JP2005174715A - Electron beam source and x-ray source - Google Patents

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Nobuyoshi Koshida
信義 越田
Akira Kojima
明 小島
Akira Tomita
昭 冨田
Saburo Nonogaki
三郎 野々垣
Juichi Shimada
壽一 嶋田
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an electron beam source and an X-ray source which have a high luminance and a long life like a nano-silicon plane electron source and are capable of converging and emitting electrons like a point electron beam source, and are low in cost and easy to handle. <P>SOLUTION: The electron beam source is equipped with a high energy vertical plane electron source (2) and acceleration focusing electrodes (3, 4) which accelerate and converge the electrons emitted from the high energy vertical plane electron source (2). <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

この出願の発明は電子線源およびX線源に関するものである。   The invention of this application relates to an electron beam source and an X-ray source.

従来、電子顕微鏡や電子線描画装置などにおいては、一点から電子線を放射する形式の点電子線源が用いられており、この場合、電子線結像系の解像度を向上させるために、輝度の高い点電子線源が望まれている。ここで、輝度とは、単位立体角当たりに放射される電子電流の大きさを意味する。点電子線源としては、たとえば、タングステン単結晶の針状電極にジルコニウムと酸素とからなる被覆層を設けてなる電極を電子源とするものが知られている(特許文献1参照)。   Conventionally, in an electron microscope, an electron beam drawing apparatus, etc., a point electron beam source that emits an electron beam from one point is used. In this case, in order to improve the resolution of the electron beam imaging system, the luminance is reduced. A high point electron beam source is desired. Here, the luminance means the magnitude of the electron current radiated per unit solid angle. As a point electron beam source, for example, an electron source in which an electrode in which a coating layer made of zirconium and oxygen is provided on a tungsten single crystal needle electrode is used (see Patent Document 1).

一方、点電子線源ではないが、高輝度の電子線源として、平面状の放射面から電子を放射するナノシリコン面電子源も知られている(特許文献2参照)。図11は、このナノシリコン面電子源の構成を例示した断面図である。この図11において、ナノシリコン面電子源(ア)は、基板(イ)(この場合には、導電性の基板、たとえばn形シリコン基板とする)の上に、ナノシリコン層(ウ)と上部電極(エ)とを順次形成することによって作製されている。ナノシリコン層(ウ)は、化学気相堆積法によって形成したポリシリコン層を陽極酸化することによって作製され、上部電極(エ)は、たとえば厚さ約10nmの金属膜によって構成される。また基板(イ)のナノシリコン層(ウ)とは反対側の面には、電圧を基板(イ)と上部電極(エ)との間に印加するために、基板(イ)とオーミック接触する下部電極(オ)が形成されている。   On the other hand, although not a point electron beam source, a nanosilicon surface electron source that emits electrons from a planar emission surface is also known as a high-intensity electron beam source (see Patent Document 2). FIG. 11 is a cross-sectional view illustrating the configuration of this nanosilicon surface electron source. In FIG. 11, a nanosilicon surface electron source (a) is formed on a substrate (b) (in this case, a conductive substrate, for example, an n-type silicon substrate), a nanosilicon layer (c) and an upper part. It is produced by sequentially forming electrodes (d). The nanosilicon layer (c) is produced by anodizing a polysilicon layer formed by chemical vapor deposition, and the upper electrode (d) is formed of a metal film having a thickness of about 10 nm, for example. The surface of the substrate (b) opposite to the nanosilicon layer (c) is in ohmic contact with the substrate (b) in order to apply a voltage between the substrate (b) and the upper electrode (d). A lower electrode (e) is formed.

このナノシリコン面電子源(ア)は、真空中において、10〜30Vの電圧を上部電極(エ)と下部電極(オ)との間に上部電極(エ)側を正として印加した際に、電子を上部電極(エ)の表面から8mA/cm2の電流密度で放射することができる。このときの動作下限真空度は1〜10Paであり、他の面電子源と比較して格段に低い真空度での動作が可能である。また、超低真空度動作という特徴に加えて、長寿命であることも特徴としている。これらの特徴の理由は、タングステンの熱電子放射電子源やタングステン細針の電界放射電子源等の電子源とは異なり、1eV以上の高エネルギーで電子を放射することができるので、放射電子が表面の汚染などの影響を受けにくいためである。しかしながら、これらの特徴を実現するには、電子の放射方向が揃っていて、放射エネルギーの分布幅が狭いことが併せて必要である。実際、多くのナノシリコン面電子源による電子放射は、主として放射面に垂直であり、そのエネルギーは7eVを中心に幅2eVと狭い。 When this nanosilicon surface electron source (a) is applied in a vacuum with a voltage of 10 to 30 V between the upper electrode (d) and the lower electrode (e) with the upper electrode (d) side being positive, Electrons can be emitted from the surface of the upper electrode (d) at a current density of 8 mA / cm 2 . The operation lower limit vacuum degree at this time is 1 to 10 Pa, and operation at a remarkably low degree of vacuum is possible as compared with other surface electron sources. In addition to the feature of ultra-low vacuum operation, it is also characterized by long life. The reason for these features is that, unlike an electron source such as a tungsten thermoelectron emission electron source or a tungsten fine needle field emission electron source, electrons can be emitted with a high energy of 1 eV or more. This is because it is not easily affected by contamination of the water. However, in order to realize these characteristics, it is necessary that the electron emission directions are uniform and the distribution width of the radiant energy is narrow. In fact, the electron emission from many nanosilicon surface electron sources is mainly perpendicular to the emission surface, and its energy is as narrow as 2 eV with a center of 7 eV.

