が解決しようとする課題】ところが、上記のよう
な板状のマスク16を設けると、熱陰極8から発生した
熱放射線24(図6中にはその一部のみを示す。他の図
においても同様)は、マスク16の無い所(即ち、二つ
のマスク16の間)では第2引出し電極14に到達する
けれども、第2引出し電極14の端部ではマスク16に
遮られて第2引出し電極14に到達しない。この熱放射
線24が到達する所と到達しない所とが生じることによ
って、第2引出し電極14の端部付近に大きな温度差が
発生して、第2引出し電極14の変形(熱歪み)が大き
くなる。
However, when the plate-shaped mask 16 as described above is provided, the thermal radiation 24 generated from the hot cathode 8 (only a part of the radiation is shown in FIG. 6). Also reaches the second extraction electrode 14 in the absence of the mask 16 (that is, between the two masks 16), but is blocked by the mask 16 at the end of the second extraction electrode 14 and the second extraction electrode 14 Do not reach 14. The occurrence of the location where the thermal radiation 24 reaches and the location where the thermal radiation 24 does not reach generate a large temperature difference near the end portion of the second extraction electrode 14, and the deformation (thermal strain) of the second extraction electrode 14 increases. .

【0012】第2引出し電極14の変形が大きくなる
と、例えば、第2引出し電極14と照射窓20等との間
の加速電圧Va による加速電界の歪みが大きくなり、ひ
いては外部に取り出される電子線10aの線量分布の均
一性が悪化する。
When the deformation of the second extraction electrode 14 becomes large, for example, the distortion of the accelerating electric field due to the acceleration voltage Va between the second extraction electrode 14 and the irradiation window 20 becomes large, and thus the electron beam 10a taken out to the outside. The uniformity of the dose distribution is deteriorated.

【0013】そこでこの発明は、電子線の端部を整形す
ることができ、しかも引出し電極の端部付近で生じる温
度差を低減して引出し電極の変形を緩和することができ
るようにすることを主たる目的とする。
Therefore, the present invention is capable of shaping the end portion of the electron beam and reducing the temperature difference generated near the end portion of the extraction electrode to mitigate the deformation of the extraction electrode. The main purpose.

【0014】[0014]

【課題を解決するための手段】第1の発明は、電子を発
生させる熱陰極と、この熱陰極で発生させた電子を電子
線として引き出す2枚の引出し電極であって上流側の第
1引出し電極およびこれと同電位の下流側の第2引出し
電極とを備える電子源において、前記熱陰極と前記第2
引出し電極との間に設けられていて前記熱陰極からの電
子の端部領域を遮って、前記第2引出し電極から引き出
される電子線の端部を整形するものであって、多孔状の
導体から成りかつ浮遊電位状態にあるマスクを備えてい
ることを特徴としている。
A first invention is a hot cathode for generating electrons and two extraction electrodes for extracting the electrons generated by the hot cathode as an electron beam, and a first extraction on the upstream side. In the electron source including an electrode and a second extraction electrode on the downstream side having the same potential as the electrode, the hot cathode and the second extraction electrode are provided.
A porous conductor is provided between the extraction electrode and the end portion of the electron beam emitted from the second extraction electrode to block the edge region of the electron from the hot cathode. It is characterized in that it has a mask that is formed and is in a floating potential state.

【0015】上記マスクは、多孔状の導体から成りかつ
浮遊電位状態にあるので、熱陰極からの電子の入射衝突
によって負に帯電し、最終的には当該マスクの電位は入
射する電子のエネルギーに相当する電位にまで達する。
その結果、熱陰極からの電子は、負に帯電したマスクに
よって押し戻されることになり、マスクを通過すること
ができなくなる。このようにして、当該マスクは多孔状
ではあるけれども、帯電によって静電的に電子を遮る働
きをする。従って、熱陰極からの電子の端部領域を遮っ
て、第2引出し電極から引き出される電子線の端部を整
形することができる。
Since the mask is made of a porous conductor and is in a floating potential state, it is negatively charged by the incident collision of electrons from the hot cathode, and the potential of the mask finally becomes the energy of the incident electrons. It reaches the corresponding potential.
As a result, the electrons from the hot cathode are pushed back by the negatively charged mask and cannot pass through the mask. In this way, although the mask is porous, it acts to electrostatically block electrons by charging. Therefore, it is possible to block the end region of the electron from the hot cathode and shape the end of the electron beam extracted from the second extraction electrode.

