JPH0266842A - 荷電粒子検出器用電源装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、イオンビーム等をターゲラ１〜に照射した際
に発生した２次電子と２次イオンを選択的に検出する検
出器用の電源装置に関する。

（従来の技術） 第４図はイオンビームをターゲラ１−１に照射した際に
発生する２次電子と２次イオンとを選択的に検出するイ
オンビーム装置の要部を示しており、イオンビームｒＢ
は加速され、図示していないレンズによってターゲット
１Ｆに集束されている。

ターゲット１へのイオンビームｒＢの照射にＪ−つて発
生した２次電子あるいは２次イオンは、検出器２によっ
て検出されるが、検出器２はマイクロチャンネルプレー
１〜３とアノード４から構成されている。マイクロチャ
ンネルプレート３の入射面には、２次電子収集用の電圧
Ｖｅを発生するＶｅ電源５からの電圧か、２次イオン収
集用の電圧Ｖｉを発生ずるｖｉ電源６からの電圧がスイ
ッチ７によって切換えて印加される。マイクロチャンネ
ルプレ−１−３のへ銅面と出射面との間には、マイクロ
チャンネルプレー１・３への２次荷電粒子の入射によっ
て発生した電子を増倍するだめの高電圧Ｖｈ（例えば１
　ｋＶ）がｖｈ電源８から供給される。

マイクロチャンネルプレー１〜３によって増倍され出射
した電子は、アノード４によって検出される。アノード
４によって検出された信号は、増幅器９によって増幅さ
れ、発光ダイオード１０に供給されて検出信号強度に応
じて発光ダイオード１０を発光させる。なお、１１はＩ
　／　Ｖ変換用抵折である。発光ダイオード１０の発光
は、受光ダイオード１２によって検出され、その検出信
号は増幅器１３によって増幅された後、ビデオ信号とし
て用いられる、 子連した構成の動作は次の通りである。イオンビームＩ
Ｂの照射によってターゲラ１−１から発生した２次電子
を検出する場合、スイッチ回路７によってＶｅ電圧電源
５からの電圧、例えば、＋１００■がマイクロチャンネ
ルプレート３の入射面に印加され、ぞの結果、ターゲラ
１−１から発生した２次電子がマイクロチャンネルプレ
ート３に加速されて入射し、この入射した２次電子量に
応じてマイクロチャンネルプレー［・３内で電子が増倍
されその強度に応じた信号がアノード４によって検出さ
れる。又、イオンビームＩＢの照射によって発生した２
次イオンを検出覆る場合、スイッチ回路７によって■１
電圧電源５からの電圧、例えば、−１００Ｖがマイクロ
チャンネルプレー！へ３の入射面に印加され、その結果
、ターゲット１から発生した２次イオンがマイクロチャ
ンネルプレ［・３に加速されて入射し、この入射した２
次イオン量に応じてマイクロチャンネルプレー１〜３内
で電子が増倍されその強度に応じた信号がアット４によ
って検出される。

（発明が解決しようとする課題） 第４図におけるｖｈ雷電圧ｖｅ雷電圧Ｖ１電圧を発生す
る回路は、今まで具体的には提案されていないが、各電
圧の安定化を考慮した場合の回路の一例としては、第５
図の構成が考えられる。

＝３ 一 第５図において、回路ＣＩ　、Ｃ２、Ｃ３は、夫々ｖｈ
雷圧、Ｖｅ電圧、Ｖｉ電圧を発生するが、回路Ｃ１にお
ける第１の直流電源１５は、発振ドライブ回路１６と誤
差増幅器１７とを駆動する。

発振ドライブ回路１６の出力電圧は、昇圧トランス１８
によって昇圧された後、整流しリップルを除去する回路
１９に供給され、この回路１９の出力電圧がｖｈ雷電圧
なる。ｖｈ雷電圧、検出抵抗２０を介して誤差増幅器１
７に供給され、この増幅器１７においてｖｈ電圧設定用
抵抗２１を介して供給されるｖｈ設定電圧と比較される
。誤差増幅器１７は、検出電圧と設定電圧との差信号を
発生して発振ドライブ回路１６に供給し、回路１６を制
御してｖｈ雷電圧設定電圧に安定化する。

