JPH0584012U - 電子銃装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 長手方向に均一なビーム電流の電子ビームを
得る。 【構成】 ライン状のフィラメント１から放出される第
１の熱電子をライン状のカソード３に衝突させて第２の
熱電子を発生させ、更に、カソード３からの熱電子をグ
リッド５によって制御するように構成された電子銃装置
において、フィラメント１とカソード３の側部に、グリ
ッド電位の入り込みを制御するシールド板１５を設け
る。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、電子銃装置に関し、更に詳しくはライン状の電子ビームを出力する 電子銃装置の改良に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】

電子銃装置の一種に、ライン状の電子ビームを出力するように構成されたもの がある。

【０００３】 図４は、このような電子銃装置の概念構成図である。図において、１はライン 状に形成されたフィラメントであり、通電に応じて第１の熱電子２を放出する。 ３は例えば100mm 程度の長さのライン状に形成されたカソードであり、一定の間 隔を保ってフィラメント１と対向するように配置されている。カソード３はコの 字状に形成され、カソード支持体３ａによって支持されている。カソード３はフ ィラメント１に対して所定の電位差を持っている。フィラメント１から放出され る第１の熱電子２は、電位差により加速されてカソード３に衝突し、カソード３ を加熱する。カソード３は加熱に応じて第２の熱電子４を放出する。

【０００４】 ５はグリッドであり、フィラメント１を内包する第１のカバー６の端面に固定 されている。グリッド５は、カソード３から出力される第２の熱電子４の集束状 態を制御する。７はアノードであり、第２のカバー８の開口部の内周に固定され ている。アノード７は、グリッド５で集束制御された第２の熱電子４を加速して 電子ビーム９として引き出す。

【０００５】 なお、例えば、カソード３に加速電圧を印加しないとき、フィラメント１には −２ＫＶが加えられ、カソード３は０Ｖに保たれ、グリッド５には−６ＫＶが加 えられる。これにより、フィラメント１とカソード３の電位差は２ＫＶとなり、 カソード３とグリッド５の電位差は６ＫＶとなり、フィラメント１とグリッド５ の電位差は４ＫＶになる。そして、カソード３は、フィラメント１から出力され る第１の熱電子の衝撃により、2000°Ｋ以上の高温に加熱されることになる。

【０００６】 図５は、上記電子銃装置の電源接続簡略図である。フィラメント１は、フィラ メント加熱電源１０によって通電加熱される。また、フィラメント１とカソード ３との間には、ボンバード電源１１から、フィラメント１から発生した熱電子を カソード３に衝突させるためのボンバード電圧が印加される。１２はグリッド電 源であり、カソード３とグリッド５との間に、制御電圧を印加する。１３は加速 電源である。

【０００７】

【考案が解決しようとする課題】

上述した構成で、グリッド５に負のグリッド電圧を印加すると、カソード−フ ィラメント間の正電位にグリッド５からの負電位が入り込んでくることになる。 このグリッド電位の入り込みは、カソードの側部とカソードの中央部では異なり 、カソードの長手方向では、その負電位の入り込み方は相違することになる。こ のグリッド電位は、本来は、カソード３から放射される熱電子を制御するために 設けられているものであるが、カソード−フィラメント間に入り込むために、フ ィラメント１から放出されるエミッション電流をも制御してしまう。ところが、 グリッド電位の入り込みが、上述したように、カソードの長手方向に対して均一 でないために、フィラメント１からのエミッション電流が長手方向に均一でなく なってしまう。この結果、カソードが長手方向に均一に加熱されなくなり、カソ ードの温度が場所的に異なってしまい、従って、長手方向に均一なビーム電流の 電子ビームを得ることが困難となる。

【０００８】 更に、上記した電子銃より得られた電子ビームによってターゲット材料を加熱 し、材料を蒸発させると、発生した蒸気や、真空容器内部の残留ガスの一部が電 子銃内部に入り込んでくる。電子銃内部では、フィラメント１，カソード３，グ リッド５などの各電極が絶縁碍子により絶縁が保たれて配置されているが、電子 銃内部に入り込んできた蒸気やガスが碍子に付着し、各電極の絶縁不良を生じさ せてしまう。

【０００９】 本考案は、このような課題に鑑みてなされたもので、その目的は、長手方向に 均一なビーム電流の電子ビームを得ることができる電子銃装置を実現するにある 。

【００１０】

【課題を解決するための手段】

本考案に基づく電子銃装置は、ライン状のフィラメントから放出される第１の 熱電子をライン状のカソードに衝突させて第２の熱電子を発生させ、更に、カソ ードからの熱電子をグリッドによって制御するようにに構成された電子銃装置に おいて、フィラメントとカソードの側部に、グリッド電位の入り込みを制御する シールド板を設けたことを特徴としている。

【００１１】

【作用】

フィラメントとカソードの側部にシールド板を設け、グリッドからのグリッド 電位のフィラメントとカソードとの間の空間へのは入り込みを制御する。

【００１２】

【実施例】

以下、図面を参照して本考案の実施例を詳細に説明する。図１は本考案に基づ く電子銃装置の要部を示しており、図１（ａ）は側面図、図１（ｂ）は上面図で ある。また、図４と同一部分は同一番号を付してある。この実施例では、フィラ メント１とカソード３との空間を覆うようにシールド板１５を設けた点に特徴を 有している。このシールド板１５はフィラメント１の後方にも配置されており、 プレート１６によってフィラメント１に接続されている。これによりシールド板 １５はフィラメント１と同電位に保たれている。なお、図１（ｃ）は、電子銃を 正面から見たグリッド５とカソード３の関係を示している。

