JPS632236Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は、荷電粒子ビーム発生装置と気密室と
の間に傾斜機構を設けた荷電粒子ビーム加工装置
に関するものである。

従来、第１図に示されるごとく、電子ビーム用
ガン２の先につき出たビーム導管３０に導管支持
材３１を固定し、この導管支持材３１を揺動自在
に支える受材３２を気密室１の上部に固定した傾
斜機構を有する荷電粒子ビーム加工装置が用いら
れていた。上記電子ビーム導管３０は、例えば５
〜10mm程度の内径をした機械的強度の比較的小さ
い部材であるため、ビーム導管３０と導管支持材
３１との係合材で折曲り易く、しかも、電子ビー
ム用ガンに偶発的な力が加わつた場合には、ビー
ム導管が破損して電子ビームによる加工を行うこ
とができないことがあつた。また、上記装置にお
いて、被加工物に対する電子ビームの照射方向を
調整するために、第２図に示されるごとく電子ビ
ーム用ガンを適宜に傾動させているが、適用する
被加工物の形状および被加工物と電子ビーム導管
との位置関係より導管支持材の配設位置が大むね
限定され、これに伴ない被加工物２０と収束レン
ズ３との間隔：L₁を比較的大きくせざるを得な
かつた。

所で電子ビームをなす荷電粒子ビームは負電荷
を帯びた粒子の集団であつて、互いに反発し合う
ため、集束位置が遠ざかるにつれて散乱が著しく
なり、従つてこれに伴ない最小ビーム径は序々に
大きくなり、エネルギー密度が低下する。更に電
子ビーム通路に存在する各種の粒子、例えば気密
室内に残存するガス分子や加工に際して発生する
金属の原子およびイオンによる散乱が上記現象に
拍車をかけていた。特に、電子ビーム発生装置の
ビーム電流を増大させた、いわゆる大出力の荷電
粒子ビーム加工装置においては、荷電粒子間の反
発力が強く、散乱性が著しいため、集束位置を僅
かに遠ざけた場合でも、エネルギー密度の低下に
伴ない、電子ビームの加工能力が減衰するという
影響を受け易い。すなわち、上記装置では、被加
工物と収束レンズとの間隔：L₁が比較的大きい
ため、電子ビームの加工能力が阻害されて、電子
ビームのもつ加工能力を高効率に利用していたと
は言い難かつた。

本考案の目的は上記従来の欠点を解消した荷電
粒子ビーム加工装置を提供することにある。

以下図示の実施例を参照して本考案を詳細に説
明する。

第３図および第４図において、１は被加工物の
少なくとも上面を気密に維持する気密室、２は、
例えば気密室の室内を観察するための適宜の観察
機器と電子銃とよりなる荷電粒子ビーム（以下電
子ビームと称す）発生装置で、この電子ビーム発
生装置２の下端部、即ちZ₁方向の端部には電子ビ
ームの収束レンズ３が配設され、かつ電子ビーー
ム発生装置２の外側ケース４のZ₁方向の端部には
球形状突起部５が形成されている。６および７は
夫々内方に球形状突起部５の半径と略同一の半径
をした球形状凹部８が形成された受部材で、この
受部材６，７は“Ｏ”リングもしくはガスケツト
などの気密部材９，９，９を介して気密室１の締
着されている。上記５乃至９により気密室１と電
子ビーム発生装置とを気密に維持する球面係合部
１０が構成されている。１１，１１は電子ビーム
発生装置の外側ケース４に締着されて、夫々Y₁、
方向およびY₂方向に突出するアーム、１２は中
空の箱状体で、この箱状体１２とアーム１１，１
１とは、球面係合部１０の略中心点を通つて略Ｙ
方向に延びる第１の軸１３により回転自在に連結
され、かつ箱状体１２と、気密室１に支持された
支持部材１４とは、第１の軸１３と略直交する方
向に延びる第２の軸１５により連結されている。
なおこの場合、第２の軸１５は第１の軸１３と同
様に球面係合部１０の略中心点を通るように位置
決めされている。なお、第１および第２の軸は
夫々割クランプによりクランプおよびアンクラン
プ自在に構成されている。上記１１乃至１５によ
り電子ビームの傾斜機構１６が構成されている。