他方、従来、分析測定や医療診断などに使われるX線源としては、熱電子源から放出される電子を真空中で加速させ、電子線としてタングステンや胴などのターゲットに入射させて、X線を発生させるX線源が用いられており、この場合も、X線像の解像度や測定及び診断の精度を向上させるために、輝度の高い点X線源が望まれている。ここで、輝度とは、単位時間単位立体角当たりに放射されるX線のエネルギー量を意味する。このような高輝度点X線源を実現するには、ターゲット上で局所的に高い電子線照射密度を得る必要がある。しかしながら、従来の熱電子源から放出される電子は広い角度範囲の方向に放出されるため、いくら理想的な電子線結像系を用いてもターゲット上での電子線照射密度を熱電子源上での放出密度以上に上げることは困難である。熱電子線源としては、電流加熱されるタングステンフィラメントや、タングステン単結晶の針状電極にジルコニウムと酸素とからなる被覆層を設けてなる電極を電子源とするもの(特許文献1参照)などが知られている。
特開2000−294183号公報 特開2000−100316号公報
On the other hand, as an X-ray source conventionally used for analytical measurement and medical diagnosis, an electron emitted from a thermionic source is accelerated in a vacuum and made incident on a target such as tungsten or a cylinder as an X-ray. In this case, in order to improve the resolution of X-ray images and the accuracy of measurement and diagnosis, a point X-ray source with high brightness is desired. Here, the luminance means the amount of X-ray energy radiated per unit time unit solid angle. In order to realize such a high brightness point X-ray source, it is necessary to obtain a high electron beam irradiation density locally on the target. However, since the electrons emitted from the conventional thermionic source are emitted in the direction of a wide angular range, the electron beam irradiation density on the target can be set on the thermionic source no matter how ideal the electron beam imaging system is used. It is difficult to increase it beyond the emission density at Examples of thermionic beam sources include tungsten filaments that are heated by current, and those that use an electrode in which a coating layer made of zirconium and oxygen is provided on a tungsten single crystal acicular electrode (see Patent Document 1). Are known.
JP 2000-294183 A Japanese Patent Laid-Open No. 2000-100360

しかしながら、高輝度な点電子線源が求められているものの、上記特許文献1に記載の点電子線源ではナノシリコン面電子源ほどの高輝度な電子は実現できず、またもちろんナノシリコン面電子源では電子が集束する集束点を持っていないので、点電子線源としては用いることができない。   However, although a high-brightness point electron beam source is required, the point electron beam source described in Patent Document 1 cannot realize high-brightness electrons as high as a nanosilicon surface electron source, and of course, nanosilicon surface electrons. Since the source does not have a focusing point where electrons are focused, it cannot be used as a point electron beam source.

しかも、上記特許文献1に記載の点電子線源は熱電子線源でもあるので、針状電極を超高真空下(たとえば、圧力が1千万分の1Pa以下)で高温(たとえば、1400K以上)に加熱する必要があり、そのためのコストが極めて高くなってしまう。   Moreover, since the point electron beam source described in Patent Document 1 is also a thermoelectron beam source, the needle-like electrode is heated at a high temperature (for example, 1400K or more) under an ultrahigh vacuum (for example, the pressure is 1 / 10,000,000 Pa or less). ), And the cost for that is extremely high.

また、従来のX線源においても、熱電子線源としてのタングステンフィラメントを高真空下(たとえば、圧力が1万分の1Pa以下)で高温(たとえば、1400K以上)に加熱する必要があり、そのためのコストが高くなってしまう。   In addition, in a conventional X-ray source, it is necessary to heat a tungsten filament as a thermoelectron beam source to a high temperature (for example, 1400 K or more) under a high vacuum (for example, a pressure of 1 / 10,000 Pa or less). Cost becomes high.

そこで、以上のとおりの事情に鑑み、この出願の発明は、ナノシリコン面電子源のように高輝度且つ長寿命であり、点電子線源のように電子を集束して放射することが可能であり、しかも安価で且つ取扱いの容易な、電子線源およびX線源を提供することを課題としている。   Therefore, in view of the circumstances as described above, the invention of this application has high brightness and long life like a nanosilicon surface electron source, and can focus and emit electrons like a point electron beam source. It is an object of the present invention to provide an electron beam source and an X-ray source that are inexpensive and easy to handle.

この出願の発明は、上記の課題を解決するものとして、第1には、高エネルギー垂直面電子源と、高エネルギー垂直面電子源から放射された電子を加速し集束する加速集束電極とを備えたことを特徴とする電子線源を提供する。   In order to solve the above problems, the invention of this application includes, firstly, a high energy vertical plane electron source and an acceleration focusing electrode that accelerates and focuses electrons emitted from the high energy vertical plane electron source. An electron beam source is provided.

第2には、前記加速集束電極による電子の集束位置に開口部を有する領域制限体をさらに備えたことを特徴とする前記電子線源を提供する。   Second, the electron beam source is further provided with a region limiter having an opening at a position where electrons are focused by the acceleration focusing electrode.

第3には、凹表面を有する高エネルギー垂直面電子源と、高エネルギー垂直面電子源から放射された電子の集束位置に開口部を有する領域制限体とを備えたことを特徴とする電子線源を提供する。   Third, an electron beam comprising: a high-energy vertical plane electron source having a concave surface; and a region restricting body having an opening at a focusing position of electrons emitted from the high-energy vertical plane electron source Provide a source.

第4には、前記高エネルギー垂直面電子源の凹表面が、凹球面、凹楕円面、樋状凹面のいずれかであることを特徴とする前記電子線源を提供する。   Fourth, the electron beam source is characterized in that the concave surface of the high energy vertical plane electron source is any one of a concave spherical surface, a concave elliptical surface, and a bowl-shaped concave surface.

第5には、前記領域制限体の開口部が、点状、楕円状、長方形状、線状のいずれかであることを特徴とする前記電子線源を提供する。   5thly provides the said electron beam source characterized by the opening part of the said area | region restriction | limiting body being one of dot shape, elliptical shape, rectangular shape, and linear shape.

第6には、前記高エネルギー垂直面電子源と前記領域制限体との間に、前記高エネルギー垂直面電子源から放射された電子を加速させる加速電極をさらに備えたことを特徴とする前記電子線源を提供する。   Sixth, the electron further comprising an acceleration electrode for accelerating electrons emitted from the high energy vertical plane electron source between the high energy vertical plane electron source and the region restrictor. Provide a radiation source.

第7には、前記高エネルギー垂直面電子源が、放射電子のエネルギーが1eV以上で、且つその放射方向が電子放射面に垂直である面電子源であることを特徴とする前記電子線源を提供する。   Seventhly, the electron beam source is characterized in that the high-energy vertical plane electron source is a plane electron source whose emitted electron energy is 1 eV or more and whose emission direction is perpendicular to the electron emission plane. provide.

第8には、前記高エネルギー垂直面電子源が、ナノシリコン面電子源であることを特徴とする前記電子線源を提供する。   Eighth, the electron beam source is characterized in that the high-energy vertical surface electron source is a nanosilicon surface electron source.

第9には、高エネルギー垂直面電子源から放射された電子を加速し集束した後にターゲットに衝突させることによってX線を発生することを特徴とするX線源を提供する。   Ninth, the present invention provides an X-ray source characterized by generating X-rays by accelerating and focusing electrons emitted from a high-energy vertical plane electron source and then colliding them with a target.

