KR101809232B1 - 이온 필터 및 그 제조 방법 - Google Patents

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Abstract

절연성 기재(11)와, 절연성 기재(11)의 한쪽 주면에 형성된 제1 도전층(12)과, 절연성 기재(11)의 다른 쪽 주면에 형성된 제2 도전층(13)과, 절연성 기재(11)의 두께방향을 따라 형성된 복수의 관통 구멍(30)을 가지며, 제1 도전층(12)의 제1 두께(th1)와, 제2 도전층(13)의 제2 두께(th2)를 다르게 구성한다.

Description

이온 필터 및 그 제조 방법{ION FILTER AND METHOD FOR PRODUCING SAME}
본 발명은, 전자 증폭기에 이용되는 이온 필터 및 그 제조 방법에 관한 것이다.
문헌의 참조에 의한 편입이 인정받는 지정국에 대해서는, 2014년 9월 17일에 일본에 출원된 일본 특허출원 2014-189317호에 기재된 내용을 참조에 의해 본 명세서에 편입하여, 본 명세서의 기재의 일부로 한다.
전자 증폭 포일을 구비한 가스 전자 증폭기가 알려져 있다(특허문헌 1).
일본 공개특허공보 2007-234485호
이 종류의 가스 전자 증폭기는, 검출 대상의 방사선을 입사시키고, 방사선과 가스의 광전 효과에 의한 상호작용에 의해 가스 원자로부터 튀어나온 전자를, 다수의 관통 구멍을 구비한 전자 증폭 포일을 이용하여 전자 사태(沙汰) 효과에 의해 증폭시키고, 그 전기 신호를 검출한다.
전자를 증폭시킬 때는, 증폭한 전자와 동일한 수의 양이온이 발생한다. 전자 증폭 포일의 관통 구멍 내부의 전기장의 영향에 의해, 양이온은 전자의 이동방향과는 역방향으로 진행된다.
또한 질량이 상대적으로 큰 양이온의 이동 속도는, 전자의 이동 속도보다도 늦기 때문에, 가스 전자 증폭기의 내부에 전자 증폭 포일의 형상에 의존하는 형상(예를 들면 평판상)으로 모이고 쌓여, 전기장을 생성하는 경우가 있다.
양이온에 의해 형성되는 전기장은, 측정하는 전자의 이동방향을 변화시키기 때문에, 3차원 비적(飛跡) 검출기(TPC: Time Projection Chamber) 등의 가스 검출기의 검출 정밀도에 영향을 주는, 이른바 양이온 문제가 생긴다.
이 양이온 문제에 관하여, 종래는, 전자 증폭기상에 와이어 전극을 설치하고, 와이어 전극으로부터 발생한 전기장에 의해, 양이온의 진행을 방지하는 방법이 알려져 있다.
그러나 고(高)자기장하에서 사용되는 와이어 전극의 근방에는 E×B effect가 발생하여, 이동하는 전자의 궤도가 와이어 전극의 근방에서 변형된다는 다른 문제가 생긴다.
또한 양이온의 진행을 방지할 때에, 전자의 이동마저 방해되면, 검출 정밀도가 저하된다는 문제가 있다.
이와 같이, 종래에는, 전자의 이동 및 이동하는 전자의 궤도에 주는 영향을 억제하면서, 양이온의 진행을 막는 수단이 요구되고 있었다.
본 발명이 해결하려는 과제는, 전자의 이동 및 이동하는 전자의 궤도에 주는 영향을 억제하면서도, 양이온의 진행을 방지하는 이온 필터를 제공하는 것이다.
[1] 본 발명은, 전자 증폭기에 이용되는 이온 필터로서, 절연성 기재와, 상기 절연성 기재의 한쪽 주면(主面)에 형성된 제1 도전층과, 상기 절연성 기재의 다른 쪽 주면에 형성된 제2 도전층과, 상기 절연성 기재의 두께방향을 따라 형성된 복수의 관통 구멍을 가지며, 상기 제1 도전층의 제1 두께와, 상기 제2 도전층의 제2 두께가 다른 이온 필터를 제공함으로써 상기 과제를 해결한다.
[2] 상기 발명에서, 상기 절연성 기재의 한쪽 주면을, 상기 전자 증폭기에서의 전자의 이동방향의 하류 측에 배치하고, 상기 절연성 기재의 다른 쪽 주면을, 상기 전자 증폭기에서의 전자의 이동방향의 상류 측에 배치하며, 상기 절연성 기재의 한쪽 주면에 형성된 상기 제1 도전층의 상기 제1 두께를, 상기 제2 도전층의 상기 제2 두께보다도 두껍게 구성함으로써 상기 과제를 해결한다.
[3] 상기 발명에서, 상기 이온 필터는, 상기 전자 증폭기가 구비하는 전자 증폭 포일에 병설(倂設)되고, 상기 절연성 기재의 한쪽 주면을 상기 전자 증폭 포일 측에 배치되며, 해당 한쪽 주면에 형성된 상기 제1 도전층의 상기 제1 두께를, 상기 다른 쪽 주면에 형성된 상기 제2 도전층의 상기 제2 두께보다도 두껍게 구성함으로써 상기 과제를 해결한다.
[4] 상기 발명에서, 상기 제1 도전층의 표면부를 제1 재료로 형성하고, 상기 제2 도전층의 표면부를 제1 재료와는 다른 제2 재료로 형성함으로써 상기 과제를 해결한다.
[5] 상기 발명에서, 상기 제1 두께를, 상기 제2 두께의 30배 이하로 함으로써 상기 과제를 해결한다.
[6] 상기 발명에서, 상기 관통 구멍의 개구율을 75% 이상으로 함으로써 상기 과제를 해결한다.
[7] 본 발명은, 절연성 기재와, 상기 절연성 기재의 한쪽 주면에 형성된 도전층과, 상기 절연성 기재의 다른 쪽 주면에 형성되고, 상기 한쪽 주면에 형성된 도전층보다도 두께가 얇은 도전층을 구비한 기재를 준비하는 공정과, 상기 한쪽 주면에 형성된 도전층의 소정 영역을 제거하여 소정 패턴의 제1 도전층을 형성하는 공정과, 상기 한쪽 주면 측으로부터 레이저를 조사하여, 상기 절연성 기재의 상기 소정 영역에 대응하는 영역을 제거하는 공정과, 상기 소정 영역이 제거된 상기 기재의 양면 측으로부터 에칭액을 작용시켜, 상기 다른 쪽 주면에 형성된 도전층 중 상기 소정 영역에 대응하는 영역을 제거하는 공정을 가지는 제조 방법을 제공함으로써 상기 과제를 해결한다.
[8] 본 발명은, 절연성 기재와, 상기 절연성 기재의 한쪽 주면에 형성된 도전층과, 상기 절연성 기재의 다른 쪽 주면에 형성되고, 상기 한쪽 주면에 형성된 도전층보다도 두께가 얇은 도전층을 구비한 기재를 준비하는 공정과, 상기 한쪽 주면에 형성된 도전층의 소정 영역을 제거하여 소정 패턴의 제1 도전층을 형성하는 공정과, 상기 한쪽 주면 측으로부터 레이저를 조사하여 또는 에칭액을 사용하여, 상기 절연성 기재의 상기 소정 영역에 대응하는 영역을 제거하는 공정과, 상기 절연성 기재의 상기 다른 쪽 주면에 형성된 도전층의 표면을 에칭 레지스트로 덮는 공정과, 상기 소정 영역이 제거된 상기 기재의 상기 한쪽 주면 측으로부터 에칭액을 작용시켜, 상기 다른 쪽 주면에 형성된 도전층 중 상기 소정 영역에 대응하는 영역을 제거하는 공정을 가지는 제조 방법을 제공함으로써 상기 과제를 해결한다.