【0016】しかも、上記マスクは多孔状であるので、
熱陰極からの熱放射線は、当該マスクの多数の孔を通り
抜けて第2引出し電極に到達することができる。その結
果、上記マスクを設けていても、第2引出し電極の端部
付近で生じる温度差が低減され、第2引出し電極の変形
が緩和される。
Moreover, since the mask is porous,
The thermal radiation from the hot cathode can pass through a large number of holes in the mask and reach the second extraction electrode. As a result, even if the mask is provided, the temperature difference generated near the end of the second extraction electrode is reduced, and the deformation of the second extraction electrode is alleviated.

【0017】第2の発明は、電子を発生させる熱陰極
と、この熱陰極で発生させた電子を電子線として引き出
す引出し電極とを備える電子源において、前記熱陰極と
前記引出し電極との間に設けられていて前記熱陰極から
の電子の端部領域を遮って、前記引出し電極から引き出
される電子線の端部を整形するものであって、多孔状の
導体から成りかつ浮遊電位状態にあるマスクを備えてい
ることを特徴としている。
A second aspect of the present invention is an electron source comprising a hot cathode for generating electrons and an extraction electrode for extracting the electrons generated by the hot cathode as an electron beam, wherein an electron source is provided between the hot cathode and the extraction electrode. A mask which is provided and blocks the end region of the electron from the hot cathode to shape the end of the electron beam extracted from the extraction electrode, and which is made of a porous conductor and is in a floating potential state. It is characterized by having.

【0018】この第2の発明は引出し電極が1枚の場合
のものであるが、マスクの作用は第1の発明の上記作用
と同じである。
The second aspect of the present invention relates to the case where the number of extraction electrodes is one, but the operation of the mask is the same as the above-described operation of the first aspect of the invention.

【0019】即ち、上記マスクは多孔状ではあるけれど
も、帯電によって静電的に電子を遮る働きをするので、
熱陰極からの電子の端部領域を遮って、引出し電極から
引き出される電子線の端部を整形することができる。
That is, although the mask is porous, it functions to electrostatically shield electrons by charging,
It is possible to block the end region of the electron from the hot cathode and shape the end portion of the electron beam extracted from the extraction electrode.

【0020】しかも、上記マスクは多孔状であるので、
熱陰極からの熱放射線は、当該マスクの多数の孔を通り
抜けて引出し電極に到達することができる。その結果、
上記マスクを設けていても、引出し電極の端部付近で生
じる温度差が低減され、引出し電極の変形が緩和され
る。
Moreover, since the mask is porous,
Thermal radiation from the hot cathode can reach the extraction electrode through many holes in the mask. as a result,
Even if the mask is provided, the temperature difference generated near the end of the extraction electrode is reduced, and the deformation of the extraction electrode is alleviated.

【0021】[0021]

【発明の実施の形態】図1は、この発明に係る電子源の
一例を示す概略断面図である。図6および図7に示した
例と同一または相当する部分には同一符号を付し、以下
においては従来の電子源6との相違点を主に説明する。
それ以外は図6、図7およびそれらの前記説明を参照す
るものとする。
1 is a schematic sectional view showing an example of an electron source according to the present invention. The same or corresponding parts as those in the examples shown in FIGS. 6 and 7 are designated by the same reference numerals, and the differences from the conventional electron source 6 will be mainly described below.
Otherwise, refer to FIGS. 6 and 7 and their descriptions above.

【0022】図1に示す電子源6aは、図6に示した従
来の電子源6と同様、2枚の引出し電極、即ち前述した
第1引出し電極12および第2引出し電極14を備える
場合の例である(図2および図3も同様)。
The electron source 6a shown in FIG. 1 is similar to the conventional electron source 6 shown in FIG. 6 in that it has two extraction electrodes, that is, the first extraction electrode 12 and the second extraction electrode 14 described above. (The same applies to FIGS. 2 and 3).

