Источник рентгеновского излучения Советский патент 1980 года по МПК H01J35/02 G21K1/02 H01L21/302 

(54) ИСТОЧНИК РЕНТГЕНОВСКСгб Изобретение относится к источникам рентгеновского излучения, KOTOf&ie МОгут применяться в технологии получения йолупроводниковых приборов, главным образом дпя реализации методов рентгетовской йи тографии. Для реализации методов ревтген я&кой литографии обычно используются раатгеновские трубки с широко расходящимся пучком nj. Недостатком известного источнйаса является неравномерность интенсивности изттучения по сечению пучка, что сказы ваёт отрицательное влияние на процесс обработки. Известен источник рентгеновского излучения с широкой апертурой, содерженший вакуумный корпус, нак шьный катод, средства расширения электронного пучка, анод большой площади в виде прострешгной мишени С21. Недостатком известного устройства я& ляется невысокая интенсивность излученная связанная с условиями формирования ширр- ИЗЛУЧЕНИЯ КОГО эпектровного пучка и работой анода на просвет , а тёасженедостаточная равйомерность попучаемого широкого рентгеновского пучка. Наиболее близким техническим решевием является источник рентгеновского излучения, содержащий вакуумный корпус, плоский катод с распределенньми по поверхности острийными элементами, фокусирующее устройство, анод 3. Этот источник непригоден для получения широких пучков с равномерным распределением интенсивности в пучке. Согласно изобретению, поставленная цель достигается тем, что в источнике рентгеновского излучения, содержащем вакуумный корпус, плоский катод с pacrtределенными по поверхности острийными элементами, фокусирующее устройство,.. анод, фокусирующее устройство выполнено в виде, по крайней мере, одной растровой i диафрагмы, а в катоде выполнена регу-Л1фная матрица отверстий, форма которых выбрана из группы, состоящей из прямоугольника, квадрата, ромба, паралпелограмМб, равноеTOpoHiEierb треугольника, равностороннего шестиугольника, причем отверстия в катоде расположены соосно с отверстиями растровой диафрагмы, а расстояние между отверстиями в катоде по любому направлению выбраны из условия

t- ffr , где t - расстояние между от верстиям d - линейные размеры отверстия в том жэ направлении, f - |расстояние между катодов и анодом, а R - выбранное для источника расстояние сшйзва- ния выходящих из отверстий в катоде рентгеновских пучков.

На фиг. 1 и 2 показанпредлагаемый источник.

Источник рентгеновского излучения содержит катод 1 в виде плоскостной структур С острийнымн элементами 2, вьшолненный из пластины кремния с выращенными нитевидными кристаллами.

Катод закреплен на кольце 3, с прот№воположной стороны которого закреплена растровая диафрагма 4, за которой снова расположены кольио 5 и дрзггая растровая диа})рагма( 6. Диафрагмы 4ja 6 образуют эйёктростэтическую фокусирующую систему. Под диафрагмами установлен охлажда ый медный анод бопьт0ой пладади 7. В катодв 1 выполнены отверстия 8, расположенные в виде регулярной матрицы. Форма отверстий предпочтительно прямоугольная (квадратная), но может быть также и ромбом, параллелограммом, равносторонним треугольником яли равносторонним шестиугольником, т, е. фйГурами, которые обеспечивают сшивание без зазорсвв и наложений. Расстояние между отверстиями матрицы выбираются таким образом, чтобы пучки ренттейовского излучения, коллймированные отверстиями в аноде, точно сшнвались ва определенном расстоянии Ът поверх1Ябстй анода. В общем ciFiyqae услс©йе такого выбора следующее:, где - расстояние меж ду отверстиями по какому-либо сечейию матрицы, d - линейные размери отверсти пЬ этому же сечению, R - расстй«иие сшиёания пучко и / - расстояние i между анодом и катодом.

Герметизация конструкции обеспечшзае ся с пленки 9,

Сборка конструкции обеспечивается с помошыь кварцевых стержней Ю, кварцевых колец И, зажимов 12 и винтов 13.

Многолучевой генератор рентгеновског иЫучения работает следующим образом.

746771

На катод 1 вмес.те с первой растрйвой диафрагмой 4 подается напряжение 25 кВ, а на вторую растровую диафрагму 620 кВ..

,Потенциал анода 7 равен нулю.

Поле второй растровой диафрагмы 6 вытягивает из нитевидных кристаллов 2 катода 1 электроны, причем в автоэмиссии электронов участвует только та часть элементов 2, которые располбжены по периметру отверстий 8 катода 1. Этот поток электронов фокусируется растровой электростатической системой, состоящей из диаЬрагм 4 и 6, тормозится на поверхности анода 7. В каждой точке фокального пятна растровой фокусирующей системы возникает рентгеновское изттучение, которое распространяется во все стороны и выходит через отверстие 8 катода 1. Орварстия растровых диафрагм 4 и 6 и катода 1 одновременно выполняют роль колпимашгонных отаерстий, обеспечивая расходимость рентгеновского излучения менее чем на 1 при соответствующем выборе геометрических параметров источника.

Таким образом, данное устройство поэволяет получать коллимированный равномерный рентгеновский пучок большой площади и повышенной интенсивности, что связано с возможностью эффективного от вода тепла из .нагрева.

Кроме того, такая конструкция обеспечивает получение практически равномерного распределения интенсивности на заметную глубину, что позволяет избавиться от влияй11Я малых изменений расстояния от источника до облучаемого объекта на результаты обработки.

Формула изобретений . . - . - .

1. Источник рентгеновского излучения, содержащий вакуумный корпус, плоский катод с распределенными по поверхности острийными элементами, фокусирующее устройство, анод о тличающийс я тем, что, с целью получения рентгеновского пучка большой площади с равномерньгм распределением интенсивности в пучке, фокусирующее устройство выполнено в в йде, по крайней мере, одной растровой диафрагмы, а в катоде выполнена регулярная матрица отверстий, форма которых выбрана из группы, состоящей из прямоугольника, квадрата, ромба, парал. лелограмма, равностороннего и равно.бедренного треугольника, равностороннего