JPH0517652B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPH0517652B2 JPH0517652B2 JP58234243A JP23424383A JPH0517652B2 JP H0517652 B2 JPH0517652 B2 JP H0517652B2 JP 58234243 A JP58234243 A JP 58234243A JP 23424383 A JP23424383 A JP 23424383A JP H0517652 B2 JPH0517652 B2 JP H0517652B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- lens
- electron
- electron gun
- anode
- field emission
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
- 238000010894 electron beam technology Methods 0.000 claims description 5
- 230000005284 excitation Effects 0.000 claims 1
- 230000004075 alteration Effects 0.000 description 4
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 230000004907 flux Effects 0.000 description 3
- 125000006850 spacer group Chemical group 0.000 description 3
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 2
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 2
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 description 1
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
- H01J37/02—Details
- H01J37/04—Arrangements of electrodes and associated parts for generating or controlling the discharge, e.g. electron-optical arrangement or ion-optical arrangement
- H01J37/06—Electron sources; Electron guns
- H01J37/073—Electron guns using field emission, photo emission, or secondary emission electron sources
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Electron Sources, Ion Sources (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の利用分野〕
本発明は、電子顕微鏡の電子銃に係り、特に電
界放射形の電子源に好適な電子銃に関する。
界放射形の電子源に好適な電子銃に関する。
従来の電界放射形電子銃の構造を第１図に示し
た。電界放射用電子源すなわち陰極１が陰極電位
導入端子２に支持されている。陰極電位導入端子
２はフランジ１１に固定され、電子銃鏡筒１０に
真空パツキングを介して固定されている。電界放
射陰極１に対向した位置に第１陽極３が配置され
ている。第１陽極３は電子銃鏡筒１０の底面１８
上に置かれた円筒碍子４によつて支持されてい
る。第１陽極３には、陽極電位導入端子１２、接
触リング１９を通して引出電圧１４が電界放射陰
極１との間に印加される。電界放射陰極１と第１
陽極３との間に３〜5kVの電圧を印加すると電界
放射陰極１から電子２３が放出される。
た。電界放射用電子源すなわち陰極１が陰極電位
導入端子２に支持されている。陰極電位導入端子
２はフランジ１１に固定され、電子銃鏡筒１０に
真空パツキングを介して固定されている。電界放
射陰極１に対向した位置に第１陽極３が配置され
