JPH07263194A - Accelerator - Google Patents

Accelerator

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JPH07263194A
JPH07263194A JP4810694A JP4810694A JPH07263194A JP H07263194 A JPH07263194 A JP H07263194A JP 4810694 A JP4810694 A JP 4810694A JP 4810694 A JP4810694 A JP 4810694A JP H07263194 A JPH07263194 A JP H07263194A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
vacuum
duct
accelerator
divided
coating
Prior art date
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Pending
Application number
JP4810694A
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Japanese (ja)
Inventor
Yoshio Tanabe
義雄 田邊
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.)
Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Publication date
Application filed by Toshiba Corp filed Critical Toshiba Corp
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Publication of JPH07263194A publication Critical patent/JPH07263194A/en
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Abstract

PURPOSE:To provide an accelerator with high performance for using in VLSI hyper fine working, especially having an ion cleaning electrode capable of mounting to a vacuum duct of a deflecting electromagnet. CONSTITUTION:Insulating coating 11 is applied onto the inner surface of each of vacuum ducts 3a, 3b divided into two parts up and down, copper coating 12 is applied thereon, and the copper coating and a vacuum sealed current introduction terminal are connected with a lead wire 13. Then, the vacuum ducts 3a, 3b divided into two parts are welded to form an ion cleaning electrode.

Description

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

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は例えば超LSI微細加工
等に用いられる加速器に係り、特にイオンクリアリング
電極を改良した加速器に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an accelerator used in, for example, ultra-LSI microfabrication, and more particularly to an accelerator having an improved ion clearing electrode.

【0002】[0002]

【従来の技術】加速器は電子、陽子、イオンなどのビー
ムを10億電子ボルト( 1GeV )程度の高エネルギー状態
に加速するためのものであり、この加速器の一例として
従来から素粒子の研究分野で大形のもの例えば直径1km
以上のものが建設されている。最近は例えば電子からの
放射光(SOR光といわれる)を利用した超LSI微細
加工(リソグラフィ)など新しい分野への応用として比
較的小形なもの例えば直径が10m程度の加速器も建設さ
れている。
2. Description of the Related Art An accelerator is for accelerating a beam of electrons, protons, ions, etc. to a high energy state of about 1 billion electron volts (1 GeV). One example of this accelerator has been used in the field of elementary particle research. Large ones, for example 1km in diameter
The above has been constructed. Recently, relatively small accelerators having a diameter of about 10 m, for example, have been constructed for applications in new fields such as VLSI microfabrication (lithography) using radiation from electrons (so-called SOR light).

【0003】図3は従来の電子加速器の概略構成を示す
上面図である。すなわち、電子を生成しある程度(数10
〜数100MeV)のエネルギーまで加速する線形加速器
(1)、この線形加速器(1)から出た電子ビームを後
述する真空ダクト(3)へ導く輸送管(2)、電子ビー
ムが残留気体と衝突して損失となるのを防ぐため超高真
空状態にされる真空ダクト(3)、上記電子ビームを所
定方向(図では時計方向)に曲げるため所定方向磁場
(図では紙面の表より裏に向かう方向の磁場)をかける
ための偏向電磁石(4)、曲がったビームの描く円の接
線方向に放射される放射光を取出すための放射光ポート
(5)、電子ビーム収束用四極電磁石(6a)および電
子ビーム発散用四極電磁石(6b)、上記線形加速器
(1)から入射されたビームを高エネルギー(GeV 程
度)まで加速するための高周波共振空洞(7)、上記真
空ダクト(3)内を超高真空状態にするための真空ポン
プ(8)、次に述べるイオンクリアリング電極(9)な
どから構成されている。
FIG. 3 is a top view showing a schematic structure of a conventional electron accelerator. That is, it produces electrons to some extent (Equation 10
The linear accelerator (1) that accelerates to an energy of several hundred MeV), the transport tube (2) that guides the electron beam emitted from this linear accelerator (1) to the vacuum duct (3) described later, and the electron beam collides with the residual gas. The vacuum duct (3) is placed in an ultra-high vacuum state to prevent the loss of energy, and the magnetic field in the predetermined direction (the direction from the front to the back of the paper in the drawing) to bend the electron beam in the predetermined direction (clockwise in the drawing). (4) for applying a magnetic field), a radiation port (5) for extracting radiation emitted in the tangential direction of a circle drawn by the curved beam, a quadrupole electromagnet (6a) for focusing an electron beam, and an electron. A quadrupole electromagnet (6b) for beam divergence, a high frequency resonance cavity (7) for accelerating the beam incident from the linear accelerator (1) to high energy (about GeV), and an ultrahigh vacuum in the vacuum duct (3). Status And a vacuum pump (8), and an ion clearing electrode (9) described below.