第10には、前記高エネルギー垂直面電子源が、放射電子のエネルギーが1eV以上で、且つその放射方向が電子放射面に垂直である面電子源であることを特徴とする前記X線源を提供する。   Tenth, the X-ray source is characterized in that the high-energy vertical plane electron source is a plane electron source whose emitted electron energy is 1 eV or more and whose emission direction is perpendicular to the electron emission plane. provide.

第11には、前記高エネルギー垂直面電子源が、ナノシリコン面電子源であることを特徴とする前記X線源を提供する。   Eleventh, the X-ray source is characterized in that the high-energy vertical surface electron source is a nanosilicon surface electron source.

第12には、前記電子線源から放射された電子を加速し集束した後にターゲットに衝突させることによってX線を発生することを特徴とするX線源を提供する。   Twelfth, the present invention provides an X-ray source characterized in that X-rays are generated by accelerating and focusing the electrons emitted from the electron beam source and then colliding them with a target.

上記第1の電子線源によれば、高エネルギー垂直面電子源および加速集束電極による高輝度な電子の加速放射が可能であり、高輝度且つ長寿命、しかも安価且つ取扱い容易な電子線源を実現することができる。   According to the first electron beam source, an electron beam source capable of accelerating and radiating high-brightness electrons with a high-energy vertical plane electron source and an accelerating focusing electrode, having high brightness and long life, and being inexpensive and easy to handle. Can be realized.

上記第2の電子線源によれば、上記第1の電子線源と同様な効果が得られ、また集束放射性能をさらに向上させることができる。   According to the second electron beam source, the same effect as the first electron beam source can be obtained, and the focused radiation performance can be further improved.

上記第3の電子線源によれば、凹表面の高エネルギー垂直面電子源および領域制限体による高輝度な電子の優れた集束放射が可能であり、高輝度且つ長寿命、しかも安価且つ取扱い容易な電子線源を実現することができる。   According to the third electron beam source, it is possible to perform excellent focused radiation of high-brightness electrons by a high-energy vertical plane electron source having a concave surface and a region limiter, high brightness, long life, low cost, and easy handling. A simple electron beam source can be realized.

上記第4および第5の電子線源によれば、上記第3の電子線源と同様な効果が得られ、また放射電子の点状や楕円状、線状の集束形状が得られるようになる。   According to the fourth and fifth electron beam sources, the same effects as those of the third electron beam source can be obtained, and a pointed, elliptical, or linear focusing shape of emitted electrons can be obtained. .

上記第6の電子線源によれば、上記第3の電子線源と同様な効果が得られ、また電子の加速放射が可能となる。   According to the sixth electron beam source, effects similar to those of the third electron beam source can be obtained, and accelerated emission of electrons can be performed.

上記第7の電子線源によれば、上記第1〜6の電子線源と同様な効果が得られ、また高輝度な電子放射をより確実ならしめることができる。   According to the seventh electron beam source, the same effects as those of the first to sixth electron beam sources can be obtained, and high-luminance electron emission can be made more reliable.

上記第8の電子線源によれば、上記第7の電子線源と同様な効果が得られ、またナノシリコン面電子源による高輝度な電子放射が可能になる。   According to the eighth electron beam source, effects similar to those of the seventh electron beam source can be obtained, and high-intensity electron emission can be performed by the nanosilicon surface electron source.

上記第9のX線源によれば、高輝度なX線を発生させることができ、高輝度且つ長寿命、しかも安価且つ取扱い容易なX線源を実現することができる。   According to the ninth X-ray source, an X-ray source with high luminance can be generated, and an X-ray source with high luminance, long life, low cost and easy handling can be realized.

上記第10および第11のX線源によれば、上記第9および10のX線源と同様な効果が得られ、また高輝度なX線発生をより確実ならしめることができる。   According to the tenth and eleventh X-ray sources, the same effects as in the ninth and tenth X-ray sources can be obtained, and the generation of high-intensity X-rays can be made more reliable.

上記第12のX線源によれば、上記第1〜第8の電子線源と同様な効果が得られ、また高輝度なX線を発生させることができ、高輝度且つ長寿命、しかも安価且つ取扱い容易なX線源を実現することができる。   According to the twelfth X-ray source, the same effects as those of the first to eighth electron beam sources can be obtained, high brightness X-rays can be generated, high brightness, long life, and low cost. An X-ray source that is easy to handle can be realized.

上記のとおりの特徴を有するこの出願の発明においては、高エネルギー垂直面電子源から放射される電子を加速し集束して電子線として放射する電子線源を構成する。また、この電子線源あるいはその一部分を用いて、電子を加速し集束した後にターゲットに衝突させてX線を発生するX線源を構成する。   In the invention of this application having the features as described above, an electron beam source is configured to accelerate and focus electrons emitted from a high energy vertical plane electron source and emit them as an electron beam. In addition, the electron beam source or a part thereof is used to constitute an X-ray source that generates X-rays by accelerating and focusing electrons and then colliding with the target.

[第1の実施形態]
図1は、この出願の発明の電子線源の一実施形態を示したものである。
[First Embodiment]
FIG. 1 shows an embodiment of an electron beam source according to the invention of this application.

この図1において、(1)は基板、(2)は基板(1)上に形成された高エネルギー垂直面電子源、(3)および(4)は加速集束電極としての第1電極および第2電極であり、高エネルギー垂直面電子源(2)により電子を放射し、その電子を第1電極(3)および第2電極(4)により加速させ集束させる電子線源となっている。   In FIG. 1, (1) is a substrate, (2) is a high energy vertical plane electron source formed on the substrate (1), (3) and (4) are a first electrode and a second electrode as acceleration focusing electrodes. This is an electron beam source that emits electrons from a high-energy vertical surface electron source (2) and accelerates and focuses the electrons by the first electrode (3) and the second electrode (4).

高エネルギー垂直面電子源(2)は、放射電子のエネルギーが通常の面電子源よりも高くたとえば1eV以上で、且つその放射方向が電子放射面に垂直な面電子源であり、たとえばナノシリコン面電子源を考慮できる。ナノシリコン面電子源としては、たとえば前述の図11に例示した構成のものを使うことができる。   The high-energy vertical plane electron source (2) is a plane electron source in which the energy of emitted electrons is higher than that of a normal plane electron source, for example, 1 eV or more, and its emission direction is perpendicular to the electron emission plane. Consider electron sources. As the nanosilicon surface electron source, for example, the one exemplified in FIG. 11 described above can be used.

