Диафрагма с окнами для электронного луча, имеющими неоднородные поперечные сечения

Изобретение относится к области электронно-лучевой техники. Диафрагмы с окнами могут иметь первую поверхность и вторую поверхность и один или более элементов, простирающихся от первой поверхности до второй поверхности. Эти один или более элементов могут иметь неоднородное или сужающееся поперечное сечение между первой поверхностью и второй поверхностью. Первая поверхность может конфигурироваться для экспонирования для условий вакуума, и она может конфигурироваться для приема ускоренных электронов от генератора электронного луча. Вторая поверхность может конфигурироваться так, чтобы сделать возможным прохождение электронов через фольгу. Диафрагмы с окнами могут улучшить системы электронно-лучевой обработки, например, посредством увеличения плотности мощности для электронов, понижения потребления энергии, уменьшения поглощения тепла в фольге, улучшения использования фольги и увеличения срока ее использования и предоставления потенциальной возможности для использования меньших и более дешевых машин для электронно-лучевой обработки. Технический результат - повышение эффективности систем электронно-лучевой обработки. 5 н. и 16 з.п. ф-лы, 8 ил.

 

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ

[0001] Варианты осуществления настоящего изобретения относятся в целом к электронно-лучевым системам, а более конкретно, к узлам диафрагм с окнами для системы электронно-лучевой обработки.

Уровень техники

[0002] Устройство для обработки пучком частиц широко используется для экспонирования подложки или покрытия для сильно ускоренных пучков частиц, таких как электронный луч (EB), чтобы вызвать химическую реакцию на подложке или покрытии.

[0003] Электрон представляет собой отрицательно заряженную частицу, находящуюся в любом веществе. Электроны вращаются вокруг ядра атома подобно тому, как планеты вращаются вокруг солнца. Посредством обобществления электронов, два или более атомов связываются вместе с образованием молекул. При EB обработке, электроны высоких энергий используются для модификации молекулярной структуры разнообразных продуктов и материалов. Например, электроны можно использовать для изменения специально разработанных жидких покрытий, красок и адгезивов. Во время обработки EB, электроны разрывают связи и образуют заряженные частицы и свободные радикалы. Затем эти радикалы объединяются с образованием молекул большего размера. С помощью этого процесса, жидкость преобразуется в твердый продукт. Этот процесс известен как полимеризация.

[0004] Жидкие покрытия, обрабатываемые с помощью EB обработки, могут включать краски для печати, лаки, силиконовые съемные покрытия, грунтовочные покрытия, чувствительные к давлению адгезивы, барьерные слои и адгезивы для ламинирования. EB обработку можно также использовать для изменения и улучшения физических характеристик твердых материалов, таких как бумага, подложки и нетканые текстильные подложки, все они специально разрабатываются для реагирования на EB обработку.

[0005] Устройство для электронно-лучевой обработки, как правило, содержит три зоны, то есть, зону вакуумной камеры, где генерируется пучок частиц, зону ускорителя частиц и зону обработки. В вакуумной камере, вольфрамовая нить нагревается примерно до температуры 2400K, которая представляет собой температуру термоионной эмиссии вольфрама, для создания облака электронов. Затем к вакуумной камере прикладывается положительная разность напряжений для извлечения и ускорения, одновременно с этим, этих электронов. Затем, электроны проходят через тонкую фольгу и поступают в зону обработки. Тонкая фольга функционирует в качестве барьера между вакуумной камерой и зоной обработки. Ускоренные электроны покидают вакуумную камеру через тонкую фольгу и поступают в зону обработки при атмосферных условиях.

[0006] Узел диафрагмы с окнами можно использовать для поддержки фольги в системах электронно-лучевой обработки. Элементы современных узлов диафрагм с окнами имеют однородную геометрию поперечного сечения по всей глубине диафрагмы или окна в направлении перпендикулярном фольге.

