JP2003045368A - Electron beam generating device, and photoelectric surface housing cartridge - Google Patents
Electron beam generating device, and photoelectric surface housing cartridgeInfo
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、光電面を用いて電
子線を発生させる電子線発生装置及びこれに用いること
ができる光電面収容カートリッジに関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an electron beam generator for generating an electron beam using a photocathode and a photocathode containing cartridge that can be used in the electron beam generator.
【０００２】[0002]
【従来の技術】電子線発生装置は自由電子レーザ、電子
線露光、電子顕微鏡等に応用されており、電子線発生装
置の電子源として光電面を用いた従来例として、「核物
理研究における実験装置及び実験手法(Nuclear Instrum
ents and Methods in PhysicsResearch A 356(1995)」
の第１６７頁〜第１７６頁の「高い平均出力のレーザを
用いたフォトカソード入射装置の結果(Results from th
e average power laserexperiment photocathode injec
tor test)」がある。この文献に開示された電子線発生
装置は、専用の超高真空チャンバ内で下地基板上にCs、
K及びSbを蒸着することにより、下地基板上にCsK2Sbか
らなる光電面を製膜する製膜部と、この光電面をマイク
ロ波加速空洞まで移動させる移動部と、を備え、マイク
ロ波加速空洞内で光電面にレーザ光を照射し光電面内の
電子を励起させ真空中に電子を放出させることにより電
子線を発生させている。2. Description of the Related Art Electron beam generators have been applied to free electron lasers, electron beam exposures, electron microscopes, etc. As a conventional example using a photocathode as an electron source of an electron beam generator, "Experiments in Nuclear Physics Research Equipment and experimental method (Nuclear Instrum
ents and Methods in Physics Research A 356 (1995) ''
Pp. 167 to 176, "Results from th photocathode injector using a high average power laser.
e average power laserexperiment photocathode injec
tor test) ". The electron beam generator disclosed in this document is Cs on a base substrate in a dedicated ultra-high vacuum chamber,
In the microwave accelerating cavity, a film forming part for forming a photocathode made of CsK2Sb on the underlying substrate by vapor deposition of K and Sb and a moving part for moving the photocathode to the microwave accelerating cavity are provided. At this point, an electron beam is generated by irradiating the photocathode with laser light to excite electrons in the photocathode to emit electrons into a vacuum.
【０００３】[0003]
【発明が解決しようとする課題】量子効率で代表される
光電面の感度は、真空中の残留ガス分子の光電面上への
吸着及び光電面へのレーザ光の照射により劣化し、劣化
が進むと所望の強度の電子線が得られなくなる。この場
合、上記文献の電子線発生装置では、劣化した光電面を
上記専用の超高真空チャンバ内に移動させ、この光電面
上にCs、K及びSbを蒸着させることによりCsK2Sbからな
る膜を製膜し、この新たな光電面を用いて電子線を発生
させている。The sensitivity of the photocathode, which is represented by quantum efficiency, deteriorates due to adsorption of residual gas molecules in vacuum onto the photocathode and irradiation of laser light onto the photocathode, and the deterioration progresses. Then, the electron beam having the desired intensity cannot be obtained. In this case, in the electron beam generator of the above document, the deteriorated photocathode is moved into the dedicated ultra-high vacuum chamber, and Cs, K and Sb are vapor-deposited on the photocathode to form a film made of CsK2Sb. A film is formed and an electron beam is generated using this new photocathode.
【０００４】しかし、光電面の製膜にはノウハウがあ
り、光電面の生産者と電子線発生装置の使用者とは一般
に異なるので、上記文献の装置の使用者にとって高い量
子効率を有する光電面を確実に作製するのは難しかっ
た。However, since the photocathode film formation has know-how and the photocathode producer and the user of the electron beam generator are generally different from each other, the photocathode having high quantum efficiency for the user of the device of the above document. It was difficult to make surely.
【０００５】また、上記文献の装置はマイクロ波加速空
洞と異なる専用の超高真空チャンバ内で光電面を製膜す
るので、製膜中に電子線を発生させることができない。
光電面の製膜には長時間を要するので、使用者にとって
は大変不便であった。Further, since the apparatus of the above-mentioned document forms a photocathode in a dedicated ultra-high vacuum chamber different from the microwave accelerating cavity, an electron beam cannot be generated during the film formation.
It takes a long time to form the photocathode film, which is very inconvenient for the user.
【０００６】本発明は、電子線発生装置の使用者が光電
面の製膜をする必要がない電子線発生装置及びこれに用
いることができる光電面収容カートリッジを提供するこ
とである。An object of the present invention is to provide an electron beam generator which does not require a user of the electron beam generator to form a photocathode, and a photocathode containing cartridge which can be used for the electron beam generator.
【０００７】[0007]
【課題を解決するための手段】本発明に係る電子線発生
装置は、光電面と、内部に光電面が収容されるカートリ
ッジと、光電面から放出される電子をカートリッジの外
部に取り出すことができるようにするために光電面が最
初に使用される前に開けられものであり内部とカートリ
ッジの外部とを遮断する蓋と、を含む光電面収容カート
リッジを保持する手段と、保持する手段で保持された光
電面収容カートリッジの蓋を開ける手段と、蓋が開けら
れた光電面収容カートリッジの光電面から電子を放出さ
せるために光電面にレーザ光を照射するレーザ光照射手
段と、を備えたことを特徴とする。In the electron beam generator according to the present invention, a photocathode, a cartridge in which the photocathode is housed, and electrons emitted from the photocathode can be taken out of the cartridge. In order to ensure that the photocathode is opened before the first use, a means for holding the photocathode-containing cartridge including a lid for blocking the inside from the outside of the cartridge and a means for holding the photocathode are included. And a laser light irradiating means for irradiating the photoelectric surface with laser light to emit electrons from the photoelectric surface of the photoelectric surface accommodating cartridge with the lid opened. Characterize.
【０００８】本発明に係る電子線発生装置は、蓋を開け
るだけで光電面の使用が可能となる光電面収容カートリ
ッジを利用する。蓋を開ける手段により光電面収容カー
トリッジの蓋を開け、レーザ光照射手段により光電面に
レーザ光を照射することにより、電子線を発生させてい
る。よって、電子線発生装置の使用者は光電面を製膜す
ることなく電子線発生装置を使用することができる。The electron beam generator according to the present invention uses the photocathode containing cartridge in which the photocathode can be used only by opening the lid. An electron beam is generated by opening the lid of the photoelectric surface accommodating cartridge by means of opening the lid and irradiating the photoelectric surface with laser light by means of laser light irradiating means. Therefore, a user of the electron beam generator can use the electron beam generator without forming a photocathode.
【０００９】本発明に係る電子線発生装置において、カ
ートリッジは蓋があてがわれる開口を有し、電子線発生
装置は光電面をカートリッジの開口に通すことにより光
電面をカートリッジの外部に移動させる手段を備え、レ
ーザ光照射手段からのレーザ光は、カートリッジの外部
に移動させられた光電面に照射されるようにすることが
できる。これによれば、光電面をカートリッジの外部に
移動させてから光電面にレーザを照射し、電子線を発生
させることができる。In the electron beam generator according to the present invention, the cartridge has an opening to which the lid is applied, and the electron beam generator moves the photoelectric surface to the outside of the cartridge by passing the photoelectric surface through the opening of the cartridge. The laser light from the laser light irradiation means can be irradiated onto the photoelectric surface moved to the outside of the cartridge. According to this, after moving the photocathode to the outside of the cartridge, the photocathode can be irradiated with a laser to generate an electron beam.
【００１０】本発明に係る電子線発生装置は、複数の光
電面収容カートリッジの中から少なくとも一つが使用さ
れ、他を取り替え可能に待機させる手段を備えるように
することができる。これによれば、ある光電面収容カー
トリッジの光電面の感度が劣化した場合、直ちに他の光
電面収容カートリッジの光電面に交換できる。よって、
電子線発生装置を効率的に使用することができる。The electron beam generator according to the present invention may be provided with means for using at least one of the plurality of photocathode containing cartridges and for putting the others in a replaceable standby state. According to this, when the sensitivity of the photocathode of a certain photocathode containing cartridge deteriorates, it can be immediately replaced with the photocathode of another photocathode containing cartridge. Therefore,
The electron beam generator can be used efficiently.
【００１１】本発明に係る電子線発生装置において、蓋
は金属膜を含み、蓋を開ける手段は、金属膜を破る膜破
り手段を含めることができる。これによれば、光電面収
容カートリッジの蓋は金属膜を含む蓋としている。この
蓋を開けるために膜破り手段を備えている。In the electron beam generator according to the present invention, the lid includes a metal film, and the means for opening the lid may include a film breaking means for breaking the metal film. According to this, the lid of the photocathode containing cartridge is a lid including a metal film. Membrane breaking means are provided to open the lid.
【００１２】本発明に係る電子線発生装置において、膜
破り手段は閉じた状態と開いた状態とに切り替え可能で
あって、この切り替えをするレバーを含み、電子線発生
装置は、膜破り手段に向けて光電面収容カートリッジを
押し出す手段を備え、光電面収容カートリッジが押し出
されることにより、金属膜が閉じた状態の膜破り手段に
突き刺さり、光電面収容カートリッジがさらに押し出さ
れることにより、光電面収容カートリッジを介してレバ
ーが押圧されて膜破り手段が開いた状態に切り替わるこ
とにより金属膜が破られるようにすることができる。こ
れによれば、膜破り手段が開いた状態となることによ
り、破かれた金属膜は光電面収容カートリッジの端部の
側面側に押し退けられるので、光電面が破られた金属膜
により損傷するのを防ぐことができる。In the electron beam generator according to the present invention, the film breaking means can be switched between a closed state and an open state, and the electron beam generating device includes a lever for switching the film breaking means. The photoelectric surface accommodating cartridge is provided with a means for pushing out the photoelectric surface accommodating cartridge toward the film surface, the metal film is pierced by the film breaking means in the closed state, and the photoelectric surface accommodating cartridge is further extruded. It is possible to break the metal film by pressing the lever via the switch and switching the film breaking means to the open state. According to this, when the film breaking means is opened, the broken metal film is pushed away to the side surface side of the end portion of the photocathode containing cartridge, so that the photocathode is damaged by the broken metal film. Can be prevented.
【００１３】本発明に係る電子線発生装置において、保
持する手段は、一方の端部及び他方の端部を有するカバ
ーが被せられた光電面収容カートリッジが乗せられるス
ライダを含み、カバーの一方の端部と光電面収容カート
リッジの蓋との間に所定距離が設けられた状態でカバー
の他方の端部がスライダに当接され、押し出す手段が光
電面収容カートリッジをスライダと一体に押し出すこと
により、カバーの一方の端部によりレバーが押圧される
ようにすることができる。これによれば、カバーの一方
の端部が光電面収容カートリッジの蓋と接触していない
ので、カバーがレバーを押圧した際に生じる反作用は、
主にカバーを介してスライダに伝達される。これによ
り、光電面収容カートリッジを上記反作用の衝撃から保
護することができる。In the electron beam generator according to the present invention, the holding means includes a slider on which a photoelectric surface accommodating cartridge covered with a cover having one end and the other end is mounted, and one end of the cover. The other end of the cover is brought into contact with the slider in a state where a predetermined distance is provided between the cover and the lid of the photoelectric surface accommodating cartridge, and the pushing means pushes the photoelectric surface accommodating cartridge integrally with the slider, thereby covering the cover. The lever can be pressed by one end of the lever. According to this, since one end of the cover is not in contact with the lid of the photocathode containing cartridge, the reaction that occurs when the cover presses the lever is
Mainly transmitted to the slider through the cover. As a result, the photocathode containing cartridge can be protected from the impact of the reaction.
【００１４】本発明に係る電子線発生装置において、蓋
を開ける手段は、蓋を取り外す手段を含むようにするこ
とができる。これによれば、ネジ等で蓋がカートリッジ
に固定されている場合、蓋を取り外す手段により蓋が開
けられる。In the electron beam generator according to the present invention, the means for opening the lid may include means for removing the lid. According to this, when the lid is fixed to the cartridge with screws or the like, the lid is opened by the means for removing the lid.
【００１５】本発明に係る電子線発生装置において、光
電面収容カートリッジは、ネジにより蓋がカートリッジ
に固定されており、蓋を取り外す手段は、カートリッジ
を回すことにより、蓋をカートリッジから取り外すよう
にすることができる。In the electron beam generator according to the present invention, the lid of the photocathode containing cartridge is fixed to the cartridge with a screw, and the means for removing the lid removes the lid from the cartridge by rotating the cartridge. be able to.
【００１６】本発明に係る光電面収容カートリッジは、
光電面と、内部に光電面が収容されるカートリッジと、
光電面から放出される電子をカートリッジの外部に取り
出すことができるようにするために光電面が最初に使用
される前に開けられものであり、内部とカートリッジの
外部とを遮断する蓋と、を備えたことを特徴とする。The photoelectric surface accommodating cartridge according to the present invention is
A photocathode and a cartridge in which the photocathode is housed,
In order to allow the electrons emitted from the photocathode to be taken out of the cartridge, the photocathode is opened before the first use, and a lid for blocking the inside from the outside of the cartridge is provided. It is characterized by having.
【００１７】本発明に係る光電面収容カートリッジによ
れば、蓋を開けるだけで光電面の使用が可能となる。よ
って、本発明に係る光電面収容カートリッジを電子線発
生装置に利用すれば、電子線発生装置の使用者は光電面
を製膜することなく電子線発生装置を使用することがで
きる。According to the photocathode-containing cartridge of the present invention, the photocathode can be used only by opening the lid. Therefore, if the photocathode containing cartridge according to the present invention is used in an electron beam generator, a user of the electron beam generator can use the electron beam generator without forming a film on the photocathode.
【００１８】本発明に係る光電面収容カートリッジにお
いて、蓋は金属膜を含み、金属膜を破ることにより蓋が
開けられるようにすることができる。これは蓋の一態様
である。In the photocathode containing cartridge according to the present invention, the lid includes a metal film, and the lid can be opened by breaking the metal film. This is one aspect of the lid.