【0023】そしてこの電子源6aでは、第2引出し電
極14と熱陰極8との間の一例として、第2引出し電極
14と第1引出し電極12との間に、従来の板状のマス
ク16に代わるものとして、熱陰極8からの面状の電子
10の端部領域を遮って、第2引出し電極14から引き
出される電子線10aの端部を整形する多孔状のマスク
26を、第2引出し電極14のY方向における両端部に
それぞれ設けている(図7も参照)。各マスク26は、
第2引出し電極14のY方向における両端部の上方(電
子10の流れの上流側。以下同じ)にそれぞれ位置して
いる。
In the electron source 6a, as an example between the second extraction electrode 14 and the hot cathode 8, a conventional plate-shaped mask 16 is provided between the second extraction electrode 14 and the first extraction electrode 12. As an alternative, the porous mask 26 that blocks the end region of the planar electron 10 from the hot cathode 8 and shapes the end of the electron beam 10a extracted from the second extraction electrode 14 is provided as a second extraction electrode. 14 are provided at both ends in the Y direction (see also FIG. 7). Each mask 26
The second extraction electrode 14 is located above both ends of the second extraction electrode 14 in the Y direction (upstream of the flow of the electrons 10. The same applies hereinafter).

【0024】各マスク26は、多孔状の導体から成る。
その一例を図5に示す。この例のマスク26は、面内に
ほぼ均等に分散配置された多数の孔26aを有してい
る。それ以外にも、各マスク26は、導体を縦横の格子
状、網状(メッシュ状)、縦または横だけのすだれ状に
配置したもの等でも良い。これらも多数の孔(開口部)
を有していて、多孔状であると言うことができる。
Each mask 26 is made of a porous conductor.
An example thereof is shown in FIG. The mask 26 of this example has a large number of holes 26a which are substantially evenly distributed in the plane. Other than that, each mask 26 may be one in which conductors are arranged in a grid pattern in the vertical and horizontal directions, a mesh shape (mesh shape), or a blind shape only in the vertical or horizontal direction. These are also many holes (openings)
Can be said to be porous.

【0025】各マスク26の孔の大きさや密度は、換言
すれば各マスク26の開口率は、電子10を静電的に遮
る作用と、熱放射線24を通過させる作用との兼ね合い
で定めれば良い。
The size and density of the holes of each mask 26, in other words, the aperture ratio of each mask 26 is determined by the balance between the effect of electrostatically blocking the electrons 10 and the effect of passing the thermal radiation 24. good.

【0026】各マスク26は、電気的には他の導体(例
えば、第1引出し電極12、第2引出し電極14、シー
ルド電極4、熱陰極8等)から絶縁されていて、浮遊電
位状態にある。各マスク26は、例えば、図5中に示す
ような複数個の絶縁物28によって、孔26aの領域を
避けた箇所で支持されている。
Each mask 26 is electrically insulated from other conductors (for example, the first extraction electrode 12, the second extraction electrode 14, the shield electrode 4, the hot cathode 8 etc.) and is in a floating potential state. . Each mask 26 is supported, for example, by a plurality of insulators 28 as shown in FIG. 5 at a position avoiding the region of the hole 26a.

【0027】上記各マスク26は、多孔状の導体から成
りかつ浮遊電位状態にあるので、熱陰極8からの電子1
0の入射衝突によって負に帯電し、最終的には各マスク
26の電位は入射する電子10のエネルギーに相当する
電位にまで達する。その結果、熱陰極8からの電子10
は、負に帯電した各マスク26によって押し戻されるこ
とになり、各マスク26を通過することができなくな
る。このようにして、各マスク26は多孔状ではあるけ
れども、帯電によって静電的に電子10を遮る働きをす
る。従って、熱陰極8からの面状の電子10の両端部領
域を遮って、第2引出し電極14から引き出される電子
線10aの両端部を整形することができる。
Since each of the masks 26 is made of a porous conductor and is in a floating potential state, electrons 1 from the hot cathode 8 are generated.
It is negatively charged by the incident collision of 0, and finally the potential of each mask 26 reaches the potential corresponding to the energy of the incident electron 10. As a result, electrons 10 from the hot cathode 8
Will be pushed back by each negatively charged mask 26 and will not be able to pass through each mask 26. Thus, although each mask 26 is porous, it serves to electrostatically block the electrons 10 by charging. Therefore, both end regions of the planar electron 10 from the hot cathode 8 can be blocked and both ends of the electron beam 10 a extracted from the second extraction electrode 14 can be shaped.