[0007] Соответственно, имеется необходимость в узлах диафрагм с окнами, которые используют неоднородную геометрию поперечного сечения по всей глубине диафрагмы, что может повысить плотность мощности электронов и улучшить эффективность в системах электронно-лучевой обработки.

Сущность изобретения

[0008] Настоящее изобретение относится к узлам диафрагм с окнами для использования в системах с пучками частиц, например, при электронно-лучевой обработке. В одном из вариантов осуществления, предлагается диафрагма с окнами для электронно-лучевой системы. Диафрагма с окнами может содержать первую поверхность и вторую поверхность, и один или более элементов, простирающихся от первой поверхности до второй поверхности. Один или более элементов могут иметь неоднородное поперечное сечение между первой поверхностью и второй поверхностью. Первая поверхность может экспонироваться для условий вакуума и может конфигурироваться для приема ускоренных электронов от генератора электронного луча. Вторая поверхность может располагаться рядом с фольгой, через которую проходят электроны.

Краткое описание чертежей

[0009] Фиг.1 представляет собой вид сбоку иллюстративного узла диафрагмы с окнами в соответствии с одним из аспектов настоящего изобретения.

[00010] Фиг.2 представляет собой увеличенный вид сбоку части иллюстративного узла диафрагмы с окнами в соответствии с одним из аспектов настоящего изобретения.

[00011] Фиг.3 представляет собой увеличенный вид сбоку части иллюстративного узла диафрагмы с окнами в соответствии с одним из аспектов настоящего изобретения.

[00012] Фиг.4 представляет собой увеличенный вид сбоку части иллюстративного узла диафрагмы с окнами в соответствии с одним из аспектов настоящего изобретения.

[00013] Фиг.5 представляет собой увеличенный вид сбоку части иллюстративного узла диафрагмы с окнами в соответствии с одним из аспектов настоящего изобретения.

[00014] Фиг.6 представляет собой увеличенный вид сбоку части иллюстративного узла диафрагмы с окнами в соответствии с одним из аспектов настоящего изобретения.

[00015] Фиг.7 представляет собой увеличенный вид сбоку части иллюстративного узла диафрагмы с окнами в соответствии с одним из аспектов настоящего изобретения.

[00016] Фиг.8 представляет собой увеличенный вид сбоку части иллюстративного узла диафрагмы с окнами в соответствии с одним из аспектов настоящего изобретения.

Подробное описание

[00017] Следующее далее подробное описание является иллюстративным и пояснительным, и оно предназначается для осуществления дополнительного пояснения изобретения, описанного в настоящем документе. Другие преимущества и новые особенности будут легко понятны специалистам в данной области из следующего далее подробного описания настоящего изобретения.

[00018] В некоторых вариантах осуществления, предлагается узел диафрагмы с окнами для использования в системах обработки пучком частиц. Узел генерирования пучка частиц может поддерживаться в окружающей среде вакуума в емкости или камере. В устройстве для электронно-лучевой обработки, узел генерирования частиц обычно упоминается как узел электронной пушки. Откачанная камера может быть выполнена из хорошо герметизированной емкости, в которой генерируются частицы, такие как электроны. Может быть предусмотрен вакуумный насос для создания вакуумной окружающей среды при давлении приблизительно 10^-6 Торр или других условий вакуума, по потребности. В вакуумной окружающей среде камеры вокруг нити генерируется облако электронов, когда источник питания высокого напряжения направляет электрическую энергию для нагрева нити.

[00019] При достаточном нагреве, нить накаляется добела и генерирует облако электронов. Затем эти электроны извлекаются из нити в области более высокого напряжения, поскольку электроны представляют собой отрицательно заряженные частицы и ускоряются до исключительно высоких скоростей. Нить может состоять из одной или нескольких проволок, обычно изготовленных из вольфрама, при этом две или более проволок могут конфигурироваться для равномерного распределения по длине опоры для фольги и испускают лучи электронов по всей ширине подложки.

