JPH0518720Y2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPH0518720Y2 JPH0518720Y2 JP19290387U JP19290387U JPH0518720Y2 JP H0518720 Y2 JPH0518720 Y2 JP H0518720Y2 JP 19290387 U JP19290387 U JP 19290387U JP 19290387 U JP19290387 U JP 19290387U JP H0518720 Y2 JPH0518720 Y2 JP H0518720Y2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- scanning
- electron beam
- window
- scan
- foil
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
- 238000010894 electron beam technology Methods 0.000 claims description 28
- 239000011888 foil Substances 0.000 claims description 20
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 5
- 230000001360 synchronised effect Effects 0.000 description 4
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 230000003111 delayed effect Effects 0.000 description 2
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 2
- 230000000630 rising effect Effects 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
Landscapes
- Recrystallisation Techniques (AREA)
- Physical Or Chemical Processes And Apparatus (AREA)
Description
【考案の詳細な説明】
(ア) 技術分野
この考案はダブルチヤンネル型ウインドウを有
する走査型電子線照射装置に於ける電子線走査機
構の改良に関する。
する走査型電子線照射装置に於ける電子線走査機
構の改良に関する。
電子線照射装置は、高真空中で電子線を発生さ
せ、加速し、走査し、これを大気中に取出して、
被処理物に照射するものである。
せ、加速し、走査し、これを大気中に取出して、
被処理物に照射するものである。
(イ) 従来技術
第５図は走査型電子線照射装置の一部分のみの
概略正面図である。
概略正面図である。
走査管１は、底部が広い等脚台形状の、幅の狭
い容器である。走査コイル（マグネツト）があつ
て、電子線を左右に走査するようになつている。
い容器である。走査コイル（マグネツト）があつ
て、電子線を左右に走査するようになつている。
走査管１に於て、電子は鉛直下方へ飛んでいる
が、走査コイルによるローレンツ力によつて、左
右に振れる。
が、走査コイルによるローレンツ力によつて、左
右に振れる。
第６図は走査管下端の一部縦断面図である。
走査管１の下端に走査管フランジ２がある。こ
れと窓箔押えフランジ３の間に窓箔５が支持され
ている。ここが電子線の出る部分であつて、照射
窓４という。
れと窓箔押えフランジ３の間に窓箔５が支持され
ている。ここが電子線の出る部分であつて、照射
窓４という。
照射窓４の下を被処理物６が通るようになつて
いる。
いる。
被処理物６は照射窓４の長手方向（ｙ方向）と
