JPH0745226A

JPH0745226A - 電子ビーム発生器及び放出陰極

Info

Publication number: JPH0745226A
Application number: JP107491A
Authority: JP
Inventors: Urs Wegmann; ベークマンウルス; Albert Koller; コラーアルベルト; Hubert Mannhart; マンハルトフベルト
Original assignee: Balzers AG
Current assignee: OC Oerlikon Balzers AG
Priority date: 1990-01-10
Filing date: 1991-01-09
Publication date: 1995-02-14
Also published as: US5159234A; DE4000573A1; DE4000573C2

Abstract

(57)【要約】【目的】構造が非常に簡単かつ丈夫であって、再現可能
な正確な陰極の取付と電子光学的に重要な他の部分の取
付が簡単かつ確実であることを保証できる電子ビーム発
生器を提供することを目的とする。【構成】加熱される電子放出陰極を有する電子ビーム発
生器において、電気的に絶縁された支持体１が設けら
れ、支持体の一方側が発生器を装置に取り付けるように
形成され、他方側は電子放出陰極２６を収容するように
形成されており、かつ支持体は機械的な位置基準として
少なくとも放出陰極及び発生器の電子光学的に重要な部
分を位置決めするストッパ面を有するように構成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、加熱される電子放出陰
極を有する電子ビーム発生器と、この種の発生器を有す
る電子ビーム蒸発装置と、電子ビーム蒸発器およびこの
種の電子ビーム発生器とを有する真空処理装置とに関す
るものである。

【０００２】

【従来の技術と発明が解決しようとする課題】電子ビー
ム発生器は、例えば真空蒸発装置において電子ビームを
発生させるのに用いられ、発生された電子ビームは電子
光学手段によって坩堝上に転向される。このような電子
ビーム発生器には通常電子ビーム放出陰極が設けられて
おり、電子ビーム放出陰極は直接ジュール熱によって加
熱されるか、あるいは間接的に、例えば加熱機構に隣接
した領域に組み込むことによって加熱される。いずれの
場合にも電子ビーム放出陰極は駆動時には負の高圧電位
に接続され、上記の陰極のすぐ上に配置されている陽極
は、例えばアース電位に接続される。同様に通常は、発
生器が取り付けられる装置もアース電位に接続される。
従ってこの種の電子ビーム発生器を介して通常は高圧が
印加されるので、陰極取付部分と装置に発生器を取り付
ける取付部分との間には、適当な絶縁手段を設けなけれ
ばならない。

【０００３】この種の発生器において守らなければなら
ない第２の要請は、取り付けるべき装置部分に対して放
出陰極を非常に正確に位置決めして、それによって陰極
から放出される電子を発生器陽極を通過後に後続の電子
光学ユニットへ再現可能な正確さで入射させなければな
らないことである。このことは発生器に生じる大きな温
度勾配を考慮して行われる。

【０００４】本発明の目的は、構造が非常に簡単かつ丈
夫であって、再現可能な正確な陰極の取付と電子光学的
に重要な他の部分の取付が簡単かつ確実であることを保
証できる電子ビーム発生器を提供することである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】依って本発明は、加熱さ
れる電子放出陰極を有する電子ビーム発生器において、
電気的に絶縁された支持体が設けられ、支持体の一方側
が発生器を装置に取り付けるように形成され、他方側は
電子放出陰極を収容するように形成されており、かつ支
持体は機械的な位置基準として少なくとも放出陰極及び
発生器の電子光学的に重要な部分を位置決めするストッ
パ面を有するように形成されていることを特徴とする電
子ビーム発生器を提供する。

【０００６】

【作用】それによって陰極の交換が簡単かつ再現可能と
なり、例えばクリーニングのために発生器全体の取付及
び取り外しが簡単でかつ再現可能に正確である。その際
に明確に定義された再現可能な熱伝導比率で形成され、
機械的な基準として支持体を使用することによって、絶
縁体と金属部分との異なる熱膨張を可能にし、電子光学
的な関係に影響を与えることはない。

【０００７】支持体としては、好ましくはＡ1203からな
る支持体が使用される。簡単な構造のこのような発生器
において重要なことは、すでに説明したように、陰極側
の支持体部分と発生器が取り付けられる装置の金属部分
との間においても定義された再現可能な熱伝導を保証す
ることである。

【０００８】このことは、請求項３の文言によれば、支
持体の一方側が金属の接触体に大面積で締付け固定され
ることによって保証され、それによって絶縁性の支持体
と上記の金属の接触体との間に必要な熱伝導比率が保証
される。