ている。第１陽極３は電子銃鏡筒１０の底面１８
上に置かれた円筒碍子４によつて支持されてい
る。第１陽極３には、陽極電位導入端子１２、接
触リング１９を通して引出電圧１４が電界放射陰
極１との間に印加される。電界放射陰極１と第１
陽極３との間に３〜5kVの電圧を印加すると電界
放射陰極１から電子２３が放出される。
電界放射では、電界放射陰極１を高温にして陰
極をクリーニングする必要がある。加熱電源１５
は、このクリーニングのために設けられたもの
で、陰極電位導入端子２の２本の端子を通して通
電により行う。放射された電子２３のうち第１陽
極３の開孔２２を通過したものは電界放射陰極１
と電子銃鏡筒（接地電位）１０との間に加えられ
た加速電圧１３になるように加速あるいは減速さ
れる。電子銃鏡筒１０の下方には上部磁極６、下
部磁極７、磁路５、コイル８および非磁性のスペ
ーサ１６からなる磁界形電子レンズ２５が配置さ
れている。
極をクリーニングする必要がある。加熱電源１５
は、このクリーニングのために設けられたもの
で、陰極電位導入端子２の２本の端子を通して通
電により行う。放射された電子２３のうち第１陽
極３の開孔２２を通過したものは電界放射陰極１
と電子銃鏡筒（接地電位）１０との間に加えられ
た加速電圧１３になるように加速あるいは減速さ
れる。電子銃鏡筒１０の下方には上部磁極６、下
部磁極７、磁路５、コイル８および非磁性のスペ
ーサ１６からなる磁界形電子レンズ２５が配置さ
れている。
電子銃鏡筒１０の底面（第２電極）１８の開口
２４を通つた電子ビームは磁界形レンズ２５で集
束され、さらに下方の磁界形電子レンズ等（図示
省略）に導かれる。この図からわかるように、こ
の構成では磁界形電子レンズ２５と電界放射陰極
１との間の距離が長くなる。このため、磁界形電
子レンズ２５は長焦点レンズとして動作し、収差
が大きい欠点があつた。
２４を通つた電子ビームは磁界形レンズ２５で集
束され、さらに下方の磁界形電子レンズ等（図示
省略）に導かれる。この図からわかるように、こ
の構成では磁界形電子レンズ２５と電界放射陰極
１との間の距離が長くなる。このため、磁界形電
子レンズ２５は長焦点レンズとして動作し、収差
が大きい欠点があつた。
こういう構造にしているには、次のような理由
があつた。それは、磁界形電子レンズ２５のコイ
ル８が、電子銃鏡筒１０内を超高真空（10-8Pa）
にするために行うヒータ２０によるベーキング
（200°〜300℃）に耐えられないためであつた。そ
こで、磁界形電子レンズ２５を電子銃鏡筒１０か
ら下方に離して配置し、上記のベーキングに際し
て高温にならないようにしていた。真空排気は、
電子銃鏡筒１０の側壁に設けられた真空排気孔９
から行う。
があつた。それは、磁界形電子レンズ２５のコイ
ル８が、電子銃鏡筒１０内を超高真空（10-8Pa）
にするために行うヒータ２０によるベーキング
（200°〜300℃）に耐えられないためであつた。そ
こで、磁界形電子レンズ２５を電子銃鏡筒１０か
ら下方に離して配置し、上記のベーキングに際し
て高温にならないようにしていた。真空排気は、
電子銃鏡筒１０の側壁に設けられた真空排気孔９
から行う。
本発明の目的は、磁界形電子レンズを短焦点動
作させることができ、かつ電子銃鏡筒のベーキン
グをも可能とする電界放射形電子銃を提供するこ
とにある。
作させることができ、かつ電子銃鏡筒のベーキン
グをも可能とする電界放射形電子銃を提供するこ
とにある。
磁界形電子レンズのうち、ベーキング時に問題
となるのはコイル部である。そこで、本発明で
は、このコイル部を電子源後方の鏡筒端部に配置
し、ベーキング時には取外し可能に構成したもの
である。
となるのはコイル部である。そこで、本発明で
は、このコイル部を電子源後方の鏡筒端部に配置
し、ベーキング時には取外し可能に構成したもの
である。
以下、本発明の一実施例を第２図により説明す
る。コイル磁路５とコイル８からなるコイル部２
６が電子銃鏡筒１０の最上端部真空外に取付けら
れている。電子銃鏡筒１０の最上端部は、スペー
サ２９で真空的に封じられているので、コイル部
２６は取外しても真空的に問題はない。通常使用
時には、コイル部２６は電子銃鏡筒部１０と機械
的に接続されている。そこで、ベーキング時に
は、このコイル部２６を取外し、ベーキングでコ
イル８が損傷を受けることを防ぐことができる。
ベーキングは、電子銃鏡筒１０内を真空排気しな
がら、電子銃鏡筒１０の外周に捲かれたヒータ２
０（例えば、シーズヒーター）で電子銃室全体を
例えば250℃〜300℃にする。これを例えば約５時
