JPH0721952A - Electron beam source and X-ray generator applying the same - Google Patents

Electron beam source and X-ray generator applying the same

Info

Publication number
JPH0721952A
JPH0721952A JP5150438A JP15043893A JPH0721952A JP H0721952 A JPH0721952 A JP H0721952A JP 5150438 A JP5150438 A JP 5150438A JP 15043893 A JP15043893 A JP 15043893A JP H0721952 A JPH0721952 A JP H0721952A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
electron beam
ions
secondary electrons
ion
generate
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.)
Pending
Application number
JP5150438A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Masaaki Kano
正明 加納
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toshiba Corp filed Critical Toshiba Corp
Priority to JP5150438A priority Critical patent/JPH0721952A/en
Publication of JPH0721952A publication Critical patent/JPH0721952A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Electron Sources, Ion Sources (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】本発明は、電子ビームの拡散をなくし電子ビー
ムを集束して色収差を低下させず、かつイオン拡散によ
る漏れを防ぐこと。 【構成】ガス雰囲気中に配置されたワイヤー(3) にパル
ス電圧を印加して正イオンを発生し、この正イオンを負
電圧のカソード電極(4) により引き出し衝突させ、この
衝突により発生する二次電子を加速して電子ビームとし
て放出する際に、この二次電子の放出とともに拡散する
正イオンの軌道をイオン除去手段(13)により変更して除
去する。これにより、正イオンは外部に放出されずに二
次電子が電子ビームとして放出される。
(57) [Summary] [Object] The present invention prevents the diffusion of an electron beam, focuses the electron beam to reduce chromatic aberration, and prevents leakage due to ion diffusion. [Structure] A pulse voltage is applied to a wire (3) placed in a gas atmosphere to generate positive ions, and the positive ions are extracted and collided by a cathode electrode (4) having a negative voltage. When the secondary electrons are accelerated and emitted as an electron beam, the trajectories of positive ions that diffuse with the emission of the secondary electrons are changed and removed by the ion removing means (13). As a result, the positive ions are not emitted to the outside, but the secondary electrons are emitted as an electron beam.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、効率良く大電流の電子
ビームを出力する電子ビーム源、及びこの電子ビーム源
を適用したX線発生装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an electron beam source for efficiently outputting a large current electron beam, and an X-ray generator to which the electron beam source is applied.

【0002】[0002]

【従来の技術】電子ビーム源としては、ワイヤーに電圧
を印加してプラズマを発生するWIP(ワイヤー・イオ
ン・プラズマ)と称する機構を適用したものの開発が進
められている。この電子ビーム源は、電子ビームを出力
することの他に、この電子ビームをタングステン等のX
線発生源に照射してX線を発生させるX線発生装置とし
て用いることを目的としている。
2. Description of the Related Art As an electron beam source, development has been undertaken by applying a mechanism called WIP (wire ion plasma) that generates a plasma by applying a voltage to a wire. In addition to outputting an electron beam, this electron beam source outputs this electron beam to an X-ray such as tungsten.
It is intended to be used as an X-ray generator that irradiates a ray generation source to generate X-rays.

【0003】このような機構の電子ビーム源は、図3に
示すようにイオン源1と加速部2を一体化した構成とな
っており、これらイオン源1及び加速部2の内部には、
Heガスが10-2Torrで注入されている。
As shown in FIG. 3, the electron beam source having such a mechanism has a structure in which the ion source 1 and the accelerating unit 2 are integrated, and inside the ion source 1 and the accelerating unit 2,
He gas is injected at 10 -2 Torr.

【0004】イオン源1は、Heガスの雰囲気中にワイ
ヤー3が直線状に張られている。このワイヤー3は、タ
ングステンから形成されており、外部にパルス電源が接
続されて直流電圧が印加されるようになっている。
In the ion source 1, a wire 3 is stretched linearly in an atmosphere of He gas. The wire 3 is made of tungsten, and a pulse power supply is connected to the outside to apply a DC voltage.

【0005】又、加速部2には、カソード電極4が配置
されている。このカソード電極4には、直流加速電源が
接続され、例えば数十KVの負電圧が印加されるように
なっている。
A cathode electrode 4 is arranged in the acceleration unit 2. A direct current accelerating power source is connected to the cathode electrode 4, and a negative voltage of, for example, several tens KV is applied.

