На рнс. 5.6 показана упрощенная схема разборной рентгеновской трубки с растровым сканированием фокусного пятна [78], предназначенной для работы в дифракционном микроскопе БЕЛУР-20. Для получения остросфакусированного электронного луча в этой трубке используется электронно-оптическая система, состоящая из трехэлектродного прол<ектора (катод /, фокусирующий электрод 2, ускоряющий электрод (анод) 3 с анодной и апертурной диафрагмами) и электромагнитной линзы 4, магнитопровод которой является частью вакуумной оболочки прибора. Двухслойный прострельный анод состоит из медной или серебряной мишени 7 п бериллиевого окна — подложки 6. Электромагнитная линза создает в плоскости мишени уменьшенное изображение кроссовера электронного луча, сформированного прожектором.

Бериллневое окно имеет диаметр 30 и толщину 0,3 мм. Массовая толщина мишени в соответствии с расчетами для диапазона напряженпй 25—40 кВ выбрана равной 1,8 мг/см^. Сканирование электронного луча по поверхности мишени осуществляется магнитной отклоняющей системой 5. Корпус 10 трубки диаметром 90 мм выполнен из металла (нержавеющая сталь), а катодный узел собран на керамическом изоляторе, рассчитанном на номинальное напряжение 50 кВ с необходимым запасом электрической прочности.

Для юстировки электронно-оптической системы трубки служат установочные винты 9. Анодная и апертурная диафрагмы соединены электрически между собой, но изолированы от корпуса прибора. Поэтому юстировка осуществляется перемещением катодного узла в положение, при котором ток иа диафрагме минимален.

Диаметр фокусного пятна трубки (в статическом режиме) 20 мкм; номинальная мощность (при частоте кадровой развертки 0,02—0,25 Гц и размерах растра, регулируемых в пределах от 5X5 до 20X20 мм) равна 15 Вт.

Аналогичную конструкцию имеет разборная растровая трубка на 60 кВ. При ее разработке учтен опыт эксплуатации описанного выше прибора на 50 кВ. Здесь использована более совершенная система юстировки (допускается осевое смещение фокусирующего электрода относительно катода в пределах

/

^^^^

V

Рис. .S,7. Отпаяпиая реитгсиовская трубка с растровы.м сканированием фокусного пятна

/ — металлическая катодная ножка; Р —ускоряющий электрод; 3 — коваровое кольцо; 4 — баллон: 5 — прострельный анод

1 мм); отклоняющая система выполняется в виде отдельного неразборного узла и может быть повернута вокруг своей оси; прострельный анод по периметру охлаждается проточной водой. Мощность нового прибора выше и составляет 20 Вт. Модификация узла прострельного анода позволяет превратить этот прибор в трубку с линейным (однострочным) сканированием фокусного пятна.

Отпаянная растровая трубка на напряжение 60 кВ содержит те же функциональные узлы, что и рассмотренные выше приборы. Катодный узел собран на плоской металлической ножке / с металлическим штенгелем (рис. 5.7). Основными элементами катодного узла являются V-образный прячмонакальный катод из вольфрамовой проволоки диаметром 0,17 мм марки ВА-1 и фокусирующий электрод, имеющий регулируемый отрицательный потенциал. Эти два электрода вместе с ускоряющим электродом 2, выполненным в виде плоской диафрагмы, образуют прожектор. Выводом ускоряющего электрода является коваровое кольцо 3, впаянное в стеклянный баллон прибора приблизительно в средней части его (ближе к катодному концу).

В торцевой части трубки расположен прострельный анод 5 (бериллиевый диск диаметром 60 мм и толщиной 0,5 мм с медной мишенью). Внутренняя поверхность баллона 4 между коваровым кольцом — выводом ускоряющего электрода и прострельным анодом покрыта металлическим слоем во избел<:ание накопления на ней статического заряда. Эта часть баллона представляет собой пролетный канал трубки.

На пролетный канал снаружи надевается короткая магнитная линза и отклоняющая система.

Растр на мишени трубки имеет размеры 40X40 мм; диаметр фокусного пятна (в статическом режиме) 50 мкм; мощность 18 Вт.

Как видим, по параметрам отпаянная трубка несколько уступает разборным образцам. Основные трудности здесь свя-

1i

заиы, в частности, с созданием долговечных мишеней, работающих в режиме высоких удельных нагрузок, а также с необходимостью жесткой юстировки прибора.

S.5. ТРУБКИ ДЛЯ СТРУКТУРНОГО АНАЛИЗА МЕТОДОМ ШИРОКОРАСХОДЯЩЕГОСЯ ПУЧКА

Дифракционная картина «а рентгенограммах, полученных ио методу ШРП, достаточно сложна для анализа. При ее расшифровке обычно рассматривают лишь небольшое число рефлексов, расположенных вокруг центра картины. Это обстоятельство является весьма существенным при выборе конструкции трубки для реализации метода ШРП, и прежде всего конструкции узла, несущего прострельный анод.

Устройство анодного узла должно быть таким, чтобы в схеме обратной съемки, когда кассета с фотопленкой надета на анодную трубу, могли быть надежно зарегистрированы интересующие исследователя центральные рефлексы дифракционной картины. Другими словами, анод не должен экранировать пленку от соответствующих дифрагированных пучков излучения.

В качестве генератора рентгеновского излучения в схемах ШРП используются электронно-зондовые установки и аппараты с разборными трубками различных конструкций. В мировой практике широкое применение получили разборные установки типа «Микрофлекс» японской фирмы «Ригаку Корпорейшн». Одна пз моделей «Микрофлекс» комплектуется трубкой с прострельным анодом, установленным в конце конической анодной трубы. Трубка рассчитана на напряжение 50 кВ; диаметр фокусного пятна регулируется в пределах 10—50 мкм. Установка обеспечивает высококачественные рентгенограммы по схемам прямой и обратной съемки. Однако непрерывная откачка делает установку и ее обслуживание достаточно сложными. Весьма велики ее масса (500 кг) и габариты: 1000Х910Х 1100 *im [28].

Отечественной промышленностью выпускается отпаянная трубка БС1 с вынесенным прострельным анодом, предназначенная для исследования несовершенства структуры монокристаллов методами Шульца, Фудживара и псевдокосселевских линий (по 'Схеме прямой съемки) [5], а также диагностики качества мпннатюрных объектов: микросхем, полупроводниковых приборов, семян растений и других — методом просвечивания. Она имеет анодную трубу длиной 30 и диаметром 8 мм. Трубка может использоваться в двух вариантах: с электростатической или со смешанной (электростатической и магнитной) фокусировкой. Диаметр фокусного пятна в первом варианте 0,1—0,2 мм, во втором 0,035—0,07 мм.

К сожалению, трубка не рассчитана на рентгенограммы в широкорасходящемся пучке по схеме обратной съемки. Обрат-

Рис, 5.8. Рситгсиоигкии трубка БС4

'ную съемку можно производить в режиме электростатической фокусировки, когда с анодной трубы удалены фокусирующие постоянные магниты, иа месте которых устанавливается кассета обратной съемки. Однако в этом режиме трубка имеет большое фокусное пятно, что сказывается на разрешающей способности метода. Кроме того, из-за ■малой длины анодной трубы практически исключена регулировка масштаба рентгенограмм.

Специально для кристаллографических исследований методом ШРП разработана отпаянная трубка БС4, показанная на рис. 5.8.

Катодный узел трубки состоит из V-образной нити на'кала (вольфрамовая проволока диаметром 0,17 мм), изолиро-У| ванного от нее фокусирующего элек-

В трода, металлической стойки и плоской ... 1

В керамической ножки с металлическим

" штенгелем. Конфигурация фокусирующего электрода, напряжение смещения на нем, а также глубина посадки нити накала выбирались на основе траекторного анализа ЭОС трубки.

Керамическая ножка и металлическая стойка в качестве несущего фокусирующий электрод элемента обеспечивают высокую точность сборки и соосность детален катодного узла.

Основными элементами анодного узла являются: массивный медный фланец, так называемая капиллярная анодная труба (диаметр 10/6 мм, длина 180 мм) с коническим окончанием, несущим двухслойный прострельный анод. Последний состоит из бериллиевого диска диаметром 4 и толщиной 0,2 мм и мишени нз титана, меди плп рения. Соединение анодной трубы с фланцем осуществляется аргонодуговой сваркой.

Баллон трубии выполнен пз стекла С-52. В целях надежности юстировки трубки на этапе сборки ее баллон предварительно армируется коваровыми кольцами на установке высокочастотной найкн. Затем армированный баллон соединяют аргонодуговой сваркой с катодным и анодным узлами.

Металлическая арматура катодного и внутренняя поверхность анодного узлов тщательно полируются, что необходимо для снижения токов утечки. Основные методы полировки — механический ih элсктрохимичеоипй.

Трубка рассчитана на напряжение 60 кВ и моншость прн непрерывной продолжительной работе 1 Вт. Для получения фокусного пятна диаметром 30—40 мкм применяется короткая магнитная линза, которую надевают на анодную трубу. Контактная часть прибора выполнена в виде трехштырькового пластмассового цоколя.

С помощью трубки достаточно быстро могут быть получены крупномасштабные рентгенограммы монокристаллов по схемам прямой и обратной съемки. Например, для высококачественной рентгенограммы монокристалла LiF в схеме обратной съемки на излучении медной мишени необходимо около 6—7 мин. Трубка может быть использована также для увеличенных теневых изображений объектов из легкоатомных материалов.

