(57)【要約】【課題】窓を透過する電子ビームによって発生した熱を効果的に窓の外に逃がすことにより、窓の温度上昇を抑制して熱による破損を防止し、電子ビームの高出力化を可能にした電子ビーム管および電子ビーム取り出し用窓を提供すること。【解決手段】電子ビームを出射する窓５が形成された真空容器の内部に電子ビーム発生器を設けた電子ビーム管において、窓５には、窓５の一方の面上に連続して設けられた第１の突起５２と、第１の突起５２間に形成される領域５１に対応する位置にあって窓５の一方または他方の面上に連続して形成され、その突出高さ、突起幅、隣り合う突起間の距離がそれぞれ第１の突起５２よりも小さい、第２の突起５３とが形成されていることを特徴とする。【選択図】        図６
2005003564.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電子ビームを出射する窓が形成された真空容器の内部に電子ビーム発生器を設けた電子ビーム管において、
前記窓には、該窓の一方の面上に連続して設けられた第１の突起と、前記第１の突起間に形成される領域に対応する位置にあって前記窓の他方の面上に連続して形成され、その突出高さ、突起幅、隣り合う突起間の距離がそれぞれ前記第１の突起よりも小さい、第２の突起とが形成されていることを特徴とする電子ビーム管。
【請求項２】
電子ビームを出射する窓が形成された真空容器の内部に電子ビーム発生器を設けた電子ビーム管において、
前記窓には、該窓の一方の面上に連続して設けられた第１の突起と、前記第１の突起間に形成される領域にあって前記窓の一方の面上に連続して形成され、その突出高さ、突起幅、隣り合う突起間の距離がそれぞれ前記第１の突起よりも小さい、第２の突起とが形成されていることを特徴とする電子ビーム管。
【請求項３】
前記第２の突起は、結晶質または非結晶質のＳｉから構成されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の電子ビーム管。
【請求項４】
前記窓は、少なくとも、ＳｉまたはＡｌ２Ｏ３からなる層を有することを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか１つの請求項に記載の電子ビーム管。
【請求項５】
前記窓の両面に、ＳｉＣまたはＳｉＮからなる保護膜が設けられていることを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれか１つの請求項に記載の電子ビーム管。
【請求項６】
真空容器の内部に設けた電子ビーム発生器から発生される電子ビームを前記真空容器の外部に取り出す電子ビーム取り出し用窓において、
前記電子ビーム取り出し用窓には、該窓の一方の面上に連続して設けられた第１の突起と、前記第１の突起間に形成される領域に対応する位置にあって前記窓の他方の面上に連続して形成され、その突出高さ、突起幅、隣り合う突起間の距離がそれぞれ前記第１の突起よりも小さい、第２の突起とが形成されていることを特徴とする電子ビーム取り出し用窓。
【請求項７】
真空容器の内部に設けた電子ビーム発生器から発生される電子ビームを前記真空容器の外部に取り出す電子ビーム取り出し用窓において、
前記電子ビーム取り出し用窓には、該窓の一方の面上に連続して設けられた第１の突起と、前記第１の突起間に形成される領域にあって前記窓の一方の面上に連続して形成され、その突出高さ、突起幅、隣り合う突起間の距離がそれぞれ前記第１の突起よりも小さい、第２の突起とが形成されていることを特徴とする電子ビーム取り出し用窓。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子ビームを照射して半導体ウエハに塗布されたレジストの硬化や各種印刷物に塗布されたインクの乾燥等に利用される電子ビーム管および電子ビーム管等から電子ビームを取り出す電子ビーム取り出し用窓に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、真空管型の電子ビーム管としては、特開２００１−５９９００号公報に記載されたものが知られている。
図１６は、上記公報に記載されている電子ビーム管の全体構成を示す図である。