【0028】しかも、上記各マスク26は多孔状である
ので、熱陰極8からの熱放射線24は、各マスクの多数
の孔(例えば図5に示す孔26a)を通り抜けて第2引
出し電極14に到達することができる。その結果、各マ
スク26を設けていても、第2引出し電極14の両端部
付近で生じる温度差が低減され、第2引出し電極14の
熱変形が緩和される。ひいては、前述した加速電界の歪
みが大きくなることを防いで、第2引出し電極14を通
して外部に引き出される電子線10aの線量分布の均一
性が悪化することを防止することができる。
Moreover, since each of the masks 26 is porous, the thermal radiation 24 from the hot cathode 8 passes through a large number of holes (for example, holes 26a shown in FIG. 5) of each mask and reaches the second extraction electrode 14. Can be reached As a result, even if each mask 26 is provided, the temperature difference generated near both ends of the second extraction electrode 14 is reduced, and the thermal deformation of the second extraction electrode 14 is mitigated. As a result, it is possible to prevent the distortion of the accelerating electric field from increasing and prevent the uniformity of the dose distribution of the electron beam 10a extracted to the outside through the second extraction electrode 14 from being deteriorated.

【0029】なお、上記マスク26の代わりに、直流電
源によって負電位に電位が固定された多孔状のマスクを
用いても、上記マスク26と同様の効果を得ることはで
きるけれども、その場合は直流電源が必要になるので、
この発明のような浮遊電位状態にあるマスク26を用い
る方が、構成の簡素化を図ることができるので優れてい
る。
If a porous mask whose potential is fixed to a negative potential by a DC power source is used instead of the mask 26, the same effect as that of the mask 26 can be obtained. Because you need a power supply,
It is better to use the mask 26 in the floating potential state as in the present invention because the structure can be simplified.

【0030】上記各マスク26は、第2引出し電極14
と熱陰極8との間であれば、図1に示す例以外の場所に
設けても良い。その例を以下に説明する。
Each of the masks 26 has the second extraction electrode 14
If it is between the hot cathode 8 and the hot cathode 8, it may be provided in a place other than the example shown in FIG. An example will be described below.

【0031】図2に示す電子源6aでは、上記のような
マスク26を、第1引出し電極12のY方向における両
端部に、第1引出し電極12とほぼ同一平面上に設けて
いる。各マスク26は、第2引出し電極14のY方向に
おける両端部の上方にそれぞれ位置している。もちろん
この場合も、各マスク26は、第1引出し電極12との
間に隙間を設ける等して、電気的には第1引出し電極1
2等とは絶縁している。
In the electron source 6a shown in FIG. 2, the masks 26 as described above are provided on both end portions of the first extraction electrode 12 in the Y direction on substantially the same plane as the first extraction electrode 12. Each mask 26 is located above both ends of the second extraction electrode 14 in the Y direction. Of course, also in this case, each mask 26 is electrically separated from the first extraction electrode 12 by providing a gap between the mask 26 and the first extraction electrode 12.
It is insulated from the second grade.

【0032】図3に示す電子源6aでは、上記のような
マスク26を、第1引出し電極12と熱陰極8との間に
設けている。各マスク26は、第2引出し電極14のY
方向における両端部の上方にそれぞれ位置している。
In the electron source 6a shown in FIG. 3, the mask 26 as described above is provided between the first extraction electrode 12 and the hot cathode 8. Each mask 26 has Y of the second extraction electrode 14.
It is located above both ends in the direction.

【0033】図2および図3の例も、図1の例と同様、
マスク26は多孔状ではあるけれども、帯電によって静
電的に電子10を遮る働きをするので、熱陰極8からの
電子10の両端部領域を遮って、第2引出し電極14か
ら引き出される電子線10aの両端部を整形することが
できる。
The examples of FIGS. 2 and 3 are similar to the example of FIG.
Although the mask 26 is porous, it functions to electrostatically shield the electrons 10 by charging, and therefore shields both end regions of the electrons 10 from the hot cathode 8 to extract the electron beam 10 a from the second extraction electrode 14. Both ends of can be shaped.

【0034】しかも、各マスク26は多孔状であるの
で、熱陰極8からの熱放射線24は、各マスク26の多
数の孔を通り抜けて第2引出し電極14に到達すること
ができる。その結果、上記マスク26を設けていても、
第2引出し電極14の両端部付近で生じる温度差が低減
され、第2引出し電極14の熱変形が緩和される。ひい
ては、前述した加速電界の歪みが大きくなることを防い
で、第2引出し電極14を通して外部に引き出される電
子線10aの線量分布の均一性が悪化することを防止す
ることができる。
Moreover, since each mask 26 is porous, the thermal radiation 24 from the hot cathode 8 can reach the second extraction electrode 14 through many holes of each mask 26. As a result, even if the mask 26 is provided,
The temperature difference generated near both ends of the second extraction electrode 14 is reduced, and the thermal deformation of the second extraction electrode 14 is mitigated. As a result, it is possible to prevent the distortion of the accelerating electric field from increasing and prevent the uniformity of the dose distribution of the electron beam 10a extracted to the outside through the second extraction electrode 14 from being deteriorated.

