JPH04133253A - 電子線装置におけるイオンポンプを用いた排気システム - Google Patents
電子線装置におけるイオンポンプを用いた排気システムInfo
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- JPH04133253A JPH04133253A JP2254633A JP25463390A JPH04133253A JP H04133253 A JPH04133253 A JP H04133253A JP 2254633 A JP2254633 A JP 2254633A JP 25463390 A JP25463390 A JP 25463390A JP H04133253 A JPH04133253 A JP H04133253A
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- pump
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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。
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〕
本発閂は、電子顕微鏡等の電子線装置における排気シス
テムに関し、特に、イオンポンプの特性を有効に利用し
て極高真空排気が可能な２台以上の異なる特性のイオン
ポンプからなる排気システムに関する。
テムに関し、特に、イオンポンプの特性を有効に利用し
て極高真空排気が可能な２台以上の異なる特性のイオン
ポンプからなる排気システムに関する。
イオンポンプ（スパッターイオンポンプ）は、第７図に
示すように、容器内に円筒を密に並べて蜂の巣のような
形状にした陽極を設け、これを両側から狭むように２枚
のチタン板からなる陰極を配置し、これらを収納する容
器の外部から陰極板に垂直に磁場を加えるようになって
いる高真空を得るのに適したポンプである。陽極と陰極
の間に電子が存在すると、それは磁場の影響でらせん運
動をしつつ円筒状の陽極に向かい、さらにこれを通り越
して再び引き返すという往復運動をくり返し、陽極には
容易に達することができない。そのため、高真空中でも
電子が残留気体分子を電離する確率が高い。そこで生じ
た正イオンは、電子に比べて質量が大きいため、直線的
に陰極に向かい、衝突によってチタンをスパッターする
。正イオンの一部はそのままチタン板内部にもぐり込み
捕獲されるというかたちで、排気作用が生じる。また、
スパッターされたチタン原子は主として陽極表面に付着
し、そこで形成された清浄なチタン膜によるゲッター作
用による排気効果も大きい。図に示したタイプ（２極型
）に対し、陽極と容器を０電位にして陰極に負の高電圧
を加えるタイプ（３極型）がある（岩波「理化学辞典」
第４版、第６６０頁より。）。
示すように、容器内に円筒を密に並べて蜂の巣のような
形状にした陽極を設け、これを両側から狭むように２枚
のチタン板からなる陰極を配置し、これらを収納する容
器の外部から陰極板に垂直に磁場を加えるようになって
いる高真空を得るのに適したポンプである。陽極と陰極
の間に電子が存在すると、それは磁場の影響でらせん運
動をしつつ円筒状の陽極に向かい、さらにこれを通り越
して再び引き返すという往復運動をくり返し、陽極には
容易に達することができない。そのため、高真空中でも
電子が残留気体分子を電離する確率が高い。そこで生じ
た正イオンは、電子に比べて質量が大きいため、直線的
に陰極に向かい、衝突によってチタンをスパッターする
。正イオンの一部はそのままチタン板内部にもぐり込み
捕獲されるというかたちで、排気作用が生じる。また、
スパッターされたチタン原子は主として陽極表面に付着
し、そこで形成された清浄なチタン膜によるゲッター作
用による排気効果も大きい。図に示したタイプ（２極型
）に対し、陽極と容器を０電位にして陰極に負の高電圧
を加えるタイプ（３極型）がある（岩波「理化学辞典」
第４版、第６６０頁より。）。
このようなイオンポンプにおいては、例えば１０ｔｈ
ＡＶＳ Ｎａｔｉｏｎａｌ Ｖａｃ、Ｓｙｍｐ、 （１
９６３）ｐｐ、 １８５−１９０にも記載されているよ
うに、磁場強度Ｂ （ｋ ｇａｕｓＳ）と陽極の円筒の
直径ｄ （ｉｎｃｈ）との積Ｂｘｄが大きくなると、放
電強度（１／Ｐ）が急減することなく非常に低い圧力の
極高真空領域にまで伸びる。イオンポンプの排気速度Ｓ
（、ｅ／ｓ）は放電強度（１／Ｐ）に比例するので、Ｂ
Ｘｄの大きいポンプは極高真空圧力で比較的大きな排気
速度を維持している。ＢＸｄの値を大きくするのには、
γノード円筒の径ｄを大きくする方が容易のように考え
られるが、■使用可能なカソード面積に組み込めるγノ