본 발명에 의하면, 전자의 이동 및 이동하는 전자의 궤도에 주는 영향을 억제하면서도, 양이온의 진행을 방지하는 이온 필터를 제공할 수 있다.
도 1은, 본 발명의 실시형태의 전자 증폭기의 구성도이다.
도 2a는, 본 발명의 실시형태의 이온 필터의 일례를 모식적으로 나타내는 사시도이다.
도 2b는, 본 발명의 실시형태의 이온 필터의 일례를 모식적으로 나타내는 평면도이다.
도 2c는, 도 2b에 나타내는 IIC-IIC선을 따르는 단면(斷面)의 제1 예를 모식적으로 나타내는 단면도이다.
도 2d는, 도 2b에 나타내는 IIC-IIC선을 따르는 단면의 제2 예를 모식적으로 나타내는 단면도이다.
도 3(A) (B) (C) (D)는, 본 실시형태의 이온 필터의 제1 제조 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 4(A) (B) (C) (D) (E)는, 본 실시형태의 이온 필터의 제2 제조 방법을 설명하기 위한 도면이다.
이하, 본 발명의 실시형태를 도면에 기초하여 설명한다. 본 실시형태에서는, 본 발명에 따른 이온 필터를, 전자 증폭기의 하나인 가스 전자 증폭기에 적용한 경우를 예로 하여 설명한다. 본 명세서에서는, 가스 전자 증폭기를 전자 증폭기라고 칭한다. 본 실시형태의 전자 증폭기(100)는, 하전(荷電)입자, 감마선, X선, 중성자 혹은 자외선 등의 방사선을 검출하기 위해 이용된다. 이 종류의 전자 증폭기는, 검출 대상의 방사선을 입사시키고, 방사선과 가스의 광전 효과에 의한 상호작용에 의해 가스 원자로부터 튀어나온 광전자를 전자 사태 효과에 의해 증폭시키고 방사선을 전기 신호로서 검출한다.
도 1은 본 실시형태에서의 전자 증폭기(100)의 구성도이다.
도 1에 나타내는 바와 같이, 본 실시형태의 전자 증폭기(100)는, 체임버(chamber)(CB) 내에 배치된 전극(5)과, 이온 필터(10)와, 전자 증폭 포일(2)과, 검출 전극(3)을 가진다. 도시하지 않는 전원은, 전극(5), 이온 필터(10), 전자 증폭 포일(2), 및 검출 전극(3)에 전력을 공급한다. 본 실시형태의 전자 증폭기(100)는, 3차원 비적 검출기(TPC: Time Projection Chamber) 등의 가스 검출기(1)에 이용된다. 가스 검출기(1)는, 전자 증폭기(100)의 검출 전극(3)으로부터 검출 신호를 취득하는 검출기(4)를 구비한다. 각 구성에 대해 이하에 설명한다.
체임버(CB)는, 검출용 가스로 채워지는 공간을 형성한다. 체임버(CB)에 충전되는 검출용 가스로는, 일반적으로, 희(希)가스와 ?차(quencher)가스의 조합이 사용된다. 희가스로는, 예를 들면 He, Ne, Ar, Xe 등을 포함한다. ?차가스로는, 예를 들면 CO2, CH4, C2H6, CF4, C4H10 등을 포함한다. 특별히 한정되지 않지만, 희가스 중에 혼합되는 ?차가스의 혼합 비율은 5~30%로 하는 것이 바람직하다.
전극(5)은, 체임버(CB) 내에 전계를 형성한다. 전리(電離)된 전자는, 이 전계 중을, 애노드로서 기능하는 검출 전극(3) 측으로 드리프트 이동한다.
전자 증폭 포일(2)은, 전자를 증폭시킨다.
본 실시형태에서 이용되는 전자 증폭 포일(2)은, 시트상의 절연성 기재의 양(兩) 주면이 구리 등의 도전층이 형성되어 다수의 관통 구멍을 가진다. 전자 증폭 포일(2)의 관통 구멍은, 절연성 기재의 주면에 대하여 대략 수직방향으로 연장된다. 절연성 기재의 양 주면에 형성된 도전층에 수 백V의 전위차를 부여함으로써, 관통 구멍의 내부에는 고전기장이 형성된다. 이 관통 구멍 내부에 전자가 들어가면 급격하게 가속된다. 가속된 전자는, 주위의 가스 분자를 전리시키고, 관통 구멍 내부에서 전자가 설붕식으로 증폭된다(전자 사태 효과). 또한 전자 증폭 포일(2)은, GEM: Gas Electron Multiplier라고도 불린다.
특별히 한정되지 않지만, 전자 증폭 포일(2)의 두께는, 수 백㎛ 정도이다. 일례이지만, 관통 구멍의 지름은 70[㎛] 정도, 피치는 140[㎛] 정도의 것이 알려져 있다. 관통 구멍의 간격은 수 백㎛ 정도이다. 전자 증폭 포일(2)의 관통 구멍(30)의 개구율은 23% 정도이다. 전자 증폭 포일(2)을 구성하는 절연성 기재의 재료로는, 예를 들면 폴리이미드나 액정 폴리머 등의 고분자 폴리머 재료를 사용할 수 있다. 전자 증폭 포일(2)을 구성하는 도전층의 재료로는, 예를 들면 구리, 알루미늄, 금, 또는 보론 등을 사용할 수 있다. 전자 증폭 포일(2)의 도전층은, 도전성 재료를 절연성 재료에 스퍼터 증착하여 형성해도 되고, 도금 처리에 의해 형성해도 되고, 라미네이트 처리에 의해 형성해도 된다.
검출 전극(3)은, 전자 사태 효과에 의해 증배된 전자를 검출하고, 검출 신호를 검출기(4)에 송출한다. 검출기(4)는 취득한 신호에 기초하여 각종 검출 데이터를 연산한다. 특별히 한정되지 않지만, 검출 데이터는, 하전입자의 비적의 측정, 입사 입자의 위치나 에너지의 측정 등에 이용된다.
체임버(CB) 내에서, 전자는, 화살표로 나타내는 이동방향(E)을 따라 이동한다. 전자의 이동방향에서, 전극(5) 측은 상류 측이며, 검출 전극(3) 측이 하류 측이다.
이어서, 본 실시형태의 이온 필터(10)에 대해 설명한다.
상술한 바와 같이, 가스의 전리에 의해 전자 수가 증폭될 때에, 동일한 수의 양이온이 생성된다. 이 양이온 중 전자 증폭 포일(2)의 관통 구멍의 중앙으로부터 전자 증폭 포일(2)이 통과하고, 드리프트 영역(DR)으로 이동(피드백)하는 것이 있다. 양이온의 드리프트 속도는 늦기 때문에, 양이온이 장시간 드리프트 영역에 전자 증폭 포일(2)의 형상에 의존한 형상(예를 들면, 전자 증폭 포일(2)의 형상인 평판상)으로 한 무리로서 체류하고, 드리프트 영역(DR)에 국소적으로 이온 밀도가 높은 장소를 형성해 버린다. 이에 따라, 드리프트 영역(DR)의 전기장이 왜곡된다. 체임버 내에 자기장이 존재하는 경우, 드리프트하는 전자에 E×B effect가 주어지면, 위치 분해능이 저하되는 경우가 있다.