【０００９】さらに、すでに説明したように、例えば電
子ビーム発生器と電子光学装置と坩堝を有する蒸発装置
全体に簡単な方法で電子ビーム発生器を取付けないし取
り外しできるときわめて効果的であり、それによって例
えば電子放出陰極が消耗したときに蒸発プロセスをきわ
めて短時間だけ中断するだけで済み、あるいは保守すべ
き発生器をオーバーホール済みの発生器と交換すること
ができる。そのために請求項４の文言によれば、支持体
の一方側に発生器を迅速に取付け取り外しする迅速ロッ
ク機構を設けることが提案されている。

【００１０】請求項５の文言に記載の好ましい簡単な実
施例においては、この種の迅速ロック機構には、径方向
の円錐孔を有する少なくとも１つの突出するボルトが設
けられている。その場合には本発明によれば、この種の
迅速ロック機構は請求項６の文言により装置側に形成さ
れる。

【００１１】このように形成することによって、きわめ
て簡単な方法で、迅速ロック機構を介して発生器を（発
生器が取り付けられる）装置部分に締付け固定すること
ができ、それによって発生器を一義的に定義された位置
に取り付けることが可能となり、さらに締付け固定する
ことによって、発生器と上述の装置部分との間にも定義
された熱伝導を再現可能に保証することができる。

【００１２】簡単で好ましい実施例においては、請求項
７の文言によれば、電子放出陰極はジュール熱によって
直接加熱される陰極、あるいは間接的に加熱される陰極
であって、間接的に加熱される場合には、好ましくは加
熱機構と一体のユニットとして構成される。さらに上述
の支持体の他方側（装置に取り付けるために形成されて
いる側に関して）には金属の２つの陰極端子保持ブロッ
クが設けられており、保持ブロックは熱による大きな交
番応力を受けても陰極を支持体に正確に固定する。

【００１３】請求項９の文言によれば、さらに、陰極は
放出面に関してほぼ「いくつかの点で」取り付けられて
おり、それによって熱によって遅延なく、すなわち自由
に膨張することができ、陰極がジュール熱によって直接
あるいは間接的に加熱される陰極として形成される好ま
しい実施例においては、ほぼ平行な２つの保持端子（好
ましくはヒーター電流の）が設けられており、保持端子
は陰極放出面に関して同一の側に突出しており、陰極は
この２つの端子に機械的に保持されており、それによっ
て上述の意味において熱により自由に膨張することがで
き、好ましくは電流を供給される。

【００１４】その場合に、支持体に設けられている陰極
端子ブロックは請求項１０の文言によれば、一方の陰極
端子を固定するそれぞれの固定装置を有する。

【００１５】この種の発生器に固定された陰極（多くの
場合に所定の位置に取り付けなければならない）を誤り
なく交換するために、請求項１１の文言によれば、陰極
側において陰極端子を異なるように形成し、同様に発生
器側でも固定装置を異なるように形成して、それぞれ一
方の陰極端子はそれぞれ一方の固定装置にだけ装着可能
にすることが提案されており、それによって陰極を誤り
なく装着することが保証される。その場合には陰極は所
定の位置でしか取り付けられない。陰極の誤った側を放
出装置に取り付けることは絶対にない。

【００１６】請求項１２の文言によればさらに、陰極を
上述の意味において誤った方向に取り付けずに正確に所
定の位置に取り付けるために、少なくとも一方の固定装
置にストッパ装置を設けることが提案されており、それ
によって放出陰極はストッパの位置だけに取り付け、そ
こに固定しなければならず、それによって正しい位置に
設けることが保証される。

【００１７】冒頭で説明したように、この種の電子ビー
ム発生装置では、陰極と発生器が取り付けられる装置部
分との間に大きな電圧値が存在する。従って、陰極と上
述の装置部分との間の絶縁手段が連続的に大きな表面抵
抗を有することが重要である。このことは、この種の発
生器の多くの使用例においては、例えば真空蒸発装置に
おいて導電性の材料が坩堝から蒸発され、それがビーム
発生器の絶縁部分にも沈積することを考えると、自明で
はない。陰極も駆動中にイオン照射にさらされることに
よって蒸発するので、絶縁を損なう第２の原因が発生器
の陰極によってもたらされる。絶縁性を損なう上述の２
つの因子に共通しているのは、蒸発される導電性材料の
大部分が発生器に関して、陰極の放出面が向けられてい
る側から、ないしは発生される電子ビームが向けられる
側から生じることである。