【0006】これらイオン源1と加速部2との間には、
グリッド5が設けられるとともに、電子ビームの取出し
口にはイオンの外部への漏れを防ぐためにAl箔6が設
けられている。又、アパーチャ7が形成されている。
Between the ion source 1 and the acceleration unit 2,
The grid 5 is provided, and an Al foil 6 is provided at the electron beam extraction port to prevent ions from leaking to the outside. Further, an aperture 7 is formed.

【0007】かかる構成であれば、パルス電源からワイ
ヤー3に直流電圧が印加されると、Heガス雰囲気中の
ワイヤー3の周辺に放電が発生してプラズマが発生す
る。このプラズマが発生すると、このプラズマ中の正イ
オンがカソード電極4の負電圧に引き出されてカソード
電極4に衝突する。この衝突によりカソード電極4から
大量の二次電子が放出される。
With such a configuration, when a DC voltage is applied to the wire 3 from the pulse power source, discharge is generated around the wire 3 in the He gas atmosphere and plasma is generated. When this plasma is generated, the positive ions in this plasma are extracted by the negative voltage of the cathode electrode 4 and collide with the cathode electrode 4. Due to this collision, a large amount of secondary electrons are emitted from the cathode electrode 4.

【0008】これら二次電子は、カソード電極4の負電
圧により逆方向に加速され、電子ビームとして外部に放
出される。図4はカソード電極4の陰極電圧(負電圧)
Vcに対するビーム電流密度JB との関係を示してい
る。
These secondary electrons are accelerated in the opposite direction by the negative voltage of the cathode electrode 4 and emitted to the outside as an electron beam. FIG. 4 shows the cathode voltage (negative voltage) of the cathode electrode 4.
The relationship between the beam current density JB and Vc is shown.

【0009】これにより、二次電子は、Al箔6を通っ
て電子ビームとして外部に出力される。なお、X線を出
力する場合は、電子ビームをシンチレータを用いてX線
に変換出力するものとなる。
As a result, the secondary electrons are output to the outside as an electron beam through the Al foil 6. When outputting X-rays, the electron beam is converted into X-rays and output using a scintillator.

【0010】このように電子ビームを出力する場合、電
子ビームだけでなく、正イオンも一緒に外部に拡散す
る。この正イオンは、エネルギーを有しているので、外
部への出力を防がなければならない。そこで、この正イ
オンは、Al箔6又はメッシュが配置されていることに
より、外部への漏れが防がれている。
When the electron beam is output as described above, not only the electron beam but also the positive ions are diffused to the outside. Since this positive ion has energy, it must prevent its output to the outside. Therefore, the positive ions are prevented from leaking to the outside by disposing the Al foil 6 or the mesh.

【0011】しかしながら、正イオンの漏れを防止する
ためにAl箔6等が設けられているが、このAl箔6等
のために電子ビームは拡散されてしまう。このため、電
子ビーム源としての特性の一つであるエネルギー分散が
大きくなって色収差が大きくなる。
However, although the Al foil 6 and the like are provided to prevent leakage of positive ions, the electron beam is diffused due to the Al foil 6 and the like. Therefore, energy dispersion, which is one of the characteristics of the electron beam source, is increased, and chromatic aberration is increased.

【0012】例えば、60KeVに加速された電子ビー
ムの場合、Al泊6の厚さを2ミクロンとすると、散乱
によって805eVのエネルギー分散を受ける。これは
1〜2ミクロンの色収差の原因となる。従って、電子ビ
ーム径を1ミクロン以下に形成することは、不可能とな
る。
For example, in the case of an electron beam accelerated to 60 KeV, if the thickness of the Al film 6 is 2 μm, energy dispersion of 805 eV is caused by scattering. This causes a chromatic aberration of 1-2 microns. Therefore, it is impossible to form the electron beam diameter to 1 micron or less.

【0013】又、アパーチャ7により電子ビームを制限
するので、放出される電子ビームの径は広がったものと
なる。なお、Al箔6に代えてメッシュを用いた場合、
散乱によるエネルギー分散はAl箔6程ではないが、メ
ッシュにより電子ビームの通過面積が減少し、その結果
として電流量が減少する。
Further, since the electron beam is restricted by the aperture 7, the diameter of the emitted electron beam becomes wide. When a mesh is used instead of the Al foil 6,
Although the energy dispersion due to scattering is not as great as that of the Al foil 6, the passing area of the electron beam is reduced by the mesh, and as a result, the amount of current is reduced.

【0014】[0014]

【発明が解決しようとする課題】以上のように電子ビー
ムは拡散して色収差が大きくなり、かつ電子ビームの径
は広がったものとなる。又、メッシュを用いた場合に
は、その電流量が減少する。
As described above, the electron beam is diffused, the chromatic aberration is increased, and the diameter of the electron beam is expanded. Moreover, when a mesh is used, the amount of current is reduced.