[00020] Узел генерирования пучка частиц может содержать первый анод (управляющую сетку), конечный анод и отражатель. Отражательная пластина отражает электроны и направляет электроны в направлении управляющей сетки. Отражательная пластина может работать при различных напряжениях, например, при напряжении чуть ниже, чем у нити, для сбора и перенаправления электронов, уходящих из нити и отклоняющихся от направления электронного луча.

[00021] Управляющая сетка может работать при более отличающемся напряжении, например, при напряжении выше, чем у нити, и может притягивать электроны прочь от нити и направлять их в направлении сетки конечного анода. Управляющая сетка может контролировать количество электронов, извлекаемых из облака, это определяет интенсивность электронного луча. Конечная сетка может, как правило, работать при таком же напряжении, как и управляющая сетка и может действовать в качестве конечного шлюза для электронов перед тем, как они ускоряются до исключительно высоких скоростей для прохождения через узел опоры для фольги. Нить может работать при -110000 Вольт (то есть, при -110 кВ), а узел опоры для фольги может заземляться или поддерживаться при 0 Вольт. Отражательная пластина может быть установлена для работы при -110010 Вольт для отражения любых электронов в направлении нити. Управляющая сетка и конечная сетка могут устанавливаться для работы в диапазоне от -1107000 Вольт до -109700 Вольт.

[00022] Затем электроны могут покидать вакуумную камеру и поступать в систему опоры для фольги через тонкую фольгу (например, титановую фольгу) для проникновения в материал с покрытием или подложку, чтобы вызвать химическую реакцию, такую как полимеризация, поперечная сшивка или стерилизация. Скорость электронов может достигать или превышать 100000 миль (150000 км) в секунду. Тонкая фольга может надежно зажиматься вне узла опоры для фольги с целью обеспечения защищенного от протечек вакуумного уплотнения внутри камеры. Электроны с высокими скоростями могут проходить через систему опоры для фольги, через тонкую фольгу и в подложку, которая обрабатывается. Для предотвращения чрезмерных потерь энергии, фольга может изготавливаться настолько тонкой, насколько это возможно, в то же время, обеспечивая механическую прочность, достаточную чтобы выдерживать разность давлений между состоянием вакуума внутри узла генерирования частиц и узлом обработки.

[00023] Система опоры для фольги может содержать узел диафрагмы с окнами. Узел диафрагмы с окнами может использовать неоднородную геометрию поперечного сечения по глубине диафрагмы с окнами. Узел диафрагмы с окнами может содержать объем окна, через которое проходят электроны. Узел диафрагмы с окнами может иметь уменьшенную или увеличенную площадь поперечного сечения в точке, где электроны впервые сталкиваются с объемом окна, и в том направлении, в котором электроны проходят через объем окна в направлении тонкой фольги и попадают в подложку, которая обрабатывается.

[00024] В некоторых вариантах осуществления, диафрагма с окнами может содержать первую поверхность (например, верхнюю поверхность) и вторую поверхность (например, нижнюю поверхность). Как обычно упоминается в настоящем документе, первая и вторая поверхности расположены в горизонтальном направлении, и перпендикуляры к первой и второй поверхности находятся в вертикальном направлении. Первая поверхность и вторая поверхность могут быть в целом параллельными. Первая поверхность может экспонироваться для условий вакуума и конфигурироваться для приема ускоренных электронов от генератора электронного луча. Вторая поверхность может находиться рядом с тонкой фольгой. Один или более элементов могут простираться от первой поверхности до второй поверхности. Элементы могут включать, например, (без ограничения), гребни, ребра, отверстия, просверленные отверстия, и другие пригодные для использования конфигурации геометрии опоры. Электроны, генерируемые генератором электронного луча, могут свободно проходить между элементами узла диафрагмы с окнами, через тонкую фольгу и в подложку, которая обрабатывается. Элементы могут иметь неоднородное поперечное сечение между первой поверхностью и второй поверхностью. Неоднородное поперечное сечение может включать верхнее поперечное сечение. Неоднородность поперечного сечения элементов может оказывать воздействие сужения между первой поверхностью и второй поверхностью. Элементы могут равномерно распределяться по узлу диафрагмы с окнами. Фольга может иметь толщину примерно от 5 до 12,5 микрон, и узел диафрагмы с окнами может обеспечивать механическую опору для фольги для поддержания разности давлений, например, почти 1 атмосфера, между вакуумной стороной и атмосферной стороной и выдерживать высокие температуры.