【0035】引出し電極を2枚にせずに1枚にする場合
もある。その例を図4に示す。この電子源6aでは、シ
ールド電極4の開口部に、即ち上記第2引出し電極14
に相当する位置に、熱陰極8で発生させた電子10を電
子線10aとして引き出す引出し電極15を設けてい
る。この引出し電極15の平面形状は、例えば図7に示
した第1引出し電極12と同様である。
In some cases, the number of extraction electrodes may be one instead of two. An example thereof is shown in FIG. In the electron source 6a, the second extraction electrode 14 is provided in the opening of the shield electrode 4, that is, the second extraction electrode 14
An extraction electrode 15 for extracting the electron 10 generated by the hot cathode 8 as an electron beam 10a is provided at a position corresponding to. The planar shape of the extraction electrode 15 is similar to that of the first extraction electrode 12 shown in FIG. 7, for example.

【0036】そしてこの電子源6aでは、引出し電極1
5と熱陰極8との間に、熱陰極8からの面状の電子10
の端部領域を遮って、引出し電極15から引き出される
電子線10aの端部を整形する前述したようなマスク2
6を、引出し電極15のY方向における両端部にそれぞ
れ設けている。各マスク26は、引出し電極15のY方
向における両端部の上方にそれぞれ位置している。
In the electron source 6a, the extraction electrode 1
5 and the hot cathode 8, the planar electrons 10 from the hot cathode 8
The mask 2 as described above, which blocks the end region of the electron beam 10a and shapes the end of the electron beam 10a extracted from the extraction electrode 15.
6 are provided at both ends of the extraction electrode 15 in the Y direction. Each mask 26 is located above both ends of the extraction electrode 15 in the Y direction.

【0037】この図4の例も、上記図1〜図3の例と同
様、マスク26は多孔状ではあるけれども、帯電によっ
て静電的に電子10を遮る働きをするので、熱陰極8か
らの電子10の両端部領域を遮って、引出し電極15か
ら引き出される電子線10aの両端部を整形することが
できる。
In the example of FIG. 4 as well, as in the examples of FIGS. 1 to 3, although the mask 26 is porous, it functions to electrostatically shield the electrons 10 by charging, so that the mask from the hot cathode 8 is removed. Both ends of the electron beam 10 a extracted from the extraction electrode 15 can be shaped by blocking both end regions of the electron 10.

【0038】しかも、各マスク26は多孔状であるの
で、熱陰極8からの熱放射線24は、各マスク26の多
数の孔を通り抜けて引出し電極15に到達することがで
きる。その結果、上記マスク26を設けていても、引出
し電極15の両端部付近で生じる温度差が低減され、引
出し電極15の熱変形が緩和される。ひいては、前述し
た加速電界の歪みが大きくなることを防いで、引出し電
極15を通して外部に引き出される電子線10aの線量
分布の均一性が悪化することを防止することができる。
Moreover, since each mask 26 is porous, the thermal radiation 24 from the hot cathode 8 can reach the extraction electrode 15 through many holes of each mask 26. As a result, even if the mask 26 is provided, the temperature difference generated near both ends of the extraction electrode 15 is reduced, and the thermal deformation of the extraction electrode 15 is mitigated. As a result, it is possible to prevent the above-mentioned distortion of the acceleration electric field from becoming large and prevent the uniformity of the dose distribution of the electron beam 10a extracted to the outside through the extraction electrode 15 from being deteriorated.

【0039】なお、上記のようなマスク26を、第2引
出し電極14や引出し電極15の下流側に設けると、そ
こには前述した加速電圧Va による加速電界が印加され
ているので、マスク26によってこの加速電界を乱すこ
とになるので好ましくない。
When the mask 26 as described above is provided on the downstream side of the second extraction electrode 14 and the extraction electrode 15, the accelerating electric field due to the accelerating voltage Va described above is applied to the mask 26. This disturbs the accelerating electric field, which is not preferable.