直角な方向（ｘ方向）に送られる。
直角な方向（ｘ方向）に送られる。
被処理物６は大気圧下にある。走査管１の内部
は高真空である。そこで、窓箔５は、真空と大気
の境界となる。
は高真空である。そこで、窓箔５は、真空と大気
の境界となる。
窓箔５には大気圧が全てかかる。窓４の面積が
広ければ、窓箔５に働く張力も大きい。強い張力
に耐えるためには厚い方がよい。しかし、電子線
をよく通すためには薄い方がよい。
広ければ、窓箔５に働く張力も大きい。強い張力
に耐えるためには厚い方がよい。しかし、電子線
をよく通すためには薄い方がよい。
電子線はエネルギーが大きくても、電荷をもつ
ので、散乱されやすく、薄い金属箔であつても容
易に透過できない。
ので、散乱されやすく、薄い金属箔であつても容
易に透過できない。
そこで、たとえばTi箔であれば、15〜50μｍ厚
さ、Al箔であれば30〜150μｍの薄い箔が使われ
る。窓箔に当つてエネルギーを失う電子も多いの
で、窓箔は強く加熱される。
さ、Al箔であれば30〜150μｍの薄い箔が使われ
る。窓箔に当つてエネルギーを失う電子も多いの
で、窓箔は強く加熱される。
そこで、水冷パイプ１０や、冷却風などによつ
て窓箔５は冷却される。
て窓箔５は冷却される。
走査型の場合、窓箔に過度の電子線が当ると破
断するので、窓箔に当てられる電子線のエネルギ
ーが限られる。処理能力を上げるには、電子線電
流を上げる必要がある。しかし、窓箔単位時間単
位面積あたりにあてられる電子線電流に限りがあ
る。
断するので、窓箔に当てられる電子線のエネルギ
ーが限られる。処理能力を上げるには、電子線電
流を上げる必要がある。しかし、窓箔単位時間単
位面積あたりにあてられる電子線電流に限りがあ
る。
とすれば、窓箔を広くするしか、処理能力を上
げる途がない。単に照射窓を広くすると、内外圧
力差による張力が大きくなり、箔が破断しやす
い。
げる途がない。単に照射窓を広くすると、内外圧
力差による張力が大きくなり、箔が破断しやす
い。
そこで、照射窓をふたつにする事がある。これ
をダブルチヤンネル型ウインドウ、或はダブルウ
インドウ型という。第５図、第６図に示すのはダ
ブルチヤンネル型ウインドウのものである。中間
に桟や水冷パイプがあり、照射窓が２分割されて
いる。窓箔は１枚であるが、中間に桟、水冷パイ
プがあるから張力がほぼ半減するのである。
をダブルチヤンネル型ウインドウ、或はダブルウ
インドウ型という。第５図、第６図に示すのはダ
ブルチヤンネル型ウインドウのものである。中間
に桟や水冷パイプがあり、照射窓が２分割されて
いる。窓箔は１枚であるが、中間に桟、水冷パイ
プがあるから張力がほぼ半減するのである。
ダブルウインドウを電子線で走査するには、照
射窓４，４を長手方向に、反対方向へ走査する。
２つの照射窓をウインドウＩ、ウインドウとい
うと、ウインドウＩを右から左へ走査し、電子線
を、ウインドウへ移し、これを左から右へ走査
する。つまり、長方形軌跡を描くように走査す
る。
射窓４，４を長手方向に、反対方向へ走査する。
２つの照射窓をウインドウＩ、ウインドウとい
うと、ウインドウＩを右から左へ走査し、電子線
を、ウインドウへ移し、これを左から右へ走査
する。つまり、長方形軌跡を描くように走査す
る。
ところが、実際こうなつていない事に本考案者
は気付いた。
は気付いた。
実際には、第３図のように、平行四辺形の走査
になつている。
になつている。
長方形ではなく平行四辺形走査となるのであ
る。ウインドウＩでHIというＹ方向走査をし、
Ｘ方向走査によりIJという運動をする。ウインド
ウではＪを起点として、JKのＹ方向走査をす
る。
る。ウインドウＩでHIというＹ方向走査をし、
Ｘ方向走査によりIJという運動をする。ウインド
ウではＪを起点として、JKのＹ方向走査をす
る。
Ｘ方向は短辺方向、Ｙ方向は長手方向である。
第４図に示すように、Ｘ方向走査波形は矩形
波、Ｙ方向走査波形は三角波である。走査は、マ
