专利名称：阵列式x光源曝光装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种X光产生装置，尤其是一种以四极结构的场发射器作为阴极电子源的X光产生装置。
背景技术：
自十九世纪X光意外被发现，并可以清楚透视人的身体后，在的后众多科学家竞相研究下，开启了科学上革命性的一页，特别是在医学临床上的应用，更是造福许多人，而如今，X光的应用除了被利用于医学领域外，同时更应用在工业用途及保全作业上。
而目前一般公知的X光曝光装置，其中该X光产生结构包括阴极电子源及阳极靶材，且同时设置于真空腔体中。其中该阴极电子源为一种由钨或碳材质所构成的热电子发射源，而该阳极靶材为金属靶材，如钨、银或铜所制成，而该真空腔体还包括透明窗。因此当电子束自阴极电子源射出后，利用阴阳极之间的高压电差加速其电子运动，以撞击该阳极的金属靶材而产生能量的转移，并激发出X光自透明窗导出经过被照物后，最后再加以曝光于光阻上。
但公知技术中的X光曝光装置，是利用热电子发射源作为电子束的来源，传统的热电子源必须消耗较大的能量才能引发电子束的产生。而同时为了让电子束具有足够的能量撞击该阳极靶材，该阳极及阴极之间则必须保持一定的距离，以提供足够的电压差以利于该电子束加速。然而此举虽有利于高压电差的产生，但对于产生的电子束而言，因为过长的距离而使电子束产生扩散的情况，造成电子密度下降，使得电子束撞上阳极靶材后所产生的X光品质变差，直接影响后续X光的应用，而公知的阴阳极结构中亦没有装设用以收敛电子束的结构，成为该公知X光产生装置的缺失。
而为了解决上述的电子束产生扩散的情况，之后的公知技术公开了一种非热电子发射源的纳米碳管的阴极电子发射源材料，并利用收敛结构的场发射器作为阴极电子束发射源的X光曝光装置。其上设有用以收敛电子束的收敛网罩10a，如图1所示的结构，网罩10a上具有闸极层100a及收敛层101a，网罩10a上还设有多个平行排列的透孔102a。透孔102a的位置对准于阴极电子源12a及阳极靶材14a上，以作为阴极纳米碳管电子源12a所产生的电子束射向阳极靶材14a时穿越网罩10a的通道。由于采用纳米碳管作为电子发射源，因此无须额外提供热源以激发电子发射源，以阴阳极间的高压即可汲引阴极电子发射源产生电子束，更进一步利用收敛层同时排除以扩散的电子，使电子束以收敛的形式撞击靶材14a并产生能量的转换，使X光自阳极靶材14a的另一侧经由透明窗16a透出经过被照物后在光阻上曝光成像。
虽然上述的收敛结构的电子发射源，可有效将阴阳极结构间的阴极电子源12a所产生的电子束加以收敛，并直接撞击该阳极靶材14a，产生品质较好的X光，并由靶材14a的另一侧所设置的透明窗16a透出。但由于所产生的X光自透明窗16a透出后，形成一种发散状态，因此当发散的X光照射在被照物上，该X光无法产生聚焦效果，使得X光穿透被照物后无法精确的成像于光阻上，成为该装置中未尽理想之处。
实用新型内容针对上述的缺失，本实用新型的主要目的在于提供一种具有多个收敛透镜的阵列式X光源曝光装置。该装置主要包括X光背光源及多个收敛透镜，其中该X光背光源还包括阴极电子发射装置、阳极靶材及透窗，该阴极电子发射装置为一种具有四极结构的多纳米碳管电子发射源，其上设有闸极层及收敛电极层，而该阳极靶材设于对应阴极电子发射装置的位置，同时阳极靶材外侧设有透窗，透窗外设有对应于电子发射源的多个收敛透镜，由此该背光源使产生的X光，经由透窗透射而出后，再经由收敛透镜聚焦，照射被照物后可精确成像于欲曝光的光阻上。
本实用新型通过设置多个收敛透镜，可以使由透明窗所透射出的发散X光经由该收敛透镜产生聚焦效果，以精确成像于欲成像的光阻上。
图1是公知的结构剖视图；图2是本实用新型的结构剖视示意图图3是本实用新型的曝光装置透镜示意图；图4是本实用新型的操作示意图；图5(A)、(B)分别是本实用新型的X光操作示意图。
主要组件符号说明如下(公知技术)收敛网罩10a闸极层100a收敛层101a 透孔102a阴极电子源12a 阳极靶材14a透明窗16a(本实用新型)X光曝光机1 X光背光源11纳米碳管发射装置110阳极靶材112透窗114聚焦透镜12电子束10 X光20基座30 被照物40影像50 光阻60基板601第一绝缘层602闸极导电层603 第二绝缘层604收敛层605 穿孔606凹陷区域607阴极电极608电子发射源609
具体实施方式