【0015】そこで本発明は、イオン拡散による漏れを
防ぐことができて電子ビームを集束して色収差を向上で
き、かつ大電流量の電子ビームを出力できる電子ビーム
源を提供することを目的とする。
It is therefore an object of the present invention to provide an electron beam source capable of preventing leakage due to ion diffusion, focusing an electron beam to improve chromatic aberration, and capable of outputting an electron beam having a large amount of current. .

【0016】又、本発明は、イオン拡散による漏れを防
ぐことができて電子ビームを集束して色収差を向上させ
た電子ビームにより効率良くX線を発生できるX線発生
装置を提供することを目的とする。
It is another object of the present invention to provide an X-ray generator which can prevent leakage due to ion diffusion and can efficiently generate X-rays by an electron beam that focuses an electron beam and improves chromatic aberration. And

【0017】[0017]

【課題を解決するための手段】請求項1によれば、ガス
雰囲気中に配置された電極に電圧を印加してイオンを発
生させ、このイオンを負電圧の電極に引き寄せ衝突させ
て二次電子を発生させ、これを加速して放出する電子ビ
ーム源において、二次電子の放出とともに拡散するイオ
ンの軌道を変更して除去するイオン除去手段を備えて上
記目的を達成しようとする電子ビーム源である。
According to a first aspect of the present invention, a voltage is applied to an electrode arranged in a gas atmosphere to generate ions, and the ions are attracted to and collided with a negative voltage electrode to generate secondary electrons. In an electron beam source for generating and accelerating this, an electron beam source for achieving the above object by providing an ion removing means for changing and removing the trajectory of ions that diffuse with the emission of secondary electrons is there.

【0018】請求項2によれば、ガス雰囲気中に配置さ
れた電極に電圧を印加してイオンを発生させ、このイオ
ンを負電圧の電極に引き寄せ衝突させて二次電子を発生
させ、これを加速して放出する電子ビーム源において、
二次電子の放出とともに拡散するイオンの軌道を変更し
て除去するイオン除去手段と、二次電子を集束して出力
する電磁レンズとを備えて上記目的を達成しようとする
電子ビーム源である。
According to the second aspect of the present invention, a voltage is applied to the electrode arranged in the gas atmosphere to generate ions, which ions are attracted to the negative voltage electrode to collide with them to generate secondary electrons. In an electron beam source that accelerates and emits,
An electron beam source that achieves the above object by including an ion removing unit that changes and removes the trajectory of ions that diffuse with the emission of secondary electrons and an electromagnetic lens that focuses and outputs secondary electrons.

【0019】請求項3によれば、イオン除去手段は、イ
オンの軌道を外側に曲げる電界レンズと、この電界レン
ズにより曲げられたイオンをトラップするイオン検出ア
パーチャとから成っている。
According to a third aspect of the present invention, the ion removing means comprises an electric field lens that bends the trajectory of the ions to the outside, and an ion detection aperture that traps the ions bent by the electric field lens.

【0020】請求項4によれば、ガス雰囲気中に配置さ
れた電極に電圧を印加してイオンを発生させ、このイオ
ンを負電圧の電極に引き寄せ衝突させて二次電子を発生
させ、この二次電子をX線発生源に照射してX線を発生
させるX線発生装置において、二次電子の放出とともに
拡散するイオンの軌道を変更して除去するイオン除去手
段と、二次電子を集束してX線発生源に照射する電磁レ
ンズとを備えて上記目的を達成しようX線発生装置であ
る。
According to the present invention, a voltage is applied to the electrode arranged in the gas atmosphere to generate ions, and the ions are attracted to the negative voltage electrode to collide with them to generate secondary electrons. In an X-ray generator that irradiates an X-ray generation source with secondary electrons to generate X-rays, ion removal means for changing and removing the orbits of ions that diffuse with the emission of secondary electrons, and a secondary electron focusing device. And an electromagnetic lens for irradiating the X-ray generation source to achieve the above object.

【0021】請求項5によれば、請求項4におけるイオ
ン除去手段は、上記同様にイオンの軌道を外側に曲げる
電界レンズと、この電界レンズにより曲げられたイオン
をトラップするイオン検出アパーチャとから成ってい
る。
According to a fifth aspect of the invention, the ion removing means in the fourth aspect comprises an electric field lens which bends the trajectory of ions outward similarly to the above, and an ion detection aperture which traps the ions bent by the electric field lens. ing.