【００１８】この知識に基づいて、本発明の発生器にお
いては表面絶縁を次のことによって蒸発される陰極材料
及びプロセス蒸発による損傷から保護している。すなわ
ち請求項１３によれば、支持体の他方部材側、すなわち
電子放出側がカラー状に突出するように覆われている。
陰極にヒーター電流を供給するために互いに分離しなけ
ればならない。すなわち両者の間に間隙を設けなければ
ならない上述の種類の陰極保持ブロックを設ける場合に
は、本発明により使用される支持体の表面絶縁が上記の
ように損傷されることを、次のようにして阻止する。す
なわち、請求項１４の文言によれば、陰極保持ブロック
は支持体をカラー状に突出して覆っており、そして接触
することなく、相補形状で互いに入り組んでおり、支持
体の他方側の方向から、すなわちビームが発生される側
からは、支持体は陰極保持ブロックによって完全に遮蔽
される。それによって、この陰極保持ブロックのみが陰
極蒸発あるいはプロセス蒸発によって損傷を受けるだけ
であって、それによって発生器の機能に影響を与えず
に、電気的な分離を保証することができる。

【００１９】直接、あるいはユニットとして間接的に加
熱される電子放出陰極においては、陰極ないし加熱装置
を流れるヒーター電流は大きなアンペアになることがあ
る。この種の電流によってかなりの磁場が形成され、こ
の磁場が陰極の放出特性及び電子拡散に著しい影響を与
えることがある。さらに、直接加熱される電子放出陰極
の利点、及び閉鎖されたユニットとしてすでに形成され
ている間接的に加熱される陰極の利点として、ヒーター
電流を変化させることによってきわめて簡単に放出出力
を変化させることができることを考慮すると、明らかに
この磁場は、無視できないリプルを有する大きな電流の
場合、あるいはＡＣ電流供給の場合、あるいはまたＤＣ
ヒーター電流が変化した場合には、ＡＣ磁場成分を有
し、このＡＣ磁場成分は同様に障害となるＤＣ成分に加
えて、発生器の所望の放出及び拡散特性に関してきわめ
て障害となる危険がある。それに対処するために、請求
項１５の文言によれば、加熱される放出陰極に電流供給
線を次のように接続すること、すなわち陰極の放出面を
考えた時に、この電流供給線が上記の放出面からできる
だけ大きな距離をもって、この面により定義される平面
を通過するように接続することが提案されている。この
電流供給線が、放出面によって定義される平面の下方に
ある場合には、電流によってこの電流供給線内に発生さ
れる磁場は、陰極の上方の金属のシールド電極あるいは
制御電極によってそのほとんどが分路される。

【００２０】請求項１６の文言による発生器がほぼ方形
の支持体を有するように形成され、陰極の放出面がほぼ
四辺形の一角にある場合には、上述の説明に従って、陰
極に電流を供給する電流供給線は方形の前記一角を形成
しない側面に配置され、すなわちこの方形の対角線を介
して上記の放出面からできるだけ大きな距離に配置され
る。

【００２１】さらに請求項１７によれば、本発明の発生
器にはさらに、放出陰極の上方に制御電極が設けられて
おり、制御電極は好ましくはボルトによって固定され、
それによってこのイオン照射に多くさらされる部分を非
常に簡単にかつ発生器の他の部分をそれぞれ取り外さず
に交換することができる。

【００２２】なお、上述の制御電極は所望の電位に接続
され、かつ他の目的のために、すなわち磁場を陰極の放
出面を介して分路し、かつできるだけ良好に熱を導くこ
とを保証するために、使用される。

【００２３】そのために請求項１８の文言によれば、制
御電極は陰極側の第１の層と、陰極面と反対側の磁気的
に良好に導通する第２の層とを有するサンドイッチ構造
に構成されている。従って制御電極は、制御機能とは別
に、熱シールドないしイオン照射シールドとして、かつ
磁場シールドとして２種類の意味で作用する。熱シール
ド効果を高めるために、好ましくは層間に間隙が設けら
れる。