Исследования монокристаллов методом псевдокосселевских линий могут быть выполнены также с помощью микрофокусной трубки БС5, непосредственно предназначенной для проекционной микроскопии. Конструкция этого прибора описана ранее (см. §3.7).

5.6. МОЩНЫЕ РЕНТГЕНОВСКИЕ ТРУБКИ С ВРАЩАЮЩИМСЯ АНОДОМ

Среди источников излучения, применяемых для структурного анализа, наибольшей интенсивностью пучка характеризуются мощные острофокусные разборные трубки с вращающимся анодом, охлаждаемым проточной водой (в данном случае не расс.матр'иваются источники синхротронного излучения —электронные синхротроны и накопительные кольца [93], являющиеся уникальными и дорогостоящими установками). Трубки с вращающимся анодом позволяют увеличить экспреосность анализа и, что ^особенно существенно, дают возможность исследовать структуру короткоживущих и слаборас-сеивающих объектов (например, биополимеров); на основе этих трубок соз/даны системы визуализации топографических изображений. Поэтому, несмотря на сложность этих приборов, их разработке и совершенствованию уделяется большое внимание [29, 81].

Основными элементами конструкции трубок являются катодный и анодный узлы и вакуумная оболочка (корпус) с выпускными окнами. Оба узла крепятся к корпусу с помощью фланцев; уплотнениями служат прокладки из термостойкой резины. Трубку устанавливают на столешнице оперативного стола рентгеновского аппарата, внутри которого располагается вакуумная система для откачки прибора, источник питания, блоки управления вакуумной системой и источником питания и некоторые другие устройства.

Важнейшими элементами катодного узла являются прямО;; накальный катод, фокусирующий электрод и высоковольтный изолятор. Катод изготавливают из вольфрамовой проволоки

диаметром 0,2—0,3 мм в виде винтовой спирали. Фокусирующий электрод, предназначенный для формирования узкого и достаточно мощного ленточного электронного пучка, обычно имеет две фокусирующие щели. Катод и фокусирующий электрод устанавливаются на полом коничеоком изоляторе из керамики, к которому прикладывается полное рабочее напряжение трубки.

Как правило, трубки изготавливают в двух конструктивных вариантах: с вертикальным или горизонтальным катодным узлом. В первом случае они имеют четыре рабочих пучка излучения (две точечные и две штриховые проекции действительного фокусного пятна); во втором — два пучка (две точечные либо две вертикальные штриховые проекции). Обычно угол отбора излучения выбирают таким, чтобы точечные эффективные фокусные пятна имели форму квадрата.

Во всех современных серийно выпускаемых трубках с вращающимся анодом предусмотрена либо дискретная, либо плавная регулировка размеров действительного фокусного пятна.

Дискретная регулировка осуществляется при помощи сменных элементов электронно-оптической системы. Поскольку смена последних может быть выполнена лишь после разгерметизации прибора, указанный метод не позволяет осуществить регулировку размеров пятна непосредственно в процессе работы трубки. В этом состоит принципиальный недостаток метода.

Плавная регулировка может быть осуществлена в работающей трубке. Катодный узел соответствующих приборов имеет более сложную конструкцию. Он дополнительно содержит механизмы для взаимного перемещения элементов ЭОС и устройства для измерения этих иеремещений. Например, в трубках отечественных аппаратов АРТВА-5,0 и АРТВА-2,0 можно плавно регулировать как глубину посадки катода в щели фокусирующего электрода, так и расстояние между фокусирующим электродом и вращающимся анодом при неизменной глубине посадки катода.

Следует отметить, что при плавной регулировке соотношение между сторонами действительного фокусного пятна (а следовательно, и сторонами его проекций при фиксированном положении рабочих пучков излучения) может меняться. Поскольку при некоторых кристаллографических экспериментах требуется приблизительно квадратная форма точечных проекций, возникают определенные ограничения диапазона плавной регулировки. Поэтому в ряде приборов сочетают дискретную и плавную регулировку. В частности, трубка аппарата АРТВА-2,0 комплектуется двумя наборами элементов ЭОС (катодов и фокусирующих электродов). При использованип одного из них достигается плавная регулировка размеров действительного фокусного пятна в пределах от 0,1x1 до 0,2x1,5 мм, при использовании другого — от 0,3X4 до 0,5x5 мм. Для угла выхода

Рис. 5.9, Конструкция анодного узла разборной трубки с вращающимся

анодом

/ — сепаратор; г — шарикоподшипники; 3 — вал аиода; ^ — хвостовик; 5 — распределитель теялоноснтеля; 6 — вал под шкив; 7 — фланец; 8 — рсзииоармированиые манжеты;

9 —мишень; /О — анод

рабочих пучков излучения CV^ размеры точечных проекции при этом изменяются в пределах от 0,1X0,1 до 0,2x0 15 мм и от 0,3X0,4 до 0,5X0,5 мм.

Конструкция анодного узла показана на рис. 5,9. Боковая стенка 9 вращающейся полой цилиндрической камеры вьшол-няет функцию мишени. В полости -камеры установлен сепаратор /, управляющий движением потока охлаждающей воды. Через распределитель теплоносителя 5 вода поступает в зазор между хвостовиком 4 сепаратора и валом 3 анода, омывает внутреннюю поверхность камеры и через центральный канал в хвостовике и распределитель выводится из анода. Монтаж анода выполнен на массивном фланце 7.

Вал анода приводится во вращение от электродвигателя с по.мощью клииоременной передачи и ш-иива 6, находящегося в надежном фрикционном контакте с валом. Вращение осуществляется иосредствюм двух особо точных подшипников 2. Вакуумным уплотнением вращающегося вала являются резиноармиро-ванные манжеты (например, на основе фторкаучука) 8 с антифрикционными добавками. При сборке анодного узла на рабочую кромку манжет наносится небольшое количество вакуумного масла. В процессе работы трубки возобновление жидкой смазки ие требуется. Для улучшения скольжения манжет по поверхности вала соответствующий его участок покрывают тонким слоем хрома. Стенка анодной камеры, выполняющая функцию мишени, изготавливается из меди, содержащей небольшие добавки некоторых металлов, способствующие повышению термостойкости мишени. На наружную поверхность стенки могут быть нанесены в виде покрытий мишени из серебра, кобальта и хрома. В некоторых трубках применяют также мишени из молибдена и железа. В этом случае, как правило, анодная чаша 10 целиком изготавливается из этих металлов.

В целях обеспечения стабильности положения фокусного пятна трубки в пространстве анодный узел после сборки подвергается тщательной балансировке.

Корпус трубки изготавливают из металла, обычно нержавеющей стали. Для выпуска рабочих пучков излучения используются четыре бериллиевых окна толщиной 0,2—0,3 мм. Кроме того, в корпусе обычно имеется окно из свинцового стекла, предназначенное для визуального контроля состояния рабочей поверхности мишени. В процессе работы трубки происходит нагрев корпуса в результате вторичной электронной бомбардировки, а также за счет теплового излучения катода. Поэтому в соответствующей области корпуса предусмотрены каналы для проточного водяного охлаждения. Выпускные окна снабжены затворами с электромагнитным управлением, что позволяет при необходимости дистанционно перекрыть тот или иной рабочий пучок.

В сопоставимых условиях мощность и удельные нагрузки (удельная мощность) трубок с вращающимся анодом в 5—25 раз больше, чем у трубок с неподвижным анодом [29].

В табл. 5,5 приведены параметры серийных рентгеновских аппаратов, в качестве источника излучения в которых использованы трубкн с вращающимся анодом. В классе аппаратов с Малым диаметром анода (100 мм и менее) следует выделить аппарат АРТВЛ-2,0, номинальная мощность трубки которого при фокусном пятне 0,1X1 мм составляет 1,5 кВт на медной Мишени, чему соответствует удельная мощность 15 кВт/мм^.