グネツトにより磁場を生じることにより行う。ロ
ーレンツ力により電子軌跡を曲げる。コイル電流
に比例して、電子線が曲る。
波、Ｙ方向走査波形は三角波である。走査は、マ
グネツトにより磁場を生じることにより行う。ロ
ーレンツ力により電子軌跡を曲げる。コイル電流
に比例して、電子線が曲る。
三角波にするのでＹ方向走査はJK，HIと連続
的になされる。Ｘ方向走査はKH，IJの短い走査
で瞬間的になされる。JK，HIのＹ走査の時Ｘ方
向のコイル電流を一定に保つ。
的になされる。Ｘ方向走査はKH，IJの短い走査
で瞬間的になされる。JK，HIのＹ走査の時Ｘ方
向のコイル電流を一定に保つ。
いずれも数百Hzの波形で、互に同期している。
ところが実際は、IJ，KHがＹ軸に直角でな
い。
い。
このため、両端部で、電子線照射の少ない部分
が少なからず発生する。線量分布を第３図下方に
示す。
が少なからず発生する。線量分布を第３図下方に
示す。
両側に線量不足する部分がｌ，ｌだけあり、2l
存在することになる。中央のＬの部分だけ均一な
電子線照射を受けられるという事になる。
存在することになる。中央のＬの部分だけ均一な
電子線照射を受けられるという事になる。
有効な照射領域が狭くなり、無駄な事である。
なお、線量不足する部分ｌは、たとえば十数cm〜
数十cmである。
なお、線量不足する部分ｌは、たとえば十数cm〜
数十cmである。
これは、Ｙ方向走査とＸ方向走査とが同期して
いるとはいうものの、厳密には位相が正しく合致
していないからである。Ｙ方向走査がＸ方向走査
の変化に比べてやや遅れている。このため、平行
四辺形の走査になる。
いるとはいうものの、厳密には位相が正しく合致
していないからである。Ｙ方向走査がＸ方向走査
の変化に比べてやや遅れている。このため、平行
四辺形の走査になる。
反対の場合もある。丁度、この走査軌跡を逆に
まわるような場合である。これは、Ｘ方向走査の
方が遅れているからである。
まわるような場合である。これは、Ｘ方向走査の
方が遅れているからである。
Ｘ方向が遅れても、Ｙ方向の走査が遅れても、
両側に線量の少ない部分が生ずる。
両側に線量の少ない部分が生ずる。
Ｘ方向走査が瞬時に行われればこのような困難
がない。しかし、Ｘ方向走査にも有限の時間がか
かる。
がない。しかし、Ｘ方向走査にも有限の時間がか
かる。
いずれかの方向の走査の変化に同期して、他の
方向の走査を切り換えるというのでは、かならず
有限の遅れが生ずる。平行四辺形にならざるをえ
ない。
方向の走査を切り換えるというのでは、かならず
有限の遅れが生ずる。平行四辺形にならざるをえ
ない。
(ウ) 構成
本考案に於ては、第１図に示すような、六角形
状の走査を行うようにする。
状の走査を行うようにする。
ウインドウＩでABというＹ方向走査をする。
Ｂ点でＹ方向走査を続けながらＸ方向走査をはじ
め、Ｃ点でＹ方向走査を反転する。そしてウイン
ドウの起点Ｄ点に至る。
Ｂ点でＹ方向走査を続けながらＸ方向走査をはじ
め、Ｃ点でＹ方向走査を反転する。そしてウイン
ドウの起点Ｄ点に至る。
BD間でＹ方向走査が切換えられる。Ｄ点やＢ
点で切り換えられるのではない。
点で切り換えられるのではない。
ウインドウでは、DEのＹ方向走査をする。
Ｅ点でＹ方向走査を続けながらＸ方向走査をはじ
めＦ点でＹ方向走査を反転する。そして、ウイン
ドウＩの起点Ａに至る。
Ｅ点でＹ方向走査を続けながらＸ方向走査をはじ
めＦ点でＹ方向走査を反転する。そして、ウイン
ドウＩの起点Ａに至る。
このように六角形走査軌跡ができる。両側の線
量の足りない部分は、ｌ／２に短縮される。第１
図下方に線量分布を示す。均一な線量をえられる
長さが（Ｌ＋ｌ）になる。この部分の長さｌが拡
がつた事になる。
量の足りない部分は、ｌ／２に短縮される。第１
図下方に線量分布を示す。均一な線量をえられる
長さが（Ｌ＋ｌ）になる。この部分の長さｌが拡
がつた事になる。
第２図に第１図の走査を実行するためのＹ方
