天游线路检测中心 高功率电子束源

1结构

线性电子枪采用如下图1所示的电子光学系统。

(1) 辐照系统：由灯丝、阴极、Wehnelt 和阳极组成
(2) 结像系： fuァーsutorenzu、sekanndorenzuからなる构成
(3)扫描系统：由X、Y扫描线圈组成

图1 线性电子枪电子光学系统示意图
(※30kW型は中间室がなく排気口は１箇所、また结像系はrenズが1つのみ)

照射系统采用轰击法。轰击法通过加热灯丝产生热电子，灯丝加热阴极并从阴极产生电子束。这种轰击方法具有以下优点：

(1)可以获得高电流密度的梁
(2) カソード面からのエミsshonは电子ビームの集束に有利
(3) カソードがディsuku形状のためイオン冲撃の影响を受けにくく长消耗

此外，通过将灯丝和阴极统一为栅极组件，简化了定位并提高了可维护性。
成像系统具有使用第一透镜和第二透镜将光束聚焦在材料表面上的功能。
扫描系统使用X和Y扫描线圈在材料表面上进行光束扫描。
Also, in order to avoid being affected by the pressure inside the vacuum chamber and obtain stable emission output, an intermediate chamber is provided in addition to the electron gun chamber, and differential pumping is performed

2功能

21)电子ビーム走查制御

通过使用偏转控制装置：ST-500DC(H)（线性电子枪的选配），可以在材料表面扫描各种电子束。扫描控制参数包括图2所示的X方向的振幅(XA)、Y方向的振幅(YA)、校正电子枪的X轴、Y轴以及样品上的X轴、Y轴的旋转(X-ROT、Y-ROT)以及停留时间(DT)。

图2直进形电子铳の走查制御パラメータ

作为扫描的示例，可以有各种扫描，例如如图3所示的线扫描、在线扫描中添加X-ROT的扫描、以及在线扫描中添加YA的扫描。通过这样的扫描，可以对材料表面进行均匀加热，或者相反，可以通过改变照射位置和停留时间比来修正成膜时的膜厚​​分布。

线扫描	线扫描加 X-ROT	线扫描加 YA
图。 3 使用JEBG-3000UB电子枪扫描示例

22) 使用 90 度偏转线圈的室布局

90度偏转线圈可以使线性电子枪输出的电子束偏转。当将线性电子枪安装在腔室中时，根据布局，电子束可能斜向照射到材料表面。在这种情况下，材料表面上的电子束直径可能会扩大，电流密度可能会降低。通过使用90度偏转线圈，电子束可以以更高的角度入射，并且可以抑制电流密度的下降。
图4示出了使用90度偏转线圈的安装示例。通过将其与 90 度偏转线圈组合，可以将其固定在腔室的侧面。
此外，也可以如图4所示并联使用电子枪，这对于沉积大范围的薄膜是有效的。

图4 使用90度偏转线圈的室布局示例

3。目的

31) 真空沉积

电子束沉积是一种具有高能量转换效率（将电子束输出转换为热能）的过程。薄膜是通过在真空中直接蒸发材料并将蒸气颗粒沉积到基材或薄膜上而形成的。电子束具有高功率密度（例如10⁴～10⁵宽/厘米²)，允许沉积高熔点金属和高熔点氧化物。由于直电子枪的高输出，可以以每秒超过1μm的高速成膜。另外，由于直接加热材料表面（蒸发面），因此可以对坩埚进行水冷，避免坩埚内壁材料的污染。此外，由于可以控制光束输出、位置和停留时间，因此可以调整膜厚分布并实现高质量的成膜工艺。
(*电阻加热和感应加热是加热坩埚的间接加热，可能会污染坩埚材料或发生化学反应。而且，瞬时温度控制较困难，因此不适合控制成膜速率。)

应用实例

• 保护膜（等离子显示面板）
• 阻隔膜（太阳能电池背板、包装材料）
• 电极薄膜（锂离子电池、薄膜电容器）
• 磁性薄膜（高密度记录磁带）
• 导电膜（电磁屏蔽）
• 全息图、转印箔

32) 真空熔化

Electron beam heating can rapidly heat materials to high temperatures due to the strong beam focusing and high energy density, and can be used to melt high-melting point metals当金属在真空中熔化时，其中所含的气体和杂质被蒸发并去除，从而使金属得到净化。 It is also possible to install multiple electron guns in one melting furnace and use the irradiation areas separately, such as the material supply section, hearth section, and mold section

应用实例

• 太阳电池用多结晶shirikon溶解
• 熔化钛、钽、铌、钼等高熔点金属