Ｖｅ電圧発生回路Ｃ２もＶｅ電圧発生回路Ｃ１と同様な
構成となっており、第２の直流電源２２によってドライ
ブされる発振ドライブ回路２３゜昇圧トランス２４．整
流・リップル除去回路２５゜検出抵抗２６．誤差増幅器
２７．Ｖｅ設定用抵抗２８より構成され、安定にＶｅ雷
電圧発生できるようになっている。Ｖ１１電圧生回路Ｃ
３もＶｅ電圧発生回路Ｃ１と同様な構成となっているが
、直流電源はｖｅ電圧発生回路Ｃ２の直流電源２２と併
用されている。この回路Ｃ３は、発振ドライブ回路２９
．昇圧１−ランス３０．整流・リップル除去回路３１６
検出抵抗３２．誤差増幅器３３゜Ｖｅ設定用抵抗３４よ
り構成され、安定にＶｉ雷電圧発生できるようになって
いる。回路Ｃ２の出力電圧ｖｅと回路Ｃ３の出力電圧Ｖ
ｔとは、検出する２次荷電粒子が電子かイオンかでスイ
ッチ３５によって切換えられてｖｈ雷電圧基準電圧とな
り、マイクロチャンネルプレー１・３の入射面に印加さ
れる。

第５図に示した回路において誤差増幅器１７の基準電圧
を誤差増幅器２７．３３の基準電圧に等しくすると、２
次電子を検出する場合、マイクロチャンネルプレート３
の入射面には→−１００Ｖが印加されるので、マイクロ
チャンネルプレー１へ３における電子増倍電圧をｉ　ｏ
ｏｏｖとするためには、ｖｈ電圧設定抵抗を調整し、ｖ
ｈ雷電圧１１ＯＯどなるようにしなければならない。又
、２次、イオンを検出する場合、マイクロチャンネルプ
レート３の入射面には−１００Ｖが印加されるので、ｖ
ｈ電圧３９定抵抗２１を調整し、ｖｈ雷電圧９００ｖど
なるようにしなければならず、検出粒子の種類を変える
際には面倒な調整が必要となる。

上記の面倒な調整を無くす為に誤差増幅器１７の基準電
圧をｙｅ雷電圧Ｖ１電圧にすると、誤差増幅器２７ど３
３の基準電圧は接地電位であるのに対し、誤差増幅器１
７の基準電圧はＶｅ雷電圧Ｖ電圧となるので、第１の直
流電源１５と第２の直流電源２２とを共用覆ることがで
きない。

本発明はこのような点に鑑みてなされたもので、その目
的は、簡単な構成により、又、面倒な調整なしに安定に
ｖｈ雷電圧Ｖｅ雷電圧Ｖ１電圧を発生ずることができる
荷電粒子検出器用電源装置を実現することにある。

（課題を解決するための手段） 木冗明に基づく荷電粒子検出器用電源装置は、１次ビー
ムの照側に基づいてターゲットから発生した２次荷電粒
子が入射づ−るマイクロチャンネルプレートと、マイク
ロチャンネルプレートによって増倍された電子を検出す
るアノードとを備えた荷電粒子検出器の電源装置におい
て、マイクロチャンネルプレートの入射面と出射面との
間に印加される電子増倍電圧を発生ずる電子増倍電圧発
生回路と、マイクロチャンネルプレートの入射面に印加
される２次荷電粒子を収集するための電圧を発生する収
集電圧発生回路とを備え、２次荷電粒子収集電圧は、２
次イオンや２次電子等を切換えて収集するために正負の
電圧を切換えて発生するように構成され、更にこの電圧
は、電子増倍電圧発生回路における誤差増幅器に電子増
倍電圧設定…電圧と共に印加されることを特徴としてい
る。