请参阅图2，为本实用新型的X光曝光机结构的剖视示意图。X光曝光机1的结构包括X光背光源11及多个聚焦透镜12。X光背光源11还包括阴极电子发射装置110、阳极靶材112及透窗114，其中阳极靶材112为金属材质，设于阴极电子发射装置110的上方，透窗114则设于阳极靶材112的外侧，与多个聚焦透镜12连接。另外，阴极电子发射装置110为一种具有四极结构的纳米碳管电子发射源结构，还包括基板601，为玻璃材质。在基板601上具有第一绝缘层602，第一绝缘层602上形成有闸极导电层603，在闸极导电层603上再形成有第二绝缘层604。之后在第二绝缘层604设有收敛层605，收敛层605为全面导通的金属层，以提供电压对通过的电子束产生收敛作用。同时在上述的第一绝缘层602、闸极导电层603、第二绝缘层604及收敛层605上形成有多个穿孔606。穿孔606的排列方式呈阵列式，穿孔606使基板601曝露在形成于穿孔606内部的凹陷区域607中，并在凹陷区域607内设置有阴极电极608，最后在阴极电极608上设有纳米碳管电子发射源609，以形成整个纳米碳管发射装置110。此外，上述的多个聚焦透镜12的设置位置恰对应于各个纳米碳管电子发射源609，亦呈现阵列式排列，其外观如图3所示。
请参阅图4，为本实用新型的操作剖视图。其以多组的纳米碳管电子发射源609结构来展现，可看出，电子通过闸极导电层603由纳米碳管电子发射源609汲引出后形成电子束10(如箭头所示)射向阳极靶材112，电子束10经过收敛层605后，电子束10截面的发散程度即被收敛层605所限制，使电子束10集中撞击于阳极靶材112的预定区域中。
续请参阅图4，如上所述，本实用新型的X光背光源11为一种具有纳米碳管作为阴极电子发射源的结构，因此当纳米碳管电子发射源609所产生的电子束10撞击阳极靶材112之后，经由电子填补能级所释放出来的能量形成一种低能量的X光20。之后再经由透窗114透射而出，此时X光20为一种发散的X光，而通过对应于X光20射出的路径上所设的聚焦透镜12将发散的X光20加以收敛而形成聚焦状态后，直接照射于放置在基座30上的被照物40，如图5(A)所示。当X光20准确照射于被照物40后，同时被照物40被X光20所照射的影像50，成像于背后的光阻60上，如图5(B)所示。由此，透过单一或多个纳米碳管电子发射源609射出的电子束10撞击阳极靶材112所产生小区域X光20，再透过聚焦透镜12再加以聚焦形成收敛的X光束，除了可精准照射于被照物品40上，最后清楚成像于光阻60上，还可配合所选择的照射区域进行小规模区域的曝光作用。
然而以上所述的实施方式仅为较佳的实施实例，当不能以此限定本实用新型实施范围，根据本实用新型权利要求书及说明书内容所作的等效变化或修饰，皆应属本实用新型涵盖范围。
权利要求1.一种阵列式X光源曝光装置，其特征在于，包括X光背光源，其内设有阴极电子发射装置、阳极靶材及透窗，所述阳极靶材对应于所述阴极电子发射源，而所述透窗设于所述阳极靶材的外侧；以及多个聚焦透镜，设于所述透窗的外侧。
2.如权利要求1所述的阵列式X光源曝光装置，其特征在于所述阴极电子发射装置包括基板，在所述基板上形成有第一绝缘层，在所述第一绝缘层上形成有闸极层，所述闸极层上形成有第二绝缘层，以及所述第二绝缘层上形成有收敛层，所述第一绝缘层、闸极层、第二绝缘层及收敛层上形成有多个穿孔，以及在穿孔内形成有暴露于基板的凹陷区域，在所述的凹陷区域内设有纳米碳管电子发射源。
3.如权利要求2所述的阵列式X光源曝光装置，其特征在于所述基板为玻璃材质。
4.如权利要求2所述的阵列式X光源曝光装置，其特征在于所述收敛层为导通的金属层。
5.如权利要求2所述的阵列式X光源曝光装置，其特征在于所述纳米碳管电子发射源还连接有阴极电极。
6.如权利要求1所述的阵列式X光源曝光装置，其特征在于阳极靶材为金属材质。
7.如权利要求1所述的阵列式X光源曝光装置，其特征在于所述聚焦透镜所设的位置对应于电子发射源。
专利摘要一种具有X光收敛结构的阵列式X光源曝光装置，该装置主要包括X光背光源及多个收敛透镜，其中该X光背光源还包括阴极电子发射装置、阳极靶材及透窗，该阴极电子发射装置为一种具有四极结构的多纳米碳管电子发射源，其上设有闸极层及收敛电极层，而该阳极靶材设于对应阴极电子发射装置的位置，同时阳极靶材外侧设有透窗，透窗外设有对应于电子发射源的多个收敛透镜，由此该背光源使产生的X光，经由透窗透射而出后，再经由收敛透镜聚焦，照射被照物后可精确成像于欲曝光的光阻上。
文档编号G03B42/02GK2929777SQ20062012105
公开日2007年8月1日 申请日期2006年7月5日 优先权日2006年7月5日
发明者郑正元, 詹德凤, 郑奎文 申请人:东元电机股份有限公司