【００１９】本発明に係る光電面収容カートリッジにお
いて、蓋を光電面収容カートリッジから取り外すことに
より蓋が開けられるようにすることができる。これは蓋
の他の態様である。例えば、ネジにより蓋がカートリッ
ジに固定されている光電面収容カートリッジにおいて、
ネジを外すことにより蓋がカートリッジから取り外され
る。In the photoelectric surface accommodating cartridge according to the present invention, the lid can be opened by removing the lid from the photoelectric surface accommodating cartridge. This is another form of lid. For example, in a photocathode containing cartridge whose lid is fixed to the cartridge with screws,
The lid is removed from the cartridge by removing the screws.
【００２０】本発明に係る光電面収容カートリッジにお
いて、カートリッジは蓋があてがわれる開口を有し、光
電面収容カートリッジは、開口を通してカートリッジの
外部に光電面が移動可能に光電面を保持する手段を備え
るようにすることができる。これによれば、光電面収容
カートリッジの外部で光電面から電子を放出させること
ができる。In the photoelectric surface accommodating cartridge according to the present invention, the cartridge has an opening to which the lid is applied, and the photoelectric surface accommodating cartridge has means for holding the photoelectric surface so that the photoelectric surface can be moved to the outside of the cartridge through the opening. Can be prepared. According to this, electrons can be emitted from the photocathode outside the photocathode containing cartridge.
【００２１】[0021]
【発明の実施の形態】本発明の好適な実施形態について
図面を用いて説明する。図１は本実施形態の第１実施形
態に係る電子線発生装置１を側方から見た断面構造図で
ある。図２は図１の電子線発生装置１をＡ-Ａ線方向に
沿って切断した断面図である。図１及び図２に示すよう
に、電子線発生装置１は４本の光電面収容カートリッジ
３が入れられるカートリッジボックス５と、光電面にレ
ーザ光を照射する部屋であるレーザ光照射室７３及びカ
ートリッジボックス５が配置される待機室７１から構成
されるチャンバ７と、レーザ光照射室７３に配置され光
電面収容カートリッジ３の蓋である金属膜を破るための
膜破り器９と、待機室７１に挿入可能であり、光電面収
容カートリッジ３の光電面３１を移動させるための移動
用パイプ１１と、待機室７１に挿入可能でありかつ移動
用パイプ１１と同軸でその外周に配置され、膜破り器９
の位置まで光電面収容カートリッジ３を押し出す押出用
パイプ１３と、を備える。なお、光電面収容カートリッ
ジ３は断面ではなく側面が示されている。カートリッジ
ボックス５に入れられる光電面収容カートリッジ３は４
本であるが、これ以外の複数本でもよいし、１本でもよ
い。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION A preferred embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a cross-sectional structural view of an electron beam generator 1 according to the first embodiment of the present embodiment as viewed from the side. FIG. 2 is a sectional view of the electron beam generator 1 of FIG. 1 taken along the line AA. As shown in FIGS. 1 and 2, the electron beam generator 1 includes a cartridge box 5 in which four photocathode containing cartridges 3 are housed, a laser light irradiation chamber 73 and a cartridge for irradiating the photocathode with laser light. A chamber 7 including a standby chamber 71 in which the box 5 is disposed, a film breaker 9 disposed in the laser light irradiation chamber 73 for breaking the metal film which is the lid of the photocathode housing cartridge 3, and the standby chamber 71 A moving pipe 11 that can be inserted and is used to move the photocathode 31 of the photocathode containing cartridge 3, is insertable into the standby chamber 71, and is arranged coaxially with the moving pipe 11 on the outer periphery thereof. 9
And a pipe 13 for pushing out the photocathode-containing cartridge 3 to the position. The photocathode containing cartridge 3 is shown not on the cross section but on the side surface. The photocathode containing cartridge 3 that can be placed in the cartridge box 5 has four
Although it is a book, a plurality of books other than this may be used, or one book may be used.
【００２２】チャンバ７の待機室７１は光電面収容カー
トリッジ３の待機場所となる。待機室７１は円筒部７１
１及びその両端面となる端面部７１３,７１５で構成さ
れる。端面部７１３には開口７１７が形成され、これに
より待機室７１はレーザ光照射室７３とつながってい
る。The waiting room 71 of the chamber 7 serves as a waiting place for the photocathode containing cartridge 3. The standby chamber 71 is a cylindrical portion 71.
1 and end surface portions 713 and 715 that are both end surfaces thereof. An opening 717 is formed in the end surface portion 713, so that the standby chamber 71 is connected to the laser light irradiation chamber 73.
【００２３】カートリッジボックス５は、待機室７１の
円筒部７１１と同軸の円筒形状を有する。カートリッジ
ボックス５は、待機室７１の端面部７１５側に配置され
た回転制御系５１により、カートリッジボックス５の円
周方向であるB方向に回転自在に待機室７１内に配置さ
れている。さらにカートリッジボックス５には光電面収
容カートリッジ３の数に対応した数（ここでは４個）の
スライダ５５が取付けられている。スライダ５５で光電
面収容カートリッジ３が保持される。光電面収容カート
リッジ３は、スライダ５５に乗せられた状態で膜破り器
９の位置まで押し出される。チャンバ７内は高温かつ真
空状態とされるので、チャンバ７内に配置される部品
（例えばカートリッジボックス５、スライダ５５）の材
料はステンレス等の金属が好ましい。待機室７１の円筒
部７１１には待機室７１に通じるパイプ７７の一方の端
部が接続されている。パイプ７７の他方の端部は排気／
分析系２５と接続されている。排気／分析系２５により
チャンバ７内を真空にするための排気やチャンバ７内の
残留ガス分子の分析をする。The cartridge box 5 has a cylindrical shape coaxial with the cylindrical portion 711 of the standby chamber 71. The cartridge box 5 is arranged in the standby chamber 71 rotatably in the B direction, which is the circumferential direction of the cartridge box 5, by a rotation control system 51 arranged on the end face 715 side of the standby chamber 71. Further, the number of sliders 55 (here, four) corresponding to the number of the photocathode containing cartridges 3 is attached to the cartridge box 5. The photocathode containing cartridge 3 is held by the slider 55. The photocathode containing cartridge 3 is pushed out to the position of the film breaker 9 while being placed on the slider 55. Since the chamber 7 is kept in a high temperature and vacuum state, the material of the components (for example, the cartridge box 5 and the slider 55) arranged in the chamber 7 is preferably metal such as stainless steel. One end of a pipe 77 that communicates with the standby chamber 71 is connected to the cylindrical portion 711 of the standby chamber 71. The other end of the pipe 77 is exhausted /
It is connected to the analysis system 25. The evacuation / analysis system 25 evacuates the chamber 7 for a vacuum and analyzes residual gas molecules in the chamber 7.
【００２４】レーザ光照射室７３は、端面部７１３の開
口７１７と反対側に開口７１９を有し、開口７１９を覆
うように位置決め板１５が取付けられている。位置決め
板１５は光電面３１から電子を放出させる際に光電面３
１の位置決め部となる貫通穴１５１を有する。貫通穴１
５１は入口部１５３及び出口部１５５を有する。入口部
１５３がレーザ光照射室７３側に位置している。入口部
１５３を覆うように位置決め板１５に膜破り器９が取付
けられている。膜破り器９は円錐形状の表面を有する円
錐面部９１を備える。円錐面部９１の頂点は端面部７１
３の開口７１７と対向している。The laser beam irradiation chamber 73 has an opening 719 on the side opposite to the opening 717 of the end face portion 713, and the positioning plate 15 is attached so as to cover the opening 719. The positioning plate 15 is provided on the photocathode 3 when electrons are emitted from the photocathode 31.
It has a through hole 151 that serves as the first positioning portion. Through hole 1
51 has an inlet 153 and an outlet 155. The inlet 153 is located on the laser light irradiation chamber 73 side. The film breaker 9 is attached to the positioning plate 15 so as to cover the inlet portion 153. The membrane breaker 9 includes a conical surface portion 91 having a conical surface. The apex of the conical surface portion 91 is the end surface portion 71.
It faces the third opening 717.
【００２５】待機室７１の端面部７１５及びカートリッ
ジボックス５には移動用パイプ１１及び押出用パイプ１
３が通ることが可能な貫通穴７５，５３が形成されてい
る。スライダ５５には移動用パイプ１１が通ることが可
能な貫通穴５７が形成されている。押出用パイプ１３の
一方の端部１３３は、制御系１７により矢印Ｃ方向及び
その逆である矢印Ｄ方向に移動可能な移動板１９に固定
されている。制御系１７により移動板１９が矢印Ｃ方向
に移動したとき、押出用パイプ１３の他方の端部１３５
がスライダ５５に矢印Ｃ方向の力を加える。これによ
り、光電面収容カートリッジ３はスライダ５５と一体の
状態でレーザ光照射室７３に押し出させる。The end face portion 715 of the standby chamber 71 and the cartridge box 5 have a moving pipe 11 and an extruding pipe 1.
Through holes 75 and 53 through which the 3 can pass are formed. The slider 55 is formed with a through hole 57 through which the moving pipe 11 can pass. One end 133 of the extruding pipe 13 is fixed to a moving plate 19 which is movable by a control system 17 in the arrow C direction and the opposite arrow D direction. When the moving plate 19 is moved in the direction of arrow C by the control system 17, the other end portion 135 of the extrusion pipe 13
Applies a force in the direction of arrow C to the slider 55. As a result, the photocathode containing cartridge 3 is pushed out into the laser light irradiation chamber 73 while being integrated with the slider 55.
【００２６】移動用パイプ１１は移動板１９の貫通穴を
通り制御系１７に接続されている。移動用パイプ１１は
制御系１７により矢印Ｃ、Ｄ方向及び回転の制御がされ
る。移動板１９と待機室７１の端面部７１５とはベロー
ズ２３により接続されている。これにより、端面部７１
５の貫通穴７５を外部雰囲気から遮断している。移動板
１９と端面部７１５との間にある移動用パイプ１１及び
押出用パイプ１３はベローズ２３により覆われている。The moving pipe 11 is connected to the control system 17 through a through hole of the moving plate 19. The moving pipe 11 is controlled by the control system 17 in the directions of arrows C and D and in rotation. The moving plate 19 and the end surface portion 715 of the standby chamber 71 are connected by a bellows 23. Thereby, the end face portion 71
The through hole 75 of No. 5 is shielded from the external atmosphere. The moving pipe 11 and the pushing pipe 13 between the moving plate 19 and the end surface portion 715 are covered with a bellows 23.
【００２７】次に、膜破り器９の構造の詳細を説明す
る。図３は位置決め板１５に取付けられた膜破り器９の
斜視図である。円錐面部９１は、その内部に空間を有し
かつその円錐形状の頂点から底面に沿って二つに割れる
構造をしている。二つに割れた一方が半円錐面部９１１
であり、他方が半円錐面部９１３である。半円錐面部９
１１（９１３）の表面には、レバー９２（９５）の一方
の端部が取付けられている。レバー９２（９５）は位置
決め板１５に取付けられた支点部９３（９６）を中心と
して回動する。位置決め板１５とレバー９２（９５）の
他方の端部はバネ９４（９７）により接続されている。
バネ９４（９７）は伸びる方向に付勢されている。これ
により、レバー９２（９５）の他方の端部に力が作用し
ないとき、円錐面部９１が閉じた状態となる。Next, details of the structure of the film breaker 9 will be described. FIG. 3 is a perspective view of the film breaker 9 attached to the positioning plate 15. The conical surface portion 91 has a space inside thereof and has a structure in which it is divided into two along the bottom surface from the apex of the conical shape. The one that is split in two is the semi-conical surface portion 911.
And the other is the semi-conical surface portion 913. Semi-conical surface part 9
One end of the lever 92 (95) is attached to the surface of 11 (913). The lever 92 (95) rotates about a fulcrum portion 93 (96) attached to the positioning plate 15. The other end of the positioning plate 15 and the lever 92 (95) are connected by a spring 94 (97).
The spring 94 (97) is biased in the extending direction. As a result, when the force does not act on the other end of the lever 92 (95), the conical surface portion 91 is closed.
【００２８】一方、レバー９２（９５）の他方の端部に
力が作用することにより円錐面部９１が開いた状態とな
る。図４は円錐面部９１が開いた状態の斜視図であり、
図５はその平面図である。レバー９２（９５）の他方の
端部に矢印Ｃ方向、つまり図１において端面部７１３の
開口７１７から位置決め板１５に向かう方向に力が作用
したとき、円錐面部９１が開いた状態となる。On the other hand, when a force is applied to the other end of the lever 92 (95), the conical surface portion 91 is opened. FIG. 4 is a perspective view showing a state where the conical surface portion 91 is opened,
FIG. 5 is a plan view thereof. When a force is applied to the other end of the lever 92 (95) in the direction of arrow C, that is, in the direction from the opening 717 of the end surface portion 713 toward the positioning plate 15 in FIG. 1, the conical surface portion 91 is opened.
【００２９】次に、第１実施形態に係る光電面収容カー
トリッジ３について説明する。図６は光電面収容カート
リッジ３の斜視図である。光電面収容カートリッジ３は
光電面３１を真空封止したものであり、円筒部３２と、
円筒部３２の一方及び他方の開口側に位置する端部３
３，３４と、これらの中に収容された光電面３１及びベ
ローズ３６と、を備える。円筒部３２、端部３３，３４
により内部に光電面３１が収容されたカートリッジの一
例が構成される。Next, the photocathode containing cartridge 3 according to the first embodiment will be described. FIG. 6 is a perspective view of the photocathode containing cartridge 3. The photocathode containing cartridge 3 is obtained by vacuum-sealing the photocathode 31, and includes a cylindrical portion 32,
Ends 3 located on one and the other opening sides of the cylindrical portion 32
3, 34, and the photocathode 31 and the bellows 36 housed therein. Cylindrical part 32, end parts 33, 34
Thus, an example of a cartridge in which the photocathode 31 is housed is configured.