（作用） マイクロチャンネルプレー１〜の電子増倍電圧（Ｖｈ雷
電圧を安定化するための誤差増幅器の入力にｖｈ出力電
圧とｖｈ設定電圧と共に、２次電子収集設定電圧か２次
イオン収集設定電圧のいずれかを供給する。

（実施例） 以下、図面を参照して本発明の実施例を詳細に説明する
。第１図は第４図に示されたイオンビーム装置等におけ
る検出器用電源装置を示しているが、第５図と同一構成
要素には同一番号を付しである。この実施例と第５図の
提案装置と相異する点は、ｖｈ電圧発生回路ＣＩ、ｖｅ
電圧発生回路Ｃ２，Ｖｉ電圧発生回路Ｃ３の直流電源と
して単の直流電源４０を用いた点と、スイッチ３５と同
期して切換わるスイッチ４１を設け、スイッチ４１によ
りｖｅ設定電圧と■ｉ設定電圧とを切換えて誤差増幅器
１７に供給した点である。

誤差増幅器１７においては、検出抵抗２０からのｖｈ雷
電圧例えば（−）端子に供給され、ｖｈ雷圧設定抵抗２
１からのｖｈ設定電圧とスイッチ４１を介してのＶｅ設
定電圧かＶ）設定電圧が（＋）端子に供給される。誤差
増幅器１７は、供給される３種の電圧を加算し、加算結
果が零となるように発振ドライブ回路１６を制御する。

この結果、２次電子を検出する場合、スイッチ３５と４
１が図中実線のように切換えられ、Ｖｅ雷電圧１００Ｖ
）がマイクロチャンネルプレー１・３の入射面電圧とし
て使用され、Ｖｅ設定電圧が誤差増幅器１７に供給され
る。ｖｈ雷電圧、ｖｈ電圧設定抵抗２１で設定された１
　０００Ｖと、Ｖｅ設定抵抗２８で設定された１００■
とがｈ０算された１１００Ｖとされ、従って、マイクロ
チャンネルプレート３の入射面と出射面との間の電圧は
、１０００Ｖに維持される。一方、２次イオンを検出す
る場合、スイッチ３５と４１が図中点線のように切換え
られ、Ｖｉ雷電圧−１００Ｖ）がマイクロチ１１ンネル
プレ−１・３の入射面電圧として使用され、ｖ１設定電
圧が誤差増幅器１７に供給される。ｖｈ雷電圧、ｖｈ電
圧設定抵抗２１で設定された１　０００Ｖと、Ｖ１設定
抵抗２８で設定された−１００Ｖとが加算された９００
Ｖとされ、従って、マイクロチャンネルプレート３の入
射面と出射面との間の電圧は、１０００Ｖに維持される
。

なお、この実施例では、３種の電圧を誤差増幅器で加算
器るように構成（）たが、ｖｈ股定電圧とｖｅあるいは
Ｖｉｉｆｆｌ定電圧とを加算器よって加算し、誤差増幅
器ではｖｈ出力電圧と加算器からの加算出力とを比較す
るように構成しても良い。

第２図は本発明の他の実施例を示しており、第１図と同
一部分には同一番号が付しである。この実施例は、Ｖｅ
電圧発生回路とｖｉ電汗発生回路とを同一の発生回路Ｃ
４で構成した点に特徴がある、回路Ｃ４は、発振ドライ
ブ回路４５．昇圧１〜ランス４Ｇ、極性切換え可能な整
流器４７．リップル除去回路４８．検出抵折４９．誤差
増幅器５０、Ｖｅ電圧設定抵抗２８．Ｖｌ電圧設定抵抗
３４、スイッチ５１．５２．５３より構成されている。

