JPS6264033A

JPS6264033A - 線状電子ビ−ム発生装置

Info

Publication number: JPS6264033A
Application number: JP60203842A
Authority: JP
Inventors: Shuichi Saito; 修一齋藤; Hidekazu Okabayashi; 岡林　秀和; Hiromitsu Namita; 博光波田; Tsuyoshi Nakamura; 強中村; Yutaka Kawase; 河瀬　豊; Hideki Kobayashi; 英樹小林
Original assignee: NEC Corp
Current assignee: NEC Corp
Priority date: 1985-09-13
Filing date: 1985-09-13
Publication date: 1987-03-20

Abstract

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

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野］本発明は線状電子ビーム発生装置に関し、特に線状電子
ビームにより、導電体、半導体、誘電体等の材料の表面
層を熱処理する線状電子ビーム発生装置に関する。

ｒ従来の技術］線状の電子ビームを取り出ず方法として、従来使用され
ている様なスボッＩ・状フィラメン１〜を用いた電子ビ
ーム発生装置において、カソードを線状にし、かつ、矩
形状の電子ビーム通過孔を存する制御電極に変えて使用
することが考えられる。

この場合、アノードは円形の電子ビーム通過孔を有し、
光学系も軸回転対称形となっている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

この時、線状電子ビームのビーム電流が小さい時、例え
ば、１０．、Ａ程度の場合、電流密度分布が線状ビーム
の長辺方向にほぼ均一な状態で得られ、熱処理等に十分
使用可能である。しかし、加熱処理の条件によっては、
より大電流例えば、１００〜２００　ｍＡ程度゛の電流
が必要となる。この様な大電流を、前記の様な構成で取
り出そうとすると、電流自体取り出すことが困難であり
、また、取り出したとしても、ビーム形状は線状とはな
らず、だ円状になり、かつ、電流密度分布も均一ではな
くガウス分布状になってしまうという間圧がある。

本発明の目的は、このような従来の問題点を解決し、大
電流においてもビーム形状が線状であり、かつ、その電
流密度分布が線状ビームの長辺方向でほぼ均一となる様
な、線状電子ビーム発生装置を提供することである。

〔問題点を解決するための手段］本発明の線状電子ビーム発生装置は、矩形状のカソード
と、カソードを包囲する矩形孔を有する制御電極と、カ
ソードに対し高電位であり、矩形状の電子ビーム通過孔
を有するアノードと、カソードとアノードの中間に位置
し、アノードよりも更に高電位であり、矩形状の電子ビ
ーム通過孔を存する引出電極とを備えることにより構成
される。

１作用］カソードとアノードとの間に引出電極を設け、この引出
電極に、アノードに印加する電圧、即ち、加速電圧より
高電圧を印加することにより、カソードより大電流を取
り出し、電子ビームが引出電極からアノードを通過する
ことにより、電子ビームは減速され、加速電圧に対応す
る速度で、アノードから収り出すことかできる。

従って、加速電圧が低くても、引出電圧を高くすること
により、低加速電圧で大電流を取り出すことが可能であ
る。さらに、引出電極及びアノードの電子ビーム通過孔
を矩形にすることにより、電子ビームの通過領域には、
非対称な電界分布が形成され、電子ビームの形状を線状
に保つ作用をする。アノードより取り出された電子ビー
ムは光学系により、加熱処理する材料に投影されるが、
この光学系は線状電子ビームに比べて十分大きく、収差
が十分小さければ、特に問題はない。