ードセル数がｄ２に反比例して減少する、■大きなｄの
セルでは、マグネットの端近くに位置するγノードに対
して磁力線が円筒軸に対して曲ってしまうので、ペニン
グ放電の電子密度が薄くなる、等の不都合が生じる。そ
のため、ＢＸｄを大きくし、しかも放電セルに平行な磁
力線をもつ効率の高いペニング放電セルを得るためには
、Ｂを１． ５ｋ ｇａｕｓｓ程度にまで大きくする
必要がある（６〜２０ｍｍの場合）。これに対して、Ｂ
Ｘｄの比較的小さい通常のイオンポンプ（Ｂ ＝ １
、 Ｏｋ ｇａｕｓｓ前後）は、比較的低真空（１０
”’〜１０−’）領域においては、上記のようなりＸｄ
の大きい超真空用イオンポンプに比較して同程度かより
大きい排気速度Ｓを有している。
ＡＶＳ Ｎａｔｉｏｎａｌ Ｖａｃ、Ｓｙｍｐ、 （１
９６３）ｐｐ、 １８５−１９０にも記載されているよ
うに、磁場強度Ｂ （ｋ ｇａｕｓＳ）と陽極の円筒の
直径ｄ （ｉｎｃｈ）との積Ｂｘｄが大きくなると、放
電強度（１／Ｐ）が急減することなく非常に低い圧力の
極高真空領域にまで伸びる。イオンポンプの排気速度Ｓ
（、ｅ／ｓ）は放電強度（１／Ｐ）に比例するので、Ｂ
Ｘｄの大きいポンプは極高真空圧力で比較的大きな排気
速度を維持している。ＢＸｄの値を大きくするのには、
γノード円筒の径ｄを大きくする方が容易のように考え
られるが、■使用可能なカソード面積に組み込めるγノ
ードセル数がｄ２に反比例して減少する、■大きなｄの
セルでは、マグネットの端近くに位置するγノードに対
して磁力線が円筒軸に対して曲ってしまうので、ペニン
グ放電の電子密度が薄くなる、等の不都合が生じる。そ
のため、ＢＸｄを大きくし、しかも放電セルに平行な磁
力線をもつ効率の高いペニング放電セルを得るためには
、Ｂを１． ５ｋ ｇａｕｓｓ程度にまで大きくする
必要がある（６〜２０ｍｍの場合）。これに対して、Ｂ
Ｘｄの比較的小さい通常のイオンポンプ（Ｂ ＝ １
、 Ｏｋ ｇａｕｓｓ前後）は、比較的低真空（１０
”’〜１０−’）領域においては、上記のようなりＸｄ
の大きい超真空用イオンポンプに比較して同程度かより
大きい排気速度Ｓを有している。
ところで、従来、例えば電子顕微鏡において、１０−”
Ｔｏｒｒオーダの極高真空が必要な電界電子放出電子
銃を装着する電子銃室には、１台のイオンポンプが取り
付けられ、この１台のイオンポンプによって比較的高い
圧力の高真空から非常に圧力の低い超高真空まで排気し
ていた。
Ｔｏｒｒオーダの極高真空が必要な電界電子放出電子
銃を装着する電子銃室には、１台のイオンポンプが取り
付けられ、この１台のイオンポンプによって比較的高い
圧力の高真空から非常に圧力の低い超高真空まで排気し
ていた。
このように広い圧力範囲をカバーするため、従来のイオ
ンポンプにおいては、そのペニング放電のためのパラメ
ータ設計において、広い動作圧力範囲の略中夫の約Ｉ
Ｘ １０−’Ｔｏｒｒ前後で大きな公称排気速度が得ら
れるように設計されており、電界電子放出電子銃の動作
圧力である１ ０−１０Ｔｏｒｒ領域での排気速度は非
常に小さくなっている。
ンポンプにおいては、そのペニング放電のためのパラメ
ータ設計において、広い動作圧力範囲の略中夫の約Ｉ
Ｘ １０−’Ｔｏｒｒ前後で大きな公称排気速度が得ら
れるように設計されており、電界電子放出電子銃の動作
圧力である１ ０−１０Ｔｏｒｒ領域での排気速度は非
常に小さくなっている。
また、１０−１０Ｔｏｒｒレンジを主な動作圧力領域と
するイオンポンプにおいては、その活性な内部表面の酸
化等の不都合を防ぐためには、できるだけ低い圧力の超
高真空から起動させることが望ましい。しかしながら、
従来においては、イオンポンプが起動可能な高真空圧力
までターボ分子ポンプや油拡散ポンプからなる補助ポン
プで排気してから、イオンポンプにスイッチが入れられ
ていた。
するイオンポンプにおいては、その活性な内部表面の酸
化等の不都合を防ぐためには、できるだけ低い圧力の超
高真空から起動させることが望ましい。しかしながら、
従来においては、イオンポンプが起動可能な高真空圧力
までターボ分子ポンプや油拡散ポンプからなる補助ポン
プで排気してから、イオンポンプにスイッチが入れられ
ていた。
また、ときには電子銃室とイオンポンプ自身のベーキン
グ時の排気においても、イオンポンプ自身で行うことも
あった。これはターボ分子ポンプや油拡散ポンプのライ
ンからの放出ガスを電子銃室に侵入させないためである
が、このようなイオンポンプの動作により、従来はイオ
ンポンプの到達可能圧力を不都合に高くしてしまってい
た。
グ時の排気においても、イオンポンプ自身で行うことも
あった。これはターボ分子ポンプや油拡散ポンプのライ
ンからの放出ガスを電子銃室に侵入させないためである
が、このようなイオンポンプの動作により、従来はイオ
ンポンプの到達可能圧力を不都合に高くしてしまってい
た。