본 실시형태의 이온 필터(10)는, 전자 증폭에 따라 발생한 양이온이 드리프트 영역(DR) 측(전자의 이동방향(E)과는 역방향)으로 이동하지 않도록 포집하는 기능을 가진다.
본 실시형태의 이온 필터(10)는, 절연성 기재와, 그 절연성 기재의 한쪽 주면에 형성된 제1 도전층과, 그 절연성 기재의 다른 쪽 주면에 형성된 제2 도전층과, 그 절연성 기재의 두께방향을 따라 형성된 복수의 관통 구멍을 가진다.
도 2a, 도 2b, 도 2c 및 도 2d는, 본 실시형태의 이온 필터(10)의 일례를 모식적으로 나타내는 도면이다.
도 2a는, 본 실시형태의 이온 필터(10)의 사시도이며, 도 2b는, 본 실시형태의 이온 필터(10)의 평면도이다. 각 도면에 나타내는 바와 같이, 본 실시형태의 이온 필터(10)는 관통 구멍(30)을 구비한다. 서로 이웃하는 관통 구멍(30) 사이에는 림(rim)(20)이 형성된다. 관통 구멍(30)은 림(20)으로 둘러싸여 있다. 림(20)이 관통 구멍(30)의 내벽을 구성한다. 관통 구멍(30)은, 이온 필터(10)의 주면을 따른 개구부(31)를 형성한다.
특별히 한정되지 않지만, 본 실시형태의 이온 필터(10)에서, 관통 구멍(30)의 개구율은 75% 이상이다. 본 실시형태에서, 관통 구멍(30)의 개구율이란, 절연성 기재의 주면을 따른 소정 단위 면적에 대하여, 관통 구멍(30)이 형성하는 개구부(31)의 총면적의 비율이다. 개구율을 산출하기 위한 단위 면적은 임의로 정의할 수 있다. 개구부(31)는, 이온 필터의 주면을 따른, 절연성 기재 및 도전층이 없는 2차원 영역이다. 본 실시형태의 관통 구멍(30)의 개구부(31)의 형상은 대략 6각형이다. 본 실시형태의 이온 필터(10)는, 이른바 허니콤(honeycomb) 구조를 가진다.
또한 본 실시형태의 관통 구멍(30)을 둘러싸는 림(20)과 림(20)의 간격은 140[㎛] 이상~300[㎛] 이하이다. 또한 림(20)의 폭(관통 구멍(30)의 내벽 간의 거리)은, 45[㎛] 이하이다.
그런데 본 실시형태의 이온 필터(10)는, 피드백해 오는 양이온을 포집하고 드리프트 영역(DR)으로 이동하지 않도록 기능하지만, 반면에 전자의 이동을 방해해서는 안된다는 제약이 있다. 이 때문에, 이온 필터(10)로 이용하기 위해서는, 관통 구멍(30)의 개구율이 높으면서, 두께가 얇은 구조인 것이 요구된다.
발명자들이 실시한 시뮬레이션에 의하면, 이온의 이동을 방해하지 않도록 하기 위해, 즉 이온 필터(10)로서 기능하기 위해서는, 이온 필터(10)의 관통 구멍(30)의 개구율은 70% 이상인 것이 바람직하다는 것을 알 수 있다. 또한 발명자들이 실시한 시뮬레이션에 의하면, 이온의 이동을 방해하지 않도록 하기 위해, 이온 필터(10)의 절연성 기재(11)의 두께가 25[㎛] 이하인 것이 바람직하다는 것을 알 수 있다.
본 발명의 본 실시형태에서는, 이들 조건을 만족시키는 이온 필터(10)를 제공한다.
본 실시형태의 이온 필터(10)는, 전자를 증폭하는 전자 증폭 포일(2)의 상류 측(전극(5), 드리프트 영역(DR) 측)에, 전자 증폭 포일(2)과는 다른 부재로서 배치된다. 본 실시형태의 이온 필터(10)는, 전자 증폭에 따라 발생한 양이온을 포집한다는, 전자 증폭 포일(2)과는 다른 목적으로 이용되어, 전자 증폭 포일(2)과는 다른 기능을 발휘하는 것이다.
본 실시형태에서는, 이온 필터(10)를, 전자의 이동방향(E)에서, 전자 증폭 포일(2)보다도 상류 측(전극(5) 측, 드리프트 영역(DR) 측)에 배치한다. 즉, 이온 필터(10)는, 전자 증폭 포일(2)과 전극(5) 사이에 배치한다. 이온 필터(10)를 이와 같이 배치함으로써 전자 증폭 포일(2)에서 발생하는 양이온군을 이온 필터(10)로 포집하여, 피드백하는 양이온이 드리프트 영역(DR)의 전기장에 영향을 주는 것을 방지한다. 이에 따라, 드리프트 전자가 양이온군의 영향을 받기 어렵게 할 수 있다.
도 2c는, 본 실시형태의 이온 필터(10)의, 도 2b에 나타내는 IIC-IIC선을 따르는 단면의 일례를 나타내는 도면이다.
도 2c에 나타내는 바와 같이, 본 실시형태의 이온 필터(10)는, 절연성 기재(11)의 한쪽 주면에 형성된 제1 도전층(12)의 제1 두께(th1)와, 다른 쪽 주면에 형성된 제2 도전층(13)의 제2 두께(th2)가 다르게 구성된다. 제1 도전층(12)과 제2 도전층(13)을 동일한 두께로 하는 경우보다도, 제1 도전층(12)과 제2 도전층(13)을 다른 두께로 한 쪽이, 전자 투과율이 향상되기 때문이다. 전자 투과율이 향상됨으로써 전자 증폭기(100)를 이용한 측정 결과의 정밀도를 향상시킬 수 있다. 예를 들면, 전자의 비적을 측정하는 경우의 그 위치 검출 정밀도를 향상시킬 수 있다.
본 실시형태의 이온 필터(10)는, 특별히 한정되지 않지만, 제1 도전층(12)의 제1 두께(th1)를, 0.5[㎛] 이상으로 하는 것이 바람직하다. 제1 도전층(12)이 형성된 절연성 기재(11)에서의, 제1 도전층(12)과 절연성 기재(11)의 접착층의 계면은, 그 접착성을 확보하는 관계로부터, 제1 도전층(12)의 두께가 이를 하회하면, 접착층(절연층)이 노출되어 형성되는 전기장이 흐트러지는 경우가 있기 때문이다. 또한 본 실시형태의 제2 도전층(13)의 제2 두께(th2)를 1.0[㎛] 이상으로 하는 것이 바람직하다. 제1 도전층(12)과 제2 도전층(13)의 두께의 차가 2배 이하이면, 기대하는 효과를 얻을 수 없기 때문이다.
또한 본 실시형태의 이온 필터(10)에서, 제1 두께(th1)는, 제2 두께(th2)의 30배 이하로 하는 것이 바람직하다. 제2 도전층(13)의 두께(th2)에 대한 제1 도전층(12)의 두께(th1)의 비가 1:30을 초과하면, 이온 필터(10)를 통과한 전자가, 이온 필터(10)로 되돌아와 버리는 경우가 있기 때문이다. 전자가 이온 필터(10)로 되돌아와 버리면, 결과적으로 전자 투과율이 저하되어 버리기 때문에, 제1 두께(th1)는, 제2 두께(th2)의 30배 이하로 한다.