【００２４】さらに請求項１９の文言による本発明の発
生器の好ましい実施例においては、陰極の放出側に設け
る陽極を支持体に取り付けずに、金属の結合体を介して
接触体に取り付け、接触体は冒頭で述べたように、支持
体の陰極と反対の側に設けられる。それによって陽極か
ら発生器が取り付けられる装置部分まで、直接の最適な
金属電熱路が上述の接触体を介して保証される。さら
に、支持体に設けられた陰極の取付を何ら変更すること
なく、陽極を取り外すことができる。

【００２５】さらに、ヒーター電流磁場による陰極放出
特性の影響を著しく減少させるために、請求項２０の文
言によれば、ヒーター電流線が通過する領域と陰極の放
出面との間にシールドを設けることが提案されている。

【００２６】本発明の元になっている簡単さと操作し易
さの原理に従って、請求項２１の文言によればさらに、
すべての重要な部材をできるだけ少ないボルトで発生器
に固定すること、及び互いの形状を所定に形成すること
によって、相補形状で互いに対して所定の位置でだけス
トッパに取り付けることができるようにすることが提案
されている。すなわち陰極保持ブロックはボルトによっ
て支持体の所定の位置にのみ取付可能であって、前記陰
極保持ブロックにおいては締付け機構を締め付けること
によって放出電極が放出面に関して所定の位置に取付可
能であって、制御電極も同様にボルトによりかつ所定の
位置に取付可能で、同様に陽極にも電子ビームの通過す
る孔をカバーする孔カバーが設けられている。螺合は支
持体にねじを形成しないで行われ、部材はねじ作用を介
して互いに締付けられる。

【００２７】本発明のビーム発生器を有する請求項２２
に記載の電子ビーム蒸発装置は、電子光学的なビーム発
生機構に関してきわめて簡単に保守を行うことができ、
次のような事実によって保守を行うために駆動をわずか
しか中断しないで済む。すなわち保守を行おうとするビ
ーム発生器においてはビーム発生器は装置ごと保守を行
う必要はなく、オーバーホールしたものと交換すること
ができる。それによってこの種の発生器を有する蒸発装
置をきわめてわずかな運転中断で使用することができる
だけでなく、真空処理装置において電子ビーム発生器が
本当はこの種の装置の「心臓部」であって、それが長く
故障していることは装置の故障であると考える場合に
は、本発明の発生器のようにこの種の故障時間を最小に
する手段が設けられていれば、すなわち陽極と制御電極
ないし陰極あるいは発生器全体のように摩耗にさらされ
る部材をきわめて簡単に交換してオーバーホールできる
ようにすることができる。

【００２８】

【実施例】以下、図面を用いて本発明を詳細に説明す
る。本発明のビーム発生器は、絶縁を行うほぼ方形の例
えばアルミニウム酸化物からなる支持体ないし基台１を
中心に形成される。基台１の一方の平坦な側３には例え
ば４本の止めボルトによって金属の接触体ないしインタ
ーフェースブロック７が固定されており、基台１の平坦
な側３はブロック７の同様に平坦な面上に張られてい
る。ボルト５を螺合させるねじは基台１内にではなく、
例えばインターフェースブロック７内に形成される。そ
れによって基台１とインターフェースブロック７間にお
いて定義された再現可能な熱伝導が保証される。インタ
ーフェースブロック７の基台１と反対の側には、迅速に
ロックできる締付けボルト９が突出している。

【００２９】インターフェースブロック７内にはストッ
パ段部１１が形成されている。インターフェースブロッ
ク７のこのストッパ段部１１が符号１３で概略図示する
接触部分に設けられた、例えばビーム光路及び／あるい
はビーム焦点を制御する電子ビーム制御ユニットなどの
対応するストッパに取付けられる。

【００３０】迅速なロックを可能にする締付けボルト９
は接触部分１３の対応する円筒孔（不図示）に挿入され
る。迅速なロックを可能にする締付けボルト９には、径
方向に円錐状に狭くなる締付け孔１５が好ましくは貫通
して形成されている。接触部分１３には、図１の(b) に
概略図示するように、締付け孔１５に嵌入する締付けボ
ルト１４が設けられている。なお、このボルト１４の軸
Ａ14は締付け孔１５の軸Ａ15に対して締付けボルト９の
挿入方向にわずかに変位しており、それによって円錐状
に延びるボルトの尖端をボルト孔１５へねじ込むことに
より(P) 、くさびの力によりブロック７が接触部分１３
の平坦に加工された接触面に対して締め付けられる(F)
。