本発明はこのような状況に鑑みてなされたものであり、
その目的は、例えば電界電子放出電子銃の動作圧力であ
る１０〜１０Ｔｏ’ｒ１領域においても高い排気速度で
排気が可能で、かつ、極めて低い到達可能圧力を有する
排気システムを提供することである。
その目的は、例えば電界電子放出電子銃の動作圧力であ
る１０〜１０Ｔｏ’ｒ１領域においても高い排気速度で
排気が可能で、かつ、極めて低い到達可能圧力を有する
排気システムを提供することである。
上記目的を達成するための本発明の電子線装置における
イオンポンプを用いた排気システムは、イオンポンプを
用いて電子線装置の超高真空室を極高真空に排気するた
めの排気システムにおいて、少なくともイオンポンプの
平均磁束密度と放電セル円筒径の積が相対的に大きい主
イオンポンプと前記積が相対的に小さい補助用イオンポ
ンプとを超高真空室に取り付けて構成し、排気システム
の起動時においては、補助用イオンポンプを先行して駆
動し、その後、主イオンポンプを起動して補助用イオン
ポンプと共に排気し、その後、補助用イオンポンプの駆
動を停止するか補助用イオンポンプを遮断して主イオン
ポンプのみにより排気するようにしたことを特徴とする
ものである。
イオンポンプを用いた排気システムは、イオンポンプを
用いて電子線装置の超高真空室を極高真空に排気するた
めの排気システムにおいて、少なくともイオンポンプの
平均磁束密度と放電セル円筒径の積が相対的に大きい主
イオンポンプと前記積が相対的に小さい補助用イオンポ
ンプとを超高真空室に取り付けて構成し、排気システム
の起動時においては、補助用イオンポンプを先行して駆
動し、その後、主イオンポンプを起動して補助用イオン
ポンプと共に排気し、その後、補助用イオンポンプの駆
動を停止するか補助用イオンポンプを遮断して主イオン
ポンプのみにより排気するようにしたことを特徴とする
ものである。
本発明においては、超高真空においても高い排気速度を
有する主イオンポンプと補助用イオンポンプとを超高真
空室に取り付け、排気システムの起動時においては、補
助用イオンポンプを先行して駆動し、その後、主イオン
ポンプを起動して補助用イオンポンプと共に排気し、そ
の後、補助用イオンポンプの駆動を停止するか補助用イ
オンポンプを遮断して主イオンポンプのみにより排気す
るようにして、主イオンポンプと補助イオンポンプとに
排気圧力範囲を分担させており、例えば１０−” Ｔｏ
ｒｒレンジでの極高真空領域においても高い排気速度が
確保できる。しかも、主イオンポンプの起動時の圧力を
補助用イオンポンプの排気により低くして、その活性な
内部表面の酸化等を極ｔで少なくすることができ、極高
真空排気に適した内部表面状能を常に維持できるので、
その排気性能が劣化することはない。さらに、水蒸気等
のガス放出が多いターボ分子ポンプや油拡散ポンプ等の
補助排気系は、補助用イオンポンプを起動すると遮断さ
れるので、主イオンポンプによる排気時に非常に低い圧
力の極高真空が達成できる。
有する主イオンポンプと補助用イオンポンプとを超高真
空室に取り付け、排気システムの起動時においては、補
助用イオンポンプを先行して駆動し、その後、主イオン
ポンプを起動して補助用イオンポンプと共に排気し、そ
の後、補助用イオンポンプの駆動を停止するか補助用イ
オンポンプを遮断して主イオンポンプのみにより排気す
るようにして、主イオンポンプと補助イオンポンプとに
排気圧力範囲を分担させており、例えば１０−” Ｔｏ
ｒｒレンジでの極高真空領域においても高い排気速度が
確保できる。しかも、主イオンポンプの起動時の圧力を
補助用イオンポンプの排気により低くして、その活性な
内部表面の酸化等を極ｔで少なくすることができ、極高
真空排気に適した内部表面状能を常に維持できるので、
その排気性能が劣化することはない。さらに、水蒸気等
のガス放出が多いターボ分子ポンプや油拡散ポンプ等の
補助排気系は、補助用イオンポンプを起動すると遮断さ
れるので、主イオンポンプによる排気時に非常に低い圧
力の極高真空が達成できる。
次に、図面を参照にして本発明の実施例について説明す
る。
る。
第１図は透過型電子顕微鏡に本発明の１実施例の排気シ
ステムを適用した場合の構成を示す図であり、電子顕微
鏡１は、電界電子放出電子銃を収容する電子銃室２と、
集束レンズ室、試料室、結像レンズ室からなる鏡筒部３
と、像観察部とカメラ部からなるカメラ室４とからなる
。鏡筒部３とカメラ室４との間には、フィルム交換時に
鏡筒部３に大気が進入しないようにするエアロツクバル
ブＡＶが設けられている。電子銃室２には、通常のイオ
ンポンプＩＰＩと、平均磁束密度がペニング放電室（陽
極円筒）においてイオンポンプＩＰ１のそれ（約１ 、
Ｑ ｋ ｇａｕｓｓ）に比較して５割程強く約１．
５ ｋ ｇａｕｓｓに設計された超高真空専用のイオン
ポンプＩＰ２とが取り付けられている。