В течение ряда лет в области создания мощных генераторов Излучения работает японская фирма «Ригаку корпорейшн», настоящее время она выпускает несколько моделей апиара-

Таблица 5.5. Параметры аппаратов с рентгеновскими разборными трубками

Характеристика

«Буревестник»

«Маркони-Эллнот Авионикс»

«Ригаку корпорейшн»

«Сименс»

АРТВА-5,0

[ АРТВА-2,0

GX-20

ОХ-13

j 0X-2I

К1;-2(Ю

RU-500

RU-IOOO

RU-1500

RA-20

Материал мишени

Си, Ag, Сг

Си, Ag, Со, Мо

Си, Ag, Сг, Мо, Fe

Си

Си, Ag, Сг, Мо

Си, Ag, Сг, Мо, Fe, Со, Ni, Au

Си, Ag, Сг, Мо, Fe, Со, Ni, Au

Си, Ag, Сг, Mo, Fe, Co, Ni, Au

Cu, Ag,

Mo

Cu, Mo

Номинальное анодное напряжение, кВ

50

60

50

50

60

60

60

60

60

55

Номинальная мощность на медной мншени, кВт, прп размерах фокусного пятна, мм:

                   

0,1X1

1,5

1,2

2,7

1,2

1,2

 

3,5

0,2X2

3,8

3,0

4,0

3,0

3,0

2,7*

3,9*

; 0,3X3

5,0

4,0

4,0

4,5

5,4

-—

0,5X5

5,0

5,0

10,0

0,5X10

-

 

15,0

12,0

30,0

20,0

1,0X10

 

60,0

90,0

20,0

Наибольшая удельная нагрузка, кВт/мм^

2,0

15,0

12,0

27,0

12,0

12,0

9,0

13,0

35,0

6,7

Наибольший анодный ток, мА

200

200

80

80

300

200

500

1000

1500

400

Продолжение таб.шци 5.5

Характеристика

«Буревестник»

«Маркони-Эллнот Авионикс»

«Ригаку корпорейшн»

«Сименс»

АРТВА-5,0

АРТВА-2,0

ОХ-20

ОХ-13

ОХ-21

ни-200

RU-500

RU-IOOO

RU-1500

RA-20

Анодное напряжение, при котором сохраняется номинальная мощность, кВ

25-50

25--60

. 50

50

50—60

60

60

60

60

55

Плавная регулировка размеров фокусного пятна

Есть

Есть

Нет

Нет

Есть

Нет

Нет

Нет

Нет

Нет

Размеры мишени, мм:

                   

диаметр

100

100

89

457

89

99

400

400

250

99

толщина

4

2

4

4

-

ширина

40

40

-

Частота вращения анода, об/мин

2500

4000

3000, 6000

3000, 4500

3000, 6000

1000

2000

10 000

4000

Расход воды для охлаждения, дм^мнн

6

6

--

10

80

80

Для размеров фокусного пятна 0,15X2 мм.

тов типа RU. Высокими нагрузочными характеристиками обладает трубка, использованная в аппарате RU-1500. При фо-кусном пятне 0,1X1 мм мощность и удельная нагрузка этой трубки составляют соответственно 3,5 кВт и 35 ikBt/m-m^. Однако достигнуты они прежде всего за счет анода относительно большого диаметра (250 мм) и очень высокой частоты его вращения (10ООО об/мин). При фокусном пятне 1,0Х10мм номинальная мощность трубки равна 90 кВт. Установки этого типа имеют высокую стоимость, достаточно сложны в эксплуатации. Поэтому в практике рентгеноструктурного анализа значительно шире используются аппараты с трубками средней мощности, в частности RU-200.

ГЛАВА ШЕСТАЯ

РЕНТГЕНОВСКИЕ ТРУБКИ

ДЛЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ЦЕЛЕЙ

6.1. ТРУБКИ ДЛЯ РЕНТГЕНОЛИТОГРАФИИ

Одной из основных технологических операций прт1 производстве изделий микроэлектроники в настоящее ,время является фотолитография, позволяющая получать изделия с размерами элементов до единиц микрометров. Важнейшей задачей современной микроэлектроники является дальнейшее повышение плотности элементов на единице площади кристалла.

Физическим фактором, ограничивающим дальнейшее уменьшение размеров элементов при фотолитографическом методе, является соизмеримость размеров элемента с длиной волны излучения, применяемого для экспонирования. Следствием этого являются дифракционные искажения, приводящие к размытию границ наносимого рисунка. Чтобы исключить дифракционные иакажения при создании микроструктур с суб.микронными размерами элементов, необходимо использовать для экспонирования излучение с более короткой волной. Это привело к зарождению новой области в технологии производства микроэлектрониых приборов—-рентгеновской литографии. Работы в этом направлении были начаты в 70-е годы в ряде стран [41, 49 и др.].

Рентгеновская литография позволяет получать рисунок размером до 0,1 мкм; она характеризуется однородностью экспозиции резиста на большой глубине, относительной простотой и небольшой стоимостью оборудования, нечувствительностью экснонпропапия к иыли и мелким загрязнениям.

Схема рентгеновской литографии аналогична схеме фотолитографии. Рентгеновское излучение проходит сквозь шаблон, на котором воспроизведен соответствующий рисунок, проецируя его теневое изображение на фоторезист. Так как при экспонировании используется неконтактный метод (шаблон устанавливается на конечном расстоянии s от новерхноетн резиста), появляется геометрическая нерезкость на границах элементов, обусловленная рентгенооптической схемой метода. Геометрическое разрешение р при этом выражается в следующем виде:

\ 2

D

где d'—расстояние фокусное пятно — шаблон; Оф — размер эффективного фокусного пятна источника рентгеновского излучения; D — диаметр пластины с фоторезистом (поле облучения).

Из формулы видно, что для уменьшения геометрического разрешения необходимо увеличить d и уменьшить Оф. При этом следует учитывать, что уменьшение Оф приводит к снижению мощности источника излучения, обусловленному нагревом его мншени, а интенсивность излучения на образце уменьшается пропорционально d^.

Создание резиста, чувствительного к рентгеновскому излучению и обеспечивающего другие требования микроэлектронной технологии, является одной из важных проблем рентгенолитографии. Исследования различных авторов показывают, что в рентгенолитографии наиболее предпочтительно использовать следующие характеристические линии рентгеновского излучения: CuLot (длина волны 1,334 нм), А\ K^^ (0,834 нм), SiKo. (0,713 нм), MoLa (0,541 нм),РЫа (0,46 нм), Pd La (0,437 нм) [28, 41, 49, 93]. В рентгенолитографии попользуются резисты, ири.меняемые в электронной литографии и специально разработанные. Характеристики некоторых из них приведены в [93].

Для повышения чувствительности резистов и уменьшения времени экспозиции в них добавляют хлор, бор и некоторые другие элементы с достаточно высоким атомным номером.

Для экспонирования в рентгеновской литографии применяются разборные или отпаянные рентгеновские трубки [41, 49, 50], источники синхротронного излучения [17 и др.] и плазменные источники [39, 55 и др.].

Разборные рентгеновские трубки обычно имеют вращающийся анод, охлаждаемый проточной водой. Конструкция анода аналогична описанной в § 5.6. Основное отличие трубки — в очень тонком выпускном окне, через которое рабочий пучок излучения проходит в камеру экспонирования, заполненную гелием при пониженном давлении. Различные трубки с вращаю-

щимся анодом имеют сходное конструктивное исполнение. В них используются аноды диаметром 100—300 мм с мишенями, обес. печиваюшими получение перечисленных выше характеристических линий. Частота врашения анода 3000—6000 об/мин; мощность— от единиц до 20—25 кВт.

В настоящее время установки с разборными рентгеновскими трубками начинают применяться для промышленного производства изделий микроэлектроники методом непосредственного пошагового репродуцирования (НПР) [96]. НПР имеет определенные преимущества. В современном производстве сверхбольших интегральных схем (СБИС) применяют пластины 125 — 150 мм. Для рентгенолитографических систем с одновременным экспонированием всего поля размер пластины составляет максимально 100 мм, так как за этим пределом резко возрастают трудности изготовления рентгеновских шаблонов из-за их хрупкости. Кроме того, на шаблонах меньших размеров легче обеспечить точность рисунка, а путе.м приближения источника (т. е. сокращения d) без ущерба для разрешения увеличивается интенсивность излучения на резисте.

Фирма «Микромекс» (США) разработала первую промышленную рентгенолитографическую установку (МХ-1600) для метода НПР [96]. В качестве источника излучения в указанной установке используется разборная трубка с вращающимся, охлаждаемым проточной водой анодом. Мишень анода изготовлена из палладия. Фокусное пятно составляет 3,5 мм. При расстоянии от фокусного пятна до шаблона 250 мм и зазоре между шаблоном и пластинкой 30 мкм размер полутени составляет 0,35 мкм, а разрешающая способность — примерно 0,5 мкм. Производительность такой установки составляет 13 пластин (100 мм) в час. При этом авторы отмечают, что скорость экспонирования зависит от формата репродуцирования (может меняться от 20X20 до 50x50 мм) и чувствительности резиста. Приведенная чувствительность была получена на резисте ДСОРА с чувствительностью 20 мДж/см^.

Основными недостатками рентгенолитографических установок, в которых применены рентгеновские трубки с вращающимся анодом, являются сложность конструкции и обслуживания, вибрации. Поэтому непрерывно ведутся работы по созданию трубок для рентгеновской литографии со стационарным анодом. Такие приборы имеют меньшую мощность по сравнению с трубками с вращающимся анодом и не обеспечивают малое время экспозиции. Однако они представляют большой интерес для лабораторных исследований в области рентгеновской литографии, а также реализации НПР, которое начинает использоваться в промышленном производстве [96].

Фирма «Кевекс» (США) в 1982 г. предложила первый коммерческий источник излучения со стационарным анодом [95]. Мощность рентгеновской трубки составляет 4,5 кВт при фокус-

ном пятне 3 мм. Катод трубки заземлен, а анод находится под высоким положительным потенциалом 20 кВ. Охлаждение анода производится депонизированной водой под высоким давлением, циркулирующей по замкнутой системе. Рентгеновское излучение выпускается сквозь тонкое бериллневое окно диаметром 14 мм, обеспечивающее угол раствора рабочего пучка 12^. При полной нагрузке гарантируется 100 ч непрерывной работы, при пониженной мощности 500—1000 ч. Габариты трубки составляют: диаметр 102 мм, длина 280 мм.