【００３０】図７は端部３３の側断面図である。端部３
３はリング状をしており、その内周面で規定される開口
３３１には、光電面３１と対向するように金属膜３５が
あてがわれている。金属膜３５は例えば溶接により端部
３３の内周面に取付けられている。金属膜３５は、光電
面３１から放出される電子をカートリッジ（円筒部３
２、端部３３，３４）の外部に取り出すことができるよ
うにするために光電面３１が最初に使用される前に開け
られものであり、カートリッジの内部と外部とを遮断す
る蓋の一例である。光電面収容カートリッジ３が図１に
示す押出用パイプ１３によりレーザ光照射室７３に押し
出されたとき、金属膜３５は円錐面部９１により破られ
ことにより、光電面収容カートリッジ３の蓋が開けられ
るのである。FIG. 7 is a side sectional view of the end portion 33. Edge 3
3 has a ring shape, and a metal film 35 is applied to the opening 331 defined by the inner peripheral surface thereof so as to face the photocathode 31. The metal film 35 is attached to the inner peripheral surface of the end 33 by welding, for example. The metal film 35 stores the electrons emitted from the photocathode 31 in the cartridge (the cylindrical portion 3).
2. The photocathode 31 is opened before the first use so that the photocathode 31 can be taken out to the outside of the ends 33, 34). is there. When the photocathode containing cartridge 3 is pushed out into the laser light irradiation chamber 73 by the pushing pipe 13 shown in FIG. 1, the metal film 35 is broken by the conical surface portion 91, so that the lid of the photocathode containing cartridge 3 is opened. is there.
【００３１】金属膜３５は、破られるときにチャンバ７
内に金属膜３５の破片が飛び散らずかつチャンバ７内に
ガスを放出しない材料が好ましい。また、金属膜３５の
厚みは円錐面部９１により破ることが可能な大きさであ
る。よって、金属膜３５の材料としては、例えばコバー
ルであり、その厚みは例えば約３０μｍである。金属膜
３５の厚みは、例えば５〜５０μｍである。When the metal film 35 is broken, the chamber 7
A material that does not scatter fragments of the metal film 35 therein and does not release gas into the chamber 7 is preferable. The thickness of the metal film 35 is such that it can be broken by the conical surface portion 91. Therefore, the material of the metal film 35 is, for example, Kovar, and the thickness thereof is, for example, about 30 μm. The thickness of the metal film 35 is, for example, 5 to 50 μm.
【００３２】図８は端部３４の側断面図である。端部３
４の端面において中央部分は周辺部分より厚みが大き
く、中央部分には図１に示す移動用パイプ１１が通る貫
通穴３４１が形成されている。また、中央部分にはベロ
ーズ３６の一方の端部が例えば溶接により取付けられて
いる。ベローズ３６の他方の端部には基板３７を介して
光電面３１が取付けられている。移動用パイプ１１の先
端部１１３は図１に示す貫通穴７５，５３，５７を通
り、貫通穴３４１を通ることによりベローズ３６の内部
に入ることができる。ベローズ３６は開口３３１（図
７）を通してカートリッジの外部に光電面３１が移動可
能に保持する手段の一例である。FIG. 8 is a side sectional view of the end portion 34. Edge 3
At the end face of No. 4, the central portion is thicker than the peripheral portion, and a through hole 341 through which the moving pipe 11 shown in FIG. 1 passes is formed in the central portion. Further, one end of the bellows 36 is attached to the central portion by welding, for example. The photocathode 31 is attached to the other end of the bellows 36 via a substrate 37. The tip portion 113 of the moving pipe 11 can enter the inside of the bellows 36 by passing through the through holes 75, 53, 57 shown in FIG. 1 and the through hole 341. The bellows 36 is an example of means for movably holding the photocathode 31 to the outside of the cartridge through the opening 331 (FIG. 7).
【００３３】図６を用いて光電面収容カートリッジ３の
説明を続ける。円筒部３２内にはベローズ３６を通すア
ノードリング３８が配置されている。アノードリング３
８は再活性化後の光電面３１の感度をモニターする際に
使用される。すなわち、モニター用の光を再活性化後の
光電面３１に照射し、これにより生じる光電流を、アノ
ードリング３８を用いて測定することにより、光電面３
１の感度をモニターするのである。また、円筒部３２内
には光電面３１の再活性化用の供給源３９が配置されて
いる。アノードリング３８及び供給源３９は、それぞれ
導電性金属のリボン（図示せず）により保持されてい
る。リボンは、円筒部３２内に埋め込まれた導電性金属
のピン（図示せず）と電気的に接続されている。ピンを
介してアノードリング３８及び供給源３９に外部から電
圧が印加される。なお、供給源３９の代わりに蒸着源を
配置することもできる。蒸着源の蒸着物質を通電やレー
ザーアブレーションすることにより、光電面３１の表面
上に数nm〜数十nm程度の膜厚でコーティングする。これ
により、光電面３１の感度を劣化させる残留ガス分子の
影響を少なくできるので、光電面３１の長寿命化が可能
となる。蒸着源、アノードリング３８、供給源３９は本
発明に係る光電面収容カートリッジにとって必須ではな
く、必要に応じて配置するものである。The description of the photocathode containing cartridge 3 will be continued with reference to FIG. An anode ring 38 that allows the bellows 36 to pass through is arranged in the cylindrical portion 32. Anode ring 3
8 is used when monitoring the sensitivity of the photocathode 31 after reactivation. That is, the photocathode 31 after the reactivation is irradiated with the light for monitoring, and the photocurrent generated thereby is measured by using the anode ring 38.
The sensitivity of 1 is monitored. A supply source 39 for reactivating the photocathode 31 is arranged in the cylindrical portion 32. Anode ring 38 and source 39 are each held by a ribbon of conductive metal (not shown). The ribbon is electrically connected to a conductive metal pin (not shown) embedded in the cylindrical portion 32. A voltage is externally applied to the anode ring 38 and the supply source 39 via the pin. A vapor deposition source may be arranged instead of the supply source 39. The deposition material of the deposition source is energized or laser ablated to coat the surface of the photocathode 31 with a film thickness of several nm to several tens of nm. As a result, the influence of residual gas molecules that deteriorate the sensitivity of the photocathode 31 can be reduced, so that the life of the photocathode 31 can be extended. The vapor deposition source, the anode ring 38, and the supply source 39 are not essential for the photocathode-containing cartridge according to the present invention, and are arranged as necessary.
【００３４】光電面３１の材料としては、例えば、ダイ
ヤモンド,GaN,AlGaN,InGaN,Cs2Te,Rb:Cs2Te,Cs-K-Te,Rb
-Te,K-Te,GaAs,CsK2Sb,Cs3Sb,PbCs,Cu,Mg,LaB6がある。
光電面３１を保持する基板３７の材料は、ステンレス等
の金属が用いられる。光電面３１が反射型の場合、光電
面３１は金属や半導体でできた円板状の下地基板の上に
製膜される。光電面３１が透過型の場合、光電面３１は
ガラスでできた円板状の下地基板の上に成膜される。特
にこの場合には光電面３１を保持する基板３７にはレー
ザ光を通すための貫通孔が形成される。円筒部３２の材
料は例えばＵＶ透過ガラスであり、端部３３，３４、ベ
ローズ３６の材料はコバールやステンレスである。円筒
部３２、端部３３，３４、ベローズ３６、基板３７の材
料はこれらに限定されず、耐熱性がありガスを放出しな
いならば他の材料も使用することができる。Examples of the material for the photocathode 31 include diamond, GaN, AlGaN, InGaN, Cs2Te, Rb: Cs2Te, Cs-K-Te, Rb.
-Te, K-Te, GaAs, CsK2Sb, Cs3Sb, PbCs, Cu, Mg, LaB6.
The substrate 37 that holds the photocathode 31 is made of metal such as stainless steel. When the photocathode 31 is a reflection type, the photocathode 31 is formed on a disk-shaped base substrate made of metal or semiconductor. When the photocathode 31 is a transmissive type, the photocathode 31 is formed on a disk-shaped base substrate made of glass. Particularly, in this case, the substrate 37 holding the photocathode 31 is formed with a through hole for passing laser light. The material of the cylindrical portion 32 is, for example, UV transparent glass, and the material of the end portions 33, 34 and the bellows 36 is Kovar or stainless steel. The materials of the cylindrical portion 32, the end portions 33 and 34, the bellows 36, and the substrate 37 are not limited to these, and other materials can be used as long as they have heat resistance and do not release gas.
【００３５】次に、電子線発生装置１の動作について図
１、図２、図９〜図１３を用いて説明する。図９〜図１
３は、電子線発生装置１の動作を説明するための図であ
り、光電面収容カートリッジ３Ａ、膜破り器９及びそれ
らの周囲に位置する部品の断面が示されている。図１、
図９〜図１３に示す光電面収容カートリッジ３Ａにおい
てアノードリング３８及び供給源３９の図示は省略され
ている。Next, the operation of the electron beam generator 1 will be described with reference to FIGS. 1, 2, and 9 to 13. 9 to 1
FIG. 3 is a diagram for explaining the operation of the electron beam generator 1, and shows a cross section of the photoelectric surface accommodating cartridge 3A, the film breaker 9 and the components located around them. Figure 1,
In the photocathode containing cartridge 3A shown in FIGS. 9 to 13, the anode ring 38 and the supply source 39 are not shown.
【００３６】図１に示すように、レーザ光照射室７３の
入口である開口７１７と対向する光電面収容カートリッ
ジ３（図面では光電面収容カートリッジ３Ａ）が、膜破
り器９に向けてレーザ光照射室７３に押し出される光電
面収容カートリッジ３である。まず、図９に示すよう
に、図１の制御系１７により移動板１９を矢印Ｃ方向に
直線移動させ、押出用パイプ１３の端部１３５を端面部
７１５の貫通穴７５及びカートリッジボックス５の貫通
穴５３に通し、押出用パイプ１３の端部１３５をスライ
ダ５５Ａの底面部に当接させる。移動板１９の上記直線
移動によりベローズ２３が縮められる。As shown in FIG. 1, the photoelectric surface accommodating cartridge 3 (photoelectric surface accommodating cartridge 3A in the drawing) facing the opening 717 which is the entrance of the laser light irradiation chamber 73 is irradiated with laser light toward the film breaker 9. The photocathode containing cartridge 3 is pushed out into the chamber 73. First, as shown in FIG. 9, the moving plate 19 is linearly moved in the direction of arrow C by the control system 17 of FIG. 1 so that the end portion 135 of the extrusion pipe 13 penetrates the through hole 75 of the end surface portion 715 and the cartridge box 5. The end 135 of the extruding pipe 13 is brought into contact with the bottom surface of the slider 55A through the hole 53. The bellows 23 is contracted by the linear movement of the moving plate 19.
【００３７】図１０に示すように、図１の制御系１７に
より移動用パイプ１１を矢印Ｃ方向に直線移動させ、移
動用パイプ１１を貫通穴７５，５３、スライダ５５Ａの
貫通穴５７、光電面収容カートリッジ３Ａの端部３４の
貫通穴３４１（図９）に通し、光電面収容カートリッジ
３Ａのベローズ３６内部に挿入し、移動用パイプ１１の
先端部１１３を基板３７の位置に到達させる。移動用パ
イプ１１の先端部１１３には外ネジが形成され、基板３
７には内ネジが形成されている。これらのネジは同じ規
格である。図１の制御系１７により移動用パイプ１１を
回転させ、先端部１１３の外ネジを基板３７の内ネジに
締めることにより、先端部１１３を基板３７に固定す
る。As shown in FIG. 10, the control system 17 of FIG. 1 linearly moves the moving pipe 11 in the direction of arrow C to move the moving pipe 11 through the holes 75 and 53, the through hole 57 of the slider 55A, and the photoelectric surface. It is inserted into the bellows 36 of the photoelectric surface accommodating cartridge 3A through the through hole 341 (FIG. 9) of the end portion 34 of the accommodating cartridge 3A, and the tip portion 113 of the moving pipe 11 reaches the position of the substrate 37. An external thread is formed on the tip portion 113 of the moving pipe 11, and the substrate 3
Inner threads are formed on 7. These screws are of the same standard. The control system 17 of FIG. 1 rotates the moving pipe 11 and tightens the outer screw of the tip portion 113 to the inner screw of the substrate 37 to fix the tip portion 113 to the substrate 37.
【００３８】次に、図１１に示すように、図１の制御系
１７により移動用パイプ１１を矢印Ｄ方向に直線移動さ
せ、ベローズ３６の長さを最短にする。そして、図１２
に示すように、図１の制御系１７により押出用パイプ１
３を矢印Ｃ方向に直線移動させ、押出用パイプ１３の端
部１３５でスライダ５５Ａの底面部を押すことにより、
光電面収容カートリッジ３Ａをスライダ５５Ａと一体の
状態でレーザ光照射室７３に向けて押し出す。これによ
り、光電面収容カートリッジ３Ａの金属膜３５は、閉じ
た状態の円錐面部９１の頂点部に衝突する。この頂点部
は尖っているので、押出用パイプ１３でスライダ５５Ａ
の底面部をさらに押すことにより、円錐面部９１により
金属膜３５に穴が開けられる。そして、押出用パイプ１
３でスライダ５５Ａの底面部をさらに押すと、スライダ
５５Ａの先端部により半円錐面部９１１のレバー９２及
び半円錐面部９１３のレバー９５が矢印Ｃ方向に押され
る。これにより、半円錐面部９１１,９１３が開き始
め、半円錐面部９１１,９１３により金属膜３５が破か
れる。レバー９２,９５がさらに矢印Ｃ方向に押される
ことにより、半円錐面部９１１,９１３の開きがさらに
大きくなるので、半円錐面部９１１,９１３により破か
れた金属膜３５は光電面収容カートリッジ３Ａの端部３
３の側面側に押し退けられる。Next, as shown in FIG. 11, the control system 17 of FIG. 1 linearly moves the moving pipe 11 in the direction of the arrow D to minimize the length of the bellows 36. And FIG.
1, the control system 17 shown in FIG.
3 is moved linearly in the direction of arrow C, and the bottom portion of the slider 55A is pushed by the end portion 135 of the extrusion pipe 13,
The photocathode containing cartridge 3A is pushed out toward the laser light irradiation chamber 73 while being integrated with the slider 55A. As a result, the metal film 35 of the photocathode containing cartridge 3A collides with the apex portion of the conical surface portion 91 in the closed state. Since this apex is sharp, the extrusion pipe 13 is used for the slider 55A.