ステムを適用した場合の構成を示す図であり、電子顕微
鏡１は、電界電子放出電子銃を収容する電子銃室２と、
集束レンズ室、試料室、結像レンズ室からなる鏡筒部３
と、像観察部とカメラ部からなるカメラ室４とからなる
。鏡筒部３とカメラ室４との間には、フィルム交換時に
鏡筒部３に大気が進入しないようにするエアロツクバル
ブＡＶが設けられている。電子銃室２には、通常のイオ
ンポンプＩＰＩと、平均磁束密度がペニング放電室（陽
極円筒）においてイオンポンプＩＰ１のそれ（約１ 、
Ｑ ｋ ｇａｕｓｓ）に比較して５割程強く約１．
５ ｋ ｇａｕｓｓに設計された超高真空専用のイオン
ポンプＩＰ２とが取り付けられている。
そして、通常のイオンポンプ［’ｌにはバルブＶ１を介
してターボ分子ポンプＴＭＰ （又は、油拡散ポンプ）
が接続されており、起動時にこのターボ分子ポンプＴＭ
Ｐにより補助排気される。また、鏡筒部３とカメラ室４
は、それぞれバルブＶ２、Ｖ３を介してターボ分子ポン
プＴＭＰに接続されている。ターボ分子ポンプＴＭＰの
排気側にはロータリーポンプＲＰが接続されている。ま
た、鏡筒部３には、鏡筒部排気用イオンポンプＩＰ３が
取り付けられている。さらに、最終ポンプである超高真
空専用のイオンポンプＩＰ２と鏡筒部排気用イオンポン
プｒＰ３、及び、電子銃室２には、べ−り用のヒータ５
が設けられている。また、電子銃室２とカメラ室４には
それぞれ圧力計０１、Ｇ２が取り付けられている。
してターボ分子ポンプＴＭＰ （又は、油拡散ポンプ）
が接続されており、起動時にこのターボ分子ポンプＴＭ
Ｐにより補助排気される。また、鏡筒部３とカメラ室４
は、それぞれバルブＶ２、Ｖ３を介してターボ分子ポン
プＴＭＰに接続されている。ターボ分子ポンプＴＭＰの
排気側にはロータリーポンプＲＰが接続されている。ま
た、鏡筒部３には、鏡筒部排気用イオンポンプＩＰ３が
取り付けられている。さらに、最終ポンプである超高真
空専用のイオンポンプＩＰ２と鏡筒部排気用イオンポン
プｒＰ３、及び、電子銃室２には、べ−り用のヒータ５
が設けられている。また、電子銃室２とカメラ室４には
それぞれ圧力計０１、Ｇ２が取り付けられている。
このような排気システムにおいて、超高真空専用のイオ
ンポンプＩＰ２は、通常のイオンポンプＩＰＩによる排
気により超高真空（１０−’Ｔｏｒｒレンジ以下の圧力
）になった領域でのみ起動させられるようになっている
。上記ＩＰＩとＩＦ５の同時排気により、１０−ＢＴｏ
ｒｒレンジまで排気された後は、起動用のＩＰＩは通常
スイッチが切られ、ＩＦ５により１０−” Ｔｏｒｒ以
上の極高真空まで排気される。ここで、ＩＰＩのスイッ
チを切る理由は、ＩＰＩは比較的高い圧力の真空中から
排気しているので、その陰極面には多量のガスがチタン
化合物の形態等で付着しており、スイッチが入ったまま
で超高真空専用イオンポンプＩＰ２で排気されると、こ
の付着されたガスが再放出し、ＩＰｌがガス放出源とな
るのに対し、スイッチを切っておくと、付着したガスは
安定な形態のままで留まり、ガスを殆ど再放出しなくな
ることによる。
ンポンプＩＰ２は、通常のイオンポンプＩＰＩによる排
気により超高真空（１０−’Ｔｏｒｒレンジ以下の圧力
）になった領域でのみ起動させられるようになっている
。上記ＩＰＩとＩＦ５の同時排気により、１０−ＢＴｏ
ｒｒレンジまで排気された後は、起動用のＩＰＩは通常
スイッチが切られ、ＩＦ５により１０−” Ｔｏｒｒ以
上の極高真空まで排気される。ここで、ＩＰＩのスイッ
チを切る理由は、ＩＰＩは比較的高い圧力の真空中から
排気しているので、その陰極面には多量のガスがチタン
化合物の形態等で付着しており、スイッチが入ったまま
で超高真空専用イオンポンプＩＰ２で排気されると、こ
の付着されたガスが再放出し、ＩＰｌがガス放出源とな
るのに対し、スイッチを切っておくと、付着したガスは
安定な形態のままで留まり、ガスを殆ど再放出しなくな
ることによる。
第２図にこのような動作のためのフローチャートを示す
。まず、ＳＴＩにおいて、ターボ分子ポンプＴＭＰとロ
ータリーポンプＲＰを起動し、ＳＴ２において、バルブ
ｖ３、ＡＶを閉じてからバルブＶ１、Ｖ２を關き、ター
ボ分子ポンプＴＭＰにより電子銃室２と鏡筒邪３の排気
を始める。Ｓｒ３において、圧力計６１により測定され
る電子銃室２の圧力が所定の値Ｐ１より小さくなったか
否かを判定し、この値Ｐ１より小さくなったと判定され
ると、Ｓｒ１において、電子銃室２を中間の超高真空ま
で排気する通常のイオンポンプＩＰ１と鏡筒部排気用イ
オンポンプＩＰ３とを起動する。
。まず、ＳＴＩにおいて、ターボ分子ポンプＴＭＰとロ
ータリーポンプＲＰを起動し、ＳＴ２において、バルブ
ｖ３、ＡＶを閉じてからバルブＶ１、Ｖ２を關き、ター
ボ分子ポンプＴＭＰにより電子銃室２と鏡筒邪３の排気
を始める。Ｓｒ３において、圧力計６１により測定され