同図に示すように、この電子ビーム管は、真空容器１０１の内部に電子ビーム発生器１０２が設けられ、真空容器１０１の上部にはその開口部を覆うようにシリコン製の蓋部材１０３が設けられている。また、この蓋部材１０３の中央部には貫通孔１０４が設けられており、この貫通孔１０４を塞ぐように窓１０５が設けられている。電子ビーム発生器１０２で発生した電子ビームは窓１０５を透過して電子ビーム管外に放射される。
【０００３】
この窓１０５は、例えば、全厚５００μｍのシリコンウエハを出発材料として、これをエッチング処理することによって得られた薄膜化され電子ビームを透過する矩形状の窓部１０５１と、各窓部１０５１間に各窓部１０５１を機械的に補強する突起１０５２とから構成されている。各窓部１０５１は、例えば、３μｍの厚さを有する。
【０００４】
また、上記の真空管型の電子ビーム管以外にも、特開平６−３１７７００号公報に記載されているような電子線照射装置が知られている。
図１７は、上記公報に記載されている電子線照射装置の概略構成を示す図である。
同図に示すように、この電子線照射装置は、電子線発生部２０１と、照射室２０２と、照射窓部２０３とを備え、電子線発生部２０１は、電子線を発生するターミナル２０４とターミナル２０４において発生した電子線を真空空間で加速する加速管２０５とから構成されている。電子線発生部２０１内部は、図示していない拡散ポンプ等により所定の真空に保たれ、また照射窓部２０３は、金属箔からなる窓箔２０６と窓箔２０６を支持する窓枠構造体２０７とから構成され、電子線が窓箔２０６を介して照射室２０２内に取り出されるように構成されている。この窓箔２０６はピンホールがなく、電子線発生部２０１内の真空雰囲気を十分維持できる機械的強度を有すると共に、電子線が透過し易い比重が小さく肉厚の薄い金属が使用されている。
【０００５】
図１８は、従来技術に係る製造方法によって製造された、図１６に示すような電子ビーム管に使用される窓１０５の構成の一部を示す断面図である。
この窓１０５の製造は、まず図示されていないＳｉからなる一様に形成された下部層上にＳｉＯ２よりなるエッチングストップ層１０５３を形成し、さらにエッチングストップ層１０５３上にＳｉからなる上部層１０５４を形成した出発材料を用意する。次に、この下部層の所定領域にマスクとなるレジスト層を形成しておき、その状態で下部層をドライエッチングする。その結果、図１８に示すように、レジスト層が形成されていない部分の下部層がエッチングストップ層１０５３が露出するまでエッチングされ、一方、レジスト層が形成されている部分の下部層は残留して、窓部１０５１を補強する突起１０５２として形成される。
【０００６】
ここで、エッチングストップ層１０５３は、単にエッチングの進行をストップする役目を果たすだけであり、またエッチングストップ層１０５３は結晶構造に欠陥が多く、電子ビームが透過した際に応力が集中し、機械的な強度を保つことができない。そのため、上部層１０５４を設け、これによって実質的な窓機能を果たしている。
さらに、窓部１０５１は、先に述べたように、全体としてその厚さが３μｍと非常に薄いため、上部層１０５４上にＳｉＮ等からなる保護膜１０５５を設け、窓１０５全体の補強強化を図っている。
【０００７】
なお、このような窓の製造方法としては、特表２０００−５１２７９４号公報に記載されたものが知られている。
【０００８】
【特許文献１】
特開２００１−５９９００号公報
【０００９】
【特許文献２】
特開平６−３１７７００号公報
【００１０】
【特許文献３】
特表２０００−５１２７９４号公報
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、近年では電子ビーム管や電子線照射装置等から出射される電子ビームをより一層高出力化することが要求されている。しかし、高出力化しようとすると、電子ビーム管や電子線照射装置の窓を透過する電子線量が増大し、例えば、図１８に示すような従来の窓構造では、窓部１０５１の温度が上昇し、窓部１０５１が熱劣化を起し、破損してしまう問題を発生する。
【００１２】
本発明の目的は、上記の問題点に鑑み、電子ビームが窓を透過する際に、窓に発生した熱を効果的に窓の外に逃がすことにより、窓の温度上昇を抑制して熱による破損を防止し、電子ビームの高出力化を可能にした電子ビーム管および電子ビームを取り出す電子ビーム取り出し用窓を提供することにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記の課題を解決するために、次のような手段を採用した。