Для экспериментальных работ по рентгенолитографии методом НПР была разработана специальная отпаянная рентгеновская трубка с палладиевой мишенью. Конструкция трубки аналогична приборам серии БСВ (см. § 5.2). Основной особенностью является конструкция выходного окна в виде вакуумного канала длиной 25 мм, диаметром 18 мм, закрытого бериллиевым диском толщиной 100 мкм.

Специальная конструкция и технология соединения, а также удаленность тонкого бериллиевого диска от мишени (вторичные электроны практически не достигают выпускного окна) позволили обеспечить надежную работу трубки в течение 100 ч непрерывной работы при мощности 3,2 кВт и эффективном фокусном пятне 2,0X2,0 мм. Вакуумный канал позволяет также уменьшить поглощение мягкого рентгеновского излучения в воздухе благода^ря приближению выпускного окна трубки к экспонируемой поверхности. Время одного зкснонирования на электронном резисте при площади образца 40X40 мм составляло 30—60 с.

Совершенствование рентгеночувствительных резистов, систем совмещения, источников излучения в отношении увеличения мощности и уменьшения фильтрации излучения позволит шире применять отпаянные рентгеновские трубки для рентгенолитографии.

6.2. ТРУБКИ ДЛЯ ЛЮМИНЕСЦЕНТНОЙ СЕПАРАЦИИ МИНЕРАЛОВ

Среди методов, применяемых в настоя-nj,ee время для обогащения минерального сырья, важное место занимают методы, использующие различного вида ионизирую-nj,He излучения, в частности рентгеновское. Значение этих методов особенно возросло в последние годы, когда стоят задачи все более полного использования различных полезных ископаемых я переработки бедных руд.

В 30-е годы в Советском Союзе впервые для изучения алмазосодержащих руд начал применяться рентгенолюминесцентный метод, который вскоре нашел применение на обогатительных фабриках. Этот метод и аппаратура для него были разработаны М. Е. Богословским [66]. В дальнейшем развитие рентгенолю-минесцентного и других радиометрических методов обогащения

12*

179

178

Рис. 6.1. Схема рентгенолюминесцент-ной сепарации минералов

/ — транспортирующее устройство; 2 — сортируемая руда; 3 — излучатель с рентгеновской трубкой; — блок детектирования

ПОЗВОЛИЛО создать рентгеновскую а'п параду ру, предназначенную для обогащения и других видов сырья (марганцевые руды, мед-ноникелевые, 'ниобиевые, молибденовые, флюоритовые и др.).

В зависимости от того, какое явление, возникающее при взаимодействии рентгеновского излучения с веществом, положено в основу принципа обогащения, различают [59]:

рентгеноабсорбционный метод, основанный на регистрации различий в ослаблении рентгеновского излучения выделяемыми объектами исследуемых руд;

рентгенофлюоресцентный метод, основанный на регистрации различий в интенсивности характеристического флюоресцентного излучения, возбуждаемого первичным пучком рентгеновского излучения в изучаемой руде;

рентгеноотражательный метод, основанный на регистрации различий в интенсивности отраженного рентгеновского излучения от различных компонентов изучаемой руды;

рентгенолюминесцентный метод, основанный на регистрации оптического излучения (в видимой, ультрафиолетовой или инфракрасной области спектра), возникающего в изучаемой руде под действием первичного рентгеновского излучения [59].

Наиболее распространенными методами, использующими рентгеновские трубки в качестве источников излучения, являются рентгеноабсорбционный, рентгенофлюоресцентный и рентгенолюминесцентный. Рассмотрим основные особенности рентгенолюминесцентного метода и вытекающие из этих особенностей требования к рентгеновским трубкам.

На рис. 6.1 изображена схема этого метода. На транспортирующем устройстве / сортируемая руда 2 подается в зону обмера, где подвергается воздействию рентгеновского излучения, генерируемого трубкой 3. Возникающее в результате облучения люминесцентное излучение регистрируется блоком детектирования 4, в качестве чувствительного элемента которого используется электронный умножитель. Сигнал с блока детектирования управляет работой сортирующего устройства, которое отделяет алмазосодержащую породу от пустой.

Производительность рассмотренного метода существенно зависит от интенсивности флюоресцентного излучения извлекаемой породы. Для обеспечения высокой интенсивности этого излучения необходимы мощные рентгеновские трубки. Достоверность обогащения в значительной степени зависит от равно-

мерности распределения мощности дозы рентгеновского излучения по ширине лотка транспортирующего устройства (250— 300 мм). Номинальное напряжение рентгеновской трубки и материал ее мишени зависят от исследуемой породы и ее состава [66]. Анализ показывает, что для решения разнообразных задач обогащения минерального сырья рентгенолюминесцент-ным методом должны использоваться трубки мощностью 1 — 5 кВт, работающие в диапазоне напряжений 20—100 кВ. В качестве материала мишени в этих трубках целесообразно использовать медь, молибден, серебро (или палладий), рений. Трубка должна обеспечить равномерное освещение породы по ширине лотка при фокусном расстоянии примерно 250—300 мм. Желательно, чтобы моигность и напряжение в указанных диапазонах могли регулироваться. Для работы в рентгенолюминесцентных аппаратах используются некоторые типы трубок, предназначенные для рентгеноспектрального анализа, а также специально разработанные трубки. Параметры некоторых из них приведены в табл. 6.1.

Таблица 6.1. Параметры трубок для рентгенолюминесцентной сепарации

Тип трубки

Параметр

Рабочее напряжение, к В

М0И11ЮСТ|>,

кВт

Размер фокусного пятна, мм

.Материал мншени анода

БХВ6

10-50

5

10 X 28

Си, Мо

3

Ag

БХВ8

35—70

5

6 X 24 (кольцо)

Си

3,5

Ag, Re, Pd

БХВ1,5

20-40

4(16*)

10 X 100

Re

* Мощность в импульсном режиме.

На рис. 6.2 представлена конструкция рентгеновской трубки БХВ15. Характерной особенностью является протяженное фокусное пятно (100—130 мм). Для его получения в трубке использован спиральный катод 5, состоящий из нескольких секций. Секции закреплены в держателе 3 с помощью керамических изоляторов 2. Между мишенью 4 и катодом 5 расположена плоская управляющая сетка 7. Мишень 4 из рения нанесена на внутреннюю поверхность корпуса трубки гальваническим методом. Для выпуска рабочего пучка излучения в трубке предусмотрено протяженное окно из бериллия 6 толщиной 1 мм. Трубка работает с заземленным анодом. Высокий отрицательный потенциал подается на катодный фланец 10, изоляция ко-

Рис. 6.2'u Конструкция рентгеновской трубки БХВ15 / — канал для охлаждающей воды; 2 — керамический изолятор; 5 —держатель катода; 4 — мишень; 5 — катод: в — выпускное окно; 7 — управляющая сетка; в — анодный узел; 9 — баллоЕТ; 10 — катодный фланец

торого ОТ анодного узла 8 осуществляется с помощью цилиндрического баллона 9 и специального защитного кожуха с масляной изоляцией. В анодном узле 8 предусмотрены каналы / для охлаждения его проточной водой. Трубка может эксплуа-тироваться в статическом и импульсном режиме. В импульсном режиме, который позволяет повысить чувствительность аппаратуры, трубка имеет следующие параметры: анодный ток 400 мА; длительность'импульса 100—ЮООмкс; частоту импульсов не более 250 Гц; отрицательный потенциал запирания (г«£5мА) 1 кВ.

На рис. 6.3 представлены экспериментальные кривые распределения мощности экспозиционной дозы излучения но ширине лотка для трубок БХВ6 и описанной трубки БХВ15 при фокусном расстоянии 300 мм. Из рисунка видно, что трубка БХВ15 обеспечивает существенно более высокую равномерность

облучения породы.

В настоящее время отечественной промышленностью выпускается и эксплуатируется ряд рентгенолюминесцентных аппаратов для извлечения алмазов (ЛС-20, ЛС-50 и др.) и других минералов.

^SO 720 во W

Рис. G.3. Распределение мощност;!

-—-_,_^ дозы (в относительных единицах)

О 'iO ВО 120 18QMM по ширине лотка при использовании различных трубок /-трубка БХВ15; 2 - трубка БХВ6

6.3. рентгеновские трубки для радиационной химии

Одним из современных эффективных средств получения новых свойств материалов является радиационная технология. Радиационная технология основана на процессах, возникающих в веществах иод воздействием ионизирующих излучений,, и позволяет не только получать материалы с новыми эксплуатационными свойствами, но и решать эколо-

i ические проблемы, вопросы экономии энергетических и топливных ресурсов. Основными направлениями исиользования радиационной те.хиологи'и в настоящее время являются: модифицирование полимеров, полимеризация, обработка пищевых продуктов, очистка газов, стерилизация, обработка древесины и т. д. [1, 76, 83, 100]. В качестве источников ионизирующих излучений, как правило, применяют мощные ускорители электронов

ii радионуклоидные источники ^излучения [1, 100]. Однако для лабораторных исследований, а также для иромышленной обработки тонких слоев некоторых органических материалов применяют рентгеновские трубки и созданные на их основе ускорительные трубки с выпуском электронного пучка. Как правило, эти приборы работают в диапазоне напряжений от 80 до 1000 кВ.