る電子銃室２の圧力が所定の値Ｐ１より小さくなったか
否かを判定し、この値Ｐ１より小さくなったと判定され
ると、Ｓｒ１において、電子銃室２を中間の超高真空ま
で排気する通常のイオンポンプＩＰ１と鏡筒部排気用イ
オンポンプＩＰ３とを起動する。
Ｓｒ５により所定の時間経過を測定後（電子銃室２の圧
力は上記のように１０−８ＴｏｒｒＬノンジ以下までに
低下している。）、Ｓｒ１において、バルブｖ１、Ｖ２
を閉じ、バルブＶ３を關シ）だ後、Ｓｒ７において、超
高真空専用のイオンポンプＩＰ２のスイッチを入れて起
動させる。その後、Ｓｒ１において、所定の時間経過を
測定後（電子銃室２Ｊ）圧力は上記のようにＩＰＩとＩ
Ｆ５により１０′□９Ｔｔ：ｒｒレンジまでｊ、て低下
しでいる。）、Ｓ７９において、イオンポンプＩＰｉｔ
切る。これにより、電子銃室２はイオンポンプＩＰ２に
よって排気される。ターボ分子ポンプＴＭＰにより排気
されるカメラ室４の圧力は、５ＴＩＯにおいて、圧力計
０２により測定され、所定の値Ｐ２より小さくなったか
否かが判定される。この値Ｐ２より小さくなったと判定
されると、５ＴＩＩにおいて、エアロツタバルブＡＶを
開いて、電子顕微鏡１の観察動作を開始可能にする。
力は上記のように１０−８ＴｏｒｒＬノンジ以下までに
低下している。）、Ｓｒ１において、バルブｖ１、Ｖ２
を閉じ、バルブＶ３を關シ）だ後、Ｓｒ７において、超
高真空専用のイオンポンプＩＰ２のスイッチを入れて起
動させる。その後、Ｓｒ１において、所定の時間経過を
測定後（電子銃室２Ｊ）圧力は上記のようにＩＰＩとＩ
Ｆ５により１０′□９Ｔｔ：ｒｒレンジまでｊ、て低下
しでいる。）、Ｓ７９において、イオンポンプＩＰｉｔ
切る。これにより、電子銃室２はイオンポンプＩＰ２に
よって排気される。ターボ分子ポンプＴＭＰにより排気
されるカメラ室４の圧力は、５ＴＩＯにおいて、圧力計
０２により測定され、所定の値Ｐ２より小さくなったか
否かが判定される。この値Ｐ２より小さくなったと判定
されると、５ＴＩＩにおいて、エアロツタバルブＡＶを
開いて、電子顕微鏡１の観察動作を開始可能にする。
さて、電子銃室２、イオンポンプＩＰ２等を大気に曝す
と、これらの内面に水蒸気等が付着して排気初期に大き
なガス放出が起こるので、ベーキング処理（真空焼き出
し処理）を行う必要がある。
と、これらの内面に水蒸気等が付着して排気初期に大き
なガス放出が起こるので、ベーキング処理（真空焼き出
し処理）を行う必要がある。
電子銃室２とイオンポンプＩＰ２とＩＦ５の真空焼き出
し時には、ベータ用ヒータ５を導通して補助ポンプＴＭ
Ｐにより電子銃室２とイオンポンプＩＰ２とＩＦ５をベ
ータ処理する。初期の大きなガス放出が終わり定常的な
ガス放出の時点以降では、ＴＰＩを動作させ、補助ボン
ブラインを遮断しτ゛、ＩＰＩの排気によりこれ以降の
べ・−り処理が行なわれる。、、第３図にこのような動
作のだとのフローチャートを示すが、手順は図より明ら
かであるので詳細な説明は省く。
し時には、ベータ用ヒータ５を導通して補助ポンプＴＭ
Ｐにより電子銃室２とイオンポンプＩＰ２とＩＦ５をベ
ータ処理する。初期の大きなガス放出が終わり定常的な
ガス放出の時点以降では、ＴＰＩを動作させ、補助ボン
ブラインを遮断しτ゛、ＩＰＩの排気によりこれ以降の
べ・−り処理が行なわれる。、、第３図にこのような動
作のだとのフローチャートを示すが、手順は図より明ら
かであるので詳細な説明は省く。
第４図に第１図の変形例を示す、、第１７徒）実施例と
の違い）ま、起動用のイオンポンプＩＰＩを遮断バルブ
■４を介して電子銃室２に取り付けるようにした炭であ
る。この場合は、ｌＰｉとＩＦ５による同時排気にはり
Ｌ ０−９Ｔｏｒｒレンジまで排気；また後に、ＩＰＩ
のスイッチを切る代わりに遮断バルブｖ４を閉じること
により、ＩＦ５のみにより１０′□ｌ０Ｔｏｒｒ以上の
極高真空まで排気する。この町うｌこすると、超高真空
専用イオンポンプＩＰ２により極高真空まで排気する際
、１Ｐｌは完全に電子銃室２から切り離されるので、多
量のガスが何着しているイオンポンプＩＰＩがガス放出
源となる：とは全くなくなり、より低い圧力の極高真空
まで到達できることになる。なお、遮断バルブＶ４を閉
じた後、イオンポンプＩＰＩのスイッチは切るようにし
てもよいが、必ずしも必要なことではない。第５図にこ
の場合の排気動作のだｔのフローチャートを、第６図に
ベーク処理時の排気動作のだ於のフローチャートを示す
。これらはそれぞれ第２図、第３図Ｅ、：対応する。第
２図、穿３図の場合と異なるのは、バルブＶ４の開閉動
作が加わり、ＩＰＩのスイッチを切る動作がなくフ一る
点のみで、他は同様である。手順は図より吠らかである
ので、詳紅な説明は省く。
の違い）ま、起動用のイオンポンプＩＰＩを遮断バルブ
■４を介して電子銃室２に取り付けるようにした炭であ