By further pushing the bottom surface of the metal film 35, the conical surface portion 91 makes a hole in the metal film 35. And the extrusion pipe 1
When the bottom surface of the slider 55A is further pushed by 3, the lever 92 of the semi-conical surface portion 911 and the lever 95 of the semi-conical surface portion 913 are pushed in the direction of arrow C by the tip portion of the slider 55A. As a result, the semi-conical surface portions 911 and 913 start to open, and the metal film 35 is broken by the semi-conical surface portions 911 and 913. When the levers 92 and 95 are further pushed in the direction of the arrow C, the opening of the semi-conical surface portions 911 and 913 is further increased, so that the metal film 35 broken by the semi-conical surface portions 911 and 913 is the end of the photoelectric surface accommodating cartridge 3A. Part 3
It is pushed away to the side of 3.
【００３９】次に、図１３に示すように、図１の制御系
１７により移動用パイプ１１を矢印Ｃ方向に直線移動さ
せ、光電面３１を開いた半円錐面部９１１,９１３で形
成される空間を通すことにより、光電面収容カートリッ
ジ３Ａの外部に移動させ、位置決め板１５の貫通穴１５
１に入る。貫通穴１５１の出口部１５５の径は基板３７
の径より小さいので、基板３７が出口部１５５に当接す
ることにより光電面３１の位置決めがなされる。この状
態で光電面３１にレーザ光ＬＢを照射し、光電面３１か
ら電子を放出させることにより電子線を発生させる。Next, as shown in FIG. 13, the control system 17 of FIG. 1 linearly moves the moving pipe 11 in the direction of the arrow C, and the space formed by the semi-conical surface portions 911 and 913 with the photocathode 31 opened. The photocathode-containing cartridge 3A by passing it through the through hole 15 of the positioning plate 15.
Enter 1. The diameter of the outlet portion 155 of the through hole 151 is equal to that of the substrate 37.
Since the diameter of the photocathode 31 is smaller than the diameter, the photocathode 31 is positioned by the contact of the substrate 37 with the outlet 155. In this state, the photocathode 31 is irradiated with the laser beam LB, and electrons are emitted from the photocathode 31 to generate an electron beam.
【００４０】第１実施形態の光電面３１は透過型であ
り、レーザ光ＬＢを光電面３１に照射する径路は以下の
通りである。まず、図２に示すレーザ光源２１で発生し
たレーザ光ＬＢは、待機室７１の円筒部７１１に形成さ
れたレーザ導入口７２１を通り待機室７１に入る。そし
て、図１４に示すように、レーザ光ＬＢは押出用パイプ
１３の貫通孔１３１及び移動用パイプ１１の貫通孔１１
１を通り、移動用パイプ１１内に入る。レーザ光ＬＢは
移動用パイプ１１内に配置された反射ミラー１１５によ
り、先端部１１３に向けて反射される。そして、レーザ
光ＬＢは基板３７の貫通孔を透過し光電面３１に入射す
ることにより、光電面３１から電子線ＥＢが発生する。The photocathode 31 of the first embodiment is a transmissive type, and the path for irradiating the photocathode 31 with the laser beam LB is as follows. First, the laser light LB generated by the laser light source 21 shown in FIG. 2 enters the standby chamber 71 through the laser introduction port 721 formed in the cylindrical portion 711 of the standby chamber 71. Then, as shown in FIG. 14, the laser beam LB is transmitted through the through hole 131 of the pushing pipe 13 and the through hole 11 of the moving pipe 11.
Pass 1 and enter the moving pipe 11. The laser beam LB is reflected toward the tip 113 by the reflection mirror 115 arranged in the moving pipe 11. Then, the laser beam LB passes through the through hole of the substrate 37 and enters the photocathode 31 to generate an electron beam EB from the photocathode 31.
【００４１】第１実施形態において、移動用パイプ１１
の貫通孔１１１から光電面３１までの距離は例えば３０
cm以下にすることができる。よって、レーザ光ＬＢのア
ライメントは、光電面に加速器側からレーザ光を入射す
る反射型に比べて非常に容易となる。また、反射型では
斜め方向から光電面にレーザ光を照射しなければならな
いので、レーザ光のビームが楕円形となる。よって、反
射型は楕円形の長軸方向のエミッタンスが大きくなる。
これに対して、透過型である第１実施形態は光電面３１
に直角にレーザ光ＬＢを照射できるので、低いエミッタ
ンスが得られる。なお、光電面３１が透過型の場合を説
明したが、光電面３１が反射型の場合も本発明を適用す
ることができる。In the first embodiment, the moving pipe 11
The distance from the through hole 111 to the photocathode 31 is, for example, 30
Can be less than or equal to cm. Therefore, the alignment of the laser light LB becomes much easier than that of the reflection type in which the laser light is incident on the photocathode from the accelerator side. Further, in the reflection type, since the photocathode must be irradiated with the laser light from an oblique direction, the beam of the laser light has an elliptical shape. Therefore, the reflective type has a large emittance in the major axis direction of the ellipse.
On the other hand, in the first embodiment of the transmissive type, the photocathode 31
Since the laser beam LB can be irradiated at a right angle to, a low emittance can be obtained. Although the case where the photocathode 31 is the transmissive type has been described, the present invention can be applied to the case where the photocathode 31 is the reflective type.
【００４２】真空のチャンバ内にガラス管に真空封入さ
れた光電面を配置し、ガラス管を割り、光電面を位置決
め板の位置まで移動させることにより、光電面の位置決
めをすることもできる。しかし、この場合、割れたガラ
ス管の破片や粒により、チャンバ７を真空にする排気／
分析系２５の排気系が性能低下したり故障することがあ
る。第１実施形態では、破られたものが金属膜なのでこ
のような問題が生じにくい。It is also possible to position the photocathode by placing the photocathode vacuum-sealed in a glass tube in a vacuum chamber, breaking the glass tube, and moving the photocathode to the position of the positioning plate. In this case, however, the chamber 7 is evacuated by the broken glass tube fragments or particles.
The exhaust system of the analysis system 25 may deteriorate in performance or may malfunction. In the first embodiment, such a problem is unlikely to occur because the broken film is the metal film.
【００４３】なお、第１実施形態において、半円錐面部
９１１,９１３や破られた金属膜３５により、光電面３
１が損傷しない位置に光電面３１を配置する必要があ
る。第１実施形態では図１２に示すようにベローズ３６
の長さを最短にすることにより、光電面３１の損傷を防
いでいる。光電面３１が損傷しない位置ならばベローズ
３６の長さは最短でなくてもよい。In the first embodiment, the photocathode 3 is formed by the semi-conical surface portions 911 and 913 and the broken metal film 35.
It is necessary to dispose the photocathode 31 at a position where 1 is not damaged. In the first embodiment, as shown in FIG.
The damage to the photocathode 31 is prevented by minimizing the length of the photocathode. The length of the bellows 36 does not have to be the shortest at the position where the photocathode 31 is not damaged.
【００４４】さて、図１３に示す光電面収容カートリッ
ジ３Ａの光電面３１は使用によりその感度が劣化するの
で、他の光電面収容カートリッジ３の光電面３１と交換
する必要がある。この動作を説明する。まず、制御系１
７により移動用パイプ１１を矢印Ｄ方向に移動させるこ
とにより、図１２に示すようにベローズ３６の長さを最
短にする。そして、制御系１７により移動用パイプ１１
及び移動板１９（図１）を矢印Ｄ方向に移動させること
により、移動用パイプ１１に基板３７が固定された光電
面収容カートリッジ３Ａを待機室７１に戻す（図１
１）。次に、制御系１７により移動用パイプ１１を回転
させることにより、移動用パイプ１１の先端部１１３の
外ネジを基板３７の内ネジから外す。次に、図１に示す
ように、制御系１７により移動用パイプ１１及び移動板
１９を矢印Ｄ方向に移動させることにより、移動用パイ
プ１１及び押出用パイプ１３はカートリッジボックス５
の貫通穴５３及び待機室７１の貫通穴７５を通って抜き
取られる。そして、図２に示す回転制御系５１によりカ
ートリッジボックス５をＢ方向のいずれかに回すことに
より、他の光電面収容カートリッジ３をレーザ光照射室
７３の開口７１７と対向する位置に移動させる。そし
て、光電面収容カートリッジ３Ａを用いて先程の説明と
同様に、他の光電面収容カートリッジ３の光電面３１を
位置決め板１５に位置決めし、レーザ光ＬＢを光電面３
１に照射することにより電子線を発生させる。Now, the photocathode 31 of the photocathode containing cartridge 3A shown in FIG. 13 has its sensitivity deteriorated by use, so it is necessary to replace it with the photocathode 31 of another photocathode containing cartridge 3. This operation will be described. First, control system 1
By moving the moving pipe 11 in the direction of arrow D by 7, the length of the bellows 36 is minimized as shown in FIG. Then, the moving pipe 11 is controlled by the control system 17.
By moving the moving plate 19 (FIG. 1) in the direction of arrow D, the photoelectric surface accommodating cartridge 3A having the substrate 37 fixed to the moving pipe 11 is returned to the standby chamber 71 (FIG. 1).
1). Next, by rotating the moving pipe 11 by the control system 17, the outer screw of the tip portion 113 of the moving pipe 11 is removed from the inner screw of the substrate 37. Next, as shown in FIG. 1, by moving the moving pipe 11 and the moving plate 19 in the direction of arrow D by the control system 17, the moving pipe 11 and the pushing pipe 13 are moved to the cartridge box 5.
Through the through hole 53 and the through hole 75 of the standby chamber 71. Then, by rotating the cartridge box 5 in either direction B by the rotation control system 51 shown in FIG. 2, the other photoelectric surface accommodating cartridge 3 is moved to a position facing the opening 717 of the laser light irradiation chamber 73. Then, using the photocathode containing cartridge 3A, the photocathode 31 of the other photocathode containing cartridge 3 is positioned on the positioning plate 15 and the laser beam LB is applied to the photocathode 3 in the same manner as described above.
An electron beam is generated by irradiating 1 with the electron beam.
【００４５】一方、光電面収容カートリッジ３Ａの感度
が劣化した光電面３１は、再活性化することにより、光
電面３１の再使用が可能となる。図２に示すように、待
機室７１のうち再活性化処理がされる場所には、ガラス
窓部７９が設けられている。ガラス窓部７９は、図２に
おいて裏側、つまりレーザ光照射室７３側に位置する。
再活性化をするには、回転制御系５１によりカートリッ
ジボックス５を回すことにより、再活性化が必要な光電
面３１を有する光電面収容カートリッジ３Ａをガラス窓
部７９と対向する位置に移動させる（図１５）。そし
て、ガラス窓部７９を介して感度測定用レーザ光を光電
面収容カートリッジ３Ａ内の光電面３１に照射すること
により、光電面３１の感度を確認する。光電面３１の感
度を確認しながら再活性化処理をする。これにより、光
電面３１の感度が回復し、光電面３１の再使用が可能と
なる。再活性化には、（１）加熱による再活性化、
（２）Cs蒸着による再活性化、（３）レーザアブレーシ
ョンによる再活性化がある。なお、待機室７１の円筒部
７１１には観察窓７２３が取付けられており、観察窓７
２３を介して再活性化処理がされている光電面３１を観
察することができる。On the other hand, the photocathode 31 whose sensitivity has deteriorated in the photocathode containing cartridge 3A can be reused by reactivating the photocathode 31. As shown in FIG. 2, a glass window 79 is provided in the standby chamber 71 at the location where the reactivation process is performed. The glass window portion 79 is located on the back side in FIG. 2, that is, on the laser light irradiation chamber 73 side.
For reactivation, the rotation control system 51 rotates the cartridge box 5 to move the photocathode-containing cartridge 3A having the photocathode 31 that needs reactivation to a position facing the glass window 79 ( (Fig. 15). Then, the sensitivity of the photocathode 31 is confirmed by irradiating the photocathode 31 in the photocathode containing cartridge 3A with the laser light for sensitivity measurement through the glass window 79. The reactivating process is performed while checking the sensitivity of the photocathode 31. As a result, the sensitivity of the photocathode 31 is restored and the photocathode 31 can be reused. For reactivation, (1) reactivation by heating,
There are (2) reactivation by Cs vapor deposition and (3) reactivation by laser ablation. An observation window 723 is attached to the cylindrical portion 711 of the standby chamber 71.
Through 23, it is possible to observe the photocathode 31 that has been reactivated.
【００４６】（１）加熱による再活性化
光電面がCs2Teの場合、真空のチャンバ内の残留酸素分
子が光電面の表面に吸着し、光電面の感度が大きく劣化
することが知られている。光電面の加熱によりこの吸着
酸素分子を光電面の表面から離脱させると、光電面の感
度を回復させることができる。図１６は光電面３１の加
熱装置を示す図である。光電面３１を加熱するためのヒ
ータ２７が支持棒２７３の先端部に取付けられている。
ヒータ制御系２７１はヒータ２７の温度制御及びヒータ
２７の位置制御をする。ヒータ２７は図２において待機
室７１の端面部７１５側に配置されている。(1) Reactivation by heating When the photocathode is Cs2Te, it is known that residual oxygen molecules in a vacuum chamber are adsorbed on the surface of the photocathode and the sensitivity of the photocathode is greatly deteriorated. When the adsorbed oxygen molecules are released from the surface of the photocathode by heating the photocathode, the sensitivity of the photocathode can be restored. FIG. 16 is a diagram showing a heating device for the photocathode 31. A heater 27 for heating the photocathode 31 is attached to the tip of the support rod 273.
The heater control system 271 controls the temperature of the heater 27 and the position of the heater 27. The heater 27 is arranged on the end surface portion 715 side of the standby chamber 71 in FIG.
【００４７】図１５に示すように、加熱による再活性化
は、まず、ヒータ制御系２７１により支持棒２７３を直
線移動させることにより、ヒータ２７を待機室７１内に
入れ、ヒータ２７を光電面収容カートリッジ３Ａ内の基
板３７に接触させる。そして、ヒータ制御系２７１によ
りヒータ２７を構成するセラミックスを表面にコーティ
ングして電気的に絶縁したニクロム線に電流を流し、ヒ
ータ２７を発熱させることにより、光電面３１を加熱し
再活性化させる。As shown in FIG. 15, in the reactivation by heating, first, the heater control system 271 linearly moves the support rod 273 to put the heater 27 in the standby chamber 71, and the heater 27 is accommodated in the photoelectric surface. The substrate 37 in the cartridge 3A is contacted. Then, the heater control system 271 coats the ceramics constituting the heater 27 on the surface and applies a current to the electrically insulated nichrome wire to heat the heater 27, thereby heating and reactivating the photoelectric surface 31.