Таблица 6

.2, Основные параметры трубок для радиационной химии

 

Параметр

Тип трубки

Рабочее напряжение, кВ

средняя энергия

в пучке за импульс, Дж

Диаметр выходного окна, мм

Длительность импульса, НС

11BXB3-W

ИМАЗ-150Э

ИМА8

ИМА9

ИА9

80—90 150 600 1000 1000

0,1

6

5-10

2,5-5

26 16 26 40 50

Непрерывный 2 20 30 20

В табл, 6,2 приведены основные характеристики малогабаритных источников ионизирующих излучений, которые применяются в радиационной химии и технологии.

Рентгеновская трубка 11BXB3-W является мощным источником мягкого рентгеновского излучения. Выпуск рабочего пучка производится сквозь бериллневое окно толщиной около 1 мм. трубка предназначена для работы с заземленным анодом в длительном непрерывном режиме. Охлаждение анода осуществляется проточной водой. Номинальная мощность трубки 11 кВт,

Импульсные трубки с выпуском электронного пучка ИМАЗ-150Э, И1МА8, ИМА9, ИА9 являются приборами многоцелевого назначения и используются, в частиости, в аппаратуре для радиационно-хи.м>ических исследований [46],

Рис. 6.4. Конструкция рентгеновской трубки ИА9 / — поддерживающая решетка; 2 — выпускное окно; 3 — катод; 4 — металлический корпус; 5 —стеклянный изолятор; « — штенгель; 7 — защитно-декоративное покрытие

На рис. 6.4 Приведена конструкция трубки ИА9. Ее катод 3 состоит из восьми параллельно расположенных лезвий, выполненных из вольфрамовой фольги толщиной 40 мкм. Выпуск электронного пучка производится через выпускное окно из титана 2, выполняющее одновременно функции анода трубки. Для механической прочности окна используется поддерживающая решетка 1 большой оптической прозрачности. Вакуумная оболоч1ка трубки состоит из металлического корпуса 4 и стеклянного изолятора конической формы 5. Штенгель трубки 6 служит также катодным выводом.

__ .тд—■_Рис. 6.5. Зависимость энергии фнльт-

600 800 мкм рованного электронного пучка от

толщины фильтра

На рис. 6.5 приведена зависимость энергии электронного тучка, прошедшего сквозь алюмтшиевые фильтры различной Ртолщины, от толщины фильтра (6,\i), полученная с помощью термолюминесцентного дозиметра. Из кривой видно, что при [толщине фольги 800 мкм происходит практически полное по-|глощение электронного пучка.

Необходимость в высоких дозах облучения для увеличения ! производительности процессов радиационной химии требует [дальнейшего повышения энергий в импульсе. Однако увеличение энергий в 10 раз приводит к снижению долговечности отпаянной трубки на два порядка вследствие разрушения электродов (катода и анода) и ухудшения электрической прочности (продукты распыления попадают на изолятор вакуумной оболочки). В основном эти факторы сдерживают более широкое применение указанных источников в промышленности.

ПРИЛОЖЕНИЕ

МАРКИРОВКА РЕНТГЕНОВСКИХ ТРУБОК И ХАРАКТЕРИСТИКИ ПРИМЕНЯЕМЫХ ДЛЯ НИХ МАТЕРИАЛОВ

Маркировка трубок. Условное обозначение рентгеновских приборов (маркировка) определено в ОСТ 11.,073,807—82 «Приборы электровакуумные. Система условных обозначений» и отражает назначение, а иногда и основные параметры приборов. В соответствии с ОСТ условное обозначение включает в себя комбинацию цифр и букв.

Для рентгеновских трубок промышленного просвечивания н структурного и спектрального анализов первая цифра означает предельную допустимую мощность при длительном включении в киловаттах. Далее следует буква, обозначающая способ защиты от излучения: Р — обеспечивается полная защита; Б — требуется дополнительная защита .элементами кожуха или моноблока аппарата. Следующая буква обозначает область применения: П — просвечивание материалов; С — структурный анализ; X — спектральный анализ. Третья буква обозначает характер (способ) принудительного охлахчде-ния: В — водяное; К — воздушное; М — масляное. Отсутствие третьей буквы означает охлаждение естественной конвекцией или лучеиспусканием. Следующая за буквами цифра обозначает порядковый номер прибора в данной группе.

Для трубок промышленного просвечивания следующая цифра (пишется через дефис) указывает предельное допустимое анодное напряжение в киловольтах. Для трубок структурного и спектрального анализов последним элементом условного обозначения (пишется через дефис) является символ материала мишени аиода.

Иногда после стандартного обозначения трубки добавляется римская цифра в скобках, указывающая на внешнее конструктивное оформление прибора (если этого требуют различные конструкции защитных кохчухов аппаратуры старых и новых модификаций). Информация о различии в конструктивном исполнении приводится в паспорте на прибор и в рекламиы.ч сообщениях,

'Примеры обозначений. Маркировка трубки 1,5БПВ7-150 означает: трубка с предельной допустимой мощностью 1,5 кВт; требует дополнительной защиты от излучения; предназначена для промышленного просвечивания; с водяным принудительным охлаждением; порядковый номер в данной группе изделий — 7; предельное допустимое анодное напряжение 150 кВ_, Маркировка трубки 2,5BCB27-\V (П1) означает: трубка с предельной допустимой мощностью 2,5 кВт; требует дополнительной защиты; для структурного анализа; с водяным принудительным охлаждением; и.меет 27-й порядковый номер в группе приборов; мишень анода — вольфрам; третье конструктивное исполнение.

Обозначение марки импульсных трубок с ненакаливаемым катодом содержит буквы ИА, После букв следует цифра, обозначающая порядковый номер типа прибора в группе. Например: ИА8 — импульсная трубка с ненакаливаемым катодом; порядковый номер в группе — 8.

Управляемые рентгеновские трубки непрерывного действия с термо-катодом обозначаются буквами РТ; импульсные — РТИ. Следующая за буквами цифра (через дефис) означает предельное допустимое анодное напряжение в мегавольтах. Например, РТИ1-0,15: рентгеновская трубка с термокатодом; импульсная; первая в группе; предельное допустимое анодное напряжение 150 кВ.

(35 Ю

^ г;

^ сс 2,

9. со

СО

<м со

to

со

о сс

(МО из

(М СП о

а со

о 1-0

га га

S о.

э ^ -

Р S £

"■it-со сс ^

-г to СП

00

и о

о .

0.<М ч

с 3

8f=

00 —

— м

л и о о

S

О)

о

с

а

га (N ;::

^ to t~- со

(М ^ О) h--f — СТ)

) со ю о > со о ю 2 toco —

to ОЭ CO СП -f Ю

to со "

^ о

о ;С tN —

CO.-о ю

00 L.O м о

(М Q СП о

^ о ю ^

-t- о ^ 00 со -■^ to сс

м ^ — "

1_0 ^ ^ со о (М а' •— со со С2 СП

^ 3

ь-со г- ю со о о !>,

иО

S

о

га S

^ а: « со 00 5 CU ю I I I I

§.22£S

Е га га

g

1 О

1

со о"

о

00

о

о

о

о

о о.

О)

ё.

« S £

й и ^

л S

|1§

оо" со'

со

со

•* со

со

2 S

со

ю оо

ю

?5

СП (М

ю

со t-^

VO

га

5:<"^"

ic3i

сп оо

Характеристика

       

Металл

   

---

 

Be

Ai

1 Ti

V

1 сг

1 Fe

Со

N1

1 Си

Длина ВОЛНЫ характеристического излучения А'-серии, Ю-'^'м: К.

Ар

113

8,338 8,337 8,339 7,981

2,750 2,748 2,752 2,514

2,505 2,503 2,507 2,284

2,291 2,290 2.294 2,085

1,937 1,936 1,940 1,756

1,790 1,789 1,793 1,621

1,659 1,658 1,662 1,500

1,542 1,540 1,544 1,392

Длина волны /С-края

поглощения Плотность, г/см^

107,2 1,85

7,951 2,70

2,497 4,51

2,269 6,09

2,070 7,19

1,743 7,87

1,608 8,81

1,488 8,91

1,380 8,93

Характеристика

Металл

 

Ое

1 Nb

Мо

Rll

 

Л2

 

Sn

Та

Атомный номер Атомная масса Температура плавления, К

32 72,590 1210

41

92,906 2773

42 95,940 2903

45 102,905

2239

46 106,400 1828

47 107,870 1233

49 114,82

429

50 118,69 505

73

180,948 3319

Теплопроводность при 293 К, Вт/(м-К)

56

53,6;

65,3 (823 К)

159; 67 (2173 К)

87,9

70; 76 (373 К)

423; 356

(723 К)

23,9

73,2

54,4; 100,5 (2000 К)

 

Металл

Характеристика

Ое

Nb 1

Мо 1

Rh 1

Pd 1

Ag 1

1

Sn 1

Та

Удельная теплоемкость при 293 К, Дж/(кг-К)

310

267

258; 334 (1673 К)

217

247

238; 275

(873 К)

238,6

226

142,4; 184 (2243 К)

Температура (К) при давлении насыщенных паров, мм рт. ст.:

10-'

10-3

!0-<=

10-8

1827 1523 1218 1086

3425 2819 2246 1979

3144 2601 2073 1827

2576 2126 1695 1493

1914 1586 1264 1114

1446 1192 951

837

1332 1096

866 760

1686 1383 1089 954

3674 3034 2419 2131

Удельное электрическое сопротивление при 20 °С, Ом-мм2/м

-

0,16; 0,39 (823 К)