【0022】[0022]

【作用】請求項1によれば、ガス雰囲気中に配置された
電極に電圧を印加してイオンを発生させ、このイオンを
負電圧の電極により引き出し衝突させ、この衝突により
発生する二次電子を加速して放出する際に、この二次電
子の放出とともに拡散するイオンの軌道をイオン除去手
段により変更して除去する。これにより、イオンは外部
に放出されずにトラップされ、二次電子がそのまま電子
ビームとして放出される。これにより、大電流の電子ビ
ームとして出力される。
According to the first aspect of the present invention, a voltage is applied to the electrode arranged in the gas atmosphere to generate ions, the ions are extracted and collided by the negative voltage electrode, and the secondary electrons generated by the collision are generated. When accelerated and emitted, the trajectory of the ions that diffuse with the emission of the secondary electrons is changed and removed by the ion removing means. As a result, the ions are trapped without being emitted to the outside, and the secondary electrons are directly emitted as an electron beam. As a result, a large-current electron beam is output.

【0023】請求項2によれば、上記同様にイオンを負
電圧の電極により引き出し衝突させ、この衝突により発
生する二次電子を加速して放出する際に、この二次電子
の放出とともに拡散するイオンの軌道をイオン除去手段
により変更して除去し、このイオンの除去された二次電
子を電磁レンズにより集束する。これにより、イオンは
外部に放出されず、二次電子が集束されて電子ビームと
して放出される。
According to the second aspect, when the ions are extracted by the negative voltage electrode and collide with each other and the secondary electrons generated by the collision are accelerated and emitted, the ions diffuse with the emission of the secondary electrons. The trajectory of the ions is changed and removed by the ion removing means, and the secondary electrons from which the ions are removed are focused by the electromagnetic lens. As a result, the ions are not emitted to the outside, but the secondary electrons are focused and emitted as an electron beam.

【0024】請求項3によれば、二次電子とともに拡散
されるイオンは電界レンズによりその軌道が外側に曲げ
られ、この曲げられたイオンがイオン検出アパーチャに
よりトラップされる。
According to the third aspect, the trajectory of the ions diffused together with the secondary electrons is bent outward by the electric field lens, and the bent ions are trapped by the ion detection aperture.

【0025】請求項4によれば、上記同様にイオンの除
去された二次電子が、電磁レンズにより集束されてX線
発生源に照射される。この照射によりX線発生源からX
線が発生する。この場合、大電流の電子ビームを集束し
てX線発生源に照射するので、効率良くX線が発生す
る。請求項5によれば、イオン除去は、上記同様に電界
レンズ及びイオン検出アパーチャにより行われる。
According to the fourth aspect, the secondary electrons from which the ions have been removed in the same manner as described above are focused by the electromagnetic lens and applied to the X-ray generation source. This irradiation causes X from the X-ray source.
Lines are generated. In this case, a large-current electron beam is focused and applied to the X-ray generation source, so that X-rays are efficiently generated. According to the fifth aspect, the ion removal is performed by the electric field lens and the ion detection aperture similarly to the above.

【0026】[0026]

【実施例】以下、本発明の第1実施例について図面を参
照して説明する。なお、図3と同一部分には同一符号を
付してその詳しい説明は省略する。図1は電子ビーム源
の構成図である。イオン源1及び加速部2とは一体的に
形成されており、これらイオン源1及び加速部2の内部
にはプラズマ発生に必要なガス、例えばHeガスが10
-2Torrで注入されている。なお、これらイオン源1及び
加速部2は接地されている。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS A first embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. The same parts as those in FIG. 3 are designated by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted. FIG. 1 is a block diagram of an electron beam source. The ion source 1 and the acceleration unit 2 are integrally formed, and a gas necessary for plasma generation, such as He gas, is contained in the inside of the ion source 1 and the acceleration unit 2.
-Injected at 2 Torr. The ion source 1 and the acceleration unit 2 are grounded.

【0027】イオン源1には、Heガスを導入するため
のガス導入口10が形成されている。又、直線状に張ら
れたワイヤー3には、パルス電源11が接続され、この
パルス電源11から例えば5KV程度のパルス電圧が印
加されるものとなっている。
The ion source 1 is formed with a gas inlet 10 for introducing He gas. A pulse power source 11 is connected to the wire 3 stretched in a straight line, and a pulse voltage of, for example, about 5 KV is applied from the pulse power source 11.