【００３１】図１に１本だけ示されている陰極ホルダー
ボルト１７によって、基台１のインターフェースブロッ
ク７と反対の側には、２本の陰極端子ホルダー19ａと19
ｂがボルト１７のねじによって固定されている。特に図
２から明らかなように、それぞれの陰極端子ホルダー19
ａないし19ｂには収容溝20ａないし20ｂが形成されてお
り、一方の溝（20ｂ）は図から明らかなように、他方の
溝（20ａ）より広く形成されており、かつ両者は互いに
平行に延びている。図２に示すように、溝20ｂ内にはス
トッパボルト２２が嵌入している。２つの陰極端子ホル
ダー19ａと19ｂはすべての側において、図１に示すよう
に、基台１のインターフェースブロック７と反対のほぼ
平坦な側から端縁１８分だけカラー状に突出しており、
両陰極端子ホルダー19ａと19ｂは図１に示すように後ろ
側が入り組んで、迷路状の間隙２４によって分離されて
いる。それによって、溝２０が設けられている側（この
溝内には後述するように放出陰極が組み込まれる）から
は、絶縁を行う基台１は直接見えない。それによって蒸
発材料、例えば蒸発される陰極材料あるいはプロセスの
ために電子ビームにより蒸発される蒸発材料は絶縁基台
１上にほぼ沈積することはなく、従って基台の大きな表
面絶縁寿命が著しく延長される。基台１の周りには溝２
１が延びており、この溝によって洩れ電流路が基台１に
沿って延長される。

【００３２】図３との関連において特に図２から明らか
なように、陰極端子20ａと20ｂにはそれぞれ電子放出電
極２６の端子が挿入され、その場合に陰極２６の一方の
端子は他方の端子より幅が広く、従って定義された位置
でした溝内に挿入できず、さらにストッパ２２により所
望の位置に正確に挿入される。２つの陰極端子を挿入し
た後に陰極２６は締付け台28ａと28ｂとによりボルト30
ａと30ｂを介して対応する端子ホルダ19ａないし19ｂに
締付け固定される。図３から明らかなように、基台１の
接触面は部材７，１９を位置決めするための正確な位置
決め基準を形成している。

【００３３】図２と図３からさらに明らかなように、放
出陰極２６の端子だけが取り付けられ、そのほか電子放
出面３４は自由状態である。それによって電子放出陰極
２６は熱によりすべての方向へ膨張することができ、そ
れに関して機械的な応力及び遅延が生じることはない。

【００３４】好ましくは図４，５，６あるいは７に示す
ような電子放出陰極が使用される。図４によれば、使用
される直接加熱される電子放出陰極２６には放出体４１
が設けられており、放出体は平坦に形成され、ほぼ円形
の放出面３４を構成する。基台１内のスリット配置には
陰極端子32ａから螺旋状に中心Ｚへ向かって延びる第１
のスリット44ａが設けられており、その隣に同様に螺旋
状に中心Ｚへ向かって延びる第２のスリット44ｂが設け
られている。中心Ｚにおいては残っているブリッジ部分
４６によって放出体４１が完全であることが保証される
ので、２つの螺旋状のスリット44ａと44ｂによって２本
巻の電流導体Ｉが形成され、この電流導体を通して矢印
で示すようにヒーター電流が駆動される。スリット44ａ
ないし44ｂの幅は電流導体Ｉの幅Ｄより小さく、電流導
体断面を連続的あるいは不連続的に変化させることによ
って、部分的な熱の発生及びそれに伴う放出面（放出体
４１によって決定される）に沿った電子放出分布を変化
させることができる。その際に好ましくは電流導体の幅
Ｄはプレート状の放出体１の厚みより大きい。

【００３５】図５には、電子ビーム発生器１に使用され
る直接加熱される電子放出陰極２６の他の好ましい実施
例が示されている。この実施例は原則的に図４の実施例
と同様に構成されているが、中心Ｚには好ましくは円形
の通過口４８が形成されており、イオン照射腐食を防止
する。

【００３６】図６には使用される好ましい電子放出陰極
２６の図５のVI−VI線に沿った断面図が示されており、
その下にはプレス工程によってほぼ平坦な陰極を加工し
て、平坦ではなく立体的な面に形成された放出陰極の断
面図が示されている。

【００３７】図７には、本発明のビーム発生器で使用さ
れる直接加熱される電子放出陰極の他の好ましい実施例
が示されており、(A) は断面図、(B) は平面図である。
この電子放出陰極はヒーターを内蔵した陰極装置であっ
て、好ましくは、またそれぞれ使用目的に従って小型化
することができる。