【００１３】 このような構成において、フィラメント１とカソード３の間の空間への、グリ ッド５からのグリッド電位の入り込みは、シールド板１５によって阻止される。 従って、フィラメント１から発生した熱電子は、カソードに均一に照射され、カ ソード３は、長手方向に均一に加熱されることになる。また、この構成では、シ ールド板１５によってフィラメント１とカソード３部分を覆うようにしたので、 蒸発物質やガスなどがシールド板１５によってトラップされ、フィラメントやカ ソード、あるいは、各電極の絶縁碍子が蒸発物質やガスによって汚染されること を防止することができる。

【００１４】 また、図２に示すようにシールド板１５の開放端１５ａ，１５ｂを内側に９０ 度曲げると共にそれによって形成される隙間がカソード３の幅と略同一になるよ うに構成すれば、漏洩磁場の影響を受けてフィラメント１から発生した熱電子が 不正に偏向されることにより熱電子の一部がカソード３側面とシールド板１５と の間に形成される隙間を通過してカソードに衝突しなくなるのを防止することが できる。以下、この点について説明する。

【００１５】 一般に、ライン状の電子ビームを出力する電子銃装置を蒸着装置に組み込む場 合には、電子銃装置を試料表面に対して例えば１８０度あるいは２７０度回転し た方向に向けて配置し、電子銃装置から出力された電子ビームを偏向装置により １８０度あるいは２７０度偏向して試料表面上に照射することが行われている。 この偏向装置からの漏洩磁場はフィラメント１近傍まで到達する。ここで、シー ルド板１５は通常はタンタルやモリブデン等の非磁性体で形成されているため、 漏洩磁場はこのシールド板を透過してフィラメントから発生した熱電子を偏向さ せる。この偏向により熱電子の一部がカソード３とシールド板１５との間に形成 される隙間を通ってグリッド５側に流れ、そのぶんだけカソードへの衝突が少な くなり、カソードの加熱効率が低下することになる。そこで、図２のようにシー ルド板１５の開放端を内側に曲げると共にそれによって形成される隙間がカソー ド３の幅と略同一になるようになせば、フィラメント１からの熱電子が漏洩磁場 により偏向された場合でも、このシールド板はフィラメントと同電位に保たれて いる関係上、偏向された熱電子はシールド板内壁により反発されながら上記隙間 から出射してカソード３に衝突することになるため、効率良くカソードを加熱す ることができる。

【００１６】 図３は、本考案の他の実施例を示している。この実施例では、絶縁碍子１７を 介し、グリッド５の面に沿って配置されたシールド板１８と、フィラメント１を 覆うように設けたシールド板１９を設けるようにしている。この実施例でも、図 １に示した実施例と同様に、フィラメント１とカソード３との間の空間へのグリ ッド電位の入り込みを防止することができる。

【００１７】 以上本考案の実施例を説明したが、本考案はこれらの実施例に限定されない。 例えば、シールド板の形状を長手方向に変えるように構成すれば、フィラメント とカソードとの間の空間へのグリッド電位の入り込みを調整することができ、そ れによってカソードの加熱温度分布を積極的に変え、カソードから得られる電子 ビームの形状を任意に変えることも可能である。

【００１８】

【考案の効果】

以上説明したように、本考案ではシールド板をフィラメントとカソードの側部 に配置するようにしたので、フィラメントとカソードとの間の空間へのグリッド 電位の入り込みを著しく減少させることができる。従って、カソードをその長手 方向に均一に加熱することが可能となり、長手方向に均一な電流密度の電子ビー ムを発生させることができる。また、シールド板によって蒸発物質やガスをトラ ップすることが可能となり、電子銃の汚染を防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案に基づく電子銃装置の要部を示す図であ
る。

【図２】本考案の他の実施例を示す図である。

【図３】本考案の他の実施例を示す図である。

【図４】従来の電子銃装置の概念構成図である。

【図５】従来装置の電源接続簡略図である。

【符号の説明】

１…フィラメント ３…カソード ５…グリッド ７…アノード １０…加熱電源 １１…ボンバード電源 １２…グリッド電源 １３…加速電源 １５，１８，１９…シールド板 １６…プレート １７…絶縁碍子

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)考案者 若元 郁夫 広島県広島市西区観音新町４丁目６番22号 三菱重工業株式会社広島研究所内 (72)考案者 今野 茂生 東京都昭島市武蔵野３丁目１番２号 日本 電子株式会社内 (72)考案者 高島 徹 東京都昭島市武蔵野３丁目１番２号 日本 電子株式会社内 (72)考案者 男谷 忠義 東京都昭島市武蔵野３丁目１番２号 日本 電子株式会社内 (72)考案者 日下部 和利 東京都昭島市武蔵野３丁目１番２号 日本 電子株式会社内 (72)考案者 土岐 和之 東京都昭島市武蔵野３丁目１番２号 日本 電子株式会社内

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 ライン状のフィラメントから放出される
   第１の熱電子をライン状のカソードに衝突させて第２の
   熱電子を発生させ、更に、カソードからの熱電子をグリ
   ッドによって制御するように構成された電子銃装置にお
   いて、フィラメントとカソードの側部に、グリッド電位
   の入り込みを制御するシールド板を設けたことを特徴と
   する電子銃装置。