0,053

0,045

0,108; 0,314 (873 К)

0,015; 0,033 (573 К)

0,084

0,13

0,126; 0,71

(1773 К)

Коэффициент ослабления

СиКа'ЛИНИЙ Мо Ка-линий

63 63,5

127 17,8

136 19

170

22,6

183 24,1

196 25,8

222 29,3

236 31,1

166

99,0

Длина волны характеристического излучения /С-серии, Ю-'^м:

1,256 1,254 1,258 1,129

0,7476 0,7462 0,7504 0,6657

0,7107 0,7093 0,7135 0,6322

0,6147 0,6132 0,6176 0,5456

0,5869 0,5854 0,5898 0,5205

0,5608 0,5594 0,5638 0,4970

0,5136 0,5121 0,5165 0,4545

0,4920 0,4906 0,4950 0,4352

0,2171 0,2155 0,2203 0,1901

Продолжение табл. ПА

Характеристика

Металл

Ge

Nb

Мо

Rh

Pd

 

In

Sn

Ta

Длина волны /С-края

поглощения Плотность, г/см^

1,116

5,32

0,6529 8,58

0,6198 10,2

0,5338 12,4

0,5092 12,0

0,4858 10,5

0,4439 7,29

0,4247

7,28

0,1839 16,7

 

.Мстал.7

Характеристика

W

Re

Pt

Аи

РЬ

Сплав 2УНК

Нержавею-И1ая сталг.

Стал!, „армко"

Атомный номер Атомная масса Температура плавления, К

74 183,85 3683

75 186.2 3450

78 195,09 2046

79 196,967 1336

82 207,19 600

1723

1698

1812

Теплопроводность прн 293 К, Вт/(м-К)

130; 100,5 (2000 К)

47,6

70; 90 (1293 К)

297

35

19,3

15,9

72,8

Удельная теплоемкость при 293 К, Дж/(кг-К)

142; 180 (1673 К)

138

136,5; 163 (1173 К)

129,8

130

670

502

448

Температура (К) прн давлении насыщенных паров, мм рт. ст,: 10-' 10-3 10-<= 10-8

3921 3246 2588 2280

3694 3058 2438 2148

2680 2206 1753 1544

1868 1537 1219 1074

1097 903 713

626

Продолжение табл. П.1

 

.Металл

Характеристика

W

Re

Р1

Au

Р1)

Сплав 2i<Hi<

Нержавеющая сталь

Сталь „армко"

Удельное электрическое сопротивление при 293 К, Ом-мм2/м

0,055; 0,57

(2000 К)

0,21; 0,56 (1273 К)

0,108; 0,49

(1473 К)

0,0235; 0,141 (1173 К)

0,22

0,5

0,71

0,1

Коэффициент ослабления Си/Сд-линий Мо К^-лиинй

172 103,0

184 106

208 117

217

122

242 135

 

Длина волны характеристического излучения К-серии, 10-'° м:

0,2106

0,2044

0,1871

0,1818

0,1670

     
 

0,2090

0,2028

0,1855

0,1802

0,1654

 

0,2138

0,2076

0,1904

0,1851

0,1703

 

Щ \ -

0.1844

0,1789

0,1637

0,1590

0,1460

Длина волны iC-края

поглощения, Ю"'" м Плотность, г/см^

0,1784 19.3

0,1731 21

0.1582 21,4

0,1534 19,3

0,1408 11,3

8,3

7.9

7,86

s

О) tS

о я

Q.

s

Si

о

и

ю

о

X

<u u

H

s

Q.

Я X

Я

3

ir-

•е-•е-

m о к

m

о «-»

S

(=:'

в а-а

О)

о

—' to (N О! со ^

м — ю юrt-о со to

^ ?? 5.5. S S _й ^ S S ^ 5 g? о 2 g 2

о о о о о о о о о „-„-^- ^'^-ио-ю ю о

ООООООООО--.'MtM-fNlCxl" coW 00 00 MM о

о о о о---- -1- ■* ю Ю to" to" со" со со" -* -f- ^- о"

со --о юсл,-^_to со to.C5 5.«i^co § S 2 Sm feg

о — — — — M M M CO to Ь- QO X от о о uo L.O to" to" 1-." о

ЮМ ^.S S cJ So S,M м ОО. *~мь.-*_-оо^ся(м§ о М М М со со ^ to М М ю со" t~."oo" стГ о" о"—" м'м" -t-' с"

— от со со О) ^

— от_ю ^0,00. со ь-.ь-юо-^-оо — СОМЮ-4-СО — ма;?+ « ^ ю ю ОО 00 о о со со" 00 со" Г1-" |С о" — —■ м" со" со" h-T гг" "

— ■--м<Mcococoм•м•cN!^l(NcN(Mмo"

со ЮМ от,0 со.со. ООО со. 1-.с35сс--сосясооотосмК

С> о от. М, со_ Ю — М. Ь- со ОО о от ю о о о — о о от оо

x

са

Таблица П.З. Массовые коэффициенты ослабления (см^/г) рентгеновского излучения для четырех ярких линий К- и 1,-серий

(^=с,> ^3,' ^а,> ^р,)

Ма ге-рггал

       
 

1'-;?

-:, кэВ

I'-Zp

5, KsB

     

А1

1,5

400 ■

1,6

355

Ti

4,5

109

4,9

85,5

 

V

4,9

95,1

5,4

74.0

 

 

Сг 1 5,4

86,8

5.9

67,1

Fe

6,4

70,7

7,1

54,1

 

--

Со

6,9

62,8

7,6

47,9

--

 

Ni

7,5

59,3

8.3

45,1

- 1 -

 

Си

8,0

51,6

8,9

39,1

 

Ое

9,<)

51,6

8,9

39,1

1,19

1331

1,22

1250

Nb

16,6

20,0

18,6

14,6

2,17

720

2,26

650

Мо

17,5

18,6

19,6

13,6

2,29

687

2,40

617

Rll

20,2

15,4

22,7

11,2

2,70

593

2,83

527

Pd

21,2

14,4

23,8

10,4

2,84

541

2,99

474

Ag

22,2

13,7

24,9

9,9

2,98

533

3,15

467

In

24,2

11,9

27,3

8,6

3,29

496

3,49

428

Sn

25,3

11,2

28,5

8,1

3,44

451

3,66

386

Та

57,5

3,93

65,2

2,83

8,15

156

9,34

110

W

59.3

3,78

67,2

2,73

8,40

153

9,67

107

Re

61,1

3.66

69,3

2,63

8,65

148

10,0

102

Pt

66,8

3,25

75,7

2,35

9,44

134

11,1

89,5

Au

68,8

3.15

77,9

2,28

9,71

132

11,4 j 85,5

Pb

75,0

2,80

85,0

2,09

10,6

116

12,6

73,7

13 .Заказ 86

193

а о S о

(-

се х л x В" s

се Q.

«

x

а о

Q.

s s

а>

>. ю

от

о а

2

ч

се s

=f

x Я)

f-о

— о- -

о °1

ю

о.

О)

f-

со ю CO . — ^ —. О)

сс -t- сс ^ СП ai г— f-" со" со

tioiqoo S й ■< ю" со со со

(м со t— ^со,, со ^ о, ^"со" со" со

<м ^ о х: о

Qico"co" со со'

сю со о о 00 со ю

^ сп (м"

со

ы

N со с^- с^"

— ю с<) О) ^ ^

е LO о ю

N

_ со О) 1Л со = со о О) О)

о.

О)

ООО

со сп

,„ ^ f-.

cqg to ю со

сп (м о

<S;2; 2

'-.сп со со со со со"

о со — to со м" -г

„со_о. t, сп

ОК2 2 2

^ ю ю о ю

^ с0_ —^ U0

^ g —го"

сч ч^т, 1 =q

^ сю со ,о со —

с/3 g xt"

s

d.

Si<o'

О о

список ЛИТЕРАТУРЫ

1. Абрамян Е. А. Промышленные ускорители электронов. М,: Энергоатомиздат, 1986.

2. Аглинцев К. К. Дозиметрия ионизирующих излучений. М.: Гостехиз-дат, 1957.

3. Адаменко А. А. Современные методы радиациоииой дефектоскопии. Киев: Наукова думка, 1984,

4. Александров Г. Н., Иванов В. Л. Изоляция электрических аппаратов высокого напряжения. Л.: Энергоатомиздат, 1984,

5. Андрущенко Л. Г., Иванов С. А., Щукин Г. А. Реитгеиовские трубки // Электронная промышленность. 1983. Вып. 7, С. 11 —14.

6. Андрущенко Л. Г., Герчиков Ф. Л., Петров Г. Н. Модуляция иитеисивностн управляемых рентгеновских трубок наносекундиымн импульсами// Электронная техника. Сер. 4. Вып. 3. 1977. С. 32—34.

7. Арсенин В. Я. Методы математической физики и специальные функции. М,: Наука, 1974,

8. Афонин В, П,, Гуничева Т. Н. Рентгеиоспектральиый флюоресцентный анализ горных пород и минералов. Новосибирск: Наука, 1977,

9. Баженова О. Б., Иванов С. А., Щукин Г. А. Отпаянная рентгеновская трубка для проекционной микроскопии//Электронная техника. Сер. 4. 1985. Вып. 4, С. 23—25.