【００３８】陰極装置には鉢状部分７０が設けられてお
り、鉢状部分の一方側は場合によっては取り外し可能な
電子放出面として作用するカバー部分７２によって閉鎖
されている。放出面として作用するカバー部分７２は所
望の陰極材料から形成され、場合によっては鉢状部分７
０の他の部分と異ならせることもできる。鉢状部分７０
には（放出面として作用するカバー部分に隣接して）加
熱コイルが配置されており、加熱コイルには電流供給線
７６及び７８が設けられている。電流供給線７６はカバ
ー部分７２と電気的に接続されており、放出面を陰極電
位に接続する。第２の電流供給線７８は絶縁されてお
り、セラミックの通過ガイド８０によって鉢状部分７０
から導出されている。特に真空装置に使用する場合に加
熱コイル７４と放出面７２との熱伝導をよくするため
に、場合によっては鉢状部分７０を気密に形成し、内部
に熱伝導ガスを封入する。図７に示す間接的に加熱され
る電極は、上述の直接加熱される陰極とまったく同様に
本発明のビーム発生器に組み込まれる。

【００３９】ヒーター電流Ｉを供給するために、陰極端
子ホルダー19ａと19ｂにはそれぞれ電流供給レール51ａ
ないし51ｂが螺合固定され、特に陰極端子ホルダー19ａ
ないし19ｂに関しては溝20ａないし20ｂに対して直角
に、かつ発生器の陰極２６の放出面３４から離れた側に
螺合固定される。電流供給レール５１の放出面３４（図
１）の平面Ｅから突出している部分は、できるだけ上記
面３４から離されている。供給レール５１を有する空間
領域と放出陰極２６を有する空間領域はシールド板５３
によって互いに分離されている。図１と図２に点線で記
入されているこの種のシールド板５３は、例えば締付け
ボルトによって陽極電位に接続されている。

【００４０】さらに特に図２から明らかなように、通常
２つの陰極端子ホルダー19ａあるいは19ｂの一方（図で
は陰極端子ホルダー19ｂ）と接続された制御電極（ヴェ
ーネルト）保持板５５が取付けられており、この保持板
は例えば電子放出陰極と同一の電位で駆動される。その
場合に、保持板５５は２つの陰極端子ホルダー19ａない
し19ｂの一方としか接触しないようにして、それによっ
てヒーター電流が陰極２６を通って短絡しないことが保
証される。保持板５５には切欠き５７が形成されてお
り、この切欠きにボルト５９によって容易に交換可能な
孔カバー挿入片６１が相補形状で固定されており、それ
によって電気的に接続され、制御電極を形成している。
この制御電極は、保持板５５あるいは挿入片６１を取り
付ける場合でも、電子放出陰極２６の電位から絶縁して
取り付けることができ、かつ所望の電位に接続すること
ができる。

【００４１】さらに図２と図１を参照することから明ら
かなように、スペーサブロック６３がインターフェース
ブロック７と螺合され、孔カバー開口部を有する（同様
に螺合された）陽極プレート６５を支持し、陰極放出面
に整合させている。

【００４２】本発明のビーム発生器の上述のすべての部
分は基台１の所定の位置に所定の形状で取付け可能であ
って、ボルト結合を緩めることによって容易に交換する
ことができる。すでに説明したように制御電極挿入片６
１は容易に取り外し可能であって、消耗部品として形成
されている。特に孔カバー挿入片６１は電子放出陰極２
６の磁気シールドとして、かつ熱シールドとして作用す
る。

【００４３】そのために孔カバー挿入片６１は、例えば
Ｍo とFeCoからサンドイッチ構造で形成されている。Ｍ
o 層はビーム保護シールドないし熱シールドとして作用
するが、FeCo層は電子放出陰極２６に関する磁気的な
「分路」を形成して、ビーム形成の拡散磁場の影響を阻
止する。２つの層の間には、図３に示すように好ましく
は熱シールドとしての作用を向上させる間隙２７が設け
られる。

【００４４】スペーサホルダ６３によって陽極６５から
インターフェースブロック７へ良好に熱が伝導される。
本発明のビーム発生器と装置部分１３との間の熱の搬出
は、迅速なロックを行う締付けボルト９により付勢され
た載置面を介して行われる。

