JPS62234857A - 電子ビ−ム源 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は電子ビームを発生する電子ビーム源に関し、更
に詳細には、大口径電子ビームを形成するのに適した改
良された電子ビーム源に関する。

（従来の技術） カソードから放出された熱電子をアノードにより加速し
て、アノードから電子ビームを放出する電子ビーム源が
種々の分野で広く使用されている。

今日にふいては、カソードとアノードとの間で放電を行
い、この放電によって、生じたプラズマの内型子を加速
電極により引き出すタイプの電子ビーム源が更に知られ
ている。このタイプの電子ビーム源は電子ビームの電流
密度と電子の加速電圧を独立に制御できるという特徴を
有している。これら電子ビーム源或いはこれら電子ビー
ム源によって形成された電子ビームを更に気体に照射し
て１辱られるイオンビーム源に於いては、例えば一度の
照射によって、半導体ウエハアーの処理ができるように
、より大口径のビームが生成されることが望まれている
。

（発明が解決しようとする問題点） しかしながら、アノードの面積を単に大きくしたのみで
は所望の電子ビーム或いはイオンビームを得ることが出
来ない。換言すると、アノードを大口径化しても、アノ
ードを通過した電子ビームの電流密度分布は中央部のみ
が高くなったものとなり、実質的に大口径の電子ビーム
は形成できない。

本発明の目的は、実質的に大口径の電子ビーム源を提供
することにある。

（問題点を解決するための手段） 上記目的は、アノードを絶縁分割された複数の電極要素
から構成し、これら複数の電極の各々とカソードとの間
で流れる電流を制御する手・役を設けることによって、
達成される。

（作　用） 複数のアノード電極要素の各々とカソードとの間に流れ
る各電流値を制御することができるので、大口径のビー
ム全体に沿って所望な例えば均一電流密度が得られる。

（発明の効果） 本発明によると、所望の電流密度分布を有する大口径電
子ビームを得ることができる。また更にこの電子ビーム
を使用することによって所望の電流密度の大口径イオン
ビームを得ることができる。

（実施例） 第１図は本発明の一実施例の回路図である。本実施例は
、アノードとカソードとの間の放電によりプラズマを生
成し、このプラズマ中の電子を引き出すタイプの電子ビ
ームの一例である。図示されるように、カソードＣは放
電電源Ｖｄの陰極に接続されており、多分割されたアノ
ード、即ち電極要素Ａ＋、・・・・・・　Ａ　、はそれ
ぞれ抵抗Ｒｔ　　、・・・・・・、Ｒ，、を介して放電
電源Ｖｄの陽極に接続されている。従って、抵抗Ｒ１ｓ
・・・・・・、Ｒイの抵抗値を適当な値に設定すれば、
電極要素Ａ　＋　＋・・・・・・Ｉ　　Ａｒｌへ流れる
放電電流の比率を決めることができる。

例えば、抵抗Ｒ１＋　　・・・・・・、Ｒｎの各抵抗値
ＲＶ、。

・・・・・・、ＲＶ、が互いに等しい場合には、各抵抗
Ｒｌ＋・・・・・・Ｒ，を流れる電流１，１．・・・・
・・＋１１１値は全て等しくなる。仮に、電流ｈ−のみ
が大きくなっても、抵抗Ｒ２による電圧降下ＲＶ２　Ｘ
ｉ２が他より大きくなり、カソードＣと電極要素Ａ２間
の電位差のみが小さくなり、電流１２　は減少する方向
に変化する。このように、電流＋１＋　　・・・・・・
。

ｉ、、の比率は抵抗ＲＩ＋・・・・・・、Ｒ，、の抵抗
値ＲＶ、。

・・・・・・、　　ＲＶｎ比率によって決まる。

第２図は本発明で使用されるアノードの一例であり、第
３図は第２図の一部拡大図である。アノードＡは同一平
面上に設置された複数の電極要素Ａ０．・・・・・・、
Ａｏは電子が引き出されるように、多孔状である。各電
極要素Ａ＋、・・・・・・、Ａ、、が直接電気的に接触
しないように、電極要素Ａ５．・・・・・・、Ａ、。

間には、絶縁物ＩＮ、、　　・・・・・・、ＩＮ、、が
介在されている。第３図のｒＶ４／断面図である第４図
に示されるように、ある絶縁物ＩＮ＋の内部には、銅等
の熱伝導性の良い物質の内部を空洞にして作られた水冷
通路ＷＰが設けられており、電極要素＾１・・・・・・
、Ａ、、の温度上昇が押さえられるようになっている。

本例においては、フローティング電極Ｆおよび加速電極
Ｅが、電気的に接続しないように絶縁物Ｉ　Ｎ３．、・
・・・・・、ｌＮ３２を介して電極要素Ａ、。

Ａ３　と一体内に設けられている。従って、フローティ
ング電極Ｆおよび加速電極Ｅの温度上昇も、水冷通路Ｗ
Ｐを流れる水によって妨げられる。電極要素Δ１．・・
・・・・Ａ７への配線Ｌ　Ｉ　＋・・・・・・、Ｌ、、
は絶縁物ＩＮ、、・・・・・・、ＩＮ、、に沿って配さ
れる。なお、フローティング電極Ｆは、特願昭５９−２
７６７３８号に記載されるように、プラズマ電位分布の
整形を行うものであり、一般に好ましいものである。

第５図は本発明の別の実施例の回路図である。本実施例
においては、電極要素とカソードとの間の各電流の流れ
を制御する手段として停電流回路Ｂ　＋　＋・・・・・
・、Ｂｏが用いられている。　　゛なお、電子ビーム全
体に沿って均一な電流密度を得たい場合は、電極要素の
面積に比例する電流値の電流が対応する電極要素に流れ
るようにすれば良いことは言うまでもなく、更に必要に
応じて所望の電流密度分布の電子ビームが得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の回路図、 第２図は本発明で使用されるアノードの一例の平面図、 第３図は第２図の一部拡大図、 第４図は第３図のＩＶ−ｒＶ断面図、および第５図は本
発明の別の実施例の回路図。 Ｃ・・・・・・カソード、Ａ・・・・・・アノード。 Ａ＋、・・・・・・　　Ａ７・・・・・・電極要素。 Ｒ１，・・・・・・＋　　　Ｒｎ・・・・・・抵抗。 Ｅ・・・・・・加速電橋、ＩＮ、、・・・・・・ＩＮｎ
・・・・・・絶縁物。 ＷＰ・・・・・・水冷通路、Ｆ・・・・・・フローティ
ング電極。 第１図 第２図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. アノードとカソードとを備え、アノードを通過して電子
   を放出する電子ビーム源において、前記アノードが、複
   数の電極要素から構成され、これら電極要素と前記カソ
   ードとの間の各電流の流れを制御する手段が設けられて
   いることを特徴とする電子ビーム源。