なお、放射エネルギーおよび放射方向については、放射される電子の主要なエネルギーおよび主要な方向が1eV以上および垂直であればよいことは言うまでもない。すなわち、実際には、面放射に関する各種条件や環境によって、放射電子の中に1eV以上および垂直方向でない電子も僅かに含まれる場合が考えられるが、全体からみて1eV以上および垂直方向の放射であれば、本願発明の電子線源および後述のX線源を実現することができるのである。   Needless to say, the radiant energy and the radiating direction need only be 1 eV or higher and perpendicular to the main energy and main direction of the emitted electrons. That is, in reality, there may be a case where the emitted electrons include slightly more than 1 eV and electrons that are not in the vertical direction depending on various conditions and environments related to the surface emission. Thus, the electron beam source of the present invention and the X-ray source described later can be realized.

第1電極(3)および第2電極(4)は、同軸に配置された金属製の円筒状の加速集束電極であり、高エネルギー垂直面電子源(2)から放射された電子が円筒内を通過するように配置されている。   The first electrode (3) and the second electrode (4) are coaxial cylindrical accelerating focusing electrodes arranged coaxially, and electrons radiated from the high energy vertical surface electron source (2) pass through the cylinder. It is arranged to pass.

この電子線源を動作させるときには、まず電子線源全体を真空中に置き、高エネルギー垂直面電子源(2)の表面と第1電極(3)とを同一電位に保ち、第2電極(4)の電位を第1電極(3)の電位よりも高く保ち、高エネルギー垂直面電子源(2)を動作状態とする。この高エネルギー垂直面電子源(2)の表面から電子が、面に垂直な指向性を持って放射され、第1電極(3)および第2電極(4)との間に形成される静電電子レンズによって加速、集束され、図中に示したような電子軌道(5)を描いて、電子線源外部に向けて放射される。   When operating the electron beam source, first, the entire electron beam source is placed in a vacuum, the surface of the high energy vertical surface electron source (2) and the first electrode (3) are kept at the same potential, and the second electrode (4 ) Is kept higher than the potential of the first electrode (3), and the high energy vertical surface electron source (2) is put into an operating state. Electrons are emitted from the surface of the high energy vertical plane electron source (2) with directivity perpendicular to the plane, and are formed between the first electrode (3) and the second electrode (4). The electron beam is accelerated and focused by the electron lens, and is emitted toward the outside of the electron beam source while drawing an electron trajectory (5) as shown in the figure.

ここで、電子が最も密度高く集束される点である電子の集束点を「焦点」(図中F)と呼び、焦点Fにおける電子の軌道を直線的に電子の進行方向とは逆の方向に延長した直線(図中L)と静電電子レンズに入る前の電子の軌道(=直線部分)との交点(図中I)の位置における静電電子レンズの軸(光軸と呼ぶ。図中O)に垂直な平面を考え、その面を「主要面」(図中H)と呼び、主要面Hから焦点Fまでの距離を「焦点距離」と呼ぶこととする。   Here, the focal point of electrons, which is the point at which electrons are focused with the highest density, is referred to as “focal point” (F in the figure), and the trajectory of electrons at the focal point F is linearly opposite to the traveling direction of the electrons. The axis (referred to as the optical axis) of the electrostatic electron lens at the intersection (I in the figure) of the extended straight line (L in the figure) and the trajectory (= straight line part) of the electrons before entering the electrostatic electron lens. Considering a plane perpendicular to O), the plane is called a “main plane” (H in the figure), and the distance from the main plane H to the focal point F is called a “focal length”.

高エネルギー垂直面電子源(2)からの電子が、光軸Oに並行に、電子電流密度D[A/cm2]で放射されると仮定したとき、焦点距離をf[cm]とすると、焦点Fは、仮想的点電子線源とみなすことができる。この仮想的点電子線源の輝度をB[A/ステラジアン]とすると、輝度Bは、静電電子レンズに収差がなく、電子同士の空間電荷反発がないとすれば、次式によって与えられる。 When it is assumed that electrons from the high energy vertical plane electron source (2) are emitted in parallel with the optical axis O at an electron current density D [A / cm 2 ], the focal length is f [cm] The focal point F can be regarded as a virtual point electron beam source. Assuming that the luminance of this virtual point electron beam source is B [A / steradian], the luminance B is given by the following equation if there is no aberration in the electrostatic electron lens and there is no space charge repulsion between electrons.

この式に従えば、輝度Bは、焦点距離fの2乗に比例して大きくなるので、fを大きくすることによって、高輝度の電子線源が得られることがわかる。 According to this equation, the luminance B increases in proportion to the square of the focal length f, and it can be seen that a high-intensity electron beam source can be obtained by increasing f.

なお、本実施形態においては、図1に例示したように、焦点Fから離れた軌道を通る電子を電子線源外に放出させないために、焦点Fの位置に開口部を有する領域制限体を設けてもよい。図1では、この領域制限体の一種として、点状の開口部を有する板状のピンホール体(6)を図示している。このピンホール体(6)を代表とする領域制限体は、電子の放射領域を制限するだけでなく、上記仮想的点電子線源の大きさを制限することにも役立つ。ピンホール体(6)は、たとえば金属板に微小孔を開けて作ることができる。   In the present embodiment, as illustrated in FIG. 1, a region limiter having an opening at the position of the focal point F is provided in order to prevent electrons passing through the trajectory away from the focal point F from being emitted outside the electron beam source. May be. In FIG. 1, a plate-like pinhole body (6) having a dot-like opening is shown as a kind of the region limiting body. The region limiter represented by the pinhole body (6) is useful not only for limiting the electron emission region but also for limiting the size of the virtual point electron beam source. The pinhole body (6) can be made, for example, by making micro holes in a metal plate.

本実施形態において、高エネルギー垂直面電子源(2)に最も近い位置にある第1電極(3)が円筒状の電極であることも、1つの重要な特徴である。このような電極を用いて、電子利用効率が高く高輝度の仮想的点電子線源を形成できる理由は、高エネルギー垂直面電子源(2)が電子放射面に垂直な方向に強い指向性を持って電子を放射することができるためである。この高エネルギー垂直面電子源(2)の代わりに、同様な指向性が無いかあるいは弱い面電子源を用いても、本実施形態のような電子利用効率が高く高輝度の仮想的点電子線源を形成することは不可能である。   In the present embodiment, it is also an important feature that the first electrode (3) located closest to the high energy vertical surface electron source (2) is a cylindrical electrode. The reason why a high-brightness virtual point electron beam source can be formed using such an electrode with high electron utilization efficiency is that the high energy vertical plane electron source (2) has a strong directivity in the direction perpendicular to the electron emission plane. This is because they can emit electrons. Instead of the high energy vertical plane electron source (2), even if a plane electron source with no directivity or weakness is used, a virtual point electron beam with high electron utilization efficiency and high brightness as in this embodiment is used. It is impossible to form a source.