10. Баранов В. Ф. Дозиметрия электронного излучения. М.: Атомиздат, 1974.

11. Барбарич И. И., Иванов А. Н., Титов А. А. Комплекс программ для расчета параметров аксиально-симметричных электроиио-оптических систем с учетом начальных скоростей термоэлектронов и объемного заряда // Новые методы расчета электроиио-оптических систем. М.: Наука, 1983. С. 28—31.

12. Батыгин В. Н., Метелкин И. И., Решетников А. М. Вакуумплотиая керамика и ее спаи с металлами. М,: Энергия, 1973,

13. Белкин Н. В., Дронь Н. А., Слоева Г. Н. Малогабаритная импульсная рентгеновская трубка//ПТЭ. 1974. № 5. С. 189—190,

14. Березин И. С, Жидков Н. П. Методы вычислений. М.: Физматгиз, 1962.

15. Блинов Н. Н. Рентгеновские питающие устройства. М.: Энергия, 1980.

16. Блохин М. А., Демехин В. Ф., Швейцер И. Г. К вопросу об исправлении рентгеновского спектра испускания на самопоглощение//Изв. АН СССР, Сер. физ, 1962. Т. 26. № 5. С. 419—422.

17. Боков Ю. С, Беликов Л. В. Реитгенолитография с применением сни-хроиного излучения // Проблемы литографии в микроэлектронике, М.: Наука, 1987. С. 61—69 (Труды ИОФАН; Т, 8),

18. Бочков В. Д. Электропрочность вакуумного высоковольтного промежутка с диэлектриком//Электронная техника. Сер. 4. 1981, Вып. 2, С, 11—13,

19. Быстров Ю. А., Иванов С. А. Ускорительная техника и рентгеновские приборы: Учебник для вузов. М.: Высшая школа, 1983.

20. Герчиков Ф. Л. Управляемое импульсное рентгеновское излучение в приборостроении. М.: Энергоатомиздат, 1987.

13*

195

21. Денискин Ю. Д., Некрасова И. Ф. Применение метода моделирона-мия для решения задач теплопроводности в электронных приборах. М.: Энергия, 1969.

22. Дронь И. А. Рентгеновские импульсные трубкн//Сильноточные импульсные электронные пучки в технологии. Новосибирск: Наука, 1983 С. 135—139.

23. Ефанов В. П. Коллимационная система для рентгеновских топографических исследований монокристаллов//.Аппаратура и методы рентгеновского анализа. Л.: Машиностроение, 1974. Вып. 15. С. 70—74.

24. Ефанов В. П., Комяк И. И., Лютцау В. Г. Рентгеновская абсорбционная дефектоскопия с нспользоваиием растрового широкофокусного источника излучения и блока мнкроканальных капилляров//ПТЭ. 1975 № 1 С. 217—219.

25. Залесский А. М., Бачурии И. И. Изоляция аппаратов высокого напряжения, М.: Госэнергонздат, 1961.

26. Иванов С. А. Исследование электрической прочности рентгеновских трубок на сверхвысокие напряжения // Аппаратура н методы реитгеновско10 анализа. Л.: Машиностроение, 1979, Вып. 22, С, 80—85,

27. Иванов С. А. Расчет нагревания выпускного окна рентгеновской трубкн вторичными электронами//Электронная техника. Сер. 4. 1984. Вып. 6. С. 51—52.

28. Иванов С. А. Рентгеновские трубки для научных исследований, промышленного контроля н технологии//Обзоры по электронной технике. Сер. 4. 1982. Вып. 1.

29. Иванов С. А., Кириенко С. В. Л1ощные генераторы рентгеновского излучения с вращающимся анодом//Обзоры по электронной технике. Сер. 4. 1982. Выи. 1.

30. Иванов С. А., Кириенко С. В., Щукин Г. А. Расчет тепловых процессов в анодах рентгеновских трубок // Об:юры по электронной технике. Сер. 4. 1986. Вын .2.

31. Иванов С. А., Комяк И. И., Мазуров А. И. Рентгенотелевизнонные методы исследования микроструктур. Л.: Машиностроение, 1983.

32. Иванов С. А., Назаров И. А. Расчет нагревания массивного анода рентгеновской трубкн, работающей в режиме однострочного сканирования // Электронная техника. Сер. 4. 1985. Вып. 1. С. 28—30.

33. Иванов С. А., Трегубое В. Ф., Щукин Г. А. Численное моделирование и экспериментальное исследование ЭОС острофокусных рентгеновских трубок с магнитной фокусировкой//Новые методы расчета электронно-оптических систем. М.: Наука, 1983. С. 112—114.

34. Иванов С. А., Чистяков В. М. Тепловой режим анода мощной рент-гоиовской т[)\бки с кольцевым фокусным пят}10м//Электронная техника. Сер. 4. 1984. Вып. 1. С. 47—49.

35. Иванов С. А., Щукин Г. А. Динамика загрязнения спектра излучения рентгеновских трубок для структурного анализа//Электронная техника. Сер. 4. 1977. Вып. 4. С. 3—6.

36. Ильин В. А. Численные методы решения задач электрооптики. Новосибирск: Наука, 1974.

37. Исследование влияния диэлектрических покрытий оболочки на электропрочность рентгеновских трубок/В. Д. Бочков, Г. Н. Петров, М. М. Погорельский, П. В. Пошехонов//Электронная техника. Сер. 4. 1981. Вып. 2. С. 26—28.

38. Каган В. Г. Распределение температур в аноде рентгеновской трубкн прн продолжительной работе//Успехи рентгенотехники. 1938. Вып. 1. С. 41-45.

39. Касьянов Ю. С, Леонов Ю. С, Мимачев В. И. Наносекундная экспозиция в рентгенолитографии // Проблемы лнтографнн в микроэлектронике. М.: Наука, 1987. С. 70—76. (Тр. ИОФАН; Т. 8).

40. Кацман Ю. А. Электронные лампы для высоких и низких частот (теория н основы расчета). М.: Госэнергонздат, 1961.

41. Кириленко А. Г., Кривоспицкий А. Д., Семин Ю. Ф. Рентгенолито-

Ьрафня в микроэлектрсишке//Зарубежная радиоэлектро1ин%а. 1980 № 1 36-57.

42. Кирштейн П. Т., Кайно Г. С, Уотерс У. Е. Формирование электронных пучков. М.: Мир, 1970. _ 43. Клюев В. В., Леонов Б. И., Гусев Е. А. Промышленная раднацион-|ная интроскопия. М.: Энергоатомиздат, 1985.

44. Коваленко В. Ф. Теплофнзическне процессы и электровакуумные при-1боры. М.: Сов. радио, 1975.

45. Комяк Н. И. Перспективы развития npii6opoB для рентгеновского анализа//Заводская лаборатория. 1987. Т. 53. № 12. С. 31—34.

46. Конструкция и параметры импульсной трубкн с выпуском электронного пучка на напряжение бООкВ/Н. А. Дронь, Э. И. Подольская, Г.Н.Слое-ва. Г. В. Трушина//Электронная техника. Сер. 4, 1979. Вып. 4. С, 4—6.

47. К теории теплового расчета анодов мощных рентгеновских трубок, работающих в импульсном режиме / Г, А. Гринберг, Н. Н. Лебедев, Э. Д. Пергаменнова и др,//ЖТФ. 1950. Т, 20. Вып. 12, С. 1452—1462,

48. Кучинский Г. С. Частичные разряды в высоковольтных конструкциях. Л.: Энергия, 1979.

49. Лаймен Д. Рентгенолитография — претендент иа ведущую роль в производстве ИС с элементами субмикронного размера//Электроника. 1985. № 25. С. 55—59.

50. Лаймен Д. Работы по созданию п])оизводственной установки рент-1еновской литографии//Электроника. 1986. № 4. С. 45—52.

51. Латам Р. Вакуумная изоляция установок высокого напряже1щя. М.; Энергоатомиздат, 1985.

52. Лебедев В. И., Афоиин В. П. Расчет спектральной интенсивности рентгеновских трубок с анодами прострсльного тина // Заводская лаборатория, 1983. Т. 49. № 2_ С. 26-29.

53. Липштейн Р. А., Шахнович М. И, Трансформаторное масло. М.:

Энергия, 1968.

54. Лозаков В. Н., Виноградов И. В. Сканирующий рентгенотелевизион-ный иитроскон//Дефектоскопия. 1984. № 1. С. 91—93.

55. Лоу Л. Газоплазменный источник для рентгенолитографии//Электроника. 1982. Л'Ь 2. С. 5 -6.

56. Лыков А. В. Теория теплопроводности. М.: Высшая школа, 1967.

57. Месяц Г. А., Проскуровский Д. И. Импульсный электрический разряд в вак>уме. Новосибирск: Наука, 1984.

58. Метод измерения размеров фокусных пятен рентгеновских трубок / Б. Ф. Беляев В. Л. Г\щии, С. А. Иванов, А. Л. Та|)асов//Электронная техника. Сер. 4. 1979. Вын. 6. С. 56—58.

59. Мокроусов В. А., Лилеев В. А. Рад1н>метрическое обогащение ие-радиоактивных руд. М.: Недра, 1979.