向、Ｘ方向走査波形を示す。Ｘ方向走査に有限の
時間がかかるという事に着眼してなされた考案で
あるから、Ｘ方向走査を完全な矩形波としていな
い。有限の傾きをもつた立下り、立上りである。
向、Ｘ方向走査波形を示す。Ｘ方向走査に有限の
時間がかかるという事に着眼してなされた考案で
あるから、Ｘ方向走査を完全な矩形波としていな
い。有限の傾きをもつた立下り、立上りである。
Ｙ方向走査の上頂点の近傍がＥ，Ｆ，Ａ点に対
応する。上頂点はＦである。下底点の近傍がＢ，
Ｃ，Ｄ点に対応する。下底点はＣである。
応する。上頂点はＦである。下底点の近傍がＢ，
Ｃ，Ｄ点に対応する。下底点はＣである。
Ｘ方向走査の立上りはＥ，Ｆ，Ａであり、中間
点がＦである。立下りはＢ，Ｃ，Ｄであり、中間
点がＣ点である。
点がＦである。立下りはＢ，Ｃ，Ｄであり、中間
点がＣ点である。
このような走査波形の変化点は、Ｙ方向走査に
ついてＣ，Ｆであり、Ｘ方向走査についてはＡ，
Ｄ又はＢ，Ｅである。
ついてＣ，Ｆであり、Ｘ方向走査についてはＡ，
Ｄ又はＢ，Ｅである。
Ｘ方向走査の変化を主とし、Ｙ方向走査をこれ
に追随（同期）させても、このような波形はえら
れない。
に追随（同期）させても、このような波形はえら
れない。
Ｙ方向走査の変化を主とし、Ｘ方向走査をこれ
に追随（同期）させても、このような波形はえら
れない。
に追随（同期）させても、このような波形はえら
れない。
しかし、走査周期は決まつている。たとえば、
200Hzというように確定している。
200Hzというように確定している。
だとすれば、いずれを主とし、従とするのでは
なく、別のタイミング回路を設けて、Ｙ方向、Ｘ
方向走査のタイミングＥ，Ｆ，Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄを
与えるようにすればよい。
なく、別のタイミング回路を設けて、Ｙ方向、Ｘ
方向走査のタイミングＥ，Ｆ，Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄを
与えるようにすればよい。
これは簡単な事である。5msecを一周期とする
のであるから、Ｘ方向走査の立上り、立下り時間
をτとして考える。Ａ点を起点として、 Ａ……０ Ｂ……2.5msec−τ Ｃ……2.5msec−τ／２ Ｄ……2.5msec Ｅ……5msec−τ Ｆ……5msec−τ／２ というようにタイミングを決めればよい。そし
て、Ｅ，Ｂ点でＸ方向走査を切換える。Ｆ，Ｃ点
でＹ方向走査を切換える。
のであるから、Ｘ方向走査の立上り、立下り時間
をτとして考える。Ａ点を起点として、 Ａ……０ Ｂ……2.5msec−τ Ｃ……2.5msec−τ／２ Ｄ……2.5msec Ｅ……5msec−τ Ｆ……5msec−τ／２ というようにタイミングを決めればよい。そし
て、Ｅ，Ｂ点でＸ方向走査を切換える。Ｆ，Ｃ点
でＹ方向走査を切換える。
このようなタイミング回路によつて時間を規定
せず、いずれか一方に同期させる、という制御を
行う事は可能である。これはＸ方向走査時間τを
既知として可能となる。
せず、いずれか一方に同期させる、という制御を
行う事は可能である。これはＸ方向走査時間τを
既知として可能となる。
すなわち、Ｘ方向走査の切換え時刻Ｂ，Ｅに同
期させてＹ方向を走査させる。ただし、Ｘ方向の
切換え時刻Ｂ，Ｅからτ／２後にＹ方向走査を切
換えるようにするのである。τ／２だけ遅延同期
すればよいのである。
期させてＹ方向を走査させる。ただし、Ｘ方向の
切換え時刻Ｂ，Ｅからτ／２後にＹ方向走査を切
換えるようにするのである。τ／２だけ遅延同期
すればよいのである。
(エ) 効果
ダブルチヤンネルウインドウ型の電子線照射装
置に於て、Ｘ方向走査時間τを知り、Ｘ方向走査
の切換え時刻から、τ／２後にＹ方向走査を切換
えるようにする。これによつて、ダブルウインド
ウに於ける電子線の走査軌跡が平行四辺形ではな
く、六角形になる。照射窓両端の線量不足部分が