[第2の実施形態]
図2は、この出願の発明の電子線源の別の一実施形態を示したものである。
[Second Embodiment]
FIG. 2 shows another embodiment of the electron beam source of the invention of this application.

この図2において、(1)は凹球表面を持つ基板、(2)は基板(1)の凹球表面上に形成された凹球表面を持つ高エネルギー垂直面電子源、(6)は高エネルギー垂直面電子源(2)の凹球表面の曲率中心の位置に開口部を有するピンホール体であり、高エネルギー垂直面電子源(2)の凹球表面から電子を集束放射し、ピンホール体(6)の開口部を通して放出する電子線源となっている。   In FIG. 2, (1) is a substrate having a concave spherical surface, (2) is a high energy vertical electron source having a concave spherical surface formed on the concave spherical surface of the substrate (1), and (6) is a high A pinhole body having an opening at the position of the center of curvature of the concave sphere surface of the energy vertical plane electron source (2), and focusing and radiating electrons from the concave sphere surface of the high energy vertical plane electron source (2). It is an electron beam source that emits through the opening of the body (6).

高エネルギー垂直面電子源(2)は、1eV以上の高放射エネルギーで電子放射面に垂直な放射方向を持つ面電子源であることは第1の実施形態と同じであるが、少なくとも放射表面が凹面状、より具体的には凹球面状となっているものであり、たとえば図11に例示した構成のナノシリコン面電子源を凹球面状の放射表面を持つものとすればよい。   The high energy vertical surface electron source (2) is a surface electron source having a high emission energy of 1 eV or more and a radiation direction perpendicular to the electron emission surface, as in the first embodiment, but at least the emission surface is For example, the nano-silicon surface electron source having the configuration illustrated in FIG. 11 may have a concave spherical emission surface.

この電子線源を動作させるときには、まず電子線源全体を真空中に置き、高エネルギー垂直面電子源(2)の表面とピンホール体(6)とを同一電位に保ち、高エネルギー垂直面電子源(2)を動作状態とする。この高エネルギー垂直面電子源(2)から電子が、等電位空間中を、図中に示したような電子軌道(5)を描いて、凹球表面の曲率中心に向かって進み、曲率中心に集束する。すなわち、高エネルギー垂直面電子源(2)の凹球表面の曲率中心が電子の集束点つまり焦点Fであり、ピンホール体(6)はこの電子の集束点に開口部を有していることになる。この場合の焦点距離fは、高エネルギー垂直面電子源(2)の表面上の一点(たとえば表面と光軸との交点)から焦点Fまでの距離、つまり表面の曲率半径に等しい。かかる場合にも、焦点Fが仮想的点電子線源となり、その輝度Bは上記数1で与えられる。なお、ここでの光軸は、電子の軌道全体が作る円錐の軸である。   When operating this electron beam source, first, the entire electron beam source is placed in a vacuum, the surface of the high energy vertical surface electron source (2) and the pinhole body (6) are kept at the same potential, and high energy vertical surface electrons are maintained. Source (2) is in operation. Electrons from this high energy vertical plane electron source (2) travel in the equipotential space toward the center of curvature of the concave sphere surface by drawing the electron trajectory (5) as shown in the figure. Focus. That is, the center of curvature of the concave sphere surface of the high-energy vertical electron source (2) is an electron focusing point, that is, a focal point F, and the pinhole body (6) has an opening at the electron focusing point. become. The focal length f in this case is equal to the distance from a point on the surface of the high energy vertical plane electron source (2) (for example, the intersection of the surface and the optical axis) to the focal point F, that is, the radius of curvature of the surface. Also in such a case, the focal point F becomes a virtual point electron beam source, and the luminance B thereof is given by the above formula 1. The optical axis here is a conical axis formed by the entire electron trajectory.

本実施形態では、高エネルギー垂直面電子源(2)の凹表面とピンホール体(6)が同一電位に保たれることも、1つの重要な特徴である。このような構成により、電子利用効率が高く高輝度の仮想的点電子線源を形成できる理由は、上記第1の実施形態と同様に、高エネルギー垂直面電子源(2)が電子放射面に垂直な方向に強い指向性を持って電子を放射することができるためである。この高エネルギー垂直面電子源(2)の代わりに、同様な指向性が無いかあるいは弱い面電子源を用いても、本実施形態のような電子利用効率が高く高輝度の仮想的点電子線源を形成することは不可能である。   In the present embodiment, it is also an important feature that the concave surface of the high energy vertical plane electron source (2) and the pinhole body (6) are kept at the same potential. The reason why a virtual point electron beam source with high electron utilization efficiency and high brightness can be formed by such a configuration is the same as in the first embodiment, in which the high energy vertical plane electron source (2) is placed on the electron emission surface. This is because electrons can be emitted with a strong directivity in the vertical direction. Instead of the high energy vertical plane electron source (2), even if a plane electron source with no directivity or weakness is used, a virtual point electron beam with high electron utilization efficiency and high brightness as in this embodiment is used. It is impossible to form a source.

[第3の実施形態]
図3は、この出願の発明の電子線源のさらに別の一実施形態を示したものである。
[Third Embodiment]
FIG. 3 shows still another embodiment of the electron beam source of the invention of this application.

本実施形態では、その構成要素は第2の実施形態におけるものと同じであるが、高エネルギー垂直面電子源(2)とピンホール体(6)との距離を大きくし、ピンホール体(6)を高エネルギー垂直面電子源(2)の表面の電位よりも高い電位に保つようにしている。この場合も、ピンホール体(6)の開口部は、焦点Fつまり高エネルギー垂直面電子源(2)の凹球表面の曲率中心に位置する。そして、ピンホール体(6)の電位を調節することによって、電子を、図中に示したような電子軌道(5)をもって焦点Fに集束させることができる。この場合の焦点距離fは、高エネルギー垂直面電子源(2)の表面と光軸との交点Mから焦点Fまでの距離、つまり表面の曲率半径よりも大きくなり、その分だけ、上記数1により算出される仮想的点電子線源の輝度Bが高くなる。   In this embodiment, the components are the same as those in the second embodiment, but the distance between the high energy vertical surface electron source (2) and the pinhole body (6) is increased, and the pinhole body (6 ) Is maintained at a potential higher than that of the surface of the high energy vertical surface electron source (2). Also in this case, the opening of the pinhole body (6) is located at the focal point F, that is, at the center of curvature of the concave spherical surface of the high energy vertical plane electron source (2). Then, by adjusting the potential of the pinhole body (6), the electrons can be focused on the focal point F with the electron trajectory (5) as shown in the figure. In this case, the focal length f is larger than the distance from the intersection M between the surface of the high energy vertical plane electron source (2) and the optical axis to the focal point F, that is, the radius of curvature of the surface. The luminance B of the virtual point electron beam source calculated by

[第4の実施形態]
図4は、この出願の発明の電子線源のまたさらに別の一実施形態を示したものである。
[Fourth Embodiment]
FIG. 4 shows still another embodiment of the electron beam source of the invention of this application.