[00025] В некоторых вариантах осуществления, толщина элементов может оптимизироваться для обеспечения соответствующего теплопереноса и механической опоры для фольги. Отношение толщины элемента на вакуумной стороне к толщине на стороне фольги может оптимизироваться для обеспечения более высокой эффективности плотности мощности для электронов. Например, уменьшение толщины элемента дает возможность для уменьшения площади поверхности между первой поверхностью и второй поверхностью, что может сделать возможным поддержание максимальной площади контакта фольги и элемента (например, на второй поверхности) для целей теплопереноса, в то же время, уменьшая количество энергии, которая поглощается в элементах. Величина сужения может находиться в любом пригодном для использования диапазоне. В одном из вариантов осуществления, сужение может иметь величину примерно 50%, например, толщина элемента на первой поверхности может уменьшаться (сужаться) примерно до 50% на второй поверхности.

[00026] В некоторых вариантах осуществления, диаметр поперечного сечения одного или нескольких элементов на первой поверхности больше, чем на второй поверхности. В других вариантах осуществления, диаметр поперечного сечения одного или нескольких элементов на первой поверхности меньше, чем второй поверхности. В других вариантах осуществления, диаметр поперечного сечения одного или нескольких элементов между первой поверхностью и второй поверхностью больше, чем поперечное сечение на первой и второй поверхности.

[00027] В некоторых вариантах осуществления, один или более элементов содержит сечение на виде сбоку, которое содержит, по меньшей мере, одну секцию, которая не является полностью перпендикулярной первой и второй поверхности. Ширина сечения на виде сбоку на одном или нескольких расстояниях между первой и второй поверхностью может отличаться от ширины сечения на виде сбоку на одном или нескольких других расстояниях между первой поверхностью и второй поверхностью. Например, ширина сечения на виде сбоку на первом расстоянии между первой поверхностью и второй поверхностью может быть больше или меньше, чем ширина сечения на виде сбоку на втором расстоянии между первой поверхностью и второй поверхностью. В другом варианте осуществления, один или более элементов содержат сечение на виде сбоку, которое не является полностью прямым.

[00028] В некоторых вариантах осуществления, один или более элементов содержат одну или более площадей поперечного сечения на одном или нескольких расстояниях между первой поверхностью и второй поверхностью и одну или более других площадей поперечного сечения на одном или нескольких других расстояниях между первой поверхностью и второй поверхностью. Одна или более площадей поперечного сечения могут отличаться от одной или нескольких других площадей поперечного сечения. Например, первая площадь поперечного сечения на первом расстоянии между первой и второй поверхностью больше или меньше, чем вторая площадь поперечного сечения на втором расстоянии между первой поверхностью и второй поверхностью.

[00029] В некоторых вариантах осуществления, один или более элементов имеют сечение на виде сбоку, которое не является полностью перпендикулярным, по меньшей мере, одной поверхности из первой поверхности и второй поверхности, где один или более элементов имеют первый горизонтальный диаметр на первой поверхности, второй горизонтальный диаметр на второй поверхности и, по меньшей мере, третий горизонтальный диаметр между первой и второй поверхностью. В некоторых вариантах осуществления, второй горизонтальный диаметр больше, чем третий горизонтальный диаметр, а третий горизонтальный диаметр больше, чем первый горизонтальный диаметр. В других вариантах осуществления, первый горизонтальный диаметр больше, чем третий горизонтальный диаметр, а третий горизонтальный диаметр больше, чем второй горизонтальный диаметр. В других вариантах осуществления, первый горизонтальный диаметр равен второму горизонтальному диаметру, а третий горизонтальный диаметр больше как первого горизонтального диаметра, так и второго горизонтального диаметра.