約半分に減る。中間の均一線量領域が増える。
置に於て、Ｘ方向走査時間τを知り、Ｘ方向走査
の切換え時刻から、τ／２後にＹ方向走査を切換
えるようにする。これによつて、ダブルウインド
ウに於ける電子線の走査軌跡が平行四辺形ではな
く、六角形になる。照射窓両端の線量不足部分が
約半分に減る。中間の均一線量領域が増える。
このため、より大きい被処理物を処理できるよ
うになる。
うになる。
第１図は本考案の走査機構によるダブルウイン
ドウ電子線走査軌跡を示す平面図。第２図はその
ような走査軌跡を生ずるためのＹ方向、Ｘ方向走
査波形図。ａがＹ方向、ｂがＸ方向走査波形であ
る。第３図は従来例のダブルウインドウ電子線走
査軌跡を示す平面図。第４図は第３図の走査軌跡
を生ずるためのＹ方向、Ｘ方向走査波形図。第５
図は走査型電子線照射装置の上部のみの正面図。
第６図は走査管下部の照射窓の部分の断面図。 １……走査管、２……走査管フランジ、３……
窓箔押えフランジ、４……照射窓、５……窓箔、
６……被処理物、１０……水冷パイプ。
ドウ電子線走査軌跡を示す平面図。第２図はその
ような走査軌跡を生ずるためのＹ方向、Ｘ方向走
査波形図。ａがＹ方向、ｂがＸ方向走査波形であ
る。第３図は従来例のダブルウインドウ電子線走
査軌跡を示す平面図。第４図は第３図の走査軌跡
を生ずるためのＹ方向、Ｘ方向走査波形図。第５
図は走査型電子線照射装置の上部のみの正面図。
第６図は走査管下部の照射窓の部分の断面図。 １……走査管、２……走査管フランジ、３……
窓箔押えフランジ、４……照射窓、５……窓箔、
６……被処理物、１０……水冷パイプ。
Claims (1)
- 高真空中に於て電子線を発生し、これを加速
し、下方の拡がつた走査管に於て長手方向である
ｙ方向と、これに直角なｘ方向に電子線を走査
し、走査管下部のふたつの照射窓の窓箔を通して
電子線を大気中へ飛出させ、被処理物に照射する
こととし、ｙ方向走査、ｘ方向走査は走査管の上
部に設けたマグネツトのコイルにそれぞれ三角
波、矩形波を同期して流す事によつて行う事とし
た電子線照射装置に於て、ｘ方向走査に要する時
間をτとして、ｘ方向走査の切換え時刻よりτ／
２後に、ｙ方向走査を切換える事とした電子線照
射装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19290387U JPH0518720Y2 (ja) | 1987-12-18 | 1987-12-18 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19290387U JPH0518720Y2 (ja) | 1987-12-18 | 1987-12-18 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0197300U JPH0197300U (ja) | 1989-06-28 |
| JPH0518720Y2 true JPH0518720Y2 (ja) | 1993-05-18 |
Family
ID=31483730
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP19290387U Expired - Lifetime JPH0518720Y2 (ja) | 1987-12-18 | 1987-12-18 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0518720Y2 (ja) |
-
1987
- 1987-12-18 JP JP19290387U patent/JPH0518720Y2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0197300U (ja) | 1989-06-28 |
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