본 실시형태에서, 절연성 기재(11)의 한쪽 주면(제1 도전층(12))은, 전자 증폭기(100)에서의 전자의 이동방향(E)의 하류 측(전자 증폭 포일(2) 측, 검출 전극(3) 측)에 배치되고, 절연성 기재(11)의 다른 쪽 주면(제2 도전층(13))은, 전자 증폭기(100)에서의 전자의 이동방향(E)의 상류 측(드리프트 영역(DR) 측, 전극(5) 측)에 배치된다. 그리고 절연성 기재(11)의 한쪽 주면에 형성된 제1 도전층(12)의 제1 두께(th1)는, 다른 쪽 주면에 형성된 제2 도전층(13)의 제2 두께(th2)보다도 두껍게 구성된다. 즉, 제1 도전층(12)의 제1 두께(th1)는, 제2 도전층(13)의 제2 두께(th2)의 1배보다도 두껍다.
본 실시형태의 전자 증폭기(100)는, 전자 증폭 포일(2)을 구비하는 경우에는, 이온 필터(10)는, 전자 증폭기(100)가 구비하는 전자 증폭 포일(2)에 병설된다. 그리고 절연성 기재(11)의 한쪽 주면은 전자 증폭 포일(2) 측에 배치되고, 한쪽 주면에 형성된 제1 도전층(12)의 제1 두께(th1)는, 다른 쪽 주면에 형성된 제2 도전층(13)의 제2 두께(th2)보다도 두껍게 구성된다. 또한 전자 증폭기(100)는, 전자를 증폭시키는 기능을 가지는 것이면, 전자 증폭 포일(2)이 아니어도 된다.
발명자들은, 본 실시형태와 같이, 제1 도전층(12)과 제2 도전층(13)의 두께가 다른 이온 필터(10)와, 제1 도전층(12)과 제2 도전층(13)의 두께가 동일한 이온 필터에 대해, 이들을 전자 증폭기(100)에 이용한 경우의 전자의 비적 시뮬레이션을 실시했다. 그리고 전자의 비적으로부터 이온의 전자 투과율을 구했다.
시뮬레이션 결과를 고찰하면, 본 실시형태의 제1 도전층(12)과 제2 도전층(13)의 두께가 다른 이온 필터(10) 쪽이, 제1 도전층(12)과 제2 도전층(13)의 두께가 동일한 이온 필터보다도, 전자 투과율이 뛰어난 것을 알 수 있다.
또한 본 시뮬레이션에서는, 제1 도전층(12), 제2 도전층(13)은 구리로 조성되는 것을 상정했다.
제1 도전층(12) 쪽이 제2 도전층(13)보다도 두께가 두꺼운 이온 필터(10)와, 제1 도전층(12)과 제2 도전층(13)의 두께가 동일한 이온 필터에 대해, 각각 전자의 비적의 시뮬레이션 결과를 얻었다. 제1 도전층(12) 쪽이 제2 도전층(13)보다도 두께가 두꺼운 이온 필터(10)로는, 제2 두께(th2):제1 두께(th1)가 1:10인 것, 1:20인 것, 1:30인 것에 대해, 각각 시뮤레이션했다. 본 시뮬레이션에서는 두께 1=1[㎛]로 했다.
또한 본 시뮬레이션에서, 두께가 상대적으로 두꺼운 제1 도전층(12)은, 전자의 흐름방향의 하류 측에 배치하고, 두께가 상대적으로 얇은 제2 도전층(13)은, 전자의 흐름방향의 상류 측에 배치했다.
시뮬레이션 결과, 제1 도전층(12)과 제2 도전층(13)의 두께가 동일한 이온 필터에 대하여, 제1 도전층(12) 쪽이 제2 도전층(13)보다도 두껍게 구성된 이온 필터(10) 쪽이, 이들 제1 도전층(12), 제2 도전층(13)에 의해 전자의 통과가 저해되는 범위가 좁은 것을 알 수 있다.
즉, 제1 도전층(12)을 제2 도전층(13)보다도 두껍게 구성한 이온 필터(10)는, 제1 도전층(12)과 제2 도전층(13)의 두께가 동일한 이온 필터보다도 전자의 궤도에 영향을 주기는 하지만, 이온 필터(10)를 통과한 후의 전자의 위치를 원래의 위치로 되돌리는(통과 전 위치로 되돌리는) 힘이 강하므로, 전자 궤도의 최종적인 편차량(xy방향: y는 전자의 흐름방향을 따른 편차량)을 작게 할 수 있다.
또한 본 시뮬레이션에서, 제1 도전층(12)과 제2 도전층(13)의 두께의 비가 30(제1 두께(th1):제2 두께(th2)=30:1)을 초과하면, 전자가 이온 필터(10) 쪽으로 되돌아와 버리는 현상이 생기는 것을 알 수 있다.
본 실시형태의 이온 필터(10)에서, 절연성 기재(11)의 한쪽 주면에 형성된 제1 도전층(12)의 적어도 표면부(121)를 형성하는 재료와, 다른 쪽 주면에 형성된 제2 도전층(13)의 표면부(131)를 형성하는 재료를, 다른 재료로 구성해도 된다.
도 2d에, 제1 도전층(12)의 표면부(121)가, 제2 도전층(13)의 재료와는 다른 재료로 형성된 예를 나타낸다. 도 2d에 나타내는 바와 같이, 제1 도전층(12)은, 표면부(121)와 기초부(122)를 구비하는 구성을 가진다. 표면부(121)는, 제1 도전층(12)의 일부를 구성한다. 표면부(121)는, 제1 도전층(12) 중 외부에 노출된 부분이다. 표면부(121)는, 기초부(122)의 표면에 형성된다. 표면부(121)는, 기초부(122)의 표면에 도금, 증착 등의 방법에 의해 박막 또는 층으로서 형성된다. 표면부(121)의 두께는, 특별히 한정되지 않는다. 제1 도전층(12)은, 표면부(121)와 절연성 기재(11) 사이에 존재하는 기초부(122)를 구비한다. 또한 기초부(122)는, 제1 도전층(12) 중 표면부(121) 이외의 부분이다.
본 실시형태에서, 제2 도전층(13)은, 표면부(131)와 기초부(132)를 구비하는 구성으로 할 수 있다. 제2 도전층(13)과 표면부(131)와 기초부(132)는, 제1 도전층(12)과 표면부(121)와 기초부(122)와 동일하게 구성할 수 있다. 전 단락의 제1 도전층(12)과 표면부(121)와 기초부(122)에 관한 설명을, 제2 도전층(13)과 표면부(131)와 기초부(132)의 설명으로서 인용한다.
도 2d에 나타내는 예에서는, 제1 도전층(12)이 표면부(121)와 기초부(122)를 구비하고, 제2 도전층(13)이 일체로 구성된 표면부(131)와 기초부(132)를 포함하는 예를 나타낸다. 제2 도전층(13)의 표면부(131)와 기초부(132)는 동일한 재료로 일체로 구성되어 있고, 제2 도전층(13)의 표면의 부분이 표면부(131)를 구성한다.
본 실시형태의 이온 필터(10)에서, 제1 도전층(12)의 표면부(121)는, 구리, 니켈, 금, 텅스텐, 아연, 알루미늄, 크롬, 주석, 및 코발트의 물질로 이루어지는 군 중 어느 1종 이상의 물질을 포함하는 재료로 형성된다. 제2 도전층(13)의 표면부(131)는, 제1 도전층(12)의 표면부(121)의 재료와는 다른 재료로서, 구리, 니켈, 금, 텅스텐, 아연, 알루미늄, 크롬, 및 코발트의 물질로 이루어지는 군 중 어느 1종 이상의 물질을 포함하는 재료로 형성된다.
금은, 그 안정성에 있어서 제1 도전층(12)의 표면부(121), 제2 도전층(13)의 표면부(131)에 적합하다.