【0004】ところで、真空ダクト(3)は超高真空に
保たれてはいるが、それでも電子ビームが残留ガスと衝
突してかなりの量のイオンが作られる。電子ビームが通
る軌道上にイオンが多く蓄積されると、電子ビームがイ
オンと衝突するためにビーム寿命が短かくなったり、ビ
ーム運動が不安定になってビーム損失を引きおこしたり
する問題がある。これを避けるためにイオンクリアリン
グ電極(9)を設けている。
By the way, although the vacuum duct (3) is kept in an ultra-high vacuum, the electron beam still collides with the residual gas to produce a considerable amount of ions. When a large number of ions are accumulated on the orbit through which the electron beam passes, there are problems that the electron beam collides with the ions and the beam life becomes short, or the beam movement becomes unstable and causes beam loss. . To avoid this, an ion clearing electrode (9) is provided.

【0005】図4は図3のIV−IV断面図であり、イオン
クリアリング電極(9)が真空ダクト(3)に取り付け
られている。イオンクリアリング電極(9)は、上下の
2つの電流導入端子(9a)と電流導入端子(9a)に
取り付けられている2枚の電極(9b)から構成されて
いる。電極(9b)の奥行方向長さはまちまちであるが
通常20〜30cm程度である。電流導入端子(9a)は真空
を保持するため真空封止型である。上側の電流導入端子
(9a)に図示しない電源より+Vボルト(0ボルトは
真空ダクト(3)である)を印加し、下側の電流導入端
子(9a)に図示しない、電源より−Vボルトを与える
と、上下の両電極(9b)間には2Vボルトの電圧が印
加され、イオンはこの電場により追いはらわれる(これ
をイオンクリアリングと称している)。なお、ビームが
通る縦方向間隔を確保するため、イオンクリアリング電
極(9)がある所の真空ダクト(3)は少し大きい。
FIG. 4 is a sectional view taken along line IV-IV of FIG. 3, in which the ion clearing electrode (9) is attached to the vacuum duct (3). The ion clearing electrode (9) is composed of two upper and lower current introducing terminals (9a) and two electrodes (9b) attached to the current introducing terminals (9a). The length in the depth direction of the electrode (9b) varies, but is usually about 20 to 30 cm. The current introducing terminal (9a) is a vacuum sealed type for holding a vacuum. + V volt (0 volt is the vacuum duct (3)) is applied to the upper current introducing terminal (9a) from a power source (not shown), and -V volt is applied to the lower current introducing terminal (9a) from a power source (not shown). When applied, a voltage of 2 V is applied between the upper and lower electrodes (9b), and the ions are displaced by this electric field (this is called ion clearing). It should be noted that the vacuum duct (3) where the ion clearing electrode (9) is located is a little larger in order to secure a vertical gap through which the beam passes.

【0006】図5は、図3のV−V断面図で、偏向電磁
石(4)は磁極(4a)、磁力線が通る磁気回路を形成
する継鉄(4b)、起磁力を発生する励磁コイル(4
c)などから構成されている。図5の場合、磁極間の磁
場の方向は上側の磁極(4a)がN極、下側の磁極(4
a)がS極である。また電子ビームは真空ダクト(3)
中を紙面垂直方向(裏面より表面へ向かう方向)に運動
する。(5)は放射光ポートである。磁極(4a)間の
間隔は偏向電磁石(4)を小型化するためできるだけ小
さくするのが望ましく、真空ダクト(3)と磁極(4
a)の間はほとんど隙間がない。
FIG. 5 is a sectional view taken along line VV of FIG. 3, in which the deflection electromagnet (4) has a magnetic pole (4a), a yoke (4b) forming a magnetic circuit through which the magnetic lines of force pass, and an exciting coil (4) for generating a magnetomotive force. Four
c) and the like. In the case of FIG. 5, the direction of the magnetic field between the magnetic poles is such that the upper magnetic pole (4a) is the N pole and the lower magnetic pole (4a).
a) is the south pole. The electron beam is a vacuum duct (3).
It moves in the direction perpendicular to the paper surface (direction from the back surface to the front surface). (5) is a synchrotron radiation port. It is desirable that the space between the magnetic poles (4a) be as small as possible in order to miniaturize the deflection electromagnet (4).
There is almost no gap between a).