[00030] В некоторых вариантах осуществления, сечение на виде сбоку одного или нескольких элементов может иметь любую пригодную для использования форму, например (без ограничения), в целом треугольную, в целом трапецеидальную, в целом эллиптическую, в целом шестиугольную, в целом форму конической колбы и нерегулярную форму.

[00031] Узел диафрагмы с окнами может иметь любой размер и протяженность, пригодные для использования в системе обработки пучками частиц. Например, 54-дюймовый объем окна является пригодным для использования вместе с 54-дюймовым ускорителем электронного луча. Узел диафрагмы с окнами может изготавливаться из любого материала, пригодного для использования в системах обработки пучками частиц. Например, узел диафрагмы с окнами может изготавливаться из меди. Узел диафрагмы с окнами, содержащий элементы (например, гребни, ребра, высверленные отверстия, и тому подобное) может создаваться с помощью различных методов механической обработки, например, (без ограничения), сверления (например, с использованием сверлильных устройств для электроразрядной механической обработки (EDM)), фрезерования и/или литья. Элементы могут изготавливаться из меди, алюминия или других пригодных для использования сред с высокими скоростями теплопереноса за счет теплопроводности. Сужение поперечных сечений элементов может создаваться с помощью соответствующего наклона одной или нескольких проволок в применениях EDM. Сужение в элементах, содержащих просверленные отверстия, может создаваться с использованием конического сверла или конической зенковки для создания нецилиндрических или конических отверстий. Для применений с механической обработкой, сужение может создаваться с использованием фрез с сужающимся концом. В применениях с литьем, сужение может заключаться в литьевой форме.

[00032] Узлы диафрагм с окнами в соответствии с настоящим изобретением могут улучшить обработку электронным лучом, например, (без ограничения), посредством функционирования для охлаждения тонкой фольги, для поддержания тонкой фольги в условиях вакуума, в том числе под нагрузкой одна (1) атм., минимум, и для обеспечения точки герметизации вакуумной камеры от внешней атмосферы. Дополнительные преимущества, обеспечиваемые узлами диафрагм с окнами в соответствии с настоящим изобретением, включают более высокую плотность мощности электронов, более низкое потребление энергии, уменьшение поглощения тепла элементами окон и, таким образом, фольгой (например, в положениях контакта фольги с одним или несколькими элементами), улучшение использования фольги и увеличение срока ее использования, потенциальное использование меньших и более дешевых машин для электронно-лучевой обработки.

[00033] Эти преимущества (среди прочего) достигаются с использованием узлов диафрагм с окнами в соответствии с настоящим изобретением, например, на основе неоднородности или сужения поперечных сечений одного или нескольких элементов (например, гребней, ребер, отверстий, просверленных отверстий и других пригодных для использования конфигураций геометрии опоры) между первой поверхностью (например, поверхностью ближайшей к вакуумной камере) и второй поверхностью (например, поверхностью ближайшей к тонкой фольге) объема окна. Например, электроны, проходящие из вакуумной камеры через узел диафрагмы с окнами, будут свободно проходить между элементами с меньшими затруднениями в областях, где элементы сужаются, чем, если бы элементы имели однородные, не сужающиеся поперечные сечения. Уменьшение затруднения, встречаемого электронами, проходящими через диафрагму с окнами, увеличивает количество электронов, проходящих через диафрагму с окнами и тонкую фольгу, увеличивая плотность мощности электронов электронно-лучевой системы. Узлы диафрагм с окнами с однородными или не сужающимися элементами не могут достигать таких преимуществ, поскольку у них нет уменьшения затруднений, встречаемых электронами, проходящими через диафрагму с окнами.