알루미늄은, 그 경도(輕度)에 있어서 제1 도전층(12)의 표면부(121), 제2 도전층(13)의 표면부(131)에 적합하다. 이온 필터(10), 더 나아가서는 전자 증폭기(100)의 중량을 경감할 수 있다.
니켈은, 그 강성(강도)에 있어서 제1 도전층(12)의 표면부(121), 제2 도전층(13)의 표면부(131)에 적합하다. 강성은, 이온 필터(10)의 강도 향상에 공헌한다. 또한 니켈은, 그 치수 안정성에 있어서 제1 도전층(12)의 표면부(121), 제2 도전층(13)의 표면부(131)에 적합하다. 치수 안정성은, 이온 필터(10)의 평탄성에 공헌한다.
텅스텐은, 그 경도(硬度)에 있어서 제1 도전층(12)의 표면부(121), 제2 도전층(13)의 표면부(131)에 적합하다. 경성(硬性)은, 이온 필터(10)의 인장 강도의 향상에 공헌한다.
알루미늄, 크롬, 코발트, 니켈은, 다중 쿨롱(Coulomb) 산란이 작다는 관점에서, 제1 도전층(12)의 표면부(121), 제2 도전층(13)의 표면부(131)에 적합하다. 다중 쿨롱 산란은, 전자의 비적에 영향을 준다. 전자의 비적에 준 영향은, 후단에서 실시되는 측정 처리의 정밀도에 영향을 준다. 다중 쿨롱 산란에 의한 영향이 작은 것은, 검출 결과를 이용한 측정 정밀도의 향상에 공헌한다.
금, 크롬, 아연, 코발트, 니켈, 텅스텐, 주석은, 감마선 영역에 반응성을 가지는 점에서, 제1 도전층(12)의 표면부(121), 제2 도전층(13)의 표면부(131)에 적합하다. γ선 영역의 반응성은, 감마선의 검출 효율을 향상시킨다. 감마 카메라나 비(非)파괴 검사기와 같은 가스 방사선 검출기에서는 그 검출 정밀도의 향상에 공헌한다.
코발트, 니켈, 크롬, 텅스텐은, 강성이 높은 점에서, 제1 도전층(12)의 표면부(121), 제2 도전층(13)의 표면부(131)에 적합하다. 얇고, 관통 구멍이 다수 형성된 구조의 이온 필터(10)는, 변형이나 단선에 의한 영향을 받기 쉽다. 강성이 높은 점은, 이온 필터(10)의 강도 향상에 공헌한다.
본 실시형태에서는, 제2 도전층(13)의 표면부(131) 또는 제1 도전층(12)의 표면부(121) 중 어느 한쪽을, 구리를 포함하는 재료로 형성한다. 구리는 가공하기 쉬워, 본 실시형태와 같이 가느다란 림(20)과 개구율이 높은 패턴 제작에 적합하고 입수가 용이하다.
특별히 한정되지 않지만, 본 실시형태의 이온 필터(10)에서, 제1 도전층(12)의 표면부(121)는 니켈에 의해 형성되고, 제1 도전층(12)의 기초부(122)는 구리에 의해 형성된다. 본 예에서의 제1 도전층(12)의 표면부(121)는, 구리로 형성된 기초부(122)의 표면에 니켈을 이용한 도금 처리에 의해 형성된다. 본 예에서의 제2 도전층(13)의 표면부(131) 및 기초부(132)는 모두 구리를 포함하는 재료로 형성된다. 제2 도전층(13)의 표면부(131) 및 기초부(132)는, 일체로 구성되어 있다.
특별히 한정되지 않지만, 제1 도전층(12)의 구리에 의해 형성된 기초부(122)의 두께는 8[㎛]이며, 니켈 도금층으로서 형성된 표면부(121)의 두께는 2[㎛]이다. 또한 표면부(131) 및 기초부(132)가 일체로서, 구리에 의해 형성된 제2 도전층(13)의 두께는 2[㎛]이다.
다음으로, 도 3 및 도 4에 기초하여, 본 실시형태의 이온 필터(10)의 제조 방법에 대해 3개의 양태를 설명한다. 도 3 및 도 4에서는, 제조 공정을 알기 쉽도록 단면(端面)도로 표현했다.
<제1 제조 방법>
먼저, 제1 제조 방법에 대해 설명한다.
제1 제조 방법에서는, 도 3(A)에 나타내는 바와 같이, 절연성 기재(11A)의 한쪽 주면(도면 중 상측면)에 도전층(12a)이 형성되고, 그 다른 쪽 주면(도면 중 하측면)에 도전층(13A)이 형성된 기재(10A)를 준비한다. 도전층(12a)의 두께(th1')는, 도전층(13A)의 두께(th2')보다도 두껍다. 특별히 한정되지 않지만, 본 실시형태에서는, 절연성 기재(11A)의 두께가 12[㎛] 이상~25[㎛] 이하인 기재(10A)를 이용한다. 또한 특별히 한정되지 않지만, 본 실시형태에서는, 도전층(12a)의 두께(th1')가 13[㎛] 이상이며, 도전층(13A)의 두께(th2')가 6[㎛] 미만인 기재(10A)를 이용한다.
또한 도 3(A)에서 나타내는 절연성 기재(11A)는, 이온 필터(10)의 절연성 기재(11)에 대응하고, 도전층(12a)은 이온 필터(10)의 제1 도전층(12)에 대응하며, 도전층(13A)은 이온 필터(10)의 제2 도전층(13)에 대응한다.
도 3(B)에 나타내는 바와 같이, 기지(旣知)의 포토리소그래피 기술을 이용하여, 도전층(12a)의 소정 영역을 제거하고 소정 패턴의 제1 도전층(12)을 형성한다. 본 실시형태에서 소정 패턴은, 허니콤 패턴이다. 본 실시형태에서, 제1 도전층(12)의 선 폭을, 15[㎛] 이상~45[㎛] 이하로 형성하는 것이 바람직하다.
다음으로, 도 3(C)에 나타내는 바와 같이, 절연성 기재(11) 중 소정 영역에 대응하는 부분을 제거한다.
동 도면에서, 제1 도전층(12)이 형성된 한쪽 주면 측(도면 중 상측)으로부터 파장이 500[㎚] 이하인 UV-YAG 레이저를 조사한다. 예를 들면, 제3고조파(파장 355[㎚])의 UV-YAG 레이저를 조사한다. 한쪽 주면 측으로부터 조사되는 레이저에 대하여, 소정 허니콤 패턴으로 형성된 제1 도전층(12)이 마스크가 되고, 소정 영역에 대응하는 영역(본 예에서는 6각형의 영역)의 절연성 기재(11)가 제거된다. 한쪽 주면 측에서 다른 쪽 주면 측까지의 절연성 기재(11)를 제거하여 관통 구멍(30)을 형성한다.
이 절연성 기재(11)를 제거하는 공정은, 에칭액을 사용하여 실시해도 된다. 도 3(B)에 나타내는 상태의 기재(10)에 에칭액을 작용시키면, 제1 도전층(12) 및 제2 도전층(13)이 마스크가 되고, 소정 영역에 대응하는 영역(본 예에서는 6각형의 영역)의 절연성 기재(11)가 제거된다.
또한 폴리이미드 등의 절연성 기재(11)의 실제 제거 공정에서는, 공정의 내용에 따라서도 다르지만, 제거 부분과의 경계면에 테이퍼를 형성할 수 있다. 예를 들면, 에칭액에 의해 제거된 부분에는, 주면에 대하여 50~60도의 테이퍼면을 형성할 수도 있다. 도 3은, 공정을 간결하게 설명하기 위해, 그러한 형태의 변화는 생략하여 나타낸다.