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】上述のようにイオンク
リアリング電極(9)は真空ダクト(3)の周上数ケ所
に設けられているが、偏向電磁石(4)に覆われた真空
ダクト(3)部分には取り付けられていない。これは図
5に示したように偏向電磁石(4)の磁極間隔はできる
だけ小さくすることが必要でイオンクリアリング電極
(9)を設置する空間がないためためである。偏向電磁
石(4)が周全体に占める割合は大きく、偏向電磁石
(4)部の真空ダクト(3)にもイオンクリアリング電
極(9)を取り付ければ加速器としての性能向上が図れ
るが、空間上の制約から取り付けることができない。そ
こで本発明は、偏向電磁石(4)部の真空ダクト(3)
に取り付けられるイオンクリアリング電極を提案し、高
性能の加速器を提供することを目的とする。
As described above, the ion clearing electrode (9) is provided at several places on the circumference of the vacuum duct (3), but the vacuum duct (4) covered with the deflection electromagnet (4) ( 3) It is not attached to the part. This is because, as shown in FIG. 5, it is necessary to make the magnetic pole interval of the bending electromagnet (4) as small as possible, and there is no space for installing the ion clearing electrode (9). The deflection electromagnet (4) occupies a large portion of the entire circumference, and if an ion clearing electrode (9) is attached to the vacuum duct (3) of the deflection electromagnet (4), the performance as an accelerator can be improved, but in space. It cannot be installed due to restrictions. Therefore, the present invention relates to the vacuum duct (3) of the bending electromagnet (4).
We propose an ion-clearing electrode that can be attached to a high-performance accelerator, and aim to provide a high-performance accelerator.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、偏向電磁石(4)部の真空容器(3)内の上下にセ
ラミックス等の絶縁コーティングを施し、この絶縁コー
ティングの上に銅コーティングにより上下の電極を形成
する。
In order to achieve the above object, an insulating coating of ceramics or the like is provided on the upper and lower sides of the inside of the vacuum vessel (3) of the deflection electromagnet (4), and the upper and lower sides are coated with copper on the insulating coating. Forming electrodes.

【0009】[0009]

【作用】この銅コーティング電極を+Vボルト、−Vボ
ルトの電圧を印加することによりイオンクリアリング作
用を持たせることができる。絶縁コーティング、銅コー
ティングの厚みは薄くてよいのでビームの運動を妨げ
ず、真空ダクト(3)を大きくする必要はない。したが
って当然、偏向電磁石(4)の磁極間隔を大きくする必
要はない。
The ion-clearing action can be provided by applying a voltage of + V volt or -V volt to this copper-coated electrode. Since the thickness of the insulating coating and the copper coating may be thin, it does not hinder the movement of the beam, and it is not necessary to enlarge the vacuum duct (3). Therefore, naturally, it is not necessary to increase the magnetic pole interval of the deflection electromagnet (4).