る。この場合は、ｌＰｉとＩＦ５による同時排気にはり
Ｌ ０−９Ｔｏｒｒレンジまで排気；また後に、ＩＰＩ
のスイッチを切る代わりに遮断バルブｖ４を閉じること
により、ＩＦ５のみにより１０′□ｌ０Ｔｏｒｒ以上の
極高真空まで排気する。この町うｌこすると、超高真空
専用イオンポンプＩＰ２により極高真空まで排気する際
、１Ｐｌは完全に電子銃室２から切り離されるので、多
量のガスが何着しているイオンポンプＩＰＩがガス放出
源となる：とは全くなくなり、より低い圧力の極高真空
まで到達できることになる。なお、遮断バルブＶ４を閉
じた後、イオンポンプＩＰＩのスイッチは切るようにし
てもよいが、必ずしも必要なことではない。第５図にこ
の場合の排気動作のだｔのフローチャートを、第６図に
ベーク処理時の排気動作のだ於のフローチャートを示す
。これらはそれぞれ第２図、第３図Ｅ、：対応する。第
２図、穿３図の場合と異なるのは、バルブＶ４の開閉動
作が加わり、ＩＰＩのスイッチを切る動作がなくフ一る
点のみで、他は同様である。手順は図より吠らかである
ので、詳紅な説明は省く。
ところで、第１図の実施例におけるイオンポンプＩＰＩ
、ＩＦ５の形態と（、で、全く独立にＷ成された２つの
ポンプを用いる代わりに、１つのイオンポンプに２つの
ペニング放電スパッタ室（ポンプエレメント室）を設け
、片方の放電スパッタ室の磁場強度は従来の七の稈度（
Ｂ＝ｉ、 １ｋｇａＵＳＳ前後）にし、他の放電スパ
ッタ室の磁場強度は超高真空での排気のためにより強＜
（Ｂ＝Ｉ。
、ＩＦ５の形態と（、で、全く独立にＷ成された２つの
ポンプを用いる代わりに、１つのイオンポンプに２つの
ペニング放電スパッタ室（ポンプエレメント室）を設け
、片方の放電スパッタ室の磁場強度は従来の七の稈度（
Ｂ＝ｉ、 １ｋｇａＵＳＳ前後）にし、他の放電スパ
ッタ室の磁場強度は超高真空での排気のためにより強＜
（Ｂ＝Ｉ。
５ ｋ ｇａｕｓｓ前後）し、各々に独立した駆動電源
を接続し、第２図又は第３図に示したように、各々を独
立したイオンポンブ止シ、て制御するようにすることも
できる。
を接続し、第２図又は第３図に示したように、各々を独
立したイオンポンブ止シ、て制御するようにすることも
できる。
また、電子銃室２に取り付ける超高真空専用のイオンポ
ンプＩＰ２の製作上の変形としては、磁場強度の強い（
Ｂ＝１． ５ｋ ｇａｕｓｓ ） 放電セルを簡単に実
現するために、永久磁石そのものは従来の材質、厚みで
製作し、磁極間ギャップ長を従来のものの約２／３に狭
め、それに伴って放電セル円筒（アノード）の高さや、
アノード／カソード（Ｔ１）間距離も小さくし、磁石材
を変更することなく、また、磁性材ヨークの厚みを何ら
増すことなく、磁界強度の強い超高真空専用のイオンポ
ンプを実現することもできる。
ンプＩＰ２の製作上の変形としては、磁場強度の強い（
Ｂ＝１． ５ｋ ｇａｕｓｓ ） 放電セルを簡単に実
現するために、永久磁石そのものは従来の材質、厚みで
製作し、磁極間ギャップ長を従来のものの約２／３に狭
め、それに伴って放電セル円筒（アノード）の高さや、
アノード／カソード（Ｔ１）間距離も小さくし、磁石材
を変更することなく、また、磁性材ヨークの厚みを何ら
増すことなく、磁界強度の強い超高真空専用のイオンポ
ンプを実現することもできる。
なお、以上に透過型電子顕微鏡の電子銃室を例にとって
排気する場合について説明してきたが、本発明はこれに
限らず、他の電子線装置の排気装置に適用できることは
明らかである。また、上記実施例に限定されず種々の変
形が可能なことも明らかである。
排気する場合について説明してきたが、本発明はこれに
限らず、他の電子線装置の排気装置に適用できることは
明らかである。また、上記実施例に限定されず種々の変
形が可能なことも明らかである。
本発明の電子線装置にあけるイオンポンプを用いた排気
システムによると、超高真空においても高い排気速度を
有する主イオンポンプと補助用イオンポンプとを超高真
空室に取り付け、排気システムの起動時においては、補
助用イオンポンプを先行して駆動し、その後、主イオン
ポンプを起動して補助用イオンポンプと共に排気し、そ
の後、補助用イオンポンプの駆動を停止するか補助用イ
オンポンプを遮断して主イオンポンプのみにより排気す
るようにして、主イオンポンプと補助イオンポンプとに
排気圧力範囲を分担させており、例えば１０ ” Ｔｏ
ｒｒレンジでの極高真空領域においても高い排気速度が
確保できる。しかも、主イオンポンプの起動時の圧力を
補助用イオンポンプの排気により低くして、その活性な
内部表面の酸化等を極めて少なくすることができ、極高
真空排気に適した内部表面状能を常に維持できるので、
その排気性能が劣化することはない。さらに、水蒸気等
のガス放出が多いターボ分子ポンプや油拡散ポンプ等の
補助排気系は、補助用イオンポンプを起動すると遮断さ
れるので、主イオンポンプによる排気時に非常に低い圧