［実施例〕次に、本発明について図面を参照して説明する。

第１図は、本発明の一実施例の構成図である。

第１図に示すように、矩形状の電子放出部を有するカッ
−Ｆ　］と、この電−ｒ放出部に適合する矩形状の電子
ビーム通過孔８を存する制御電極２とアノード４より、
高電圧をかけた矩形状の電子ビーム通過孔９を有する引
出電極３をカソード１とアノード４の間に配置する。こ
の時、引出電極の電子ビーム通過孔９は、矩形状であり
、その長辺方向は、カソード１の長辺方向と同−向きに
合わせておく。なお、理解を容易にするため制御電極２
、引出電極３のそれぞれの平面図を右側の対応位置に示
した。この時、引出電極３には、加速電圧より高い電圧
を印加するため、（本実施例では、加速電圧１０〜２０
ｋｖに対し、引出電圧は４０〜６０ｋｖとしたが）カソ
ード１から放出される電子ビームは、加速電圧ではなく
、引出電圧により定まる。従って、例えば、６０ｋｖの
引出電圧により、カソード１より１８Ｏｎ＋Ａと大電流
が容易に取り出される。さらに、引出電極３の電子ビー
ム通過孔９は矩形状であるため、電子ビームの形状が、
矩形状に制限されている。次に、引出電極３により取り
出された電子ビームは、アノード４により、例えば１５
ｋｖの加速電圧とすると、１５ｋｖの電圧に減速される
ことになる。従って、本構成をとることにより、１５ｋ
ｖと低い加速電圧でありながら、１８０ａ＋＾という大
電流が容易に取り出せることになる。また、アノード４
の電子ビーム通過孔１０は、その右側の平面図に示すよ
うに、矩形状となっており、その長辺方向は、矩形のカ
ソード１のクロスオーバ一点が矩形のカソードｌの短辺
方向と同じ方向に合わせている。これは、カソード１の
短辺方向と長辺方向とでは異なっており、短辺方向のク
ロスオーバ一点が長辺方向のものに比べてよりカソード
１側に形成されるために、アノード４の位置における電
子ビームの広かりは、カソード１の短辺側の方がより大
きくなるため、平面図に示したようなビーム通過孔の形
状とした。

このように、引出電極３及びアノード４の電子ビームの
通過孔を矩形状の非対称形とすることにより、カソード
１から取り出された線状電子ビームは、カソードの形状
と類似した線状に保ったまで取り出すことができた。ア
ノード４を通過した電子ビームは、レンズコイル５によ
り試料７上に投影されるが、レンズコイル５は軸対称の
ものであっても、その収差が十分小さければ、投影する
ものの形状が線状であっても特に問題はない。また、偏
向コイル６により線状電子ビームを開面する場合も、レ
ンズコイルの場合と同様である。

従って、低加速電圧（１０〜２０ｋｖ）のもとで、比較
的大電流（本実施例では、加速電圧１５ｋｖ、引出電圧
６０ｋｖの件で１．８０ｍＡ）が取り出せ、かつ、電子
ビームの形状は線状であり、ファラデー・ケージで測定
した結果、ビーム長は約５ｍｍであり、ビームの幅は約
０．３ｍｍであった。また、電流密度分布は、ビームの
長辺方向で約３〜５％の変化はあったものの、はぼ均一
な状態が実現できた。また、ビーム電流は引出電圧を上
下することによりその形状は変えずにビーム電流のみを
制御できるため、小さなビーム電流でも均一な電流密度
分布を存するものが取り出せる。

（発明の効果〕以」二説明したように、本発明の線状電子ビーム発生装
置によれば、１０〜２０ｋｖと比較的小さな加速電圧で
、５０〜２００Ｉ［ｌ＾と比較的大電流を容易に取り出
すことができ、さらに電子ビームの形状を線状に保ち、
かつ、その電流密度分布をほぼ均一に保ったまま電流を
制御でき、大面積領域〈ビーム長３−５ｍｍ）を均一に
一括処理でき、処理の均一・性を向上できるとともに処
理時間の短縮ができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の一実施例の槁成図である。】・・・カソード、２・・・制御電極、３・・・引出電
極、４・・・アノード、５・・・レンズコイル、し）・
・・偏向コイル、７・・・試料、８．９．１０・・・電
子ビーノ＼通過孔。５１／〉ズコスル℃　　　■ 卒　・ ’Ｉ！Ｉ

Claims

【特許請求の範囲】

矩形状のカソードと、カソードを包囲する矩形孔を有す
る制御電極と、カソードに対し高電位であり、矩形状の
電子ビーム通過孔を有するアノードと、カソードとアノ
ードの中間に位置し、アノードよりも更に高電位であり
、矩形状の電子ビーム通過孔を有する引出電極とを備え
たことを特徴とする線状電子ビーム発生装置。