第１の手段は、電子ビームを出射する窓が形成された真空容器の内部に電子ビーム発生器を設けた電子ビーム管において、前記窓には、該窓の一方の面上に連続して設けられた第１の突起と、前記第１の突起間に形成される領域に対応する位置にあって前記窓の他方の面上に連続して形成され、その突出高さ、突起幅、隣り合う突起間の距離がそれぞれ前記第１の突起よりも小さい、第２の突起とが形成されていることを特徴とする。
【００１４】
第２の手段は、電子ビームを出射する窓が形成された真空容器の内部に電子ビーム発生器を設けた電子ビーム管において、前記窓には、該窓の一方の面上に連続して設けられた第１の突起と、前記第１の突起間に形成される領域に対応する位置にあって前記窓の一方の面上に連続して形成され、その突出高さ、突起幅、隣り合う突起間の距離がそれぞれ前記第１の突起よりも小さい、第２の突起とが形成されていることを特徴とする。
【００１５】
第３の手段は、第１の手段または第２の手段において、前記第２の突起は、結晶質または非結晶質のＳｉから構成されていることを特徴とする。
【００１６】
第４の手段は、第１の手段ないし第３の手段のいずれか１つの手段において、前記窓は、少なくとも、ＳｉまたはＡｌ２Ｏ３からなる層を有することを特徴とする。
【００１７】
第５の手段は、第１の手段ないし第４の手段のいずれか１つの手段において、前記窓の両面に、ＳｉＣまたはＳｉＮからなる保護膜が設けられていることを特徴とする。
【００１８】
第６の手段は、真空容器の内部に設けた電子ビーム発生器から発生される電子ビームを前記真空容器の外部に取り出す電子ビーム取り出し用窓において、前記電子ビーム取り出し用窓には、該窓の一方の面上に連続して設けられた第１の突起と、前記第１の突起間に形成される領域に対応する位置にあって前記窓の他方の面上に連続して形成され、その突出高さ、突起幅、隣り合う突起間の距離がそれぞれ前記第１の突起よりも小さい、第２の突起とが形成されていることを特徴とする。
【００１９】
第７の手段は、真空容器の内部に設けた電子ビーム発生器から発生される電子ビームを前記真空容器の外部に取り出す電子ビーム取り出し用窓において、前記電子ビーム取り出し用窓には、該窓の一方の面上に連続して設けられた第１の突起と、前記第１の突起間に形成される領域にあって前記窓の一方の面上に連続して形成され、その突出高さ、突起幅、隣り合う突起間の距離がそれぞれ前記第１の突起よりも小さい、第２の突起とが形成されていることを特徴とする。
【００２０】
【発明の実施の形態】
本発明の第１の実施形態を図１乃至図１２を用いて説明する。
図１は、本実施形態の発明に係る電子ビーム管の全体構成を示す断面図である。
【００２１】
同図において、１は電子ビーム管の真空容器、２は真空容器１内部に設けられた電子ビーム発生器、３は真空容器１上部の開口部を覆うように設けられたＳｉからなる蓋部材、４は蓋部材３の中央部に設けられた貫通孔、５は貫通孔４を塞ぐように蓋部材３表面上に設けられた窓、５１は電子ビームを透過する窓部、５２は各窓部５１間に形成されたＳｉからなる第１の突起である。電子ビーム発生器２で発生した電子ビームは窓５の窓部５１を透過して電子ビーム管外に放射される。
【００２２】
図２（ａ）は、図１に示した窓５の電子ビーム出射面側から見た拡大平面図、図２（ｂ）は、同じく窓５の電子ビーム入射面側から見た拡大平面図、図２（ｃ）は電子ビーム出射面側から見た窓部５１を拡大して示した平面図である。
【００２３】
これらの図において、５３は窓部５１の電子ビーム出射面側に形成されたＳｉからなる第２の突起、５４は窓５の電子ビーム出射面側に形成されたＳｉからなる第３の突起、５５は後述するエッチング処理に使用されるＳｉＯ２からなるエッチングストップ層、５６は窓５の両面に形成されたＳｉＣまたはＳｉＮからなる保護膜である。
【００２４】
図２（ａ）に示すように、窓５の電子ビーム出射面側には窓５を補強するために連続した格子状の第３の突起５４が形成されており、また図２（ｂ）に示すように、窓５の電子ビーム入射面側には第３の突起５４と略対向する位置に窓５を補強するために連続した格子状の第１の突起５２が形成されている。また、図２（ｃ）に示すように、窓部５１の電子ビーム出射面側には、窓部５１を電子ビームが透過する際に発生する熱を窓部５１外に伝導するための連続した格子状の第２の突起５３が形成されている。
【００２５】