力の極高真空が達成できる。
システムによると、超高真空においても高い排気速度を
有する主イオンポンプと補助用イオンポンプとを超高真
空室に取り付け、排気システムの起動時においては、補
助用イオンポンプを先行して駆動し、その後、主イオン
ポンプを起動して補助用イオンポンプと共に排気し、そ
の後、補助用イオンポンプの駆動を停止するか補助用イ
オンポンプを遮断して主イオンポンプのみにより排気す
るようにして、主イオンポンプと補助イオンポンプとに
排気圧力範囲を分担させており、例えば１０ ” Ｔｏ
ｒｒレンジでの極高真空領域においても高い排気速度が
確保できる。しかも、主イオンポンプの起動時の圧力を
補助用イオンポンプの排気により低くして、その活性な
内部表面の酸化等を極めて少なくすることができ、極高
真空排気に適した内部表面状能を常に維持できるので、
その排気性能が劣化することはない。さらに、水蒸気等
のガス放出が多いターボ分子ポンプや油拡散ポンプ等の
補助排気系は、補助用イオンポンプを起動すると遮断さ
れるので、主イオンポンプによる排気時に非常に低い圧
力の極高真空が達成できる。
第１図は透過型電子顕微鏡に本発明の１実施例の排気シ
ステムを適用した場合の構成を示す図、第２図は第１図
の排気システムの起動時の動作のフローチャート、第３
図は第１図の排気システムのベータ処理時の動作のフロ
ーチャート、第４図は別の実施例の構成を示す図、第５
図は第４図の排気システムの第２図と同様なフローチャ
ート、第６図は第４図の排気システムの第３図と同様な
フローチャート、第７図はイオンポンプの構成と作用を
説明するための図である。 ｌ・・・透過型電子顕微鏡、２・・・電子銃室、３・・
・鏡筒部、４・・・カメラ室、５・・・ヒータ、ＡＶ・
・・エアロツクバルブ、ＩＰＩ・・・通常のイオンポン
プ、ＩＦ５・・・超高真空専用イオンポンプ、Ｖｌ、Ｖ
２、ｖ３、Ｖ４・・・バルブ、ＴＭＰ・・・ターボ分子
ポンプ、ＲＰ・・・ロータリーポンプ、Ｇ１、Ｇ２・・
・圧力計箱１ｆｉ 出 願 人 日本電子株式会社 代理人 弁理士 韮 澤 弘（外７名）Ｐ 第４ 図 Ｐ
ステムを適用した場合の構成を示す図、第２図は第１図
の排気システムの起動時の動作のフローチャート、第３
図は第１図の排気システムのベータ処理時の動作のフロ
ーチャート、第４図は別の実施例の構成を示す図、第５
図は第４図の排気システムの第２図と同様なフローチャ
ート、第６図は第４図の排気システムの第３図と同様な
フローチャート、第７図はイオンポンプの構成と作用を
説明するための図である。 ｌ・・・透過型電子顕微鏡、２・・・電子銃室、３・・
・鏡筒部、４・・・カメラ室、５・・・ヒータ、ＡＶ・
・・エアロツクバルブ、ＩＰＩ・・・通常のイオンポン
プ、ＩＦ５・・・超高真空専用イオンポンプ、Ｖｌ、Ｖ
２、ｖ３、Ｖ４・・・バルブ、ＴＭＰ・・・ターボ分子
ポンプ、ＲＰ・・・ロータリーポンプ、Ｇ１、Ｇ２・・
・圧力計箱１ｆｉ 出 願 人 日本電子株式会社 代理人 弁理士 韮 澤 弘（外７名）Ｐ 第４ 図 Ｐ
Claims (1)
- （１）イオンポンプを用いて電子線装置の超高真空室を
極高真空に排気するための排気システムにおいて、少な
くともイオンポンプの平均磁束密度と放電セル円筒径の
積が相対的に大きい主イオンポンプと前記積が相対的に
小さい補助用イオンポンプとを超高真空室に取り付けて
構成し、排気システムの起動時においては、補助用イオ
ンポンプを先行して駆動し、その後、主イオンポンプを
起動して補助用イオンポンプと共に排気し、その後、補
助用イオンポンプの駆動を停止するか補助用イオンポン
プを遮断して主イオンポンプのみにより排気するように
したことを特徴とする電子線装置におけるイオンポンプ
を用いた排気システム。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2254633A JPH04133253A (ja) | 1990-09-25 | 1990-09-25 | 電子線装置におけるイオンポンプを用いた排気システム |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2254633A JPH04133253A (ja) | 1990-09-25 | 1990-09-25 | 電子線装置におけるイオンポンプを用いた排気システム |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04133253A true JPH04133253A (ja) | 1992-05-07 |
Family
ID=17267733