【００４８】再活性化による光電面の感度の回復程度に
ついて具体的に説明する。図１７は、光電面の使用時間
と光電流との関係及び光電流と光電面温度との関係を示
すグラフである。横軸は光電面の使用時間（ｈ）、つま
り光電面にレーザ光を照射し電子線を発生させている時
間を示している。左縦軸は光電面の光電流の相対値を示
している。チャンバ内の真空度が約４×１０-7Pa以下、
励起用紫外線ランプの波長が２５４nm、ランプ光の照射
径が３mmのときに流れる２０μAの光電流を基準として
いる。右縦軸は光電面の温度（℃）を示している。図１
７中の矢印から分かるように、Cs2Teの光電面は使用に
より初期状態から約４７％にまで感度が劣化している。
この光電面の温度を加熱により約１６０℃上昇させる
と、光電面の感度は初期値の約８３％にまで回復してい
る。The degree of recovery of the sensitivity of the photocathode due to reactivation will be specifically described. FIG. 17 is a graph showing the relationship between the operating time of the photocathode and the photocurrent and the relationship between the photocurrent and the photocathode temperature. The horizontal axis represents the usage time (h) of the photocathode, that is, the time during which the photocathode is irradiated with laser light to generate an electron beam. The left vertical axis indicates the relative value of photocurrent on the photocathode. The degree of vacuum in the chamber is about 4 × 10 -7 Pa or less,
The photocurrent of 20 μA flowing when the wavelength of the excitation ultraviolet lamp is 254 nm and the irradiation diameter of the lamp light is 3 mm is used as a reference. The right vertical axis shows the temperature (° C.) of the photocathode. Figure 1
As can be seen from the arrow in 7, the sensitivity of the Cs2Te photocathode has deteriorated from the initial state to about 47% due to use.
When the temperature of the photocathode is increased by about 160 ° C. by heating, the sensitivity of the photocathode is restored to about 83% of the initial value.
【００４９】（２）Cs蒸着による再活性化
光電面の材料がGaAs,GaN,AlGaN,InGaNの場合、光電面の
使用中その表面からCsが脱離することにより、光電面の
感度が劣化することが知られている。図１５に示す光電
面収容カートリッジ３Ａの光電面３１を、ヒータ２７の
位置制御をするヒータ制御系２７１を用いて先程と同様
の方法により移動させることにより、光電面３１をCsの
供給源３９（図６）に近づける。Csの供給源３９からCs
を光電面３１に供給することにより、光電面３１の感度
を回復させる。これによれば、光電面３１にCsを非常に
近い距離から供給可能であるので、少ないCs量で光電面
３１の感度を回復させることができる。Csの供給量が多
くなるとチャンバ７を通り電子線の加速部等に入るCs量
も多くなるので、加速電圧の放電や加速電極からの暗電
流の増加等が問題となる。第１実施形態ではこのような
問題を軽減することができる。(2) Reactivation by Cs vapor deposition When the material of the photocathode is GaAs, GaN, AlGaN, InGaN, Cs is desorbed from the surface of the photocathode during use, and the sensitivity of the photocathode is deteriorated. It is known. The photocathode 31 of the photocathode containing cartridge 3A shown in FIG. 15 is moved in the same manner as above using the heater control system 271 for controlling the position of the heater 27, so that the photocathode 31 is supplied with the Cs supply source 39 ( (Fig. 6). Cs source 39 to Cs
Is supplied to the photocathode 31 to restore the sensitivity of the photocathode 31. According to this, since Cs can be supplied to the photocathode 31 from a very close distance, the sensitivity of the photocathode 31 can be recovered with a small amount of Cs. When the amount of Cs supplied increases, the amount of Cs that passes through the chamber 7 and enters the electron beam accelerating portion and the like also increases, so that discharge of the accelerating voltage and increase of dark current from the accelerating electrode become problems. In the first embodiment, such a problem can be alleviated.
【００５０】（３）レーザアブレーションによる再活性
化
光電面の材料がCu、Mg又はPbCsの場合、光電面の表面に
チャンバ内の残留ガス分子が吸着することやそれによる
光電面の変質により、光電面の感度の劣化が知られてい
る。光電面の表面層をレーザアブレーションにより除去
することにより、この感度の劣化を回復させることがで
きる。(3) Reactivation by laser ablation When the material of the photocathode is Cu, Mg or PbCs, the photocathode is adsorbed by the residual gas molecules in the chamber and the photocathode is denatured, and the photocathode is degenerated. Deterioration of surface sensitivity is known. By removing the surface layer of the photocathode by laser ablation, this deterioration in sensitivity can be recovered.
【００５１】図１５に示すように、レーザアブレーショ
ンによる再活性化は、ガラス窓部７９を介して図示しな
いレーザ光源から発生したレーザ光を待機室７１に入射
させ、光電面３１上にレーザ光の焦点を合わせることで
光電面３１の表面をアブレーションさせる。焦点位置を
スキャンすることで光電面３１の表面全体の感度を回復
させることができる。As shown in FIG. 15, in the reactivation by laser ablation, laser light generated from a laser light source (not shown) is made incident on the standby chamber 71 through the glass window 79, and the laser light is irradiated onto the photocathode 31. The surface of the photocathode 31 is ablated by focusing. By scanning the focal position, the sensitivity of the entire surface of the photocathode 31 can be restored.
【００５２】この再活性化による光電面の感度の回復程
度について具体的に説明する。図１８は、光電面の使用
時間と光電流との関係を示すグラフである。横軸は光電
面の使用時間（ｈ）を示している。縦軸は光電面の光電
流（nA）を示している。PbCsの光電面の使用条件は、チ
ャンバ内の真空度が約５．３×１０-7Pa以下、励起用紫
外線ランプの波長が２５４nm、ランプ光の照射径が３m
m、初期量子効率が８．６×１０-4であった。The degree of recovery of the sensitivity of the photocathode due to this reactivation will be specifically described. FIG. 18 is a graph showing the relationship between the usage time of the photocathode and the photocurrent. The horizontal axis represents the usage time (h) of the photocathode. The vertical axis represents the photocurrent (nA) of the photocathode. The photocathode of PbCs is used under the following conditions: vacuum degree in chamber is less than 5.3 × 10 -7 Pa, wavelength of UV lamp for excitation is 254 nm, irradiation diameter of lamp light is 3 m.
m, the initial quantum efficiency was 8.6 × 10 −4 .
【００５３】光電面を上記条件により使用した場合にお
ける時間と光電流との関係をグラフ中に白丸で表してい
る。光電面を約４５０時間使用後、波長２４８nm、周波
数１０HzのKrFエキシマレーザにより光電面の表面を約
３分間スキャンし光電面の感度を回復させた（第１回再
活性化）。その結果、光電面の感度は矢印Ｅの先端に示
す値まで回復した。KrFエキシマレーザのエネルギーは
２．７mJ／パルスであった。The relationship between the time and the photocurrent when the photocathode is used under the above conditions is represented by a white circle in the graph. After using the photocathode for about 450 hours, the surface of the photocathode was scanned for about 3 minutes by a KrF excimer laser having a wavelength of 248 nm and a frequency of 10 Hz to recover the sensitivity of the photocathode (first reactivation). As a result, the sensitivity of the photocathode was restored to the value shown at the tip of arrow E. The energy of the KrF excimer laser was 2.7 mJ / pulse.
【００５４】第１回再活性化後の光電面を再び上記条件
により使用した場合における時間と光電流との関係をグ
ラフ中に黒丸で表している。光電面を約５２０時間使用
後、波長２４８nm、周波数１０HzのKrFエキシマレーザ
により光電面の表面を約３分間スキャンし光電面の感度
を回復させた（第２回再活性化）。その結果、光電面の
感度は矢印Ｆの先端に示す値まで回復した。KrFエキシ
マレーザのエネルギーは１．５mJ／パルスであった。光
電面の量子効率は５．２×１０-3、光電流は約３００nA
となった。最初の光電流が約５０nAなので光電面の感度
は６倍になった。なお、グラフ中に白四角は第２回再活
性化後の光電面を再び上記条件により使用した場合にお
ける時間と光電流との関係を表している。The relationship between the time and the photocurrent when the photocathode after the first reactivation is used again under the above conditions is represented by a black circle in the graph. After the photocathode was used for about 520 hours, the surface of the photocathode was scanned for about 3 minutes by a KrF excimer laser having a wavelength of 248 nm and a frequency of 10 Hz to restore the sensitivity of the photocathode (second reactivation). As a result, the sensitivity of the photocathode was restored to the value shown at the tip of arrow F. The energy of the KrF excimer laser was 1.5 mJ / pulse. The quantum efficiency of the photocathode is 5.2 × 10 -3 and the photocurrent is about 300 nA.
Became. Since the initial photocurrent is about 50 nA, the sensitivity of the photocathode has increased six times. The white squares in the graph represent the relationship between time and photocurrent when the photocathode after the second reactivation was used again under the above conditions.
【００５５】以上説明したように電子線発生装置１は、
光電面３１を収容した光電面収容カートリッジ３を備え
ている。光電面３１を使用する際に蓋である金属膜３５
を破ることにより、光電面３１を使用することができ
る。光電面の製膜にはノウハウがあり、電子線発生装置
の使用者にとって高い量子効率を有する光電面を確実に
作製するのは難しい。電子線発生装置１によれば使用者
は光電面を製膜する必要がないので、光電面の生産者が
作製した高い量子効率を有する光電面を使用することが
できる。As described above, the electron beam generator 1 is
The photocathode containing cartridge 3 containing the photocathode 31 is provided. Metal film 35 that is a lid when using the photocathode 31
The photocathode 31 can be used by breaking. Since there is know-how in forming a photocathode, it is difficult for a user of an electron beam generator to reliably produce a photocathode having high quantum efficiency. According to the electron beam generator 1, the user does not need to form a photocathode, and thus a photocathode having a high quantum efficiency produced by a photocathode producer can be used.
【００５６】また、電子線発生装置１によれば、ある光
電面収容カートリッジ３の光電面３１の感度が劣化した
場合、直ちに他の光電面収容カートリッジ３の光電面３
１に交換できる。よって、光電面３１の感度が劣化した
場合、長時間を要する光電面の製膜の必要がないので電
子線発生装置１を効率的に使用することができる。According to the electron beam generator 1, when the sensitivity of the photocathode 31 of a certain photocathode containing cartridge 3 is degraded, the photocathode 3 of another photocathode containing cartridge 3 is immediately generated.
Can be exchanged for 1. Therefore, when the sensitivity of the photocathode 31 is deteriorated, it is not necessary to form the photocathode film, which requires a long time, and thus the electron beam generator 1 can be efficiently used.
【００５７】また、電子線発生装置１によれば、他の光
電面収容カートリッジ３の光電面３１を使用した状態で
劣化した光電面３１の再活性化処理ができるので、この
点からも電子線発生装置１を効率的に使用することがで
きる。Further, according to the electron beam generator 1, since the photocathode 31 deteriorated in the state where the photocathode 31 of the other photocathode containing cartridge 3 is used can be reactivated, the electron beam is also generated from this point. The generator 1 can be used efficiently.
【００５８】また、電子線発生装置１によれば、カート
リッジボックス５に種類の違う光電面３１を入れること
ができるので、光電面３１の種類の変更が容易となる。
これにより、電子線の用途に応じて光電面３１を変更す
る場合、その変更を容易にすることができる。Further, according to the electron beam generator 1, since different types of photocathode 31 can be put in the cartridge box 5, it becomes easy to change the type of the photocathode 31.
Thereby, when the photocathode 31 is changed according to the use of the electron beam, the change can be facilitated.
【００５９】次に、第１実施形態の変形例について説明
する。図１９は、この変形例に係る光電面収容カートリ
ッジ３が配置された待機室７１とその周辺の断面図であ
る。図１９において図９に示す符号と同一要素について
は同一符号を付すことによりその説明を省略する。Next, a modification of the first embodiment will be described. FIG. 19 is a cross-sectional view of the standby chamber 71 in which the photoelectric surface accommodating cartridge 3 according to this modification is arranged and its surroundings. In FIG. 19, the same elements as those shown in FIG. 9 are designated by the same reference numerals and the description thereof will be omitted.
【００６０】光電面収容カートリッジ３は円筒状のカバ
ー３２１で覆われている。カバー３２１の内径は光電面
収容カートリッジ３の径とほぼ同一である。図２０はカ
バー３２１の側断面図である。カバー３２１は高温真空
状態で使用されるので、例えば、ステンレスのような耐
熱性及びガスを放出しない材料が好ましい。カバー３２
１の一方の端部３２３は、その中央部に膜破り器９の円
錐面部９１が通る貫通穴３２５と、その周辺部に膜破り
器９のレバー９２，９５と当接する当接面３２７と、を
有する。カバー３２１の他方の端部３２９は開口を有す
る。The photocathode containing cartridge 3 is covered with a cylindrical cover 321. The inner diameter of the cover 321 is almost the same as the diameter of the photocathode containing cartridge 3. FIG. 20 is a side sectional view of the cover 321. Since the cover 321 is used in a high temperature vacuum state, for example, a material such as stainless steel, which is heat resistant and does not release gas, is preferable. Cover 32
One end 323 of the first one has a through hole 325 through which the conical surface portion 91 of the film breaking device 9 passes in the center part thereof, and a contact surface 327 that contacts the levers 92 and 95 of the film breaking device 9 in the peripheral part thereof. Have. The other end 329 of the cover 321 has an opening.
【００６１】図１９に示すように、変形例のスライダ５
５は光電面収容カートリッジ３の高さ方向に対応する方
向の長さが短く、光電面収容カートリッジ３の端部３４
及びその付近にある一部の円筒部３２を覆っているのみ
である。カバー３２１をその端部３２９の開口から光電
面収容カートリッジ３の端部３３に被せ、カバー３２１
の端部３２９がスライダ５５と当たる位置まで被せる。
この状態でカバー３２１の端部３２７が光電面収容カー
トリッジ３の端部３３と接触しないように、カバー３２
１の長さを決めておく。端部３３は光電面収容カートリ
ッジ３の金属膜３５を含む蓋に相当する。この状態にお
けるカバー３２１の端部３２７と光電面収容カートリッ
ジ３の端部３３との距離は、例えば約０．５mmである。
光電面収容カートリッジ３の端部３４は、図示しないが
例えばビスによりスライダ５５に保持されている。これ
により、光電面収容カートリッジ３がスライダ５５から
外れるのを防いでいる。As shown in FIG. 19, a slider 5 of a modified example is provided.