【００４５】

【発明の効果】以上説明した本発明の電子ビーム発生器
は小さくコンパクトに構成されており、上述の迅速な閉
鎖あるいは容易に取り外すことのできる他の取付方法に
よって、例えば検査のために迅速に交換することがで
き、製造装置を長く停止させる必要はない。

【図面の簡単な説明】

【図１】概略図示する装置部分に取り付けられた本発明
の発生器の側面図を(a) に示し、(b) は迅速ロック手段
の部分断面図である。

【図２】図１に示す本発明の発生器と一部破断された陽
極プレートの上面図である。

【図３】本発明の発生器の図２の III−III 線に沿った
断面図である。

【図４】本発明の発生器に使用される直接加熱される電
子放出陰極を示す上面図である。

【図５】本発明の発生器に使用される直接加熱される電
子放出陰極を示す上面図である。

【図６】平坦に形成された陰極と湾曲して形成された陰
極の図５のVI−VI線に沿った断面図である。

【図７】本発明のビーム発生器に使用される間接的に加
熱される本発明の放出陰極装置の他の実施例を示し、
(a) は断面図、(b) は平面図である。

【符号の説明】

１…支持体７…金属接触体９…ボルト１４…ねじ１５…円錐孔２６…電子放出陰極３２…陰極端子３４…放出面５１…電流供給線５３…シールド６１…制御電極

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】加熱される電子放出陰極を有する電子ビ
ーム発生器において、電気的に絶縁された支持体(1) が
設けられ、支持体の一方側が発生器を装置に取り付ける
ように形成され、他方側は電子放出陰極(26)を収容する
ように形成されており、かつ支持体は機械的な位置基準
として少なくとも放出陰極及び発生器の電子光学的に重
要な部分を位置決めするストッパ面を有するように形成
されていることを特徴とする電子ビーム発生器。
【請求項２】支持体(1) がＡ1203から形成されること
を特徴とする請求項１に記載の発生器。
【請求項３】支持体(1) の一方側が金属の接触体(7)
に大面積で締付け固定されていることを特徴とする請求
項１あるいは請求項２に記載の発生器。
【請求項４】支持体(1) の一方側に、発生器を迅速に
取り付けるための少なくとも１つの迅速ロック機構が設
けられていることを特徴とする請求項１から請求項３の
いずれか１項に記載の発生器。
【請求項５】迅速ロック機構に、径方向の円錐孔を有
する少なくとも１つの突出するボルトが設けられている
ことを特徴とする請求項４に記載の発生器。
【請求項６】請求項５に記載の発生器と装置部分を結
合する迅速ロック手段において、装置部分にボルト(9) を収容する収容孔が形成され、ボ
ルトには前記孔に挿入可能な円錐状の尖端を有する径方
向の締付けねじが設けられており、ねじの軸（Ａ14）は
ボルトを挿入するとき及びねじ(14)を締め付ける前には
ボルト(9) の孔(15)の軸に対して変位しており、それに
よってねじを締め付けることにより発生器のボルト(9)
の円錐孔(15)を介して発生器が装置部分に締付け固定さ
れることを特徴とする迅速ロック手段。
【請求項７】電子放出陰極が、ジュール熱により直接
加熱される陰極、あるいは間接的に加熱される陰極であ
って、間接的に加熱される場合には好ましくは加熱機構
と一体に構成された陰極であることを特徴とする請求項
１から請求項６のいずれか１項に記載の迅速ロック手
段。
【請求項８】支持体の他方の側に２つの金属の陰極端
子保持ブロック(19)が設けられていることを特徴とする
請求項１から請求項７のいずれか１項に記載の発生器。
【請求項９】陰極が放出面に関して限定された周辺領
域に取付可能であって、好ましくはほぼ平行な２つの保
持端子が設けられており、保持端子は陰極放出面に関し
て同一の側に突出しており、陰極がこの２つの端子に機械的に保持されており、それ
によって温度により自由に膨張できることを特徴とする
請求項１から請求項８のいずれか１項に記載の発生器。
【請求項１０】陰極保持ブロックにそれぞれいずれか
の陰極端子(32)を固定する固定装置(20,28) が設けられ
ていることを特徴とする請求項９に記載の発生器。
【請求項１１】陰極端子が異なるように形成され、固
定装置も同様に異なるように形成され、それぞれ一方の
陰極端子が一方の固定装置のみに装着可能であって、陰