なお、図２（ａ）乃至図２（ｃ）においては、第１の突起５２、第２の突起５３、および第３の突起５４をそれぞれ格子状に形成したが、このような形状に限定されるものではない。
図３（ａ）は、図２（ａ）と異なる形状を有する図１に示した窓５の電子ビーム出射面側から見た拡大平面図、図３（ｂ）は、図２（ｂ）と異なる形状を有する図１に示した窓５の電子ビーム入射面側から見た拡大平面図である。
【００２６】
図３（ａ）に示すように、窓５の電子ビーム出射面側には窓５を補強するために連続した６角形状の第３の突起５４が形成され、窓部５１には、電子ビームが透過する際に発生する熱を窓部５１外に伝導するための連続した略６角形状の第２の突起５３が形成されている。また図３（ｂ）に示すように、窓５の電子ビーム入射面側には第３の突起５４と略対向する位置に窓５を補強するために連続した６角形状の第１の突起５２が形成されている。
【００２７】
図４は、図３（ａ）の窓部５１の変形例であり、第２の突起５３が連続した６角形状に形成されている。
【００２８】
また、図５は、図２（ｂ）や図３（ｂ）と異なる形状を有する図１に示した窓５の電子ビーム入射面側から見た拡大平面図である。
【００２９】
図３乃至図４に示すように、窓部５１の各突起の形状は、長方形や正方形より６角形の方が応力が分散し、窓５の破壊強度を増すことができる。また、窓部５１の各突起の形状は、長方形や正方形の場合でも、周辺のコーナーをＲ形状にすることによっても応力を分散でき、また、図５に示すように、窓部５１を丸形状に形成することによって、より一層応力を分散することができる。
【００３０】
ここで、図３（ａ）において、第２の突起５３の突出高さは５μｍであり、第２の突起５３の最小幅で定義される第２の突起５３の幅は５μｍであり、図面上第２の突起５３で囲まれる各丸形状の部分の内径が第２の突起５３の離間距離であり１０μｍである。
【００３１】
図３（ｂ）では、第１の突起５２の突出高さ６００μであり、第１の突起５２の幅Ｌ１は２００μｍであり、この幅Ｌ１は第１の突起５２の最小幅の部分のことである。また第１の突起５２間の離間距離Ｗ１は６００μｍであり、この離間距離Ｗ１は図面上第１の突起５２で囲まれた６角形状の部分に向かい合う対角面の離間距離のことである。
【００３２】
図４では、第２の突起５３の突出高さは１０μｍであり、第２の突起５３の幅Ｌ２は５μｍであり、この幅Ｌ２は第２の突起５３の最小幅の部分のことである。また第２の突起５３間の離間距離Ｗ２は２５μｍであり、この離間距離Ｗ２は図面上第２の突起５３で囲まれた６角形状の部分の向かい合う対角面の離間距離のことである。
【００３３】
図５では、第１の突起５２の突出高さは３００μｍであり、第１の突起５２の幅Ｌ３は３００μｍであり、この幅Ｌ３は第１の突起５２の最小幅の部分のことである。また第１の突起５２間の離間距離Ｗ３は１０００μｍであり、この離間距離Ｗ３は図面上第１の突起５２で囲まれた丸形状の部分の内径のことである。
【００３４】
図６は図２に示した窓部５１の形状を有する窓５の拡大断面図である。窓５は、この断面構造に示すように、エッチングストップ層５５を境にして、電子ビーム入射面側に窓５を機械的に補強する第１の突起５２が形成され、電子ビーム出射面側には窓５を機械的に補強する第３の突起５４と電子ビームが透過する際に窓部５１で発生した熱を第３の突起５４に伝導するための第２の突起５３とが形成されている。
【００３５】
また窓５の両面には窓５の機械的強度を増すために保護膜５６が設けられている。保護膜５６を窓５の両面に設けることにより、保護膜５６を形成する際に、窓５に加わる応力をキャンセルすることができ、一方の面にだけ形成した場合に比べて、反りを十分に小さくすることができる。
【００３６】
図６に示す数値は窓５の各部の寸法の１例を示すものであり、第１の突起５２および第３の突起５４の幅はそれぞれ１００μｍ、第１の突起５２間および第３の突起５４間の離間距離はそれぞれ５００μｍ、第１の突起５２の突出高さは６００μｍ、第２の突起５３および第３の突起５４の突出高さは２μｍ、第２の突起５３の幅は１μｍ、第２の突起５３間の離間距離は１０μｍである。これらの寸法から明らかなように、第２の突起５３は第１の突起５２に比べて、突出高さ、突起幅、隣り合う突起間の離間距離が極めて小さくなっている。
【００３７】