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2254633A Pending JPH04133253A (ja) | 1990-09-25 | 1990-09-25 | 電子線装置におけるイオンポンプを用いた排気システム |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04133253A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6452177B1 (en) * | 1998-09-04 | 2002-09-17 | California Institute Of Technology | Atmospheric electron x-ray spectrometer |
| JP2002313270A (ja) * | 2001-04-16 | 2002-10-25 | Shimadzu Corp | 高真空電子線装置及びその排気方法 |
| KR100938241B1 (ko) * | 2008-12-24 | 2010-01-22 | 한국기초과학지원연구원 | 투과전자현미경 홀더 전처리를 위한 ｄｐｓ |
| JP2015018807A (ja) * | 2013-07-08 | 2015-01-29 | カール ツァイス マイクロスコーピー エルエルシー | 荷電粒子ビームシステム及びその作動方法 |
| US9530612B2 (en) | 2013-07-08 | 2016-12-27 | Carl Zeiss Microscopy, Llc | Charged particle beam system and method of operating a charged particle beam system |
-
1990
- 1990-09-25 JP JP2254633A patent/JPH04133253A/ja active Pending
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6452177B1 (en) * | 1998-09-04 | 2002-09-17 | California Institute Of Technology | Atmospheric electron x-ray spectrometer |
| JP2002313270A (ja) * | 2001-04-16 | 2002-10-25 | Shimadzu Corp | 高真空電子線装置及びその排気方法 |
| KR100938241B1 (ko) * | 2008-12-24 | 2010-01-22 | 한국기초과학지원연구원 | 투과전자현미경 홀더 전처리를 위한 ｄｐｓ |
| JP2015018807A (ja) * | 2013-07-08 | 2015-01-29 | カール ツァイス マイクロスコーピー エルエルシー | 荷電粒子ビームシステム及びその作動方法 |
| US9530612B2 (en) | 2013-07-08 | 2016-12-27 | Carl Zeiss Microscopy, Llc | Charged particle beam system and method of operating a charged particle beam system |
| US9530611B2 (en) | 2013-07-08 | 2016-12-27 | Carl Zeiss Microscopy, Llc | Charged particle beam system and method of operating a charged particle beam system |
| US9536699B2 (en) | 2013-07-08 | 2017-01-03 | Carl Zeiss Microscopy, Llc | Charged particle beam system and method of operating a charged particle beam system |
| US9627172B2 (en) | 2013-07-08 | 2017-04-18 | Carl Zeiss Microscopy, Llc | Charged particle beam system and method of operating a charged particle beam system |
| US9640364B2 (en) | 2013-07-08 | 2017-05-02 | Carl Zeiss Microscopy, Llc | Charged particle beam system and method of operating a charged particle beam system |
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