本実施形態では、上記第3の実施形態における高エネルギー垂直面電子源(2)とピンホール体(6)との間に、高エネルギー垂直面電子源(2)から放射された電子を加速する加速電極(7)を設けている。加速電極(7)の形状や、その電位およびピンホール体(6)の電位を適当なものとすることによって、電子を、図中に示したような電子軌道(5)をもって焦点Fに集束させることができる。これにより、集束電子光学系の焦点距離を第3の実施形態よりもさらに伸ばすことができ、集束収差をさらに小さくすることもできる。   In this embodiment, electrons emitted from the high energy vertical surface electron source (2) are accelerated between the high energy vertical surface electron source (2) and the pinhole body (6) in the third embodiment. An acceleration electrode (7) is provided. By making the shape of the accelerating electrode (7), its potential and the potential of the pinhole body (6) appropriate, the electrons are focused on the focal point F with the electron trajectory (5) as shown in the figure. be able to. Thereby, the focal length of the focusing electron optical system can be further extended as compared with the third embodiment, and the focusing aberration can be further reduced.

なお、上記第1〜第4のいずれの実施形態においても、たとえば、基板(1)を絶縁性のものとし、基板(1)と高エネルギー垂直面電子源(2)との間に下部電極(前記図11における下部電極(オ)に相当するもの)を設け、それと上部電極(前記図11における上部電極(エ))との間に電圧を印加するようにしてもよい。この下部電極の材質としては、たとえばn形ポリシリコンを考慮できる。   In any of the first to fourth embodiments, for example, the substrate (1) is made insulative, and the lower electrode (between the substrate (1) and the high energy vertical surface electron source (2)) is used. A lower electrode (e) in FIG. 11 may be provided, and a voltage may be applied between the upper electrode (upper electrode (d) in FIG. 11). For example, n-type polysilicon can be considered as the material of the lower electrode.

また、ピンホール体(6)の形状および加速電極(7)の形状は、図1〜図4に図示したような平板状でなくてもよい。   Further, the shape of the pinhole body (6) and the shape of the acceleration electrode (7) do not have to be flat as shown in FIGS.

またさらに、上記第1〜第4のいずれの実施形態も、点状に電子を集束する場合、つまり仮想的点電子線源を構成する場合のものとなっているが、たとえば、図1における第1電極(3)および第2電極(4)によりなる加速集束電極を、高エネルギー垂直面電子源(2)からの放射電子を楕円状や線状に集束可能な形状や構成のものとしたり、図2〜図4における高エネルギー垂直面電子源(2)の凹表面を、凹球面ではなく凹楕円面や樋状凹面などに変え、またそれら凹楕円面や樋状凹面からの放射電子の集束位置に配置される領域制限体の開口部を、点状ではなく楕円状や長方形状、線状などに変えたりすることで、仮想的楕円もしくは線電子線源を構成して楕円状もしくは線状の集束形状を得ることもできる。   Furthermore, in any of the first to fourth embodiments described above, the electrons are focused in the form of dots, that is, a virtual point electron beam source is configured. For example, the first embodiment in FIG. The acceleration focusing electrode composed of one electrode (3) and the second electrode (4) has a shape and configuration capable of focusing the emitted electrons from the high energy vertical plane electron source (2) in an elliptical shape or a linear shape, The concave surface of the high energy vertical plane electron source (2) in FIGS. 2 to 4 is changed to a concave elliptical surface or a saddle-shaped concave surface instead of a concave spherical surface, and the emitted electrons are focused from the concave elliptical surface or the saddle-shaped concave surface. By changing the opening of the area limiter placed at the position to an ellipse, rectangle, line, etc. instead of a point, it forms a virtual ellipse or a line electron beam source to form an ellipse or line Can be obtained.

たとえば、図5では、図2および図3と同様に高エネルギー垂直面電子源(2)が凹球面、領域制限体(60)の開口部(61)が点状となって仮想的点電子源を構成しており、図6では、樋状凹表面および長方形状開口の組合せで仮想的線電子線源を構成しており、図7では、凹楕円表面および線状開口の組合せで仮想的楕円電子線源を構成している。また図8では、図1と同様に高エネルギー垂直面電子源(2)が平面となっているが、領域制限体(60)の開口部(61)が長方形状となっており、仮想的線電子線源を実現ししている。これらのように、高エネルギー垂直面電子源(2)の表面形状および領域制限体(60)の開口部(61)形状は様々に組み合わせることができ、点状集束、楕円状集束、線状集束などの様々な集束形状を実現できるのである。   For example, in FIG. 5, as in FIGS. 2 and 3, the high-energy vertical plane electron source (2) is a concave spherical surface, and the opening (61) of the region restricting body (60) is a dot. In FIG. 6, a virtual line electron beam source is configured by a combination of a saddle-shaped concave surface and a rectangular opening, and in FIG. 7, a virtual ellipse is configured by a combination of a concave elliptical surface and a linear opening. It constitutes an electron beam source. In FIG. 8, the high-energy vertical plane electron source (2) is flat as in FIG. 1, but the opening (61) of the region limiting body (60) is rectangular, and the virtual line An electron beam source is realized. As described above, the surface shape of the high-energy vertical plane electron source (2) and the shape of the opening (61) of the region limiter (60) can be combined in various ways, such as point focusing, elliptical focusing, and linear focusing. Various focusing shapes such as can be realized.

以上説明したように、この出願の発明の電子線源は、仮想的集束電子線源から高輝度の電子線を点状、楕円状、線状等に集束して放射するという高輝度電子線源としての特徴を有し、しかも、従来の電子線源と比較して格段に低い真空度での動作が可能であり且つ長寿命であるという特徴も有する。またもちろん、従来の針状電極やタングステンフィラメントを用いた電子線源のような高温加熱処理は不要であるため、安価で且つ取り扱い易いという利点も有している。   As described above, the electron beam source of the invention of this application is a high-brightness electron beam source in which a high-brightness electron beam is focused and emitted from a virtual focused electron beam source in the form of dots, ellipses, lines, etc. In addition, it has a feature that it can operate at a much lower degree of vacuum than a conventional electron beam source and has a long life. Of course, there is an advantage that it is inexpensive and easy to handle because it does not require a high-temperature heat treatment like a conventional electron beam source using a needle electrode or tungsten filament.