플라즈마 디스미어(Desmear) 처리 등의 디스미어 처리를 실시한다. 디스미어 처리의 방법은, 절연성 기재(11)의 제거 방법에 따라, 출원 시에 알려진 방법을 적절히 이용한다.
마지막으로, 절연성 기재(11)의 소정 영역이 제거된 기재(10A)의 양면 측으로부터 에칭액을 작용시킨다. 에칭액은, 기재(10A)의 다른 쪽 주면 측에 형성된 제2 도전층(13A)의 한쪽 주면 측에서 작용함과 함께, 제2 도전층(13A)의 다른 쪽 주면 측에서도 작용한다. 절연성 기재(11)가 제거된 소정 영역은 양면으로부터 에칭된다. 이 때문에, 제1 도전층(13A)의 소정 영역에 대응하는 부분의 에칭 속도는, 소정 영역 이외에 대응하는 부분의 에칭 속도의 약 2배가 된다. 도전층(13A) 중 소정 영역에 대응하는 영역이 제거되는 타이밍에서, 도전층(13A) 중 소정 영역 이외에 대응하는 영역은 남아 있다. 즉, 에칭 처리에 의해, 도전층(13A) 중 소정 영역에 대응하는 영역만을 제거하여 제2 도전층(13)을 형성한다.
에칭액은, 도전층(13A)의 재료에 따라 적절히 선택할 수 있다. 본 처리에서, 에칭액은, 소정 영역에 대응하는 도전층(13A)의 영역(제거하는 영역)에 대해서는, 양쪽의 면측(한쪽 주면 측 및 다른 쪽 주면 측)에서 작용한다. 소정 영역에 대응하는 도전층(13A)의 영역은, 다른 영역에 비하여 2배의 속도로 제거된다. 또한 제1 도전층(12)은, 제2 도전층(13)보다도 두껍게 구성되어 있으므로, 본 에칭 처리에 의해 회로(소정 영역의 도전층)에 결손이 생기는 경우는 없다.
그 결과, 도 3(D)에 나타내는 바와 같이, 한쪽 주면 측에서 다른 쪽 주면 측까지 관통한 관통 구멍을 형성할 수 있다. 이에 따라, 소정 패턴(예를 들면 허니콤 패턴)을 구성하는 이온 필터(10)를 얻을 수 있다.
일례이지만, 도전층(12a)의 두께(th1')가 13[㎛]이며, 도전층(13A)의 두께(th2')가 6[㎛]인 기재(10A)를 이용하여 본 실시형태의 이온 필터(10)를 제작한 바, 제1 도전층(12)의 두께(th1)가 10[㎛], 제2 도전층(13)의 두께(th2)가 2[㎛]인 이온 필터(10)를 제작할 수 있었다.
개구율이 75% 이상을 차지하는 관통 구멍(30) 및 그 관통 구멍(30)을 형성하는 림(20)을, 얇은 시트에 형성하는 것은 용이하지 않다. 본원 출원 시의 포토리소그래피 기술에서 에칭 패턴의 어긋남의 원인이 되는 노광 정밀도는 +/-10[㎛] 정도라고 한다. 또한 절연성 기재(11)의 에칭 처리를 정확하게 실행하는 것은 곤란하며, 예를 들면 폴리이미드의 에칭 처리에서는 경사가 생겨 버린다. 이와 같이, 절연성 기재의 양(兩) 주면에 동일한 패턴을 동일한 위치에 형성하고, 동일한 위치를 관통시키는 것은 어렵다. 또한 개구율이 75% 이상이기 위해서는, 림(20)의 폭이 45[㎛] 이하인 것이 요구되기 때문에, 이러한 도전층을 형성하는 것은 용이하지 않았다.
기지의 포토리소그래피 기술에서는 기판(11A)의 한쪽 주면 측에서만 에칭 처리를 실시한다. 본 실시형태의 제조 방법에 의하면, 기판(11A)의 양 주면 측에서 동시에 에칭 처리를 실시함으로써, 다른 쪽 주면 측의 도전층(13A)의 소정 영역만을 제거하여 관통 구멍(30)을 형성한다. 기지의 포토리소그래피 기술을 이용하지 않으므로, 노광 정밀도의 한계에 의해 생기는 에칭 패턴의 어긋남이라는 문제가 생기지 않는다. 이에 따라, 본 실시형태에 따른, 관통 구멍(30)이 형성된 이온 필터(10)를 제작할 수 있다. 이 제조 방법에 의하면, 관통 구멍(30)의 개구율을 75% 이상으로 할 수 있다. 또한 다른 쪽 주면 측의 도전층(13A)을 에칭할 때에, 패턴 형성을 위한 레지스트를 형성하는 공정을 생략할 수 있다.
발명자들의 검증에 의하면, 본 실시형태의 이온 필터(10)의 통과 전후에 있어서, 이온 필터(10)를 통과한 후의 전자의 위치가, 이온 필터(10)를 통과하기 전의 전자의 위치로 되돌아가는(편차량이 작아지는) 현상이 확인되었다. 본 실시형태의 이온 필터(10)는, 전자의 궤도에 영향을 주기는 하지만, 이온 필터(10)를 통과한 후 전자의 위치를 원래의 위치로 되돌리는(통과 전 위치로 되돌리는) 힘이 강하므로, 전자의 궤도의 최종적인 편차량(xy방향: y는 전자의 흐름방향을 따른 편차량)을 작게 할 수 있다. 이와 같이, 본 실시형태에 의하면, 최종적인 전자의 위치의 편차량을 억제하면서, 양이온의 이동을 억제할 수 있는 구조의 이온 필터(10)를 제공할 수 있다. 더불어 제조 비용을 저감할 수 있다.
또한 본 제조 방법에서, 도전층(12a)을 형성하는 재료와, 도전층(12b)을 형성하는 재료가 다른 재료로 구성된 기재(10A)를, 도 3(A)의 출발 재료로 준비해도 된다. 이 경우에, 도 3(C)의 제1 도전층(12)을 형성하는 공정에서는, 도전층(12a)만이 반응하고, 도전층(13A)이 반응하지 않는 에칭액을 사용하여 제1 도전층(12)의 소정 영역을 제거한다. 도전층(12a)을 형성하는 재료와, 도전층(13A)을 형성하는 재료가 다른 재료로 구성함으로써, 출발 재료로 사용하는 기재(10A)의 도전층(12a)의 두께(th1')와 얻어진 제1 도전층(12)의 두께(th1)의 차, 및 출발 재료로 사용하는 기재(10A)의 도전층(13A)의 두께(th2')와 얻어진 제1 도전층(13)의 두께(th2) 차, 즉 두께의 감소를 작게 할 수 있다.
<제2 제조 방법>
이어서, 도 4에 기초하여, 제2 제조 방법에 대해 설명한다. 이 제2 제조 방법은, 상술한 제1 제조 방법과 기본적인 공정은 공통되므로, 도 3의 기재 및 제1 제조 방법의 설명을 인용하면서 설명한다.