【0028】又、加速部2のカソード電極4には、外部
に設けられた高圧直流電源12が接続され、数十KVの
負電圧が印加されるようになっている。二次電子の放出
方向には、イオン除去手段13が設けられている。この
イオン除去手段13は、二次電子の放出とともに拡散す
る正イオンの軌道を変更して除去する機能を有してい
る。
Further, a high voltage DC power supply 12 provided outside is connected to the cathode electrode 4 of the accelerating section 2 so that a negative voltage of several tens KV is applied. Ion removing means 13 is provided in the secondary electron emission direction. The ion removing means 13 has a function of changing the trajectory of positive ions that diffuse with the emission of secondary electrons and removing them.

【0029】具体的には、正イオンの軌道を外側に曲げ
る電界レンズ14と、この電界レンズ14により曲げら
れた正イオンをトラップするイオン検出アパーチャ15
とを有している。
Specifically, the electric field lens 14 that bends the trajectory of positive ions outward, and the ion detection aperture 15 that traps the positive ions bent by the electric field lens 14.
And have.

【0030】このうち電界レンズ14は、3つの各コイ
ルをz方向に並べて配置したものとなっており、これら
各コイルに直流電源16が接続されている。従って、電
界レンズ14の各コイルに直流電源16から直流電圧が
印加されると、電子ビームの出力経路に電界が発生する
ものとなっている。
Of these, the electric field lens 14 has three coils arranged side by side in the z direction, and a DC power supply 16 is connected to each of these coils. Therefore, when a DC voltage is applied to each coil of the electric field lens 14 from the DC power supply 16, an electric field is generated in the output path of the electron beam.

【0031】図2は電界レンズ14に対するz方向の正
イオンの曲率rを示している。同図に示すように正イオ
ンは、その軌道が電子ビームの経路に対して外側に変え
られることが判る。
FIG. 2 shows the curvature r of positive ions in the z direction with respect to the electric field lens 14. As shown in the figure, it is found that the trajectories of positive ions are changed to the outside with respect to the path of the electron beam.

【0032】イオン検出アパーチャ15は、電界レンズ
14により曲げられた正イオンをトラップするもので、
その他端は接地されている。又、電子ビームの経路方向
には、イオン除去手段13と併設して電磁レンズ17が
配置されている。この電磁レンズ17は、レンズ電源1
8が接続され、このレンズ電源18から電圧が印加され
ることにより電子ビームの出力経路に磁界を発生させて
電子ビームを集束する機能を有している。
The ion detection aperture 15 traps positive ions bent by the electric field lens 14,
The other end is grounded. Further, an electromagnetic lens 17 is arranged in parallel with the ion removing means 13 in the path direction of the electron beam. This electromagnetic lens 17 is a lens power source 1
8 has a function of focusing the electron beam by generating a magnetic field in the output path of the electron beam by applying a voltage from the lens power source 18.

【0033】そして、ビーム取出し口19が形成されて
いる。次に上記の如く構成された電子ビーム源の作用に
ついて説明する。ワイヤー3に対してパルス電源11か
ら直流電圧が印加されると、このワイヤー3に放電が発
生し、ワイヤー3の周辺にプラズマが生成する。この場
合、パルス電源11の直流電圧は、ガスの種類やガス圧
力により異なるが、He.30mtorr の場合、5KV程
度であり、この電圧で放電が開始する。
A beam outlet 19 is formed. Next, the operation of the electron beam source configured as described above will be described. When a DC voltage is applied to the wire 3 from the pulse power supply 11, discharge is generated in the wire 3 and plasma is generated around the wire 3. In this case, the DC voltage of the pulse power supply 11 varies depending on the type of gas and the gas pressure, but He. In the case of 30 mtorr, it is about 5 KV, and discharge starts at this voltage.

【0034】このようにプラズマが発生すると、このプ
ラズマ中の正イオンは、メッシュ5を通過してカソード
電極4の負電圧に引き出され、加速されてカソード電極
4に衝突する。この衝突によりカソード電極4から大量
の二次電子が放出する。
When the plasma is generated in this way, the positive ions in the plasma pass through the mesh 5 and are drawn to the negative voltage of the cathode electrode 4, accelerated and collide with the cathode electrode 4. Due to this collision, a large amount of secondary electrons are emitted from the cathode electrode 4.

