[发明专利]用于离子化气体的X射线源

说明书

本发明涉及用于离子化气体的X射线源，其中在真空腔室中具有场发射尖端阵列。利用本发明，将创造一种用于离子化气体的设备，其将杆状高压离子发生器的简单的、紧凑的且节约成本的设计和布置与低能量X射线离子发生器的优势相结合。这利用真空区域(3b)内的场发射尖端阵列(1)进行布置，所述真空区域由罩(3)和支撑板(4)的一部分包封，其中所述场发射尖端阵列(4)相对于载板(4)电绝缘布置并接线作为连接至高压源的阴极，并且其中对于X射线辐射是透明的透射窗(2)布置在居中于所述场发射尖端阵列(1)上方的所述罩(3)中，并且其中所述罩(3)接线作为阳极。

技术领域

本发明涉及一种用于离子化气体的X射线源，其中在真空腔室中具有场发射尖端阵列。

背景技术

此类用于离子化气体的X射线源由多个单独的X射线源构成，所述多个单独的X射线源利用杆状载体纵向布置成行并被供应所需电压。此处X射线源在空气流中以这样的方式安装：它们对杆状布置的周围空气进行离子化。已经以这种方式进行离子化的空气可以用于在临界制造区域中中和静电电荷。

例如，在微电子工业的制造安装的洁净室中，这种X射线源可以插入在通常垂直的空气流中，以便利用离子化的气体中和物件上的静电电荷。这种中和是必要的，因为静电电荷导致颗粒沉降增加。另一方面，不受控制的放电可能引起对微结构的损坏。静电放电称为ESD(Electro Static Discharge)。还使用离子发生器来在隔间或其它空间内产生不同带电离子的预定离子密度，其中离子的重组通常在离子已经产生之后立即开始。

常用的离子化系统利用高压在尖端电极处经由气体放电产生离子。在这个过程中，使用直流电压以及交流电压二者，或者所谓的脉冲直流电压。因而，为了最小化正负离子的重组，使用不同的方法。这些离子发生器的基本方面是实现正负离子的平衡率。

因而，DE 600 34 040 T2公开了一种离子产生器设备，其中使用了由钛、铂、钛-铂化合物制成或由未生锈的金属制成或者由合金制成的彼此紧挨着的多个直立发射针。所述发射针由圆柱形芯构成，所述圆柱形芯由复合材料包封，所述复合材料由包含玻璃纤维的不饱和聚酯化合物制成。每一个针尖末端在锥形压痕中的外壳的外部，所述锥形压痕可以被栅格覆盖。在针尖处，产生沿着针的强电压场或电位差，以便确保通过发射尖端产生电子。出于这个目的，针直接连接至高压为4.3-6kV的高压源。针尖可以另外涂覆有金膜。

此外，DE 691 11 651 T2公开了一种洁净室电晕空气离子发生器，其具有连接至高压源的至少一个电晕尖端。电晕尖端位于一端封闭的管内，并且无水的富氢气体围绕尖端流动。此电晕空气离子发生器使得能够去除微污染物，诸如可能在电晕离子发生器中形成的硝酸铵积聚物。

在DE 698 18 364 T2中，使用了锗发射电极，以便在集成电路制造期间将金属污染减少至最低可能等级。发射极电极具有末端为圆锥形半径的尖端。锗发射极是半导体的并具有大约0.1-100Ωcm的比电阻。为了实现这些目标，锗发射极优选地掺杂了锑。

US 5 729 583涉及一种用于放射诊断的微型低能量X射线源，其中发射尖端阵列布置在阴极表面上的真空腔室中，并且其中平坦的栅极布置设置在发射尖端阵列上方。金属膜形式的相关联阳极在真空腔室中沿着内壁及在发射尖端阵列之前的准直仪前面延伸。发射尖端位于平坦栅极布置的圆柱形开口中，并且绝缘层在阴极表面与栅极布置之间延伸。

发射尖端阵列的类似构造公开在US 3 665 241中。

DE 10 2009 031 985 A1公开了一种具有多个电极对的离子发生器，所述多个电极对具有不同的电极长度，布置在圆周外围并突出至空气流中，其中正负离子流不重叠。以这种方式，减少通过新的重组中和的离子的数量，使得改善要保护的工件上的放电效率。