また、図２（ｃ）および図６に示すように、第１の突起５２間で囲まれた領域は電子ビームを透過する窓部５１を構成し、さらに、この窓部５１には、第１の突起５２に比べて極微小な連続した格子状の第２の突起５３が形成される構造になっている。第２の突起５３の幅に比べて、第２の突起５３間の離間距離は大きいので、十分に電子ビームを通過する領域が確保され、この離間領域を通って電子ビームを透過させることができる。
【００３８】
この離間領域を電子ビームが透過した際に発生した熱は、第２の突起５３に伝達され、さらに第２の突起５３に伝達された熱は第３の突起５４、第１の突起５２に伝導され、最終的には、図１に示すように、蓋部材３に伝導されて放熱される。即ち、高出力化された電子ビームが窓部５１を透過して、窓部５１における発熱が従来のものに比べて増大しても、熱は第２の突起５３を介して効果的に蓋部材３に逃がすことができ、窓部５１の温度上昇を抑制することができ、熱による窓部５１の破損を防止することができる。
【００３９】
次に、図６に示した窓５の製造方法の一例を図７を用いて説明する。
初めに、図７（ａ）に示すように、ＳｉＯ２からなるエッチングストップ層５５を境にして下部にＳｉからなる下部層５８と上部に下部層５８より薄いＳｉからなる上部層５７を形成した出発材料を用意する。次に、図７（ｂ）に示すように、上部層５７の表面にレジスト５９を塗布し、次に、図７（ｃ）に示すように所定のパターンが形成されるように露光・現像し、図７（ｄ）に示すようにドライエッチングを行い、図７（ｅ）に示すようにレジスト５９を除去することによって、エッチングストップ層５５の上部に、図６に示した第２の突起５３および第３の突起５４に相当する突起を形成する。次に、図７（ｆ）に示すように、下部層５８の表面にレジスト６０を塗布し、次に、図７（ｇ）に示すように所定のパターンが形成されるように露光・現像し、図７（ｈ）に示すようにドライエッチングを行い、図７（ｉ）に示すようにレジスト６０を除去することによって、エッチングストップ層５５の下部に、図６に示した第１の突起５２に相当する突起を形成する。最後に、図示していないが、窓５の両面にＳｉＣまたはＳｉＮからなる保護膜５６を形成して、図６に示した窓５を得る。なお、エッチングストップ層としてＳｉＯ２を用いた場合について説明したが、ＳｉＯ２に代えてＡｌ２Ｏ３を用いてもよい。
【００４０】
図８は、図６に示す窓５の構成部材と異なる構成部材で構成された窓５の断面図である。
図６に示した窓５に比べて、第２の突起５３および第３の突起５４を構成する部材が単結晶質のＳｉに代わる多結晶質のＳｉ（ｐｏｌｙ−Ｓｉ）または非結晶質のＳｉで構成されている点で相違する。
多結晶質のＳｉや非結晶質のＳｉも単結晶質のＳｉと同様に、熱伝導率がよく、窓部５１で発生した熱を効率よく、第２の突起５３から第３の突起５４、第１の突起５２に伝導させることができる。
【００４１】
次に、図８に示した窓５の製造方法の一例を図９を用いて説明する。
初めに、図９（ａ）に示すように、両面研磨されたＳｉからなる出発材料６１を用意する。次に、図９（ｂ）に示すように、この出発材料６１の上面に熱酸化でＳｉＯ２からなるエッチングストップ層５５を形成する。次に、図９（ｃ）に示すように、エッチングストップ層５５表面上にＣＶＤによって多結晶質のＳｉからなる上部層６２を形成する。次に、図９（ｄ）に示すように、上部層６２の表面にレジスト６３を塗布し、次に、図９（ｅ）に示すように所定のパターンが形成されるように露光・現像し、図９（ｆ）に示すようにドライエッチングを行い、図９（ｇ）に示すようにレジスト６３を除去することによって、エッチングストップ層５５の上部に、図８に示した第２の突起５３および第３の突起５４に相当する突起を形成する。次に、図９（ｈ）に示すように、出発材料６１の下部表面にレジスト６４を塗布し、次に、図９（ｉ）に示すように所定のパターンが形成されるように露光・現像し、図９（ｊ）に示すようにドライエッチングを行い、図９（ｋ）に示すようにレジスト６４を除去することによって、エッチングストップ層５５の下部に、図８に示した第１の突起５２に相当する突起を形成する。最後に、図示していないが、窓５の両面にＳｉＣまたはＳｉＮからなる保護膜を形成して、図８に示した窓５を得る。
【００４２】
図１０は、図６および図８に示す窓５の構成部材と異なる構成部材で構成された窓５の断面図である。
図１０に示した窓５は、図６に示した窓５と比べて、図６に示したエッチングストップ層５５の構成に代えて、Ｓｉからなる中間層５５２とこの中間層５５２の上層および下層にＳｉＯ２からなるエッチングストップ層５５１，５５３とを形成した点で相違する。