【0035】ここで、これら二次電子は、カソード電極
4の負電圧により、今度は逆方向に加速され、プラズマ
中を通過して電子ビームとして外部に放出される。この
とき二次電子と一緒に正イオンも拡散する。この正イオ
ンは、ある程度のエネルギーを持っているので取り除く
必要がある。
Here, these secondary electrons are accelerated in the opposite direction this time by the negative voltage of the cathode electrode 4, pass through the plasma, and are emitted to the outside as an electron beam. At this time, positive ions also diffuse with the secondary electrons. Since this positive ion has some energy, it needs to be removed.

【0036】すなわち、電界レンズ14には直流電源1
6から直流電圧が印加されて電界が生じている。この電
界により正イオンは、その軌道が大きく外側に曲げられ
る。そして、これら正イオンは、イオン検出アパーチャ
15によりトラップされる。
That is, the electric field lens 14 has a DC power source 1
A DC voltage is applied from 6 to generate an electric field. Due to this electric field, the trajectories of positive ions are largely bent outward. Then, these positive ions are trapped by the ion detection aperture 15.

【0037】一方、二次電子は、電界レンズ14の電界
により僅かに集束され、次の電磁レンズ17により生じ
ている磁界により集束されてビーム取出し口19から放
出される。この結果、カソード電極4で発生した二次電
子は、全て電子ビームとしてビーム取出し口19から出
力される。
On the other hand, the secondary electrons are slightly focused by the electric field of the electric field lens 14, are focused by the magnetic field generated by the next electromagnetic lens 17, and are emitted from the beam extraction port 19. As a result, all the secondary electrons generated at the cathode electrode 4 are output from the beam extraction port 19 as an electron beam.

【0038】このように上記一実施例においては、He
ガス中に配置されたワイヤー3に電圧を印加して正イオ
ンを発生させ、この正イオンをカソード電極4により引
き出し衝突させて二次電子を発生させ、この二次電子を
加速して電子ビームとして放出する際に、この電子ビー
ムの放出とともに拡散する正イオンの軌道を電界レンズ
14により曲げるようにしたので、正イオンを外部に放
出せずにトラップできて二次電子のみを電子ビームとし
て出力できる。従って、二次電子の通る経路にAl泊等
を配置しなくても正イオンを除去でき、発生した二次電
子の全てを電子ビームとして出力でき、大電流の電子ビ
ームを得ることができる。
As described above, in the above-mentioned one embodiment, He
A voltage is applied to the wire 3 arranged in the gas to generate positive ions, the positive ions are extracted by the cathode electrode 4 and collided to generate secondary electrons, and the secondary electrons are accelerated to form an electron beam. At the time of emission, the orbits of the positive ions that diffuse with the emission of the electron beam are bent by the electric field lens 14, so that the positive ions can be trapped without being emitted to the outside and only secondary electrons can be output as an electron beam. . Therefore, the positive ions can be removed without arranging Al or the like in the path through which the secondary electrons pass, all the generated secondary electrons can be output as an electron beam, and a high-current electron beam can be obtained.

【0039】又、電磁レンズ17により二次電子を集束
するので、電子ビームの径を細くすることができ、これ
は電磁レンズ17の設計しだいでより細く絞ることが可
能である。特にAl箔6等による電子ビームの拡散が無
いので、電子ビーム源としての特性の一つであるエネル
ギー分散を少なくできて色収差を小さくできる。例え
ば、従来において厚さ2ミクロンのAl箔の散乱によっ
て805eVのエネルギー分散を受けて1〜2ミクロン
の色収差の原因となったが、これがなくなり、電子ビー
ム径を1ミクロン以下に形成することが可能となる。
Further, since the secondary electron is focused by the electromagnetic lens 17, the diameter of the electron beam can be made small, and it can be made narrower depending on the design of the electromagnetic lens 17. In particular, since the electron beam is not diffused by the Al foil 6 or the like, the energy dispersion, which is one of the characteristics of the electron beam source, can be reduced and the chromatic aberration can be reduced. For example, in the past, the energy dispersion of 805 eV caused the scattering of Al foil having a thickness of 2 μm to cause chromatic aberration of 1 to 2 μm. Becomes

【0040】次に本発明の第2実施例について説明す
る。上記電子ビーム源を適用してX線発生装置を構成す
る。このX線発生装置は、図1に示す電子ビーム源のビ
ーム取出し口19に、X線発生源としてのタングステ
ン、又はタンタン等を配置することにより実現できる。
Next, a second embodiment of the present invention will be described. An X-ray generator is configured by applying the above electron beam source. This X-ray generator can be realized by arranging tungsten, tantalum, or the like as an X-ray generation source at the beam extraction port 19 of the electron beam source shown in FIG.