上記において、傾斜機構１６の第１の軸１３お
よび第２の軸１５を夫々回動中心として電子ビー
ム発生装置２が適宜傾動され、かつ気密室１内が
図示しない真空用排気装置により所定の真空状態
に排気された後、電子ビーム発生装置により電子
ビームを発生しつつ、電子ビーム発生装置２と気
密室内の被加工物２０とが相対移動してＸ方向も
しくはＹ方向に加工が行なわれる。

上記説明のうち、傾斜機構１６において、第１
および第２の軸を電動機もしくは流体圧作動シリ
ンダーなどの駆動機とカツプリングもしくは歯車
などを適宜組合せて回転させれば、電子ビーム発
生装置の傾動調整を容易に、かつ迅速に行なうこ
とができる。また傾斜機構に第１および第２の軸
の回転角度表示機構、例えば各回転軸の回転を拡
大して表示する機構を設けておけば電子ビームの
傾斜角度を確実に知ることができるので便利であ
る。さらに傾斜機構１６に第１および第２の軸が
配設されていれば電子ビームを全ゆる方向に傾斜
させることができるので特に有用である。また受
部材のうちの１方、例えば７を気密室１と１体に
することができるが、受部材６，７が気密室１に
対して着脱自在に構成されていれば、球形状凹部
８の加工が容易である。さらにまた、球面係合部
１０の突起部５および凹部が夫々精度よく形成さ
れていた方が好ましいが、電子ビーム発生装置傾
動時の傾動中心は傾斜機構の回転軸であるため、
球面係合部１０には自重や回転力などが何ら支障
せず、単に気密室内を気密に維持するだけでよ
く、従つて球形状凹部８の曲面が球形状突起部５
の曲面よりも多少大きけれぱ、夫々形状を高精度
に形成しなくともよい。さらに荷電粒子ビーム発
生装置としては電子銃そのものであつてもよく、
この場合、ケース４は電子銃に連結するアダプタ
ーとして形成すれば、通常の電子ビーム加工用電
子銃を用いることができる。なおこの場合、電子
ビームの加工能力を増すためにケース４のZ₁方向
の端部近傍に収束レンズを配置する。

また電子ビーム発生装置と気密室内の被加工物
とは相対移動を行なうように構成されていればよ
く、従つて被加工物を移動させたり、あるいは気
密を維持しつつ電子ビーム発生装置を移動させて
もよい。勿論、電子ビームの照射方向は下向もし
くは水平など任意に選択することができる。

以上のように本考案によれば、電子ビーム発生
装置は傾斜機構により頑強に支持されているので
電子ビーム発生装置に偶発力が作用しても何ら支
障なく加工することができ、また電子ビーム発生
装置が傾動しても球面係合部により気密室内は常
に気密に維持され、しかも第５図に示されるごと
く、従来に比べて収束レンズの位置を被加工物側
に近接して配設することができ、従つて使用する
電子ビームの加工能力をフルに活用することがで
き実用上の効果が大である。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来例を示す正面断面図、第２図は第
１図の操作説明図、第３図は本考案の実施例を示
す１部断面正面図、第４図は第３図の平面図、第
５図は第３図の操作説明図である。 １……気密室、２……荷電粒子ビーム発生装
置、３……収束レンズ、１０……球面係合部、１
６……荷電粒子ビーム傾斜装置。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 荷電粒子ビーム発生装置と気密室との間に傾斜
   機構を設けた荷電粒子ビーム加工装置において、
   前記ビーム発生装置の外側ケースの下端部に球面
   状突起部を設けると共に、該突起部と略同一半径
   の球面状凹部を設けた受部材を気密室に取付け、
   該球面状の突起部および凹部と気密部材とで球面
   係合部を形成し、かつ、前記外側ケースに取付け
   られて前記球面係合部よりも外側に突出するアー
   ムと、球面係合部の外側に配設される中空の箱状
   体と、前記球面係合部の外側位置で気密室に配設
   された支持部材と、ビーム照射方向と略直行する
   平面上で前記球面係合部の略中心点を通つて互い
   に直交する第１および第２の軸であつて、前記ア
   ームおよび前記箱状体を回転自在に軸支する第１
   の軸と、前記箱状体および前記支持部材を回転自
   在に軸支する第２の軸とにより形成される傾斜機
   構を配設してなる荷電粒子ビーム加工装置。