[00034] Обращаясь теперь к Фиг.1, здесь показан вид сбоку иллюстративного узла 100 диафрагмы с окнами в соответствии с одним из аспектов настоящего изобретения. Узел 100 диафрагмы с окнами содержит первую поверхность 102 и вторую поверхность 103. Вторая поверхность 103 находится рядом с фольгой 101 системы электронно-лучевой обработки (не показано). Узел 100 диафрагмы с окнами содержит один или более элементов 110, например, (без ограничения), гребней, ребер, отверстий, просверленных отверстий и других пригодных для использования конфигураций геометрии опоры. Элементы 110 содержат первый диаметр на первой поверхности 102, который больше, чем второй диаметр на второй поверхности 103, например, вызывая воздействие сужения элементов 110. Во время электронно-лучевой обработки, электроны проходят в направлении стрелки 120. Электроны проходят между элементами 110 узла 100 диафрагмы с окнами и/или через них, в направлении стрелки 120 через фольгу 101. Например, когда элементы содержат сплошные структуры (например, гребни, ребра, и тому подобное), электроны проходят между элементами, а когда элементы содержат отверстия, электроны проходят через элементы. Неоднородное сечение на виде сверху или сбоку между первой поверхностью 102 и второй поверхностью 103 элементов 110 дает возможность электронам встречать меньшее затруднение при движении через узел 100 диафрагмы с окнами в направлении стрелки 120.

[00035] Обращаясь теперь к Фиг.2, здесь показан увеличенный вид сбоку части иллюстративного узла 200 диафрагмы с окнами в соответствии с одним из аспектов настоящего изобретения. Узел 200 диафрагмы с окнами содержит первую поверхность 202 и вторую поверхность 203. Вторая поверхность 203 находится рядом с фольгой 201 системы электронно-лучевой обработки (не показано). Узел 200 диафрагмы с окнами содержит элемент 210, который может содержать первый диаметр на первой поверхности 202, который больше, чем второй диаметр на второй поверхности 203, например, вызывая воздействие сужения элемента 210.

[00036] Обращаясь теперь к Фиг.3, здесь показан увеличенный вид сбоку части иллюстративного узла 300 диафрагмы с окнами в соответствии с одним из аспектов настоящего изобретения. Путь 320 прохождения луча электронов проходит в направлении от вакуумной камеры до фольги 301. Элемент 310 имеет сечение на виде сбоку, которое является в целом треугольным. Элемент 310 имеет первый диаметр d как первый диаметр d на первой поверхности (например, на поверхности, расположенной рядом с вакуумной камерой), второй диаметр d₂ на второй поверхности (например, на поверхности, расположенной рядом с фольгой), и третий диаметр d₁ между первой поверхностью и второй поверхностью. Например, в некоторых вариантах осуществления, d больше, чем d₁ и d₁ больше, чем d₂.

[00037] Обращаясь теперь к Фиг.4, здесь показан увеличенный вид сбоку части иллюстративного узла 400 диафрагмы с окнами в соответствии с одним из аспектов настоящего изобретения. Путь 420 прохождения луча электронов проходит в направлении от вакуумной камеры к фольге 401. Элемент 410 имеет сечение на виде сбоку, которое является в целом эллиптическим. Элемент 410 имеет первый диаметр d на первой поверхности (например, на поверхности, расположенной рядом с вакуумной камерой), второй диаметр d₂ на второй поверхности (например, на поверхности, расположенной рядом с фольгой), и третий диаметр d₁ между первой и второй поверхностью. Например, в некоторых вариантах осуществления, d меньше, чем d₁, и d равен d₂.

[00038] Обращаясь теперь к Фиг.5, здесь показан увеличенный вид сбоку части иллюстративного узла 500 диафрагмы с окнами в соответствии с одним из аспектов настоящего изобретения. Путь 520 прохождения луча электронов проходит в направлении от вакуумной камеры к фольге 501. Элемент 510 имеет сечение на виде сбоку, которое является, в целом, шестиугольным. Элемент 510 имеет первый диаметр d на первой поверхности (например, на поверхности, рядом с вакуумной камерой), второй диаметр d₂ на второй поверхности (например, на поверхности, рядом с фольгой) и третий диаметр d₁ между первой и второй поверхностью. Например, в некоторых вариантах осуществления, d меньше, чем d₁, и d равен d₂.