5 has a short length in the direction corresponding to the height direction of the photoelectric surface accommodating cartridge 3, and the end portion 34 of the photoelectric surface accommodating cartridge 3 is
And only a part of the cylindrical portion 32 in the vicinity thereof is covered. The cover 321 is put on the end 33 of the photoelectric surface accommodating cartridge 3 from the opening of the end 329 thereof, and the cover 321
The end portion 329 of the above is covered up to the position where it hits the slider 55.
In this state, the end portion 327 of the cover 321 does not come into contact with the end portion 33 of the photocathode-containing cartridge 3, so that the cover 32
Determine the length of 1. The end portion 33 corresponds to a lid including the metal film 35 of the photocathode containing cartridge 3. The distance between the end 327 of the cover 321 and the end 33 of the photocathode-containing cartridge 3 in this state is, for example, about 0.5 mm.
Although not shown, the end portion 34 of the photocathode containing cartridge 3 is held by the slider 55 by, for example, a screw. This prevents the photocathode containing cartridge 3 from coming off the slider 55.
【００６２】先程説明した光電面収容カートリッジ３A
の押し出し動作と同様に、図１９に示す移動用パイプ１
１でベローズ３６の長さを最短にし、押出用パイプ１３
により矢印Ｃ方向にスライダ５５を押す。これにより、
光電面収容カートリッジ３がレーザ光照射室７３に押し
出され、円錐面部９１の先端により光電面収容カートリ
ッジ３の金属膜３５に穴が開けられる。さらに、押出用
パイプ１３によりスライダ５５を押すと、カバー３２１
の当接面３２７がレバー９２，９５を押圧することによ
り、半円錐面部９１１，９１３が開き、光電面収容カー
トリッジ３の金属膜３５が破られる。上記のようにカバ
ー３２１の端部３２７が光電面収容カートリッジ３の端
部３３と接触していないので、カバー３２１の当接面３
２７がレバー９２，９５を押圧した際に生じる反作用
は、主にカバー３２１を介してスライダ５５に伝達され
る。これにより、光電面収容カートリッジ３のカートリ
ッジ（端部３３、円筒部３２、端部３４）を上記反作用
の衝撃から保護することができる。光電面収容カートリ
ッジ３のカートリッジが壊れやすい材料の際にこの変形
例は有効である。Photoelectric surface accommodating cartridge 3A described above
Similarly to the pushing operation of FIG. 19, the moving pipe 1 shown in FIG.
1 to minimize the length of the bellows 36,
Pushes the slider 55 in the direction of arrow C. This allows
The photocathode containing cartridge 3 is pushed out into the laser light irradiation chamber 73, and the tip of the conical surface portion 91 makes a hole in the metal film 35 of the photocathode containing cartridge 3. Further, when the slider 55 is pushed by the pushing pipe 13, the cover 321
By pressing the levers 92 and 95 by the contact surface 327, the semi-conical surface portions 911 and 913 are opened, and the metal film 35 of the photoelectric surface accommodating cartridge 3 is broken. As described above, since the end portion 327 of the cover 321 does not contact the end portion 33 of the photoelectric surface accommodating cartridge 3, the contact surface 3 of the cover 321 is
The reaction generated when 27 presses the levers 92 and 95 is transmitted to the slider 55 mainly through the cover 321. This makes it possible to protect the cartridge (the end portion 33, the cylindrical portion 32, the end portion 34) of the photocathode-containing cartridge 3 from the impact of the reaction. This modified example is effective when the cartridge of the photocathode containing cartridge 3 is made of a material that is easily broken.
【００６３】次に、本実施形態の第２実施形態について
説明する。図２１は、第２実施形態に係る光電面収容カ
ートリッジ４の断面図である。図２１において、図６に
示す第１実施形態に係る光電面収容カートリッジ３の要
素と同一要素については同一符号を付すことによりその
説明を省略する。Next, a second embodiment of this embodiment will be described. FIG. 21 is a sectional view of the photoelectric surface accommodating cartridge 4 according to the second embodiment. 21, the same elements as those of the photoelectric surface accommodating cartridge 3 according to the first embodiment shown in FIG. 6 are designated by the same reference numerals, and the description thereof will be omitted.
【００６４】光電面収容カートリッジ４は、光電面３１
を収容し一方の端部４１３に開口４１５を有する円筒容
器４１と、開口４１５にあてがわれるネジ式の蓋４３
と、を備える。蓋４３の開閉の際に円筒容器４１や蓋４
３には力が作用するので、これらの材料は金属が好まし
い。蓋４３にはガラス窓４３１が形成されている。ガラ
ス窓４３１を介して、光電面を成膜するときに用いられ
る光を導入する。The photocathode containing cartridge 4 has a photocathode 31
And a cylindrical container 41 having an opening 415 at one end 413 and a screw-type lid 43 applied to the opening 415.
And When the lid 43 is opened and closed, the cylindrical container 41 and the lid 4
Metals are preferred for these materials, since force acts on them. A glass window 431 is formed in the lid 43. Light used for forming a photocathode is introduced through the glass window 431.
【００６５】円筒容器４１において、端部４１３の径を
他の部分の径より小さくすることにより、端部４１３に
段差を形成している。この段差と蓋４３とで形成される
空間にシール４５を配置することにより、光電面収容カ
ートリッジ４を密閉している。シール４５の材料は、例
えば、ゴムOリング、メタル中空Oリング、インジウム等
の金属線材からなるリングがある。In the cylindrical container 41, a step is formed at the end 413 by making the diameter of the end 413 smaller than the diameters of the other parts. By disposing the seal 45 in the space formed by this step and the lid 43, the photoelectric surface accommodating cartridge 4 is sealed. The material of the seal 45 is, for example, a rubber O-ring, a metal hollow O-ring, or a ring made of a metal wire material such as indium.
【００６６】円筒容器４１の他方の端部４１１のうち、
光電面収容カートリッジ４の内側にはベローズ３６が固
定され、外側には凸部４７が形成されている。凸部４７
は貫通穴４７１を有し、移動用パイプ１１は貫通穴４７
１を介してベローズ３６内に入る。また、凸部４７の側
壁にはＬ型穴４７３が形成されている。Of the other end 411 of the cylindrical container 41,
A bellows 36 is fixed to the inside of the photocathode containing cartridge 4, and a convex portion 47 is formed on the outside thereof. Convex portion 47
Has a through hole 471, and the moving pipe 11 has a through hole 47.
Enter the bellows 36 via 1. Further, an L-shaped hole 473 is formed on the sidewall of the convex portion 47.
【００６７】次に、第２実施形態に係る電子線発生装置
の構造について説明する。図２２は第２実施形態に係る
電子線発生装置２を側方から見た断面構造図である。図
２３は図２２の電子線発生装置２をＡ-Ａ線方向に沿っ
て切断した断面図である。図２２及び図２３において、
図１及び図２に示す第１実施形態に係る電子線発生装置
１の要素と同一要素については同一符号を付すことによ
りその説明を省略する。Next, the structure of the electron beam generator according to the second embodiment will be described. FIG. 22 is a sectional structural view of the electron beam generator 2 according to the second embodiment as seen from the side. FIG. 23 is a sectional view of the electron beam generator 2 of FIG. 22 taken along the line AA. 22 and 23,
The same elements as those of the electron beam generator 1 according to the first embodiment shown in FIGS. 1 and 2 are designated by the same reference numerals, and the description thereof will be omitted.
【００６８】第２実施形態において、待機室７１には第
１実施形態における再活性化処理のための場所が設けら
れておらず、その代わりに、その場所で蓋４３を外す処
理がなされる。このため、蓋４３を外すための蓋外し装
置６１が図２３の表側、つまりレーザ光照射室７３の反
対側に配置されている。回転制御系５１によりＢ方向の
いずれかにカートリッジボックス５を回すことにより、
蓋４３を外す処理がされる場所に光電面収容カートリッ
ジ４を移動させる。In the second embodiment, the waiting chamber 71 is not provided with a place for the reactivating process in the first embodiment, and instead, the process of removing the lid 43 is performed at that place. Therefore, a lid removing device 61 for removing the lid 43 is arranged on the front side of FIG. 23, that is, on the opposite side of the laser light irradiation chamber 73. By rotating the cartridge box 5 in either direction B by the rotation control system 51,
The photocathode containing cartridge 4 is moved to a location where the lid 43 is removed.
【００６９】図２３に示すように、第２実施形態は第１
実施形態と同様に、カートリッジボックス５に光電面収
容カートリッジ４を入れるスペース５９を四つ有する。
しかし、それらのうち一箇所のスペース５９（５９A）
にしかスライダ５５が設けられていない。他のスペース
５９に蓋４３が被さった光電面収容カートリッジ４を入
れ、蓋４３をカートリッジボックス５に固定する。これ
により、光電面収容カートリッジ４がカートリッジボッ
クス５に保持される。一方、スペース５９Aには蓋４３
が被さった光電面収容カートリッジ４を入れず空にして
おく。そして、蓋外し装置６１により蓋４３が外された
光電面収容カートリッジ４をスペース５９Aのスライダ
５５に乗せ、第１実施形態で説明したようにレーザ光照
射室７３へ押し出等がなされる。As shown in FIG. 23, the second embodiment is the first
Similar to the embodiment, the cartridge box 5 has four spaces 59 for accommodating the photocathode-containing cartridges 4.
However, one of them is the space 59 (59A)
Only the slider 55 is provided. The photoelectric surface accommodating cartridge 4 covered with the lid 43 is put in the other space 59, and the lid 43 is fixed to the cartridge box 5. As a result, the photocathode containing cartridge 4 is held in the cartridge box 5. On the other hand, the space 43A has a lid 43.
The photocathode containing cartridge 4 covered by is not put and left empty. Then, the photoelectric surface accommodating cartridge 4 from which the lid 43 has been removed by the lid removing device 61 is placed on the slider 55 in the space 59A, and pushed out to the laser light irradiation chamber 73 as described in the first embodiment.
【００７０】このように第２実施形態では蓋４３を外す
ことにより光電面３１を光電面収容カートリッジ４の外
に取り出すことができるので、レーザ光照射室７３に膜
破り器を配置する必要がない。As described above, in the second embodiment, since the photocathode 31 can be taken out of the photocathode containing cartridge 4 by removing the lid 43, it is not necessary to dispose a film breaker in the laser light irradiation chamber 73. .
【００７１】次に、光電面収容カートリッジ４から蓋４
３を外し、光電面収容カートリッジ４を押出用パイプ１
３でレーザ光照射室７３に押し出すまでの動作を説明す
る。図２４〜図２７は、この動作を説明するための図で
あり、光電面収容カートリッジ４及びそれらの周囲に位
置する部品の断面が示されている。図２４〜図２７に示
す光電面収容カートリッジ４においてアノードリング３
８及び供給源３９の図示は省略されている。Next, from the photocathode containing cartridge 4 to the lid 4
3 is removed, and the photocathode containing cartridge 4 is attached to the extrusion pipe 1
The operation up to pushing out to the laser beam irradiation chamber 73 in 3 will be described. 24 to 27 are views for explaining this operation, and show cross sections of the photoelectric surface accommodating cartridge 4 and the components located around them. The anode ring 3 in the photocathode containing cartridge 4 shown in FIGS.
8 and the source 39 are not shown.
【００７２】まず、図２４に示すように、光電面収容カ
ートリッジ４を蓋４３が外される場所に位置させる。蓋
４３はカートリッジボックス５に図示しないネジ等によ
り固定されている。蓋外し装置６１は、先端にフック６
１３が取付けられた棒６１１と、棒６１１の動きを制御
する制御系６１５と、を備える。制御系６１５により棒
６１１を矢印Ｃ方向に直線移動させ、フック６１３を凸
部４７の貫通穴４７１に入れる。First, as shown in FIG. 24, the photocathode containing cartridge 4 is positioned at a position where the lid 43 is removed. The lid 43 is fixed to the cartridge box 5 with screws or the like (not shown). The lid removing device 61 has a hook 6 at the tip.
A rod 611 to which the rod 13 is attached and a control system 615 for controlling the movement of the rod 611 are provided. The rod 611 is linearly moved in the arrow C direction by the control system 615, and the hook 613 is inserted into the through hole 471 of the convex portion 47.
【００７３】図２５に示すように、制御系６１５により
棒６１１を回転させ、フック６１３をL型穴４７３に嵌
め込む。制御系６１５により棒６１１をさらに回転させ
ることにより、円筒容器４１を回転させ、蓋４３を円筒
容器４１から外す。As shown in FIG. 25, the rod 611 is rotated by the control system 615, and the hook 613 is fitted into the L-shaped hole 473. By further rotating the rod 611 by the control system 615, the cylindrical container 41 is rotated and the lid 43 is removed from the cylindrical container 41.
【００７４】図２６に示すように、制御系６１５により
棒６１１を矢印D方向に直線移動させ、円筒容器４１を
待機室７１から抜き出す。そして、図２３に示すスライ
ダ５５を蓋４３を外す処理がされた場所に移動させる。
制御系６１５により棒６１１を矢印C方向に直線移動さ
せ、フック６１３に引っかけられている円筒容器４１を
スライダ５５に入れる。As shown in FIG. 26, the rod 611 is linearly moved in the arrow D direction by the control system 615, and the cylindrical container 41 is pulled out from the standby chamber 71. Then, the slider 55 shown in FIG. 23 is moved to a place where the lid 43 is removed.
The rod 611 is linearly moved in the arrow C direction by the control system 615, and the cylindrical container 41 hooked by the hook 613 is put in the slider 55.
【００７５】そして、カートリッジボックス５を図２３
の回転制御系５１でＢ方向のいずれかに回転させること
により、図２７に示すようにスライダ５５をレーザ光照
射室７３と対向する位置に移動させる。そして、第１実
施形態と同様にして、移動用パイプ１１を基板３７に固
定させる。後の動作は第１実施形態と同じである。The cartridge box 5 is shown in FIG.