[第5の実施形態]
図9(a)(b)は、各々、この出願の発明のX線源の一実施形態を示したものである。
[Fifth Embodiment]
FIGS. 9A and 9B each show an embodiment of the X-ray source of the invention of this application.

本実施形態では、上記第1〜第4の実施形態におけるピンホール体(6)に代えて、加速された電子との衝突つまり電子線の入射によってX線を放射するターゲットを用い、加速された電子が焦点F(図1〜図4における焦点Fと同じ)においてターゲットと衝突するように構成されている。基板(1)、高エネルギー垂直面電子源(2)、第1電極(3)、第2電極(4)および加速電極(7)の図示は省略しており、点線枠部分が第1、第3および第4の実施形態における電子加速集束系で構成される。   In this embodiment, instead of the pinhole body (6) in the first to fourth embodiments, a target that emits X-rays by collision with accelerated electrons, that is, incidence of an electron beam, was used to accelerate the object. The electrons are configured to collide with the target at the focal point F (the same as the focal point F in FIGS. 1 to 4). The substrate (1), the high-energy vertical surface electron source (2), the first electrode (3), the second electrode (4) and the acceleration electrode (7) are not shown, and the dotted frame portion is the first, first It is comprised by the electron acceleration focusing system in 3 and 4th embodiment.

ターゲットとしては、たとえば、ベリリウムの薄膜で構成された薄膜形ターゲット(8)(図9(a)参照)や、タングステンで構成されたバルク形ターゲット(9)(図9(b)参照)を用いることができ、いずれの場合にも電子線の焦点Fに入射面が位置するように配置される。薄膜形ターゲット(8)の場合には電子線入射側とは反対側に、バルク形ターゲット(9)の場合には電子線入射側と同じ側に電子が放射される。   As the target, for example, a thin film target (8) (see FIG. 9A) made of a beryllium thin film or a bulk target (9) made of tungsten (see FIG. 9B) is used. In any case, the incident surface is disposed at the focal point F of the electron beam. In the case of the thin film type target (8), electrons are emitted on the side opposite to the electron beam incident side, and in the case of the bulk type target (9), electrons are emitted on the same side as the electron beam incident side.

[第6の実施形態]
図10(a)(b)は、各々、この出願の発明のX線源の別の一実施形態を示したものである。
[Sixth Embodiment]
FIGS. 10A and 10B each show another embodiment of the X-ray source of the invention of this application.

本実施形態では、上記第1〜第4の実施形態における電子加速集束系(図中点線枠部分)とターゲットとの間に、第1電極(10)および第2電極(11)をさらに設けた構成となっている。これら第1電極(10)および第2電極(11)は、金属製の円筒状のものであり、それぞれの軸を光軸Oに一致させて配置され、第2電極(11)には第1電極(10)よりも高い電圧が印加されている。焦点F(図1〜図4における焦点Fと同じ)を仮想的点電子線源として放射される電子は、第1電極(10)と第2電極(11)との間に形成される静電電子レンズによって加速され集束されて第2の焦点(図中Ft)を結ぶ。この第2の焦点Ftの位置に薄膜形ターゲット(11)またはバルク形ターゲット(12)を設置し、この位置におけるターゲットへの電子線の入射によってX線を発生させる。図中、焦点Fから焦点Ftまでの電子の軌道は電子軌道(5)の延長によって例示してある。   In the present embodiment, a first electrode (10) and a second electrode (11) are further provided between the electron acceleration focusing system (dotted line frame portion in the figure) and the target in the first to fourth embodiments. It has a configuration. These 1st electrode (10) and 2nd electrode (11) are metal cylindrical things, and each axis | shaft is arrange | positioned so that it may correspond to the optical axis O, and 1st is attached to 2nd electrode (11). A voltage higher than that of the electrode (10) is applied. Electrons emitted with a focal point F (same as the focal point F in FIGS. 1 to 4) as a virtual point electron beam source are electrostatic charges formed between the first electrode (10) and the second electrode (11). It is accelerated and focused by the electron lens to form a second focal point (Ft in the figure). A thin film target (11) or a bulk target (12) is placed at the position of the second focal point Ft, and X-rays are generated by the incidence of an electron beam on the target at this position. In the drawing, the trajectory of electrons from the focal point F to the focal point Ft is illustrated by the extension of the electron trajectory (5).

以上の第5および第6の実施形態において、高エネルギー垂直面電子源(2)は電子放射面に垂直な方向に強い指向性を持って電子を放射するので、高エネルギー垂直面電子源(2)から放射された電子は集束効率良くターゲット上の一点に集中し、その結果として、その一点から高輝度のX線が放射されることになる。しかも、第1〜第4の実施形態と同様に、他のX線源と比較して格段に低い真空度での動作が可能であり、もちろん安価で取り扱いが容易である。   In the fifth and sixth embodiments described above, the high energy vertical plane electron source (2) emits electrons with a strong directivity in the direction perpendicular to the electron emission plane, so that the high energy vertical plane electron source (2 ) Are concentrated at one point on the target with high focusing efficiency, and as a result, high-intensity X-rays are emitted from the one point. In addition, as in the first to fourth embodiments, it is possible to operate at a much lower degree of vacuum than other X-ray sources, and of course it is inexpensive and easy to handle.

また、上記X線源は点電子線源を用いた場合のものであるが、前述したように仮想的楕円もしくは線電子線源を構成して楕円状もしくは線状の集束形状を得るようにした電子線源を用いた場合には、楕円状や線状のX線源を実現することもできる。   The X-ray source is a point electron beam source. As described above, a virtual ellipse or a linear electron beam source is formed to obtain an elliptical or linear focusing shape. When an electron beam source is used, an elliptical or linear X-ray source can also be realized.

もちろん、この出願の発明は以上の実施形態に限定されるものではなく、細部については様々な態様が可能である。   Of course, the invention of this application is not limited to the above embodiments, and various aspects are possible for details.

以上詳しく説明した通り、この出願の発明によって、ナノシリコン面電子源のように高輝度且つ長寿命であり、点電子線源のように電子を集束して放射することが可能であり、しかも安価で且つ取扱いの容易な、電子線源およびX線源が提供される。   As described above in detail, the invention of this application has high brightness and long life like a nanosilicon surface electron source, can focus and emit electrons like a point electron beam source, and is inexpensive. An electron beam source and an X-ray source that are easy to handle are provided.