제1 제조 방법과 마찬가지로, 도 4(A)에 나타내는 바와 같이, 절연성 기재(11A)의 한쪽 주면(도면 중 상측면)에 도전층(12a)이 형성되고, 그 다른 쪽 주면(도면 중 하측면)에 도전층(13A)이 형성된 기재(10A)를 준비한다. 도전층(12a)을 형성하는 제1 재료와, 도전층(13A)을 형성하는 제2 재료는, 동일한 재료이다. 제1 재료와 제2 재료는, 모두 도전성 재료이다. 본 예에서, 제1 및 제2 재료는 구리이다. 도전층(12a), 도전층(13A)은, 도금, 스퍼터링, 증착 등의 박막 형성 기술을 이용하여 제작할 수 있다.
또한 도 4(A)에서 나타내는 절연성 기재(11A)는, 이온 필터(10)의 절연성 기재(11)에 대응하고, 도전층(12a)은 이온 필터(10)의 제1 도전층(12)에 대응하며, 도전층(13A)은 이온 필터(10)의 제2 도전층(13)에 대응한다.
도 4(B)에 나타내는 바와 같이, 기지의 포토리소그래피 기술을 이용하여, 도전층(12a)의 소정 영역을 제거하여 소정 패턴의 제1 도전층(12)의 기초부(122)를 형성한다. 이 제1 도전층(12)의 기초부(122)에 의해 형성되는 소정 패턴은, 절연성 기재(11A)의 주면에 수직인 방향으로 봤을 때 허니콤 패턴이다. 특별히 한정되지 않지만, 본 예에서는, 절연성 기재(11A)의 도전층(12a) 및 도전층(13A)을, 모두 구리를 포함하는 재료로 형성하고, 도전층(12a)의 소정 영역을 제거하여 제1 도전층(12)의 기초부(122)를 형성한다. 본 실시형태에서, 제1 도전층(12)의 기초부(122)의 선폭을, 12[㎛] 이상~25[㎛] 이하로 형성하는 것이 바람직하다.
다음으로, 도 4(C)에 나타내는 바와 같이, 절연성 기재(11)의 한쪽 주면의 제1 도전층(12) 기초부(122)의 표면에 표면부(121)를 형성하는 처리를 실시한다. 표면부(121)는, 도금, 스퍼터링, 증착 등에 의해 형성할 수 있다. 본 실시형태에서, 제1 도전층(12)의 표면부(121)는, 절연성 기재(11)의 다른 쪽 주면의 도전층(13A)의 표면부(131)를 형성하는 재료와는 다른 재료를 사용하여 형성된다. 특별히 한정되지 않지만, 본 실시형태에서는, 제1 도전층(12)의 기초부(122)의 표면에, 니켈 도금 처리를 실시한다. 이에 따라, 제1 도전층(12)의 표면에, 니켈을 포함하는 재료에 의해 표면부(121)를 형성한다. 기초부(122)에 표면부(121)가 형성된 제1 도전층(12)의 선폭은, 림(20)의 폭에 대응한다. 림(20)의 폭은, 15[㎛] 이상~45[㎛] 이하이다.
다음으로, 절연성 기재(11) 중 소정 영역에 대응하는 부분을 제거한다.
제1 제조 방법과 마찬가지로, 도 4(D)에 나타내는 바와 같이, 제1 도전층(12)이 형성된 한쪽 주면 측(도면 중 상측)으로부터 파장이 500[㎚] 이하인 UV-YAG 레이저를 조사하고, 한쪽 주면 측에서 다른 쪽 주면 측까지의 절연성 기재(11)를 제거하여 관통 구멍을 형성한다. 제1 제조 방법과 마찬가지로, 이 절연성 기재(11)를 제거하는 공정은, 에칭액을 사용하여 실시해도 된다. 그 후, 제1 제조 방법과 마찬가지로, 플라즈마 디스미어 처리 등의 디스미어 처리를 실시한다.
마지막으로, 소정 영역이 제거된 기재(10A)의 양면으로부터 에칭액을 작용시켜, 다른 쪽 주면에 형성된 제2 도전층(13) 중 소정 영역에 대응하는 영역, 즉 관통 구멍(30)에 대응하는 영역을 제거한다.
에칭액은, 도전층(13A)의 재료에 따라 적절히 선택할 수 있다. 본 공정에서, 제거 대상이 되는 도전층(13A)을 형성하는 재료에만 반응하는 에칭액을 사용한다. 본 예에서는, 도전층(13A)은 구리를 포함하는 재료로 형성되어 있으므로, 구리에만 반응하는 황산과 과산화수소물을 혼합한 에칭액을 사용한다. 한편, 제1 도전층(12)의 표면부(121)는, 니켈을 포함하는 재료로 형성되어 있으므로, 본 에칭 처리에 의해 회로(소정 영역의 도전층)에 결손이 생기는 경우는 없다.
본 처리에서, 에칭액은, 소정 영역에 대응하는 도전층(13A)의 영역(제거하는 영역)에 대해서는, 양면 측(한쪽 주면 측 및 다른 쪽 주면 측)에서 작용한다. 소정 영역에 대응하는 도전층(13A)의 영역은, 다른 영역에 비하여 2배의 속도로 제거된다. 도전층(13A) 중 소정 영역에 대응하는 영역이 제거되는 타이밍에서, 도전층(13A) 중 소정 영역 이외에 대응하는 영역은 남아 있다. 즉, 에칭 처리에 의해, 도전층(13A) 중 소정 영역에 대응하는 영역만을 제거하여 제2 도전층(13)을 형성할 수 있다.
그 결과, 도 4(E)에 나타내는 바와 같이, 한쪽 주면 측에서 다른 쪽 주면 측까지 관통한 관통 구멍을 형성할 수 있다. 이에 따라, 소정 패턴(예를 들면 허니콤 패턴)을 구성하는 이온 필터(10)를 얻을 수 있다.
<제3 제조 방법>
또한 제3 제조 방법에 대해 설명한다.
제3 제조 방법의 공정은, 제1 제조 방법 및 제2 제조 방법과 기본적인 공정은 공통된다. 제3 제조 방법에서는, 제1 및 제2 제조 방법에서의, 절연성 기재(11A)를 레이저에 의해 제거하고, 디스미어 처리를 한 후의 공정으로서, 에칭 레지스트를 형성하는 이하의 공정에 실시한다.
디스미어 처리를 한 후에, 절연성 기재(11A)의 다른 쪽 주면 측의 도전층(13A) 표면의 앞면에 에칭 레지스트를 붙인다. 에칭 레지스트는, 도전층(13A)의 다른 쪽 주면 측의 노출면 전체를 덮는다. 에칭 레지스트를 붙인 상태에서 에칭 처리를 실시한다. 에칭 처리에 의해, 도전층(13A)의 소정 영역에 대응하는 영역을 제거한다. 그 후 에칭 레지스트를 박리한다.
에칭 레지스트를 형성하는 본 제조 방법에 의하면, 에칭 레지스트를 형성하지 않는 제1 제조 방법에 비하여, 출발 재료로 사용하는 기재(10A)의 도전층(12a)의 두께(th1')와 얻어진 제1 도전층(12)의 두께(th1)의 차, 및 출발 재료로 사용하는 기재(10A)의 도전층(13A)의 두께(th2')와 얻어진 제1 도전층(13)의 두께(th2)의 차를 작게 할 수 있다.
일례이지만, 본 제조 방법에 의하면, 도전층(12a)의 두께(th1')가 13[㎛]이며, 도전층(13A)의 두께(th2')가 2[㎛]인 기재(10A)를 이용하여 본 실시형태의 이온 필터(10)를 제작한 바, 제1 도전층(12)의 두께(th1)가 12[㎛], 제2 도전층(13)의 두께(th2)가 2[㎛]인 이온 필터(10)를 제작할 수 있었다.