By rotating the rotation control system 51 in either direction B, the slider 55 is moved to a position facing the laser light irradiation chamber 73 as shown in FIG. Then, similarly to the first embodiment, the moving pipe 11 is fixed to the substrate 37. The subsequent operation is the same as in the first embodiment.
【００７６】次に、本実施形態の応用例の一例について
説明する。図２８は電子線発生装置１を用いた高周波電
子銃の断面構造図である。高周波電子銃は加速器用電子
銃の一例であり、電子線発生装置１に加速用空洞８３を
有する共振器８１を取付けた構造をしている。加速用空
洞８３の入口部８５に光電面３１が面するように、共振
器８１が位置決め板１５に固定されている。加速用空洞
８３の出口部８７から加速された電子線が出射される。Next, an example of application of the present embodiment will be described. FIG. 28 is a sectional structural view of a high frequency electron gun using the electron beam generator 1. The high frequency electron gun is an example of an accelerator electron gun, and has a structure in which a resonator 81 having an acceleration cavity 83 is attached to the electron beam generator 1. The resonator 81 is fixed to the positioning plate 15 so that the photocathode 31 faces the entrance 85 of the acceleration cavity 83. The accelerated electron beam is emitted from the exit portion 87 of the acceleration cavity 83.
【００７７】図示しないマイクロ波発生装置により、例
えば、Sバンド（２８５６MHz）のマイクロ波を加速用空
洞８３に入れ、加速用空洞８３内に高電界を発生させ
る。高周波電子銃は、このマイクロ波の位相と光電面３
１に入射するレーザ光LＢの位相を合わせることによ
り、この高電界を用いて光電面３１から発生する電子を
急速に加速する電子銃である。By a microwave generator (not shown), for example, a microwave of S band (2856 MHz) is put into the accelerating cavity 83 to generate a high electric field in the accelerating cavity 83. The high-frequency electron gun uses the microwave phase and the photocathode 3
It is an electron gun that accelerates the electrons generated from the photocathode 31 by using the high electric field by matching the phase of the laser light LB incident on 1.
【００７８】図２８に示す高周波電子銃は、Cs2Teから
なる透過型の光電面３１をレーザ光源２１（図２）で発
生したYAGレーザの４倍波（２６６nm）のレーザ光LBで
励起している。このとき、光電面３１の量子効率が１５
％、レーザ光LBのエネルギーが３１nJとすると、１nCの
クーロン数のパルス電子が得られる。In the high frequency electron gun shown in FIG. 28, a transmission type photocathode 31 made of Cs2Te is excited by a fourth harmonic (266 nm) laser beam LB of a YAG laser generated by the laser light source 21 (FIG. 2). . At this time, the quantum efficiency of the photocathode 31 is 15
%, And the energy of the laser beam LB is 31 nJ, pulsed electrons having a Coulomb number of 1 nC can be obtained.
【００７９】ところで、高周波電子銃は加速電界強度を
上げるために、加速用空洞８３内に電場をかけ続けるコ
ンディショニング作業をする必要がある。コンディショ
ニング作業の際、光電面の材料は無酸素銅であるのが好
ましい。そこで、ある光電面収容カートリッジ３の光電
面３１の材料を無酸素銅とし、他の光電面収容カートリ
ッジ３の光電面３１の材料をCs2Teとする。無酸素銅の
光電面３１でコンディショニング作業をすることによ
り、他の光電面収容カートリッジ３の光電面３１がイオ
ンフィードバックや劣化した真空度での使用等により、
光電面３１の使用前に光電面３１の感度が劣化するのを
防ぐことができる。By the way, in order to increase the strength of the accelerating electric field in the high frequency electron gun, it is necessary to perform a conditioning operation in which an electric field is continuously applied to the cavity 83 for acceleration. During the conditioning operation, the material of the photocathode is preferably oxygen free copper. Therefore, the material of the photocathode 31 of a certain photocathode containing cartridge 3 is oxygen-free copper, and the material of the photocathode 31 of another photocathode containing cartridge 3 is Cs2Te. By performing conditioning work on the photoelectric surface 31 made of oxygen-free copper, the photoelectric surface 31 of the other photoelectric surface housing cartridge 3 is ion fed back or used in a deteriorated vacuum degree.
It is possible to prevent the sensitivity of the photocathode 31 from being deteriorated before the photocathode 31 is used.
【００８０】次に、本実施形態の応用例の他の例につい
て説明する。図２９は電子線発生装置１を用いた電子線
露光装置の断面構造図である。電子線露光装置は電子線
発生装置１を電子線露光用の電子銃としており、電子線
発生装置１に真空チャンバである露光室１０１を取付け
た構造をしている。露光室１０１の入口部１０３に光電
面３１が面するように、露光室１０１が位置決め板１５
に固定されている。露光室１０１内の入口部１０３と対
向する位置には、半導体ウエハWが載置されるステージ
１０５が配置されている。入口部１０３とステージ１０
５との間の露光室１０１内には、入口部１０３側から順
に、光電面３１から発生した電子を加速する加速用電極
１０７、加速した電子を偏向する偏向電極１０９、偏向
した電子を収束させる電子レンズ１０２が配置されてい
る。Next, another example of the application of this embodiment will be described. FIG. 29 is a sectional structural view of an electron beam exposure apparatus using the electron beam generator 1. The electron beam exposure apparatus uses the electron beam generator 1 as an electron gun for electron beam exposure, and has a structure in which an exposure chamber 101, which is a vacuum chamber, is attached to the electron beam generator 1. The exposure chamber 101 is positioned by the positioning plate 15 so that the photocathode 31 faces the entrance 103 of the exposure chamber 101.
It is fixed to. A stage 105 on which the semiconductor wafer W is mounted is arranged at a position facing the entrance 103 in the exposure chamber 101. Entrance 103 and stage 10
5, the acceleration electrode 107 for accelerating the electrons generated from the photocathode 31, the deflection electrode 109 for deflecting the accelerated electrons, and the deflected electrons are sequentially converged in the exposure chamber 101 from the entrance portion 103 side. An electronic lens 102 is arranged.
【００８１】光電面３１から発生した電子は加速用電極
１０７により加速され、加速された電子は電子レンズ１
０２によりビーム径が絞られて、半導体ウエハW上に照
射される。そして、偏向電極１０９により電子を偏向す
ることにより、半導体ウエハW上を走査する。これによ
り、半導体ウエハWのレジストを所定パターンに露光す
る。The electrons generated from the photocathode 31 are accelerated by the accelerating electrode 107, and the accelerated electrons are used by the electron lens 1.
The beam diameter is narrowed by 02 to irradiate the semiconductor wafer W. Then, the semiconductor wafer W is scanned by deflecting the electrons by the deflection electrode 109. As a result, the resist on the semiconductor wafer W is exposed in a predetermined pattern.
【００８２】半導体ウエハWに微細な線幅の配線を形成
するため、電子線露光装置には高輝度かつ微小なビーム
サイズの電子線が要求される。図２９に示すような光電
面を用いた電子線発生装置は、熱電子銃や電界放出型電
子銃に比べて単色性の高い電子線放射が可能でるので、
微細な線幅を形成するための露光を実現に有利である。
また、図２９に示す電子線露光装置は複数の光電面収容
カートリッジ３を備えているので、ロスタイムの少ない
電子線露光が可能となるので、スループットを向上させ
ることができる。In order to form wiring with a fine line width on the semiconductor wafer W, the electron beam exposure apparatus is required to have an electron beam with high brightness and a fine beam size. Since an electron beam generator using a photocathode as shown in FIG. 29 can emit electron beams having higher monochromaticity than a thermionic gun or a field emission electron gun,
This is advantageous for realizing exposure for forming a fine line width.
Further, since the electron beam exposure apparatus shown in FIG. 29 includes the plurality of photocathode containing cartridges 3, it is possible to perform electron beam exposure with less loss time, and thus it is possible to improve throughput.
【００８３】なお、図２８及び図２９の応用例は第１実
施形態に係る電子線発生装置１を用いたが第２実施形態
に係る電子線発生装置２を用いることもできる。Although the application examples of FIGS. 28 and 29 use the electron beam generator 1 according to the first embodiment, the electron beam generator 2 according to the second embodiment can also be used.
【００８４】また、本実施形態において、光電面３１を
光電面収容カートリッジ３，４の外部に移動させてから
光電面３１にレーザ光ＬBを照射し光電面３１から電子
を放出させている。しかしながら、光電面収容カートリ
ッジ３，４の蓋（金属膜３１、蓋４３）を開けた状態で
光電面収容カートリッジ３，４内の光電面３１にレーザ
光ＬBを照射し光電面３１から電子を放出させてもよ
い。Further, in this embodiment, the photocathode 31 is moved to the outside of the photocathode containing cartridges 3 and 4, and then the photocathode 31 is irradiated with the laser beam LB to emit electrons from the photocathode 31. However, the photocathode 31 in the photocathode containing cartridges 3 and 4 is irradiated with the laser beam LB with the lids (the metal film 31 and the lid 43) of the photocathode containing cartridges 3 and 4 opened to emit electrons from the photocathode 31. You may let me.
【００８５】[0085]
【発明の効果】本発明に係る電子線発生装置は、光電面
から放出される電子をカートリッジの外部に取り出すこ
とができるようにするために光電面が最初に使用される
前に開けられる蓋を備えた光電面収容カートリッジを利
用している。光電面の製膜にはノウハウがありかつ長時
間要するが、この光電面収容カートリッジは蓋を開ける
だけで光電面の使用が可能になる。よって、電子線発生
装置の使用者は光電面を製膜する必要なく電子線発生装
置を使用することができる。The electron beam generator according to the present invention has a lid that is opened before the photocathode is first used so that the electrons emitted from the photocathode can be taken out of the cartridge. It utilizes the provided photocathode containing cartridge. The photocathode film formation requires know-how and takes a long time, but the photocathode containing cartridge can use the photocathode simply by opening the lid. Therefore, the user of the electron beam generator can use the electron beam generator without having to form a photocathode.
【図１】本実施形態の第１実施形態に係る電子線発生装
置を側方から見た断面構造図である。FIG. 1 is a cross-sectional structural view of an electron beam generator according to a first embodiment of the present embodiment as viewed from the side.
【図２】図１の電子線発生装置をＡ-Ａ線方向に沿って
切断した断面図である。2 is a cross-sectional view of the electron beam generator of FIG. 1 taken along the line AA.
【図３】本実施形態の第１実施形態に係る膜破り器の円
錐面部が閉じた状態の斜視図である。FIG. 3 is a perspective view of a state in which the conical surface portion of the membrane breaking device according to the first embodiment of the present embodiment is closed.
【図４】本実施形態の第１実施形態に係る膜破り器の円
錐面部が開いた状態の斜視図である。FIG. 4 is a perspective view showing a state in which a conical surface portion of the membrane breaking device according to the first embodiment of the present embodiment is opened.
【図５】本実施形態の第１実施形態に係る膜破り器の円
錐面部が開いた状態の平面図であるFIG. 5 is a plan view showing a state in which a conical surface portion of the membrane breaking device according to the first embodiment of the present embodiment is opened.
【図６】本実施形態の第１実施形態に係る光電面収容カ
ートリッジの斜視図である。FIG. 6 is a perspective view of the photoelectric surface accommodating cartridge according to the first embodiment of the present embodiment.
【図７】本実施形態の第１実施形態に係る光電面収容カ
ートリッジの金属膜側の端部の側断面図である。FIG. 7 is a side sectional view of an end portion on the metal film side of the photoelectric surface accommodating cartridge according to the first embodiment of the present embodiment.
【図８】本実施形態の第１実施形態に係る光電面収容カ
ートリッジのベローズ側の端部の側断面図である。FIG. 8 is a side sectional view of a bellows side end of the photoelectric surface accommodating cartridge according to the first embodiment of the present embodiment.
【図９】本実施形態の第１実施形態に係る電子線発生装
置の動作を説明するための第１工程図である。FIG. 9 is a first process diagram for explaining the operation of the electron beam generator according to the first embodiment of the present embodiment.
【図１０】本実施形態の第１実施形態に係る電子線発生
装置の動作を説明するための第２工程図である。FIG. 10 is a second process chart for explaining the operation of the electron beam generator according to the first embodiment of the present embodiment.
【図１１】本実施形態の第１実施形態に係る電子線発生
装置の動作を説明するための第３工程図である。FIG. 11 is a third process chart for explaining the operation of the electron beam generator according to the first embodiment of the present embodiment.
【図１２】本実施形態の第１実施形態に係る電子線発生
装置の動作を説明するための第４工程図である。FIG. 12 is a fourth process chart for explaining the operation of the electron beam generator according to the first embodiment of the present embodiment.
【図１３】本実施形態の第１実施形態に係る電子線発生
装置の動作を説明するための第５工程図である。FIG. 13 is a fifth process chart for explaining the operation of the electron beam generator according to the first embodiment of the present embodiment.
【図１４】本実施形態の第１実施形態に係る電子線発生
装置の電子線の発生動作を説明するための断面図であ
る。FIG. 14 is a cross-sectional view for explaining an electron beam generating operation of the electron beam generator according to the first embodiment of the present embodiment.
【図１５】本実施形態の第１実施形態に係る電子線発生
装置の断面図である。FIG. 15 is a cross-sectional view of the electron beam generator according to the first embodiment of the present embodiment.
【図１６】本実施形態の第１実施形態に係る電子線発生
装置に備えられる光電面の加熱装置を示す図である。FIG. 16 is a view showing a photoelectric surface heating device provided in the electron beam generator according to the first embodiment of the present embodiment.
【図１７】本実施形態の第１実施形態における光電面の
使用時間と光電流との関係及び光電流と光電面温度との
関係を示すグラフである。FIG. 17 is a graph showing the relationship between the usage time of the photocathode and the photocurrent and the relationship between the photocurrent and the photocathode temperature in the first embodiment of the present embodiment.
【図１８】本実施形態の第１実施形態における光電面の
使用時間と光電流との関係を示すグラフである。FIG. 18 is a graph showing a relationship between photocurrent and usage time of the photocathode in the first embodiment of the present embodiment.
【図１９】本実施形態の第１実施形態の変形例に係る光
電面収容カートリッジが配置された待機室及びその周辺
の断面図である。FIG. 19 is a cross-sectional view of a standby chamber in which a photoelectric surface accommodating cartridge according to a modification of the first embodiment of the present embodiment is arranged, and the periphery thereof.