【００４３】
エッチングストップ層５５１，５５３間に熱伝導率の高いＳｉからなる中間層５５２を形成することにより、窓部５１で発生した熱を、第２の突起５３によって第３の突起５４，第１の突起５２に伝導させることができる他に、Ｓｉからなる中間層５５２を介して直接第１の突起５２に伝導させることができ、効率良く窓部５１の温度上昇を抑制することができる。
なお、ここでは、中間層５５２にＳｉを用いたが、Ｓｉに代えて、熱伝導率の良いＡｌ２Ｏ３を用いることも可能である。さらには、中間層５５２としてＳｉを用い、エッチングストップ層５５１，５５３として、ＳｉＯ２に代えて、熱伝導率の良いＡｌ２Ｏ３を用いてもよい。
【００４４】
図１１は、図１０に示した窓５の変形例であり、図１０に示した窓５に比べて、第１の突起５２間、第２の突起５３間、および第３の突起５４間のＳｉＯ２からなるエッチングストップ層５５１，５５３が除去されている点で異なる。このように構成することにより、Ｓｉの熱伝導率は、１６８Ｗ／ｍ・Ｋであり、ＳｉＯ２の熱伝導率１．４Ｗ／ｍ・Ｋと比べて２桁以上大きい。このため、同条件で電子照射したときでは、ＳｉＯ２を有する窓より窓の温度を下げることができ、その結果、窓の寿命を長くできると共に、電子線入力をより一層大きくすることが可能となる。
【００４５】
図１２は、第２の突起５３および第３の突起５４に多結晶質のＳｉ（ｐｏｌｙ−Ｓｉ）または非結晶質のＳｉを用いた場合の、図１０に示した窓５の変形例である。この窓も図１１に示した窓と同様の作用効果を奏することができる。
【００４６】
なお、本実施形態の発明では、図６、図８、図１０乃至図１２図示すように、窓５の電子ビーム入射面に第１の突起５２を形成し、窓５の電子ビーム出射面に第２の突起５３、第３の突起５４を形成するように構成したが、このような構成に限定されず、窓５の電子ビーム出射面または電子ビーム入射面のいずれか一方の面に第２の突起５３、第３の突起５４を形成し、窓５の電子ビーム入射面または電子ビーム出射面のいずれか他方の面に第１の突起５２を形成するようにしてもよい。これによっても先に述べたと同様に、第１の突起５２によって窓５を機械的に補強し、第２の突起５３間の離間領域を電子ビームが透過した際に発生した熱を、第２の突起５３から第３の突起５４に伝導させ、最終的に、蓋部材３に伝導させて放熱させることができるので、窓部５１の温度上昇を抑制し、熱による破損を防止することができる。
【００４７】
次に、本発明の第２の実施形態を図１３乃至図１５を用いて説明する。
図１３は、本実施形態の発明に係る電子ビーム管の窓５の断面図である。
本実施形態の窓５は、第１の実施形態に係る図６に示した窓５等と比べて、第２の突起５３が、第１の突起５２と同面の電子ビーム入射面側に形成されている点で相違する。
【００４８】
本実施形態の窓５においても、第２の突起５３間の離間領域を電子ビームが透過した際に離間領域で発生した熱は、第２の突起５３に伝達され、さらに第２の突起５３に伝達された熱は第１の突起５２に伝導され、最終的に、蓋部材３に伝導されて放熱される。その結果、窓部５１を透過する電子ビームが高出力化され、窓部５１における発熱が増大しても、発生した熱を第２の突起５３を介して効果的に蓋部材３に逃がすことができ、窓部５１の温度上昇を抑制して熱による窓部５１の破損を防止することができる。
【００４９】
なお、本実施形態の窓５も、図１０に示した窓５と同様に、図１３に示したエッチングストップ層５５に代えて、Ｓｉからなる中間層５５２とこの中間層５５２の上層および下層にＳｉＯ２からなるエッチングストップ層５５１，５５３とから形成するようにしてもよい。
【００５０】
次に、図１３に示した窓５の製造方法の一例を図１４および図１５を用いて説明する。