【0041】このようにビーム取出し口19に、タング
ステン等のX線発生源を配置すれば、電子ビームは、電
磁レンズ17により集束されてX線発生源に照射され
る。このとき、電子ビームは大電流として取り出されか
つ集束されているので、X線発生源では、効率良くX線
に変換される。
When the X-ray generation source such as tungsten is arranged at the beam extraction port 19 as described above, the electron beam is focused by the electromagnetic lens 17 and is applied to the X-ray generation source. At this time, since the electron beam is extracted and focused as a large current, it is efficiently converted into X-rays by the X-ray generation source.

【0042】なお、本発明は、上記一実施例に限定され
るものでなくその要旨を変更しない範囲で変形できる。
例えば、電磁レンズ17は、その適用する用途に応じて
設けたり、又設けなくてもよい。つまり、電磁レンズ1
7は電子ビームを集束する必要がある場合には必要であ
り、そうで無い場合には電子ビームを集束しなくても充
分に電流量の大きい電子ビームを出力できる。
The present invention is not limited to the above-mentioned one embodiment, and can be modified within the scope of the invention.
For example, the electromagnetic lens 17 may or may not be provided depending on the application to which it is applied. That is, the electromagnetic lens 1
7 is necessary when it is necessary to focus the electron beam, and if not, it is possible to output an electron beam having a sufficiently large current amount without focusing the electron beam.

【0043】[0043]

【発明の効果】以上詳記したように本発明によれば、イ
オン拡散による漏れを防ぐことができて電子ビームを集
束して色収差を向上でき、かつ大電流量の電子ビームを
出力できる電子ビーム源を提供できる。
As described in detail above, according to the present invention, an electron beam capable of preventing leakage due to ion diffusion, focusing an electron beam to improve chromatic aberration, and capable of outputting an electron beam having a large current amount. Can provide the source.

【0044】又、本発明によれば、イオン拡散による漏
れを防ぐことができて電子ビームを集束して色収差を向
上させた電子ビームにより効率良くX線を発生できるX
線発生装置を提供できる。
Further, according to the present invention, it is possible to prevent leakage due to ion diffusion, focus the electron beam, and efficiently generate X-rays by the electron beam with improved chromatic aberration.
A line generator can be provided.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明に係わる電子ビーム源の一実施例を示す
構成図。
FIG. 1 is a configuration diagram showing an embodiment of an electron beam source according to the present invention.

【図2】正イオンの曲率を示す図。FIG. 2 is a diagram showing the curvature of positive ions.

【図3】従来の電子ビーム源の構成図。FIG. 3 is a configuration diagram of a conventional electron beam source.

【図4】カソード電極の電圧に対する電子ビームの電流
密度を示す図。
FIG. 4 is a diagram showing a current density of an electron beam with respect to a voltage of a cathode electrode.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…イオン源、2…加速部、3…ワイヤー、4…カソー
ド電極、5…メッシュ、10…ガス導入口、11…パル
ス電源、12…高圧直流電源、13…イオン軌道変更手
段、14…電界レンズ、15…イオン検出アパーチャ、
16…直流電源、17…電磁レンズ、18…レンズ電
源、19…ビーム取出し口。
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Ion source, 2 ... Accelerator, 3 ... Wire, 4 ... Cathode electrode, 5 ... Mesh, 10 ... Gas inlet, 11 ... Pulse power supply, 12 ... High voltage DC power supply, 13 ... Ion trajectory changing means, 14 ... Electric field Lens, 15 ... Ion detection aperture,
16 ... DC power supply, 17 ... Electromagnetic lens, 18 ... Lens power supply, 19 ... Beam extraction port.