【0040】また、第2引出し電極14や引出し電極1
5から引き出されて加速電界によって加速された後の電
子線10aをマスク26によって遮るよりも、加速され
る前で、即ち上記例のように第2引出し電極14や引出
し電極15の上流側で電子10を遮る方が、電子10の
エネルギーが低いので遮ることが容易である。
In addition, the second extraction electrode 14 and the extraction electrode 1
5 rather than blocking the electron beam 10a after being extracted from No. 5 and accelerated by the accelerating electric field by the mask 26, that is, before the electron beam is accelerated, that is, at the upstream side of the second extraction electrode 14 or the extraction electrode 15 as in the above example. Blocking 10 is easier because the energy of the electron 10 is lower.

【0041】上記各例は、第2引出し電極14や引出し
電極15のY方向における両端部にマスク26を設けた
例であるけれども、引き出す電子線10aの片側のみを
整形したい等の状況に応じて、片側のみにマスク26を
設けても良い。また、引き出す電子線10aのX方向に
おける端部を整形したいのであれば、第2引出し電極1
4や引出し電極15のX方向における端部(両側または
片側)に上記のようなマスク26を設ければ良い。
Although each of the above examples is an example in which the mask 26 is provided at both ends of the second extraction electrode 14 and the extraction electrode 15 in the Y direction, it is necessary to shape only one side of the extracted electron beam 10a. The mask 26 may be provided on only one side. If it is desired to shape the end portion of the electron beam 10a to be extracted in the X direction, the second extraction electrode 1
The mask 26 as described above may be provided on the ends (both sides or one side) of the extraction electrode 4 and the extraction electrode 15 in the X direction.

【0042】[0042]

【発明の効果】この発明は、上記のとおり構成されてい
るので、次のような効果を奏する。
Since the present invention is configured as described above, it has the following effects.

【0043】請求項1記載の発明によれば、上記マスク
は多孔状ではあるけれども、帯電によって静電的に電子
を遮る働きをするので、熱陰極からの電子の端部領域を
遮って、第2引出し電極から引き出される電子線の端部
を整形することができる。
According to the first aspect of the present invention, although the mask is porous, it functions to electrostatically shield electrons by charging, so that it blocks the end region of the electrons from the hot cathode to 2 The end of the electron beam extracted from the extraction electrode can be shaped.

【0044】しかも、上記マスクは多孔状であるので、
熱陰極からの熱放射線は、当該マスクの多数の孔を通り
抜けて第2引出し電極に到達することができる。その結
果、上記マスクを設けていても、第2引出し電極の端部
付近で生じる温度差が低減され、第2引出し電極の変形
が緩和される。ひいては、第2引出し電極を通して外部
に引き出される電子線の線量分布の均一性が悪化するこ
とを防止することができる。
Moreover, since the mask is porous,
The thermal radiation from the hot cathode can pass through a large number of holes in the mask and reach the second extraction electrode. As a result, even if the mask is provided, the temperature difference generated near the end of the second extraction electrode is reduced, and the deformation of the second extraction electrode is alleviated. As a result, it is possible to prevent the uniformity of the dose distribution of the electron beam extracted to the outside through the second extraction electrode from being deteriorated.

【0045】更に、浮遊電位状態にあるマスクを用いる
ので、直流電源によって負電位に電位が固定された多孔
状のマスクを用いる場合に比べて、直流電源が不要にな
る等、構成の簡素化を図ることができる。
Furthermore, since the mask in the floating potential state is used, the DC power supply is not required, compared with the case where a porous mask in which the potential is fixed to a negative potential by the DC power supply is used. Can be planned.

【0046】請求項2記載の発明によれば、上記マスク
は多孔状ではあるけれども、帯電によって静電的に電子
を遮る働きをするので、熱陰極からの電子の端部領域を
遮って、引出し電極から引き出される電子線の端部を整
形することができる。
According to the second aspect of the present invention, although the mask is porous, it functions to electrostatically shield electrons by charging, so that the end regions of the electrons from the hot cathode are shielded and extracted. The end of the electron beam extracted from the electrode can be shaped.