初めに、図１４（ａ）に示すように、ＳｉＯ２からなるエッチングストップ層５５を境にして下部にＳｉからなる下部層５８と上部に下部層５８より薄いＳｉからなる上部層５７を形成した出発材料を用意する。次に、図１４（ｂ）に示すように、下部層５８の表面にＣｕからなる金属層６５をスパッタによって形成する。次に、図１４（ｃ）に示すように、金属層６５の表面にレジスト６６を塗布し、次に、図１４（ｄ）に示すように所定のパターンが形成されるように露光・現像し、図１４（ｅ）に示すように金属層６５をウェットエッチングによって除去する。次に、図１４（ｆ）に示すように、レジスト６６を除去した後に、図１５（ｇ）に示すように、再びレジスト６７を塗布する。次に、図１５（ｈ）に示すように所定のパターンが形成されるように露光・現像し、図１５（ｉ）に示すように、下部層５８を所定の深さまでドライエッチングを行う。次に、図１５（ｊ）に示すようにレジスト６７を除去し、図１５（ｋ）に示すように、再び下部層５８のドライエッチングをエッチングストップ層５５に至るまで行う。その後、図１５（ｌ）に示すように、金属層６５をウエットエッチングによって除去する。ここまでの工程によって、エッチングストップ層５５の下部に第１の突起５２および第２の突起５３に相当する突起を形成することができる。
【００５１】
次に、図７（ｂ）乃至図７（ｅ）に示す工程と同様の工程によって、エッチングストップ層５５の上層部５７に第３の突起５４に相当する突起を形成する。
【００５２】
最後に、全てのエッチング処理が終了した後は、窓５の両面にＳｉＣまたはＳｉＮからなる保護膜５６を形成して、図１３に示した窓５を得る。
【００５３】
ここで、図１３に示した窓５の製造方法として、図１５（ｌ）の工程後、図７（ｂ）乃至図７（ｅ）に示す工程と同様の工程によってエッチングストップ層５５の上層部５７に第３の突起５４に相当する突起を形成する場合について説明したが、上層部５７に第３の突起を形成することなく窓５を構成するようにしてもよい。
【００５４】
なお、本実施形態の発明では、図１３に示すように、窓５の電子ビーム入射面に第１の突起５２、第２の突起５３を形成し、窓５の電子ビーム出射面に第３の突起５４を形成するように構成したが、このような構成に限定されず、窓５の電子ビーム出射面または電子ビーム入射面のいずれか一方の面に第３の突起５４を形成し、窓５の電子ビーム入射面または電子ビーム出射面のいずれか他方の面に第１の突起５２、第２の突起５３を形成するようにしてもよい。これによっても先に述べたと同様に、第１の突起５２によって窓５を機械的に補強し、第２の突起５３間の離間領域を電子ビームが透過した際に発生した熱を、第２の突起５３から第１の突起５２に伝導させ、最終的に、蓋部材３に伝導させて放熱させることができるので、窓部５１の温度上昇を抑制し、熱による破損を防止することができる。
【００５５】
また、上記の各実施形態における窓は、図１に示すような真空管型の電子ビーム管に適用する場合について説明したが、このような電子ビーム管への適用に限られず、例えば、図１７に示すような電子線照射装置における電子ビーム取り出し用窓に適用することも可能である。
【００５６】
【発明の効果】
請求項１に記載の発明によれば、電子ビームを出射する窓が形成された真空容器の内部に電子ビーム発生器を設けた電子ビーム管において、前記窓には、該窓の一方の面上に連続して設けられた第１の突起と、前記第１の突起間に形成される領域に対応する位置にあって前記窓の他方の面上に連続して形成され、その突出高さ、突起幅、隣り合う突起間の距離がそれぞれ前記第１の突起よりも小さい、第２の突起とが形成されているので、第１の突起によって窓を機械的に補強し、第２の突起によって電子ビームが窓を透過した際に発生する熱を窓の外に伝達することができるので、窓の温度上昇を抑制することができ、熱による窓の破損を防止することができる。
【００５７】
請求項２に記載の発明によれば、電子ビームを出射する窓が形成された真空容器の内部に電子ビーム発生器を設けた電子ビーム管において、前記窓には、該窓の一方の面上に連続して設けられた第１の突起と、前記第１の突起間に形成される領域にあって前記窓の一方の面上に連続して形成され、その突出高さ、突起幅、隣り合う突起間の距離がそれぞれ前記第１の突起よりも小さい、第２の突起とが形成されているので、第１の突起によって窓を機械的に補強し、第２の突起によって電子ビームが窓を透過した際に発生する熱を窓の外に伝達することができるので、窓の温度上昇を抑制することができ、熱による窓の破損を防止することができる。
【００５８】
請求項３に記載の発明によれば、前記第２の突起は、結晶質または非結晶質のＳｉから構成されているので、電子ビームが窓を透過した際に発生する熱を効果的に窓の外に伝達することができる。
【００５９】
請求項４に記載の発明によれば、前記窓は、少なくとも、ＳｉまたはＡｌ２Ｏ３からなる層を有するので、この層を介して電子ビームが窓を透過した際に発生する熱を効果的に窓の外に伝達することができる。