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 ガス雰囲気中に配置された電極に電圧を
印加してイオンを発生させ、このイオンを負電圧の電極
に引き寄せ衝突させて二次電子を発生させ、これを加速
して放出する電子ビーム源において、 前記二次電子の放出とともに拡散するイオンの軌道を変
更して除去するイオン除去手段を備えたことを特徴とす
る電子ビーム源。
1. A voltage is applied to an electrode arranged in a gas atmosphere to generate ions, which ions are attracted to and collide with a negative voltage electrode to generate secondary electrons, which are accelerated and emitted. An electron beam source, comprising an ion removing means for changing and removing the trajectory of ions that diffuse with the emission of the secondary electrons.
【請求項2】 ガス雰囲気中に配置された電極に電圧を
印加してイオンを発生させ、このイオンを負電圧の電極
に引き寄せ衝突させて二次電子を発生させ、これを加速
して放出する電子ビーム源において、 前記二次電子の放出とともに拡散するイオンの軌道を変
更して除去するイオン除去手段と、前記二次電子を集束
して出力する電磁レンズとを備えたことを特徴とする電
子ビーム源。
2. A voltage is applied to an electrode arranged in a gas atmosphere to generate ions, the ions are attracted to and collided with a negative voltage electrode to generate secondary electrons, which are accelerated and emitted. An electron beam source, comprising: an ion removing unit that changes and removes the trajectory of ions that diffuse with the emission of the secondary electrons, and an electromagnetic lens that focuses and outputs the secondary electrons. Beam source.
【請求項3】 イオン除去手段は、イオンの軌道を外側
に曲げる電界レンズと、この電界レンズにより曲げられ
たイオンをトラップするイオン検出アパーチャとから成
ることを特徴とする請求項1又は2記載の電子ビーム
源。
3. The ion removing means comprises an electric field lens that bends the trajectory of the ions outward, and an ion detection aperture that traps the ions bent by the electric field lens. Electron beam source.
【請求項4】 ガス雰囲気中に配置された電極に電圧を
印加してイオンを発生させ、このイオンを負電圧の電極
に引き寄せ衝突させて二次電子を発生させ、この二次電
子をX線発生源に照射してX線を発生させるX線発生装
置において、 前記二次電子の放出とともに拡散するイオンの軌道を変
更して除去するイオン除去手段と、前記二次電子を集束
して前記X線発生源に照射する電磁レンズとを備えたこ
とを特徴とするX線発生装置。
4. A voltage is applied to an electrode arranged in a gas atmosphere to generate ions, and the ions are attracted to and collided with a negative voltage electrode to generate secondary electrons. In an X-ray generator that irradiates a generation source to generate X-rays, an ion removing unit that changes and removes orbits of ions that diffuse with the emission of the secondary electrons, and the X-ray that focuses the secondary electrons. An X-ray generation device, comprising: an electromagnetic lens for irradiating a ray generation source.
【請求項5】 イオン除去手段は、イオンの軌道を外側
に曲げる電界レンズと、この電界レンズにより曲げられ
たイオンをトラップするイオン検出アパーチャとから成
ることを特徴とする請求項4記載のX線発生装置。
5. The X-ray according to claim 4, wherein the ion removing means comprises an electric field lens that bends the trajectory of the ion outward and an ion detection aperture that traps the ion bent by the electric field lens. Generator.
JP5150438A 1993-06-22 1993-06-22 Electron beam source and X-ray generator applying the same Pending JPH0721952A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP5150438A JPH0721952A (en) 1993-06-22 1993-06-22 Electron beam source and X-ray generator applying the same

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP5150438A JPH0721952A (en) 1993-06-22 1993-06-22 Electron beam source and X-ray generator applying the same

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH0721952A true JPH0721952A (en) 1995-01-24

Family

ID=15496937

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP5150438A Pending JPH0721952A (en) 1993-06-22 1993-06-22 Electron beam source and X-ray generator applying the same

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH0721952A (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JPH06236747A (en) Plasma emission system for reducing charging in semiconductor wafers during ion implantation
JPS60207237A (en) A device that separates ions using energy selection method to generate desired ions.
US4209704A (en) Tandem ion acceleration having a matter-free ion charge reversed zone
JP4434943B2 (en) X-ray tube
JPH0687408B2 (en) Plasma X-ray generator
JP3098360B2 (en) Single / tandem acceleration dual-purpose ion accelerator
JP3272441B2 (en) Ion accelerator
JPH03194841A (en) Electron shower
JPS6186699A (en) Convergent high-speed atomic beam source
JPH08209341A (en) Ion source
JPH0160890B2 (en)
JP3417175B2 (en) Ion irradiation equipment
JP3417176B2 (en) Ion irradiation equipment
JP3147927B2 (en) X-ray generator
JPH03201399A (en) Method of generating x-ray
JP3387251B2 (en) Ion processing equipment
JPS6347226B2 (en)
JPH07312190A (en) Field ionization ion source
JP3105931B2 (en) Electron beam irradiation apparatus and electron beam irradiation method
JPS6186698A (en) Convergent high-speed atomic beam source
JPH0817374A (en) Negative ion gun
JPH02234338A (en) Ion source
JPH07226179A (en) Electron gun
JPH06338279A (en) Electron gun
JPS6266546A (en) Focused ion beam device