【図２０】本実施形態の第１実施形態の変形例に係る光
電面収容カートリッジのカバーの側断面図である。FIG. 20 is a side sectional view of a cover of a photoelectric surface accommodating cartridge according to a modification of the first embodiment of the present embodiment.
【図２１】本実施形態の第２実施形態に係る光電面収容
カートリッジの断面図である。FIG. 21 is a sectional view of a photoelectric surface accommodating cartridge according to a second embodiment of the present embodiment.
【図２２】本実施形態の第２実施形態に係る電子線発生
装置を側方から見た断面構造図である。FIG. 22 is a sectional structural view of an electron beam generator according to a second embodiment of the present embodiment, as viewed from the side.
【図２３】図２２の電子線発生装置をＡ-Ａ線方向に沿
って切断した断面図である。23 is a cross-sectional view of the electron beam generator of FIG. 22 taken along the line AA.
【図２４】本実施形態の第２実施形態の動作を説明する
ための第１工程図である。FIG. 24 is a first process chart for explaining the operation of the second embodiment of the present embodiment.
【図２５】本実施形態の第２実施形態の動作を説明する
ための第２工程図である。FIG. 25 is a second process chart for explaining the operation of the second embodiment of the present embodiment.
【図２６】本実施形態の第２実施形態の動作を説明する
ための第３工程図である。FIG. 26 is a third process chart for explaining the operation of the second embodiment of the present embodiment.
【図２７】本実施形態の第２実施形態の動作を説明する
ための第４工程図である。FIG. 27 is a fourth process chart for explaining the operation of the second embodiment of the present embodiment.
【図２８】本実施形態の第１実施形態に係る電子線発生
装置を用いた高周波電子銃の断面構造図である。FIG. 28 is a cross-sectional structure diagram of a high-frequency electron gun using the electron beam generator according to the first embodiment of the present embodiment.
【図２９】本実施形態の第１実施形態に係る電子線発生
装置を用いた電子線露光装置の断面構造図である。FIG. 29 is a sectional structural view of an electron beam exposure apparatus using the electron beam generator according to the first embodiment of the present embodiment.
１・・・電子線発生装置、２・・・電子線発生装置、３
・・・光電面収容カートリッジ、３A・・・光電面収容
カートリッジ、４・・・光電面収容カートリッジ、５・
・・カートリッジボックス、７・・・チャンバ、９・・
・膜破り器、１１・・・移動用パイプ、１３・・・押出
用パイプ、１５・・・位置決め板、１７・・・制御系、
１９・・・移動板、２１・・・レーザ光源、２３・・・
ベローズ、２５・・・排気／分析系、２７・・・ヒー
タ、３１・・・光電面、３２・・・円筒部、３３・・・
端部、３４・・・端部、３５・・・金属膜、３６・・・
ベローズ、３７・・・基板、３８・・・アノードリン
グ、３９・・・供給源、４１・・・円筒容器、４３・・
・蓋、４５・・・シール、４７・・・凸部、５１・・・
回転制御系、５３・・・貫通穴、５５・・・スライダ、
５５A・・・スライダ、５７・・・貫通穴、５９・・・
スペース、５９Ａ・・・スペース、６１・・・蓋外し装
置、７１・・・待機室、７３・・・レーザ光照射室、７
５・・・貫通穴、７７・・・パイプ、７９・・・ガラス
窓部、８１・・・共振器、８３・・・加速用空洞、８５
・・・入口部、８７・・・出口部、９１・・・円錐面
部、９２・・・レバー、９３・・・支点部、９４・・・
バネ、９５・・・レバー、９６・・・支点部、９７・・
・バネ、１０１・・・露光室、１０２・・・電子レン
ズ、１０３・・・入口部、１０５・・・ステージ、１０
７・・・加速用電極、１０９・・・偏向電極、１１１・
・・貫通孔、１１３・・・先端部、１１５・・・反射ミ
ラー、１３１・・・貫通孔、１３３・・・端部、１３５
・・・端部、１５１・・・貫通穴、１５３・・・入口
部、１５５・・・出口部、２７１・・・ヒータ制御系、
２７３・・・支持棒、３２１・・・カバー、３２３・・
・端部、３２５・・・貫通穴、３２７・・・当接面、３
２９・・・端部、３３１・・・開口、３４１・・・貫通
穴、４１１・・・端部、４１３・・・端部、４１５・・
・開口、４３１・・・ガラス窓、４７１・・・貫通穴、
４７３・・・Ｌ型穴、６１１・・・棒、６１３・・・フ
ック、６１５・・・制御系、７１１・・・円筒部、７１
３・・・端面部、７１５・・・端面部、開口・・・７１
７、開口・・・７１９、７２１・・・レーザ導入口、７
２３・・・観察窓、９１１・・・半円錐面部、９１３・
・・半円錐面部1 ... Electron beam generator, 2 ... Electron beam generator, 3
... Photoelectric surface accommodation cartridge, 3A ... Photoelectric surface accommodation cartridge, 4 ... Photoelectric surface accommodation cartridge, 5 ...
..Cartridge box, 7 ... Chamber, 9 ...
・ Membrane breaker, 11 ... moving pipe, 13 ... extrusion pipe, 15 ... positioning plate, 17 ... control system,
19 ... Moving plate, 21 ... Laser light source, 23 ...
Bellows, 25 ... Exhaust / analysis system, 27 ... Heater, 31 ... Photocathode, 32 ... Cylindrical part, 33 ...
End part, 34 ... End part, 35 ... Metal film, 36 ...
Bellows, 37 ... Substrate, 38 ... Anode ring, 39 ... Supply source, 41 ... Cylindrical container, 43 ...
・ Lid, 45 ... Seal, 47 ... Convex part, 51 ...
Rotation control system, 53 ... through hole, 55 ... slider,
55A ... slider, 57 ... through hole, 59 ...
Space, 59A ... Space, 61 ... Lid removing device, 71 ... Standby chamber, 73 ... Laser light irradiation chamber, 7
5 ... Through hole, 77 ... Pipe, 79 ... Glass window, 81 ... Resonator, 83 ... Accelerating cavity, 85
... Inlet part, 87 ... Outlet part, 91 ... Cone surface part, 92 ... Lever, 93 ... Support point part, 94 ...
Spring, 95 ... Lever, 96 ... Support point, 97 ...
・ Spring, 101 ... Exposure chamber, 102 ... Electronic lens, 103 ... Entrance, 105 ... Stage, 10
7 ... Accelerating electrode, 109 ... Deflection electrode, 111 ...
..Through hole, 113 ... Tip portion, 115 ... Reflecting mirror, 131 ... Through hole, 133 ... End portion, 135
... End, 151 ... Through hole, 153 ... Inlet, 155 ... Exit, 271 ... Heater control system,
273 ... Support rods, 321 ... Covers, 323 ...
.Ends, 325 ... through holes, 327 ... contact surfaces, 3
29 ... End, 331 ... Opening, 341 ... Through hole, 411 ... End, 413 ... End, 415 ...
・ Opening 431 ... Glass window, 471 ... Through hole,
473 ... L-shaped hole, 611 ... Rod, 613 ... Hook, 615 ... Control system, 711 ... Cylindrical part, 71
3 ... end face part, 715 ... end face part, opening ... 71
7, opening ... 719, 721 ... laser introduction port, 7
23 ... Observation window, 911 ... Semi-conical surface portion, 913 ...
..Semi-conical surface portions
フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｈ０１Ｌ 21/027 Ｈ０１Ｌ 21/30 ５４１Ｔ (72)発明者 飯上 芳樹 静岡県浜松市市野町1126番地の１ 浜松ホ トニクス株式会社内 Ｆターム(参考） 2H097 CA16 LA10 5C030 CC10 5F056 AA23 EA04 FA05 Continuation of front page (51) Int.Cl. 7 Identification code FI theme code (reference) H01L 21/027 H01L 21/30 541T (72) Inventor Yoshiki Iigami 1126 Hamamatsu City, Hamamatsu City, Shizuoka Prefecture 1 Hamamatsu Photonics In-house F-term (reference) 2H097 CA16 LA10 5C030 CC10 5F056 AA23 EA04 FA05
Claims (12)
るカートリッジと、前記光電面から放出される電子を前
記カートリッジの外部に取り出すことができるようにす
るために前記光電面が最初に使用される前に開けられも
のであり前記内部と前記カートリッジの外部とを遮断す
る蓋と、を含む光電面収容カートリッジを保持する手段
と、 前記保持する手段で保持された前記光電面収容カートリ
ッジの前記蓋を開ける手段と、 前記蓋が開けられた前記光電面収容カートリッジの前記
光電面から電子を放出させるために前記光電面にレーザ
光を照射するレーザ光照射手段と、 を備えた電子線発生装置。1. A photocathode, a cartridge in which the photocathode is housed, and the photocathode first to allow electrons emitted from the photocathode to be taken out of the cartridge. A means for holding the photoelectric surface accommodating cartridge including a lid which is opened before use and which shields the inside from the outside of the cartridge; and the photoelectric surface accommodating cartridge held by the holding means. An electron beam generator comprising: a unit for opening the lid; and a laser beam irradiating unit for irradiating the photoelectric surface with laser light to emit electrons from the photoelectric surface of the photoelectric surface housing cartridge with the lid opened. apparatus.
る開口を有し、 前記電子線発生装置は前記光電面を前記カートリッジの
前記開口に通すことにより前記光電面を前記カートリッ
ジの外部に移動させる手段を備え、 前記レーザ光照射手段からのレーザ光は、前記カートリ
ッジの前記外部に移動させられた前記光電面に照射され
る請求項１記載の電子線発生装置。2. The cartridge has an opening to which the lid is applied, and the electron beam generator moves the photoelectric surface to the outside of the cartridge by passing the photoelectric surface through the opening of the cartridge. The electron beam generator according to claim 1, further comprising: a laser beam from the laser beam irradiating unit, which is irradiated to the photoelectric surface moved to the outside of the cartridge.
から少なくとも一つが使用され、 他を取り替え可能に待機させる手段を備えた請求項１又
は２記載の電子線発生装置。3. An electron beam generator according to claim 1, wherein at least one of the plurality of photocathode containing cartridges is used, and a means for holding the other in a replaceable standby state is provided.
む請求項１〜３のいずれかに記載の電子線発生装置。4. The electron beam generator according to claim 1, wherein the lid includes a metal film, and the means for opening the lid includes a film breaking means for breaking the metal film.
態とに切り替え可能であって、この切り替えをするレバ
ーを含み、 前記電子線発生装置は、 前記膜破り手段に向けて前記光電面収容カートリッジを
押し出す手段を備え、前記光電面収容カートリッジが押
し出されることにより、前記金属膜が前記閉じた状態の
前記膜破り手段に突き刺さり、 前記光電面収容カートリッジがさらに押し出されること
により、前記光電面収容カートリッジを介して前記レバ
ーが押圧されて前記膜破り手段が前記開いた状態に切り
替わることにより前記金属膜が破られる請求項４記載の
電子線発生装置。5. The film breaking means is switchable between a closed state and an open state, and includes a lever for switching the electron beam generating device, wherein the electron beam generator is directed toward the film breaking means. The photoelectric surface accommodating cartridge is extruded, so that the metal film pierces the film breaking means in the closed state, and the photoelectric surface accommodating cartridge is further extruded, whereby the photoelectric surface 5. The electron beam generator according to claim 4, wherein the metal film is broken by pressing the lever via the housing cartridge and switching the film breaking means to the open state.
方の端部を有するカバーが被せられた前記光電面収容カ
ートリッジが乗せられるスライダを含み、 前記カバーの前記一方の端部と前記光電面収容カートリ
ッジの前記蓋との間に所定距離が設けられた状態で前記
カバーの前記他方の端部が前記スライダに当接され、 前記押し出す手段が前記光電面収容カートリッジを前記
スライダと一体に押し出すことにより、前記カバーの前
記一方の端部により前記レバーが押圧される請求項５記
載の電子線発生装置。6. The holding means includes a slider on which the photoelectric surface accommodating cartridge covered with a cover having one end portion and the other end portion is mounted, and the one end portion of the cover and the photoelectric portion. The other end of the cover is brought into contact with the slider in a state where a predetermined distance is provided between the lid and the surface-accommodating cartridge, and the pushing-out means pushes out the photoelectric surface-accommodating cartridge integrally with the slider. The electron beam generator according to claim 5, wherein the lever is pressed by the one end of the cover.
手段を含む請求項１〜３のいずれかに記載の電子線発生
装置。7. The electron beam generator according to claim 1, wherein the means for opening the lid includes means for removing the lid.
り前記蓋が前記カートリッジに固定されており、 前記蓋を取り外す手段は前記カートリッジを回すことに
より、前記蓋を前記カートリッジから取り外す請求項７
記載の電子線発生装置。8. The lid for the photoelectric surface accommodating cartridge is fixed to the cartridge with a screw, and the means for removing the lid removes the lid from the cartridge by rotating the cartridge.
The electron beam generator described.
部に取り出すことができるようにするために前記光電面
が最初に使用される前に開けられものであり、前記内部
と前記カートリッジの外部とを遮断する蓋と、 を備えた光電面収容カートリッジ。9. A photocathode, a cartridge in which the photocathode is housed, and the photocathode first to allow electrons emitted from the photocathode to be taken out of the cartridge. A photoelectric surface accommodating cartridge, which is opened before use and has a lid for blocking the inside from the outside of the cartridge.
９記載の光電面収容カートリッジ。10. The photocathode containing cartridge according to claim 9, wherein the lid includes a metal film, and the lid is opened by breaking the metal film.
から取り外すことにより前記蓋が開けられる請求項９記
載の光電面収容カートリッジ。11. The photocathode containing cartridge according to claim 9, wherein the lid is opened by removing the lid from the photocathode containing cartridge.
れる開口を有し、 前記光電面収容カートリッジは、前記開口を通して前記
カートリッジの外部に前記光電面が移動可能に前記光電
面を保持する手段を備えた請求項９〜１１のいずれかに
記載の光電面収容カートリッジ。12. The cartridge has an opening to which the lid is applied, and the photoelectric surface accommodating cartridge comprises means for holding the photoelectric surface so that the photoelectric surface can be moved to the outside of the cartridge through the opening. The photoelectric surface accommodating cartridge according to any one of claims 9 to 11.
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