【0010】[0010]

【実施例】【Example】

(実施例の構成)以下本発明の実施例について図面を参
照して説明する。図1はその一実施例の要部、すなわち
偏向電磁石(4)部の真空ダクト(3)の断面図を示し
ている。真空ダクト(3)は上側ダクト(3a)、およ
び下側ダクト(3b)から成る。上側ダクト(3a)、
下側ダクト(3b)の内面にはセラミック溶射などによ
りセラミックスの絶縁コーティング(11)が施される。
真空ダクト(3)は超高真空中で使用され、かつ 200℃
程度でのベーキングされるので放出ガスが少なく耐熱性
の高いセラミックス等を用いるのが適している。絶縁コ
ーティング(11)の上には蒸着、スパッタリングなどで
銅コーティング(12)が形成される。銅コーティング
(12)はリード線(13)により電流導入端子(9a)と
接続される。電流導入端子(9a)は図4と同様のもの
でよく、真空封止型である。このように上側ダクト(3
a)、下側ダクト(3b)を形成した後両者を溶接し、
真空ダクト(3)とする。
(Structure of Embodiment) An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 shows a cross-sectional view of a main part of the embodiment, that is, a vacuum duct (3) of a bending electromagnet (4). The vacuum duct (3) consists of an upper duct (3a) and a lower duct (3b). Upper duct (3a),
The inner surface of the lower duct (3b) is provided with a ceramic insulating coating (11) by ceramic spraying or the like.
The vacuum duct (3) is used in ultra-high vacuum and 200 ℃
It is suitable to use ceramics, etc., which emit little gas and have high heat resistance because they are baked to a certain degree. A copper coating (12) is formed on the insulating coating (11) by vapor deposition, sputtering or the like. The copper coating (12) is connected to the current introducing terminal (9a) by the lead wire (13). The current introducing terminal (9a) may be the same as that shown in FIG. 4, and is of a vacuum sealed type. Thus, the upper duct (3
a), after forming the lower duct (3b), weld them together,
The vacuum duct (3) is used.

【0011】(実施例の作用)図1の上側の電流導入端
子(9a)に図示しない電源より+Vボルト、下側の電
流導入端子(9a)に図示しない電源より−Vボルトを
与えると、上下の銅コーティング(12)間には2Vボル
トの電圧が印加されイオンクリアリングが行われる。
(Operation of the embodiment) When + V volt is applied to the upper current introducing terminal (9a) in FIG. 1 from a power source (not shown) and -V volt is applied to the lower current introducing terminal (9a) from a power source (not shown), A voltage of 2V is applied between the copper coatings (12) to perform ion clearing.

【0012】(実施例の効果)このように偏向電磁石
(4)部の真空ダクト(3)でもイオンクリアリング作
用によりイオンを軌道上から除去できるので電子ビーム
が安定にまわるようになる。また、イオンクリアリング
電極を形成する絶縁コーティングおよび銅コーティング
は厚みが薄いので真空ダクト(3)を大きくする必要は
なく、したがって偏向電磁石(4)を大きくする必要は
ない。
(Effect of Embodiment) As described above, since the ions can be removed from the orbit by the ion clearing action even in the vacuum duct (3) of the deflecting electromagnet (4), the electron beam can be stably rotated. Also, since the insulating coating and the copper coating forming the ion clearing electrode are thin, it is not necessary to increase the size of the vacuum duct (3), and thus the deflection electromagnet (4).

【0013】(他の実施例)次に他の実施例を図2に示
す。図2は図1と同部分の断面図であり、絶縁コーティ
ング(11)、銅コーティング(12)を片側のみに形成し
た例である。図2の例では下側の電流導入端子(9a)
に−Vボルトの電圧を与えると、真空容器(3)が0ボ
ルトであるから電子ビームにはVボルトの電圧が印加さ
れ、イオンクリアリングが行われる。この例はイオンク
リアリング電圧が低くてもよい時に採用できる。なお、
上記の説明は一応は偏向電磁石(4)部を対象として説
明しているが、例えば補正用電磁石等偏向電磁石と同様
の形状を有する電磁石部でも全く同様のイオンクリアリ
ング電極形状を採用できることは当然である。
(Other Embodiment) Next, another embodiment is shown in FIG. FIG. 2 is a sectional view of the same portion as FIG. 1, showing an example in which an insulating coating (11) and a copper coating (12) are formed on only one side. In the example of FIG. 2, the lower current introducing terminal (9a)
When a voltage of -V volt is applied to the vacuum vessel (3), the voltage of V volt is applied to the electron beam because the vacuum container (3) has 0 volt, and ion clearing is performed. This example can be adopted when the ion clearing voltage may be low. In addition,
Although the above description is intended for the deflection electromagnet (4) part, it is obvious that the same ion clearing electrode shape can be adopted even for the electromagnet part having the same shape as the deflection electromagnet such as the correction electromagnet. Is.