【0047】しかも、上記マスクは多孔状であるので、
熱陰極からの熱放射線は、当該マスクの多数の孔を通り
抜けて引出し電極に到達することができる。その結果、
上記マスクを設けていても、引出し電極の端部付近で生
じる温度差が低減され、引出し電極の変形が緩和され
る。ひいては、引出し電極を通して外部に引き出される
電子線の線量分布の均一性が悪化することを防止するこ
とができる。
Moreover, since the mask is porous,
Thermal radiation from the hot cathode can reach the extraction electrode through many holes in the mask. as a result,
Even if the mask is provided, the temperature difference generated near the end of the extraction electrode is reduced, and the deformation of the extraction electrode is alleviated. As a result, it is possible to prevent the uniformity of the dose distribution of the electron beam extracted to the outside through the extraction electrode from being deteriorated.

【0048】更に、浮遊電位状態にあるマスクを用いる
ので、直流電源によって負電位に電位が固定された多孔
状のマスクを用いる場合に比べて、直流電源が不要にな
る等、構成の簡素化を図ることができる。
Further, since the mask in the floating potential state is used, the DC power source is unnecessary and the structure is simplified as compared with the case of using the porous mask in which the potential is fixed to the negative potential by the DC power source. Can be planned.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】この発明に係る電子源の一例を示す概略断面図
である。
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing an example of an electron source according to the present invention.

【図2】この発明に係る電子源の他の例を示す概略断面
図である。
FIG. 2 is a schematic cross-sectional view showing another example of the electron source according to the present invention.

【図3】この発明に係る電子源の他の例を示す概略断面
図である。
FIG. 3 is a schematic sectional view showing another example of the electron source according to the present invention.

【図4】この発明に係る電子源の更に他の例を示す概略
断面図である。
FIG. 4 is a schematic sectional view showing still another example of the electron source according to the present invention.

【図5】図1〜図4中のマスクの一例を拡大して示す平
面図である。
FIG. 5 is a plan view showing an example of the mask in FIGS. 1 to 4 in an enlarged manner.

【図6】従来の電子源を備える電子線照射装置の一例を
示す概略断面図である。
FIG. 6 is a schematic sectional view showing an example of an electron beam irradiation apparatus including a conventional electron source.

【図7】熱陰極、第1引出し電極およびマスクを示す平
面図である。
FIG. 7 is a plan view showing a hot cathode, a first extraction electrode and a mask.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

6a 電子源 8 熱陰極 10 電子 10a 電子線 12 第1引出し電極 14 第2引出し電極 15 引出し電極 24 熱放射線 26 マスク 6a electron source 8 hot cathode 10 electronic 10a electron beam 12 First extraction electrode 14 Second extraction electrode 15 Extraction electrode 24 Thermal radiation 26 masks

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 電子を発生させる熱陰極と、この熱陰極
で発生させた電子を電子線として引き出す2枚の引出し
電極であって上流側の第1引出し電極およびこれと同電
位の下流側の第2引出し電極とを備える電子源におい
て、前記熱陰極と前記第2引出し電極との間に設けられ
ていて前記熱陰極からの電子の端部領域を遮って、前記
第2引出し電極から引き出される電子線の端部を整形す
るものであって、多孔状の導体から成りかつ浮遊電位状
態にあるマスクを備えていることを特徴とする電子源。
1. A hot cathode for generating electrons, and two extraction electrodes for drawing out the electrons generated by the hot cathode as an electron beam, the first extraction electrode on the upstream side and the downstream side of the same potential as the extraction electrode. In an electron source provided with a second extraction electrode, the electron is extracted from the second extraction electrode by being provided between the hot cathode and the second extraction electrode and blocking an end region of electrons from the hot cathode. An electron source for shaping an end portion of an electron beam, comprising a mask made of a porous conductor and in a floating potential state.
【請求項2】 電子を発生させる熱陰極と、この熱陰極
で発生させた電子を電子線として引き出す引出し電極と
を備える電子源において、前記熱陰極と前記引出し電極
との間に設けられていて前記熱陰極からの電子の端部領
域を遮って、前記引出し電極から引き出される電子線の
端部を整形するものであって、多孔状の導体から成りか
つ浮遊電位状態にあるマスクを備えていることを特徴と
する電子源。
2. An electron source comprising a hot cathode for generating electrons and an extraction electrode for extracting the electrons generated by the hot cathode as an electron beam, the electron source being provided between the hot cathode and the extraction electrode. An end region of electrons emitted from the hot cathode is blocked to shape an end of an electron beam extracted from the extraction electrode, and a mask made of a porous conductor and in a floating potential state is provided. An electron source characterized by the above.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007532899A (en) * 2004-04-13 2007-11-15 テレダイン・テクノロジーズ・インコーポレイテッド Improved source for high energy electrons

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