極の誤りのない装着が保証されることを特徴とする請求
項１０に記載の発生器。
【請求項１２】固定装置の少なくとも一方にストッパ
装置(22)が設けられており、放出陰極を所定の位置に位
置決めできることを特徴とする請求項１０に記載の発生
器。
【請求項１３】支持体の他の部材側がカラー状(18)に
突出するように覆われており、好ましくは両者間の洩れ
電流路を延長する好ましくは一周する溝が形成されてい
ることを特徴とする請求項１０に記載の発生器。
【請求項１４】陰極保持ブロックが支持体(1) からカ
ラー状に突出し、互いに接触しないような相補形状に形
成されており、支持体の他方側の方向から見て支持体
(1) が陰極保持ブロック(19)によって完全に遮閉されて
いることを特徴とする請求項８から請求項１３のいずれ
か１項に記載の発生器。
【請求項１５】発生器に設けられ、陰極(26)の放出面
(34)から陰極ヒーター電流を供給する電流供給線(51)
が、放出面によって定義される空間面、好ましくは平坦
な面をできるだけ大きな距離(A) をもって横切ることを
特徴とする請求項１から請求項１４のいずれか１項に記
載の発生器。
【請求項１６】支持体(1) がほぼ方形の物体内に張架
されており、陰極(26)の放出面(34)がほぼ四辺形の一角に設けられて
おり、陰極にヒーター電流を供給する電流供給線(51)が方形の
前記一角を形成しない側面に配置されていることを特徴
とする請求項１から請求項１５のいずれか１項に記載の
発生器。
【請求項１７】放出電極の上方に少なくとも１つの電
子光学制御電極(61)が設けられ、この制御電極が好まし
くは螺合されていることを特徴とする請求項１から請求
項１６のいずれか１項に記載の発生器。
【請求項１８】制御電極が、陰極側の少なくとも１つ
第１の層と、磁気的に良好に導通し陰極面と反対側で好
ましくは第１の層から少なくとも部分的に離れた第２の
層とを有するサンドイッチ状に形成されていることを特
徴とする請求項１７に記載の発生器。
【請求項１９】接触体(7) に金属の結合体(63)を介し
て取り付けられた陽極(65)が陰極放出面(34)の上方に設
けられていることを特徴とする請求項３から請求項１８
のいずれか１項に記載の発生器。
【請求項２０】陰極放出面(34)を有する領域が、陰極
にヒーター電流を供給するヒーター電流供給線からシー
ルド(53)によって分離されていることを特徴とする請求
項１から請求項１９のいずれか１項に記載の発生器。
【請求項２１】支持体(1) が接触体(7) と、及び／あ
るいは支持体(1) が陰極保持ブロック(19)と、及び／あ
るいは支持体(1) あるいは一方の陰極保持ブロック(19)
が制御電極(61)と、及び／あるいは陰極保持ブロック(1
9)が電子放出陰極(26)と、所定の位置においてのみ相補
形状で取付可能であって、好ましくはねじ結合によって
取付可能であることを特徴とする請求項１から請求項２
０のいずれか１項に記載の発生器。
【請求項２２】請求項１から請求項２１のいずれか１
項に記載の発生器を有する電子ビーム蒸発装置。
【請求項２３】電子ビーム蒸発器と請求項１から請求
項２１のいずれか１項に記載の発生器とを有する真空処
理装置。
【請求項２４】部材が支持体(1) にねじ結合によっ
て、好ましくはねじ結合だけによって固定されており、
支持体にはそのためのねじが設けられていないことを特
徴とする請求項１から請求項２１のいずれか１項に記載
の発生器。
【請求項２５】放出面とそれから離れた加熱装置とを
有する間接的に加熱される電子放出装置において、加熱装置が、ジュール効果によって加熱されるヒーター
電流導体であって、放出面がヒーター電流導体とユニットとして結合されて
いることを特徴とする電子放出装置。
【請求項２６】放出面が鉢状部分の端面であって、そ
の中にヒーター電流導体が配置されていることを特徴と
する請求項２５に記載の装置。
【請求項２７】端面が、鉢状部分の壁にねじ止めされ
るなどして交換可能であることを特徴とする請求項２６
に記載の装置。
【請求項２８】ヒーター電流導体の端子が電気的に放
出面と接続されていることを特徴とする請求項２５から
請求項２７のいずれか１項に記載の装置。
【請求項２９】ヒーター電流導体と放出面との間に熱
伝導媒体としてガスが封入されていることを特徴とする
請求項２５から請求項２８のいずれか１項に記載の装
置。