【0014】[0014]

【発明の効果】以上述べた本発明によれば、偏向電磁石
を大きくすることなく、偏向電磁石部の真空ダクトにイ
オンクリアリング電極を取り付けることができるので、
偏向電磁石部の電子ビーム軌道上のイオンを除去でき
る。したがってイオンによるビーム寿命の低下やビーム
損失が起きづらくなり、従来と同一寸法のままで高性能
となった加速器を提供できる。
According to the present invention described above, the ion clearing electrode can be attached to the vacuum duct of the deflection electromagnet section without increasing the size of the deflection electromagnet.
Ions on the electron beam orbit of the deflection electromagnet can be removed. Therefore, it is possible to provide a high-performance accelerator with the same dimensions as the conventional one, because it is difficult for the ions to shorten the beam life and beam loss.

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

【図1】本発明のイオンクリアリング電極の一実施例を
示す断面図。
FIG. 1 is a sectional view showing an embodiment of an ion clearing electrode of the present invention.

【図2】本発明の他の実施例を示す図1と同様の断面
図。
FIG. 2 is a sectional view similar to FIG. 1, showing another embodiment of the present invention.

【図3】従来の加速器の概略構成を示す上面図。FIG. 3 is a top view showing a schematic configuration of a conventional accelerator.

【図4】従来のイオンクリアリング電極を示す図3のIV
−IV線に沿う矢視断面図。
FIG. 4 is an IV of FIG. 3 showing a conventional ion clearing electrode.
-A sectional view taken along the line IV.

【図5】従来の偏向電磁石と真空ダクトの配置を示す図
3のV−V線に沿う矢視断面図。
5 is a sectional view taken along the line VV of FIG. 3 showing the arrangement of a conventional bending electromagnet and a vacuum duct.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

3…真空ダクト 3a…上側ダクト 3b…下側ダクト 4…偏向電磁石 5…放射光ポート 9…イオンクリアリ
ング電極 9a…電流導入端子 9b…電極 11…絶縁コーティング 12…銅コーティング 13…リード線
3 ... Vacuum duct 3a ... Upper duct 3b ... Lower duct 4 ... Bending electromagnet 5 ... Radiant light port 9 ... Ion clearing electrode 9a ... Current introducing terminal 9b ... Electrode 11 ... Insulation coating 12 ... Copper coating 13 ... Lead wire

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 上下に2分割した真空ダクトの各々の内
面に絶縁コーティングを施し、この上に銅コーティング
を施し、この銅コーティングと2分割された真空ダクト
に各々設けられた真空封止型電流導入端子間をリード線
で接続し、その後2分割した真空ダクトを溶接してイオ
ンクリアリング電極を形成したことを特徴とする加速
器。
1. A vacuum-sealing type electric current provided on an inner surface of each of the upper and lower divided vacuum ducts with an insulating coating, with a copper coating on the inner surface, and with the copper coating and the divided into two divided vacuum ducts. An accelerator characterized in that an ion clearing electrode is formed by connecting lead terminals between lead-in terminals and then welding two divided vacuum ducts.
【請求項2】 上下に2分割した真空ダクトの片方のみ
の内面に絶縁コーティングを施し、この上の銅コーティ
ングを施し、この銅コーティングと2分割された真空ダ
クトに各々設けられた真空封止型電流導入端子間をリー
ド線で接続し、その後コーティングを施さないもう片方
の真空ダクトと溶接してイオンクリアリング電極を形成
したことを特徴とする加速器。
2. A vacuum-sealed type in which an insulating coating is applied to the inner surface of only one of the upper and lower divided vacuum ducts, a copper coating is applied thereon, and the copper coating and the divided vacuum ducts are respectively provided. An accelerator characterized in that an ion clearing electrode is formed by connecting a lead wire between current introduction terminals and then welding the other vacuum duct without coating.
JP4810694A 1994-03-18 1994-03-18 Accelerator Pending JPH07263194A (en)

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