60. Молоковский С. И., Сушков Л. Д. Интенсивные электронные н ионные пучки. Л.: Энергия, 1972.

61. Михеев М. А., Михеева И. М. Основы теплопередачи. М.: Энергия,

1973.

62. Мощные наносекундные импульсы рентгеновского излучения / Г. А. Месяц, С. А. Иванов, Н. И. Комяк, Е. А. Пеликс//М.: Энергоатомиздат, 1983.

63. Набойщиков В. Д., Твердохлебов В. И. Поверочный расчет нагрева анода в рентгеновских трубках, охлаждаемых ограниченным объе.мом теплоносителя/Труды НИКИПМ. М., 1980. С. 43-48.

64. Нанесение эмиссионных покрытий катодов плазменным методом/ Л Н. Зубов, Ю. А. Потапов, В. А. Смирнов, В. А. Шугаев//Электронная промышленность. 1972. № 1. С. 102—104.

65. Ненакаливаемые катоды / Под ред. М. И. Елинсона. М.: Сов. радио, 1974.

66. Обогащение алмазосодержащих коренных пород и песков / М, И. Маланьни, А. П, Крупенина, М, И, Черкашина и др, М,: Госгеолтех-издат, 1961.

67. Отпаянная резонаториая рентгеновская трубка па напряжение 300 кВ/Ю. А. Акимов, А. М. Овчаров, В. Ф. Романовский, Б. М. Степанов// Дефектоскопия, 1980, № 9, С, 100—101.

68. Панасюк В. С, Самошенков Ю. К., Симановский М. Ф. Малогабаритный импульсный высокочастотный однорезоиаторный ускоритель электронов // ПТЭ. 1983. № 4. С. 31-33. "

69. Перлин А. С. Исследование разрядных характеристик газовых промежутков с диэлектрическими покрытиями на электродах прн повышенном давлении//Электричество. 1974. № 6. С. 31—35.

70. Перспективы рентгенографии в диагностике качества семян / В. А. Зайцев, 3. В. Редькииа, Л. Б, Грун и др,//Селекция и семеноводство 1981. № 7. С, 37—38.

71. Петров Г. Н. Вакуумные условия в импульсном высоковольтном приборе при электронной десорбции//Электронная техника. Сер, 4. 1983 Вын, 1. С. 36—39.

72. Плешивцев Н. В. Катодное распыление, М,: Атомиздат, 1968.

73. Поверхностная электрическая прочность стеклянных оболочек высоковольтных вакуумных приборов, работающих в сжатых газах / С. А. Иванов, М. И. Староверов, Ф, И. Хараджа, А. В, Цветков//Электричество, 1964 № 7. С. 29—31,

74. Пошехонов П. В, Расчет температуры фокуса анодов мощных трубок и полых анодов//Труды РРТИ. 1953. Т. 1. С. 70—83,

75. Пошехонов П, В., Соколовский Э. И. Тепловой расчет электронных приборов. М.: Высшая школа, 1977.

76. Радиационная химия. Сб. статей. М.: Атомиздат, 1972. Т. 2.

77. Раков В. И. Электронные рентгеновские трубки, М.: Госэнергоиздат 1952.

78. Растровая рентгеновская трубка с мишенью «прострельного» типа/

B. А. Гущин, В. П. Ефанов, С. А, Иванов, В. Г, Лютцау//ПТЭ. 1978, № 6,

C. 152—153,

79. Рентгеновская трубка для бескристального флюоресцентного анализа/ С, А. Иванов, Г. М. Николаенко, Л, Ю, Ходоров, Г, А. Щукин//Заводская лаборатория. 1980. № 6, С. 521—522.

80. Рентгеновские лучи: Пер, с англ, и нем. / Под ред. М. А. Блохина, М.: Иностр, лит,, 1960,

81. Рентгенотехника: Справочник / Под ред. В, В. Клюева, М.: Машиностроение, 1980. Ки, 1, 2,

82. Рид С. Электронно-зоидовый микроанализ, М,: Мир, 1979,

83. Рудой В. А,, Путилов А. В. Радиационная технология за рубежом/ Сер. «Раднационно-химическая технология», М.: Энергоатомиздат, 1983. Вып. 16.

84. Румянцев С. В. Радиационная дефектоскопия. М.: Атомиздат, 1974.

85. Свойства и применение металлов и сплавов для электровакуумных приборов: Справочное пособие / Под ред. Р, А, Нилендера, М.: Энергия, 1973.

86. Сканирующие средства радиационного контроля / Б. М. Каитер,

B. В. Клюев, Б. И. Леонов, Ф. Р. Сосннн//Дефектоскопия. 1985. № 5.

C. 69-74,

87. Славянский В. В. Численный анализ формирующих систем с металлическим автоэмиссионным катодом в двумерном приближении / Деп.// Известия вузов. Радиоэлектроника, Киев. 1979,

88. Сливков И, Н. Процессы при высоком напряжении в вакууме//М.: Энергоатомиздат, 1986.

89. Соколов И. В., Егоров И. В., Коломенский Ю. С. Рентгеновский толщиномер горячего проката типа ТрГ-7138//Черная металлургия. Бюллетень ГТИ, 1978. № 21. С. 49—50.

90. Соснин Ф. Р. Существующие и потенциальные возможности иромыш-леиной радиационной интросконни//Дефектоскопия. 1985, № 4. С. 37—47.

91. Состояние и перспективы развития рентгеновской толшииометрии листового проката / В. Г, Фирстов, Л, А, Портнов, В. А. Соколов, И. В. Егоров//Дефектоскопия. 1987. № 12. С. 45—51.

1

92. Сулькин Г. А. Расчет тепловых режимов рентгеновских трубок с охлаждением анода проточной жидкостью//Электронная техника. Сер. 4, 1981. Вып. 6. С. 48—51.

93. Технология СБИС/Под ред. С. Зи. М.: Мир, 1986. Кн. 1.

94. Трансмиссионная маломощная рентгеновская трубка для возбуждения рентгеновской флюоресценции / В, В. Бердиков, О. И. Григорьев, Б. С, Иохин, Г. М, Николаенко//ПТЭ, 1978. № 1, С, 207-209.

95 Уоллер Л, Новый источник излучения для рентгенолитографии // Электроника. 1982. № 7, С. 10—11,

96. Фей Б., Новак Т. Рентгенолитографическая система непосредственного пошагового мультиплицирования для серийного производства СБИС // Электроника. 1986. № 4. С. 39—45,

97. Хараджа Ф. Н. Общий курс рентгенотехники//М,: Энергия, 1966,

98. Царев Б. М. Расчет и конструирование электронных ламп, М.: Энергия, 1967,

99. Цукерман В, А. Развитие импульсной рентгенотехники в СССР // Аппаратура и методы рентгеновского анализа. Л.: Машиностроение, 1980. Вып. 24.' С. 22—33,

100. Чепель Л. В. Применение ускорителей электронов в радиационной химии. М.: Атомиздат, 1975.

101. Эспе В. Технология электровакуумных материалов, М.; Л.: Госэнергоиздат, 1962, Т, 1,

102. Berger О. Е., S. Reiprich. Familie neuer Keramik-Rontgen-Rohren// AEQ-Tellfunken. Techn. Mitt. 1975. Vol. 65. № 7. P. 274-276.

103. Flaherty J. J. Ceramic-Metal X-Ray Tubes-Past, Present and Future // 10 World Conference on Non-Destructive Testing. 1982. Vol. lB-1. P. 60—68,

104. Gamer U. Nonsteady temperature iield in the rotating anode of an X-Ray tube//Acta Tech. Acad. Sci. fluhng. 1976. Vol. 82. N 1,2. P. 47-52.

105. Jamet F., Thomer G. Flash radiography. Amsterdam—Oxford—New York: Elsevier. 1976.

106. Lewis D., Wheeler E. J. Crystallography X-ray tubes//J. Phys. E. Sci Instrum. 1976. Vol. 9. № 12. P. 1036-1039.

107. Longley W., Miller R. A simple rotating anode X-ray generator// Rev. Sci. Instrum. 1975. Vol. 46. № 1. P. 30-32.

108. Mobile X-Ray System Philips (Holland)//J. Matetials Evaluation. 1982. Vol. 40. № 6. P. 12A.

109. New 100 kV constant-potential X-Ray Tube//J. Materials Evaluation. 1968. Vol. 26. № 2. P. 19A.

110. Oosterkamp W. I. The heat dissipation in the anode of an X-Ray tube.-Philips Res. 1848, Vol, 3, P. 49-59, 161-173, 303-317.

111. Reiniger F. The study of thermal conductivity problems by means of the electrolitic tank//Phil. Tech. Rev. 1956, Vol. 18. .№ 2. P. 52-61.

112. Scott O. Die Zahl der Quanten in der diagnostischeii Rontgenstrah-hing//Rontgen Blatt. 1957. 11. 9. P. 257—270.

113. Seltzer S. M., Berger M. T. Transmission and reflection, of electrons by foils//Nucl. Instrum. a. Meth. 1974. № 119. P. 157—179.

114. Verfahren zur Rontgendiffractionstopografierung voh Einkristallen imd Eiiirichtung zur Durchfilhrug desselben / V. P. Efanov, N. 1. Komjak, V. G. Liitsau, N. V. RabodzeJ//Offlegungschrift. № 2304119. 1973.