【００６０】
請求項５に記載の発明によれば、前記窓の両面に、ＳｉＣまたはＳｉＮからなる保護膜が設けられているので、窓の機械的強度を増すと共に、保護膜を形成する際に、窓に加わる応力をキャンセルすることができるので、一方の面にだけに設けた場合に比べて、反りを回避することができる。
【００６１】
請求項６に記載の発明によれば、真空容器の内部に設けた電子ビーム発生器から発生される電子ビームを前記真空容器の外部に取り出す電子ビーム取り出し用窓において、前記電子ビーム取り出し用窓には、該窓の一方の面上に連続して設けられた第１の突起と、前記第１の突起間に形成される領域に対応する位置にあって前記窓の他方の面上に連続して形成され、その突出高さ、突起幅、隣り合う突起間の距離がそれぞれ前記第１の突起よりも小さい、第２の突起とが形成されているので、第１の突起によって窓を機械的に補強し、第２の突起によって電子ビームが窓を透過した際に発生する熱を窓の外に伝達することができるので、窓の温度上昇を抑制することができ、熱による窓の破損を防止することができる。
【００６２】
請求項７に記載の発明によれば、真空容器の内部に設けた電子ビーム発生器から発生される電子ビームを前記真空容器の外部に取り出す電子ビーム取り出し用窓において、前記電子ビーム取り出し用窓には、該窓の一方の面上に連続して設けられた第１の突起と、前記第１の突起間に形成される領域にあって前記窓の一方の面上に連続して形成され、その突出高さ、突起幅、隣り合う突起間の距離がそれぞれ前記第１の突起よりも小さい、第２の突起とが形成されているので、第１の突起によって窓を機械的に補強し、第２の突起によって電子ビームが窓を透過した際に発生する熱を窓の外に伝達することができるので、窓の温度上昇を抑制することができ、熱による窓の破損を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１の実施形態の発明に係る電子ビーム管の全体構成を示す断面図である。
【図２】図１に示した窓５の電子ビーム出射面側から見た拡大平面図、同じく窓５の電子ビーム入射面側から見た拡大平面図、および電子ビーム出射面側から見た窓部５１を拡大して示した平面図である。
【図３】図２と異なる図１に示した窓５の電子ビーム出射面側から見た拡大平面図、および同じく窓５の電子ビーム入射面側から見た拡大平面図である。
【図４】図３の窓部５１の変形例を示す図である。
【図５】図２および図３と異なる形状を有する図１に示した窓５の電子ビーム入射面側から見た拡大平面図である。
【図６】図１に示した窓５の拡大断面図である。
【図７】図６に示した窓５の製造方法を説明するための図である。
【図８】図６に示す窓５の構成部材と異なる構成部材で構成された窓５の断面図である。
【図９】図８に示した窓５の製造方法を説明するための図である。
【図１０】図６および図８に示す窓５の構成部材と異なる構成部材で構成された窓５の断面図である。
【図１１】図１０に示した窓５の変形例を示す図である。
【図１２】第２の突起５３および第３の突起５４に多結晶質のＳｉ（ｐｏｌｙ−Ｓｉ）または非結晶質のＳｉを用いた場合の、図１０に示した窓５の変形例を示す図である。
【図１３】第２の実施形態の発明に係る電子ビーム管の窓５の断面図である。
【図１４】図１３に示した窓５の製造方法を説明するための図である。
【図１５】図１３に示した窓５の製造方法を説明するための図である。
【図１６】従来技術に係る電子ビーム管の全体構成を示す図である。
【図１７】従来技術に係る電子線照射装置の概略構成を示す図である。
【図１８】従来技術に係る製造方法によって製造された、図１６に示すような電子ビーム管に使用される窓１０５の構成の一部を示す断面図である。
【符号の説明】
１  真空容器
２  電子ビーム発生器
３  蓋部材
４  貫通孔
５  窓
５１  窓部
５２  第１の突起
５３  第２の突起
５４  第３の突起
５５，５５１，５５３  エッチングストップ層
５５２  中間層
５６  保護膜
５７，６２  上部層
５８  下部層
５９，６０，６３，６４，６６，６７  レジスト
６１  出発材料
６５  金属層
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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