이상 설명한 실시형태는, 본 발명의 이해를 쉽게 하기 위해 기재된 것으로서, 본 발명을 한정하기 위해 기재된 것이 아니다. 따라서 상기의 실시형태에 개시된 각 요소는, 본 발명의 기술적 범위에 속하는 모든 설계 변경이나 균등물도 포함하는 취지이다.
1: 가스 검출기 100: 전자 증폭기
10: 이온 필터 11: 절연성 시트
12: 제1 도전층 121: 제1 도전층의 표면부
122: 제1 도전층의 기초부 13: 제2 도전층
131: 제2 도전층의 표면부 132: 제2 도전층의 기초부
20: 림 30: 관통 구멍
31: 개구부 2: 전자 증폭 포일
3: 검출 전극 4: 검출기
5: 전극 DR: 드리프트 영역
E: 전자의 흐름방향

Claims (8)

  1. 전자 증폭기에 이용되는 이온 필터로서,
    절연성 기재와,
    상기 절연성 기재의 한쪽 주면(主面)에 형성된 제1 도전층과,
    상기 절연성 기재의 다른 쪽 주면에 형성된 제2 도전층과,
    상기 절연성 기재의 두께방향을 따라 형성된 복수의 관통 구멍을 가지며,
    상기 절연성 기재의 한쪽 주면은 상기 전자 증폭기에서의 전자의 이동방향의 하류 측에 배치되고, 상기 절연성 기재의 다른 쪽 주면은 상기 전자 증폭기에서의 전자의 이동방향의 상류 측에 배치되며,
    상기 절연성 기재의 한쪽 주면에 형성된 상기 제1 도전층의 제1 두께는, 상기 제2 도전층의 제2 두께보다도 두꺼운 것을 특징으로 하는 이온 필터.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 이온 필터는, 상기 전자 증폭기가 구비하는 전자 증폭 포일에 병설(倂設)되고,
    상기 절연성 기재의 한쪽 주면은 상기 전자 증폭 포일 측에 배치되며, 해당 한쪽 주면에 형성된 상기 제1 도전층의 상기 제1 두께는, 상기 다른 쪽 주면에 형성된 상기 제2 도전층의 상기 제2 두께보다도 두꺼운 것을 특징으로 하는 이온 필터.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제1 도전층의 표면부가 제1 재료로 형성되고, 상기 제2 도전층의 표면부가 제1 재료와는 다른 제2 재료로 형성된 것을 특징으로 하는 이온 필터.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제1 도전층의 상기 제1 두께는, 상기 제2 도전층의 상기 제2 두께의 30배 이하인 것을 특징으로 하는 이온 필터.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 관통 구멍의 개구율은 75% 이상인 것을 특징으로 하는 이온 필터.
  6. 절연성 기재와, 상기 절연성 기재의 한쪽 주면에 형성된 도전층과, 상기 절연성 기재의 다른 쪽 주면에 형성되고, 상기 한쪽 주면에 형성된 도전층보다도 두께가 얇은 도전층을 구비한 기재를 준비하는 공정과,
    상기 한쪽 주면에 형성된 도전층의 소정 영역을 제거하여 소정 패턴의 제1 도전층을 형성하는 공정과,
    상기 한쪽 주면 측으로부터 레이저를 조사하여 또는 에칭액을 사용하여, 상기 절연성 기재의 상기 소정 영역에 대응하는 영역을 제거하는 공정과,
    상기 소정 영역이 제거된 상기 기재의 양면 측으로부터 에칭액을 작용시켜, 상기 다른 쪽 주면에 형성된 도전층 중 상기 소정 영역에 대응하는 영역을 제거하는 공정을 가지는 것을 특징으로 하는 이온 필터의 제조 방법.
  7. 절연성 기재와, 상기 절연성 기재의 한쪽 주면에 형성된 도전층과, 상기 절연성 기재의 다른 쪽 주면에 형성되고, 상기 한쪽 주면에 형성된 도전층보다도 두께가 얇은 도전층을 구비한 기재를 준비하는 공정과,
    상기 한쪽 주면에 형성된 도전층의 소정 영역을 제거하여 소정 패턴의 제1 도전층을 형성하는 공정과,
    상기 한쪽 주면 측으로부터 레이저를 조사하여 또는 에칭액을 사용하여, 상기 절연성 기재의 상기 소정 영역에 대응하는 영역을 제거하는 공정과,
    상기 절연성 기재의 상기 다른 쪽 주면에 형성된 도전층의 표면을 에칭 레지스트로 덮는 공정과,
    상기 소정 영역이 제거된 상기 기재의 상기 한쪽 주면 측으로부터 에칭액을 작용시켜, 상기 다른 쪽 주면에 형성된 도전층 중 상기 소정 영역에 대응하는 영역을 제거하는 공정을 가지는 것을 특징으로 하는 이온 필터의 제조 방법.
  8. 삭제
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Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10320679A1 (de) * 2003-04-30 2004-12-02 Infineon Technologies Ag Behandlung von Werkstücken mit überkritischem Wasser
CN108352287B (zh) * 2015-12-02 2020-04-28 株式会社藤仓 离子过滤器以及离子过滤器的制造方法
US10751549B2 (en) * 2018-07-18 2020-08-25 Kenneth Hogstrom Passive radiotherapy intensity modulator for electrons
US11092704B2 (en) * 2018-11-13 2021-08-17 Radiation Detection Technologies, Inc. Methods for manufacturing lithium foil neutron detectors
CN110349761B (zh) * 2019-07-05 2021-04-06 中国科学院微电子研究所 一种具有通孔阵列的平板电容结构制造方法及电子设备

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20090084972A1 (en) 2006-03-02 2009-04-02 Riken Gas Electron Multiplier and Manufacturing Method for Gas Electron Multiplication Foil Used for Same as Well as Radiation Detector Using Gas Electron Multiplier
JP2012185025A (ja) 2011-03-04 2012-09-27 Tokuyama Corp 放射線画像検出器

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6011265A (en) * 1997-10-22 2000-01-04 European Organization For Nuclear Research Radiation detector of very high performance
US6198798B1 (en) 1998-09-09 2001-03-06 European Organization For Nuclear Research Planispherical parallax-free X-ray imager based on the gas electron multiplier
CA2275159C (en) * 1997-10-22 2007-08-14 European Organization For Nuclear Research Radiation detector of very high performance and planispherical parallax-free x-ray imager comprising such a radiation detector
US6847042B2 (en) * 2003-06-19 2005-01-25 Ge Medical Systems Global Technology Co., Llc Centroid apparatus and method for sub-pixel X-ray image resolution
GB0723487D0 (en) 2007-11-30 2008-01-09 Micromass Ltd Mass spectrometer
EP2266129B1 (en) * 2008-04-14 2017-12-27 European Organisation for Nuclear Research CERN A method of manufacturing a gas electron multiplier
NL1035934C (en) 2008-09-15 2010-03-16 Photonis Netherlands B V An ion barrier membrane for use in a vacuum tube using electron multiplying, an electron multiplying structure for use in a vacuum tube using electron multiplying as well as a vacuum tube using electron multiplying provided with such an electron multiplying structure.
CN103681204B (zh) 2012-09-08 2016-09-07 复旦大学 电感耦合等离子体质谱离子传输系统

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20090084972A1 (en) 2006-03-02 2009-04-02 Riken Gas Electron Multiplier and Manufacturing Method for Gas Electron Multiplication Foil Used for Same as Well as Radiation Detector Using Gas Electron Multiplier
JP2012185025A (ja) 2011-03-04 2012-09-27 Tokuyama Corp 放射線画像検出器

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