[00039] Обращаясь теперь к Фиг.6, здесь показан увеличенный вид сбоку части иллюстративного узла 600 диафрагмы с окнами в соответствии с одним из аспектов настоящего изобретения. Путь 620 прохождения луча электронов проходит в направлении от вакуумной камеры к фольге 601. Элемент 610 имеет сечение на виде сбоку, которое имеет нерегулярную форму. Элемент 610 имеет первый диаметр d на первой поверхности (например, на поверхности, расположенной рядом с вакуумной камерой), второй диаметр d₃ на второй поверхности (например, на поверхности рядом с фольгой), третий диаметр d₁ между первой и второй поверхностью и четвертый диаметр d₂ между первой и второй поверхностью. Например, в некоторых вариантах осуществления, d меньше, чем d₁, d₁ больше, чем d₂ и d равен d₃.

[00040] Обращаясь теперь к Фиг.7, здесь показан увеличенный вид сбоку части иллюстративного узла 700 диафрагмы с окнами в соответствии с одним из аспектов настоящего изобретения. Путь 720 прохождения луча электронов проходит в направлении от вакуумной камеры к фольге 701. Элемент 710 имеет сечение на виде сбоку, которое является в целом трапецеидальным. Элемент 710 имеет первый диаметр d на первой поверхности (например, на поверхности, расположенной рядом с вакуумной камерой), второй диаметр d₂ на второй поверхности (например, на поверхности, расположенной рядом с фольгой) и третий диаметр d₁ между первой и второй поверхностью. Например, в некоторых вариантах осуществления, d меньше, чем d₁, и d₁ меньше, чем d₂.

[00041] Обращаясь теперь к Фиг.8, здесь показан увеличенный вид сбоку части иллюстративного узла 800 диафрагмы с окнами в соответствии с одним из аспектов настоящего изобретения. Путь 820 прохождения луча электронов проходит в направлении от вакуумной камеры к фольге 801. Элемент 810 имеет сечение на виде сбоку, которое имеет в целом форму конической колбы. Элемент 810 имеет первый диаметр d на первой поверхности (например, на поверхности, расположенной рядом с вакуумной камерой), второй диаметр d₂ на второй поверхности (например, на поверхности, расположенной рядом с фольгой) и третий диаметр d₁ между первой и второй поверхностью. Например, в некоторых вариантах осуществления, d меньше, чем d₁, и d₁ меньше, чем d₂.

[00042] Хотя настоящее изобретение обсуждается в терминах определенных вариантов осуществления, должно быть понятно, что настоящее изобретение не ограничивается таким образом. Варианты осуществления объясняются в настоящем документе в качестве примеров, и существуют многочисленные модификации, изменения и другие варианты осуществления, которые могут использоваться и которые по-прежнему находились бы в рамках настоящего изобретения.

1. Диафрагма с окнами для электронно-лучевой системы, содержащая:

первую поверхность и вторую поверхность и

один или более элементов, простирающихся от первой поверхности до второй поверхности;

при этом один или более элементов имеют неоднородное поперечное сечение между первой и второй поверхностью

и при этом диаметр поперечного сечения одного или более элементов между первой и второй поверхностью больше, чем поперечное сечение на виде сверху на первой поверхности и на второй поверхности.

2. Диафрагма с окнами по п.1, в которой неоднородное поперечное сечение представляет собой поперечное сечение на виде сверху.

3. Диафрагма с окнами по п.1, в которой первая поверхность конфигурирована для экспонирования для условий вакуума и конфигурирована для приема ускоренных электронов от генератора электронного луча.

4. Диафрагма с окнами по п.1, в которой вторая поверхность конфигурирована так, чтобы сделать возможным прохождение электронов через фольгу.

5. Диафрагма с окнами по п.1, в которой первая поверхность и вторая поверхность являются в целом параллельными.