２次電子を検出する場合、各スイッチが図中実線の状態
に切換えられ、誤差増幅器５０の（→−）端子にはＶｅ
設定抵抗２８からの電圧が供給され、（＝）端子には、
検出抵抗４９からの信号が供給されてＶｅ雷電圧発生さ
れる。２次イオンを検出する場合、各スイッチが図中点
線の状態とされ、誤差増幅器５０の（−）端子にはｖ１
設定抵抗３４からの電圧が供給され、（→）端子には、
検出抵抗４９からの（４号が供給されてＶ１電圧が発生
される状態となる。、第３図は極性切換えｒＴ（能な整
流器４７の具体例を示したもので、整流器５５の両端子
には、スイッチ５６．５７が設（］られ、入入力圧の極
性によってこのスイッチ５６．５７が同期して切換えら
れる。

なお、上記実施例では２次電子と２次イオンを切換えて
検出ザる例を示したが、これに限定されず、例えば反射
電子と２次イオンを切換えて検出してもよい。

（発明の効果） 以」説明したように、本弁明では、マイクロチャンネル
プレートの電子増倍電圧であるＶｌ′ｌ電圧を安定化さ
せるだめの誤差増幅器に、２次電子収集電圧（Ｖｅ　）
を設定するための電圧か２次イオン収集電圧（ｖｌ）を
設定覆るための電圧のいずれかの電圧とｖｈ設定電圧と
を加算して供給するようにしたので、２次電子の検出の
場合と、２次イオンの検出の場合とでＶｈ設定電圧の調
整の必要がない。又、ｖｈ電圧発生回路とＶｅ雷電圧Ｖ
ｉ電圧発生回路に使用される発振ドライブ回路や誤差増
幅器を共通な電位で使用することができ、各回路の直流
電源を共用することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例である電源装置を示す図、第
２図は本弁明の他の実施例を示す図、第３図は極性切換
え可能な整流器の一例を示す図、第４図は２次電子と２
次イオンを切換えて検出することができるイオンビーム
装置の要部を示す図、第５図は第４図の装置に用いられ
る検出器用電源回路の一例を示す図である。 １・・・ターゲット　　　　２・・・検出器３・・・マ
イクロチ１７ンネルプレート４・・・アノード　　　　
　５・・・Ｖｅ電源Ｇ・・・Ｖｉ電源　　　　　７・・
・スイッチ８・・・ｖｈ電源　　　　　９・・・増幅器
１０・・・発光ダイオード　１２・・・受光ダイオード
１３・・・増幅器 １５．２２．４０・・・直流電源 １６．２３．２９．４５・・・発１辰ドライブ回路１８
．２４．．３０．４６・・・昇圧トランス１９．２５．
３１・・・整流・リップル除去回路２０．２６．３２．
４９・・・検出抵抗１７．２７．３３．５０・・・誤差
増幅器２１・・・ｖｈ電圧設定抵抗 ２８・・・■ｅ電圧設定抵抗 ３４・・・ｖ１電圧設定抵抗 特許出願人　　日　　本　　電　　子　　株　　式　　
会　　社代　　理　　人　　　　弁　　理　　士　　　
井　　島　　藤　　治外１名

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １次ビームの照射に基づいてターゲットから発生した２
   次荷電粒子が入射するマイクロチャンネルプレートと、
   マイクロチャンネルプレートによって増倍された電子を
   検出するアノードとを備えた荷電粒子検出器の電源装置
   において、マイクロチャンネルプレートの入射面と出射
   面との間に印加される電子増倍電圧を発生する電子増倍
   電圧発生回路と、マイクロチャンネルプレートの入射面
   に印加される２次荷電粒子を収集するための電圧を発生
   する収集電圧発生回路とを備え、２次荷電粒子収集電圧
   は、２次イオンや２次電子等を切換えて収集するために
   正負の電圧を切換えて発生するように構成され、更にこ
   の電圧は、電子増倍電圧発生回路における誤差増幅器に
   電子増倍電圧設定用電圧と共に印加されることを特徴と
   する荷電粒子検出器用電源装置。