またこの電子線源は、点状電子集束のみならず、楕円状や線状の電子集束をも可能ならしめ、楕円状や線状の高輝度電子線源を実現することができ、それらを用いた楕円状や線状のX線源をも実現することができる。   This electron beam source not only allows point-like electron focusing but also elliptical and linear electron focusing, and can realize an elliptical or linear high-intensity electron beam source. An elliptical or linear X-ray source can also be realized.

この出願の発明の第1の実施形態を説明するための図である。It is a figure for demonstrating 1st Embodiment of invention of this application. この出願の発明の第2の実施形態を説明するための図である。It is a figure for demonstrating 2nd Embodiment of invention of this application. この出願の発明の第3の実施形態を説明するための図である。It is a figure for demonstrating 3rd Embodiment of invention of this application. この出願の発明の第4の実施形態を説明するための図である。It is a figure for demonstrating 4th Embodiment of invention of this application. この出願の発明による仮想的点電子線源の一構成例を示した概略斜視図である。It is the schematic perspective view which showed one structural example of the virtual point electron beam source by invention of this application. この出願の発明による仮想的線電子線源の一構成例を示した概略斜視図である。It is the schematic perspective view which showed one structural example of the virtual beam electron beam source by invention of this application. この出願の発明による仮想的楕円電子線源の一構成例を示した概略斜視図である。It is the schematic perspective view which showed one structural example of the virtual elliptical electron beam source by invention of this application. この出願の発明による仮想的線電子線源の別の一構成例を示した概略斜視図である。It is the schematic perspective view which showed another structural example of the virtual electron beam source by invention of this application. (a)(b)は、各々、この出願の発明の第5の実施形態を説明するための図である。(A) (b) is a figure for demonstrating 5th Embodiment of invention of this application, respectively. (a)(b)は、各々、この出願の発明の第5の実施形態を説明するための図である。(A) (b) is a figure for demonstrating 5th Embodiment of invention of this application, respectively. 従来のナノシリコン面電子源を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the conventional nano silicon surface electron source.

符号の説明Explanation of symbols

1 基板
2 高エネルギー垂直面電子源
3 第1電極
4 第2電極
5 電子軌道
6 ピンホール体
60 領域制限体
61 開口部
7 加速電極
8 薄膜形ターゲット
9 バルク形ターゲット
10 第1電極
11 第2電極
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Substrate 2 High energy vertical surface electron source 3 First electrode 4 Second electrode 5 Electron orbit 6 Pinhole body 60 Region limiter 61 Opening 7 Accelerating electrode 8 Thin film target 9 Bulk target 10 First electrode 11 Second electrode

Claims (12)

高エネルギー垂直面電子源と、高エネルギー垂直面電子源から放射された電子を加速し集束する加速集束電極とを備えたことを特徴とする電子線源。   An electron beam source comprising: a high energy vertical plane electron source; and an acceleration focusing electrode for accelerating and focusing electrons emitted from the high energy vertical plane electron source. 前記加速集束電極による電子の集束位置に開口部を有する領域制限体をさらに備えたことを特徴とする請求項1記載の電子線源。   2. The electron beam source according to claim 1, further comprising a region limiting body having an opening at a position where electrons are focused by the acceleration focusing electrode. 凹表面を有する高エネルギー垂直面電子源と、高エネルギー垂直面電子源から放射された電子の集束位置に開口部を有する領域制限体とを備えたことを特徴とする電子線源。   An electron beam source comprising: a high energy vertical plane electron source having a concave surface; and a region restricting body having an opening at a focusing position of electrons emitted from the high energy vertical plane electron source. 前記高エネルギー垂直面電子源の凹表面が、凹球面、凹楕円面、樋状凹面のいずれかであることを特徴とする請求項3記載の電子線源。   4. The electron beam source according to claim 3, wherein the concave surface of the high energy vertical surface electron source is any one of a concave spherical surface, a concave elliptical surface, and a bowl-shaped concave surface. 前記領域制限体の開口部が、点状、楕円状、長方形状、線状のいずれかであることを特徴とする請求項3記載の電子線源。   4. The electron beam source according to claim 3, wherein the opening of the region restricting body is any one of a dotted shape, an elliptical shape, a rectangular shape, and a linear shape. 前記高エネルギー垂直面電子源と前記領域制限体との間に、前記高エネルギー垂直面電子源から放射された電子を加速させる加速電極をさらに備えたことを特徴とする請求項3記載の電子線源。   4. The electron beam according to claim 3, further comprising an accelerating electrode for accelerating electrons emitted from the high energy vertical plane electron source between the high energy vertical plane electron source and the region limiter. source. 前記高エネルギー垂直面電子源が、放射電子のエネルギーが1eV以上で、且つその放射方向が電子放射面に垂直である面電子源であることを特徴とする請求項1ないし6のいずれかに記載の電子線源。   The high-energy vertical surface electron source is a surface electron source in which the energy of emitted electrons is 1 eV or more and the emission direction is perpendicular to the electron emission surface. Electron beam source. 前記高エネルギー垂直面電子源が、ナノシリコン面電子源であることを特徴とする請求項7記載の電子線源。   8. The electron beam source according to claim 7, wherein the high-energy vertical surface electron source is a nanosilicon surface electron source. 高エネルギー垂直面電子源から放射された電子を加速し集束した後にターゲットに衝突させることによってX線を発生することを特徴とするX線源。   An X-ray source which generates X-rays by accelerating and focusing electrons emitted from a high-energy vertical plane electron source and then colliding them with a target. 前記高エネルギー垂直面電子源が、放射電子のエネルギーが1eV以上で、且つその放射方向が電子放射面に垂直である面電子源であることを特徴とする請求項9記載のX線源。   The X-ray source according to claim 9, wherein the high-energy vertical surface electron source is a surface electron source having an emission electron energy of 1 eV or more and a radiation direction perpendicular to the electron emission surface. 前記高エネルギー垂直面電子源が、ナノシリコン面電子源であることを特徴とする請求項10記載のX線源。   The X-ray source according to claim 10, wherein the high-energy vertical surface electron source is a nanosilicon surface electron source. 請求項1ないし8のいずれかに記載の電子線源から放射された電子を加速し集束した後にターゲットに衝突させることによってX線を発生することを特徴とするX線源。   9. An X-ray source characterized in that X-rays are generated by accelerating and converging electrons emitted from the electron beam source according to claim 1 and colliding with a target.
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