6. Диафрагма с окнами по п.1, в которой один или более элементов содержат одну или более сужающихся поверхностей.

7. Диафрагма с окнами по п.6, в которой сужающаяся поверхность содержит одну или более деталей из гребня, ребра и отверстия.

8. Диафрагма с окнами по п.1, в которой элементы равномерно распределены по всей диафрагме с окнами.

9. Диафрагма с окнами по п.1, в которой диаметр поперечного сечения одного или более элементов на первой поверхности больше, чем на второй поверхности.

10. Диафрагма с окнами по п.1, в которой диаметр поперечного сечения одного или более элементов на первой поверхности меньше, чем на второй поверхности.

11. Диафрагма с окнами для электронно-лучевой системы, содержащая:

верхнюю поверхность и нижнюю поверхность и

один или более элементов, простирающихся от верхней поверхности до нижней поверхности,

где один или более элементов содержит сечение на виде сбоку между верхней поверхностью и нижней поверхностью и

где сечение на виде сбоку содержит по меньшей мере одну секцию, которая не является полностью перпендикулярной верхней поверхности и нижней поверхности,

при этом один или более элементов содержат первый горизонтальный диаметр на верхней поверхности, второй горизонтальный диаметр на нижней поверхности и по меньшей мере третий горизонтальный диаметр на некотором расстоянии между верхней поверхностью и нижней поверхностью

и при этом первый горизонтальный диаметр равен второму горизонтальному диаметру и третий горизонтальный диаметр больше как первого горизонтального диаметра, так и второго горизонтального диаметра.

12. Диафрагма с окнами по п.11, в которой сечение на виде сбоку одного или нескольких элементов представляет собой одно или более сечений из сечения в целом треугольной формы, сечения в целом трапецеидальной формы, сечения в целом эллиптической формы, сечения в целом шестиугольной формы, сечения в целом в форме конической колбы и сечения нерегулярной формы.

13. Диафрагма с окнами по п.11, в которой ширина сечения на виде сбоку на одном или более расстояниях между верхней поверхностью и нижней поверхностью отличается от ширины сечения на виде сбоку на одном или более других расстояниях между верхней поверхностью и нижней поверхностью.

14. Диафрагма с окнами по п.11, в которой второй горизонтальный диаметр больше, чем третий горизонтальный диаметр, и третий горизонтальный диаметр больше, чем первый горизонтальный диаметр.

15. Диафрагма с окнами по п.11, в которой первый горизонтальный диаметр больше, чем третий горизонтальный диаметр, и третий горизонтальный диаметр больше, чем второй горизонтальный диаметр.

16. Диафрагма с окнами по п.3, в которой один или более элементов увеличивают плотность мощности электронов через диафрагму и уменьшают поглощение тепла.

17. Диафрагма с окнами по п.4, в которой один или более элементов уменьшают поглощение тепла диафрагмой с окнами.

18. Диафрагма с окнами для электронно-лучевой системы, содержащая:

первую поверхность и вторую поверхность

один или более элементов, простирающихся от первой поверхности до второй поверхности,

при этом один или более элементов имеет одну или более площадей поперечного сечения на одном или более расстояниях между первой и второй поверхностью и одну или более других площадей поперечных сечений на одном или более других расстояниях между первой и второй поверхностью;

при этом одна или более площадей поперечного сечения отличается от одного или более других площадей поперечных сечений.

19. Диафрагма с окнами по п.16, в которой один или более элементов содержат первую площадь поперечного сечения на первом расстоянии между первой и второй поверхностью, которая больше или меньше, чем вторая площадь поперечного сечения на втором расстоянии между первой и второй поверхностью.

20. Система электронно-лучевой обработки, содержащая:

вакуумную камеру,

атмосферную зону обработки и

диафрагму с окнами по п.1.

21. Система электронно-лучевой обработки, содержащая:

вакуумную камеру,

атмосферную зону обработки и

диафрагму с окнами по п.11.