間行なう。ベーキングが終了して、鏡筒１０内が
超高真空状態になつた後に、コイル部２６を取付
ける。
る。コイル磁路５とコイル８からなるコイル部２
６が電子銃鏡筒１０の最上端部真空外に取付けら
れている。電子銃鏡筒１０の最上端部は、スペー
サ２９で真空的に封じられているので、コイル部
２６は取外しても真空的に問題はない。通常使用
時には、コイル部２６は電子銃鏡筒部１０と機械
的に接続されている。そこで、ベーキング時に
は、このコイル部２６を取外し、ベーキングでコ
イル８が損傷を受けることを防ぐことができる。
ベーキングは、電子銃鏡筒１０内を真空排気しな
がら、電子銃鏡筒１０の外周に捲かれたヒータ２
０（例えば、シーズヒーター）で電子銃室全体を
例えば250℃〜300℃にする。これを例えば約５時
間行なう。ベーキングが終了して、鏡筒１０内が
超高真空状態になつた後に、コイル部２６を取付
ける。
コイル８に通電すると磁束が生じるが、この磁
束は、コイル磁路５、内磁路２７、第１陽極１
７、電子銃鏡筒底面１８、電子銃鏡筒１０を経由
して流れる。内磁路１０の中間には絶縁リング２
１が挿入されている。これは第１陽極１７を接地
電位から浮かせるためのものである。この部分で
磁気抵抗を生じるが、２〜３ミリメートル程度の
厚さの絶縁リング２１なので磁束の量に変化を与
えるようなものではない。
束は、コイル磁路５、内磁路２７、第１陽極１
７、電子銃鏡筒底面１８、電子銃鏡筒１０を経由
して流れる。内磁路１０の中間には絶縁リング２
１が挿入されている。これは第１陽極１７を接地
電位から浮かせるためのものである。この部分で
磁気抵抗を生じるが、２〜３ミリメートル程度の
厚さの絶縁リング２１なので磁束の量に変化を与
えるようなものではない。
この実施例では、第１陽極１７と電子銃鏡筒底
面１８は、それぞれ磁界形電子レンズの上磁極と
下磁極になつている。この構造では、磁界形電子
レンズのレンズ作用はほぼ、上磁極（第１陽極１
７）と下磁極（電子銃鏡筒底面１８）の間で生じ
るので磁界形電子レンズを短焦点で動作させるこ
とができる。内磁路２７の上端と電子鏡筒１０の
上端は非磁性のスペーサ２９を介して接続されて
いる。電界放射陰極１は、フランジ１１に固定さ
れた陰極電位導入端子２に支持されている。電子
銃の真空排気は真空排気孔９から行うが、内磁路
２７の一部分にさらに内磁路排気孔２８を設け、
電界放射陰極１の周囲の真空排気を行う。
面１８は、それぞれ磁界形電子レンズの上磁極と
下磁極になつている。この構造では、磁界形電子
レンズのレンズ作用はほぼ、上磁極（第１陽極１
７）と下磁極（電子銃鏡筒底面１８）の間で生じ
るので磁界形電子レンズを短焦点で動作させるこ
とができる。内磁路２７の上端と電子鏡筒１０の
上端は非磁性のスペーサ２９を介して接続されて
いる。電界放射陰極１は、フランジ１１に固定さ
れた陰極電位導入端子２に支持されている。電子
銃の真空排気は真空排気孔９から行うが、内磁路
２７の一部分にさらに内磁路排気孔２８を設け、
電界放射陰極１の周囲の真空排気を行う。
第３図は本発明の他の実施例であり、磁路５と
コイル８とからなるコイル部２６が鏡筒１０の上
方側端部分に取付けてある。この実施例の特徴
は、鏡筒を短くできることで、走査形電子顕微鏡
のように振動を嫌う装置には特に有効である。コ
イル部２６は鏡筒１０から取外せるように構成さ
れていることは言うまでもない。
コイル８とからなるコイル部２６が鏡筒１０の上
方側端部分に取付けてある。この実施例の特徴
は、鏡筒を短くできることで、走査形電子顕微鏡
のように振動を嫌う装置には特に有効である。コ
イル部２６は鏡筒１０から取外せるように構成さ
れていることは言うまでもない。
以上詳述したように、本発明によれば、電界放
射形電子銃と短焦点の磁界形電子レンズを組合せ
ることができるので、電界放射形電子銃の輝度を
低下させる原因となつていた磁界形電子レンズの
収差を減らすことができる。例えば、従来、電界
放射形電子銃の次段に用いられていた磁界形電子
レンズの焦点距離は約５cmであつたが、本発明に
よればこれを１cmにすることができる。この結
果、球面収差は約100分の１、色収差は約５分の
１となる。さらにまた、焦点距離５cmの場合、磁
界形電子レンズを通過した後の電子ビームの輝度
は電子源そのものがもつ輝度の約10分の１に低下
するが、一方、１cmの焦点距離では、輝度の低下
は約２分の１である。すなわち、本発明を実施す
れば、５倍も明るい電子ビームを取出すことがで
きる。
射形電子銃と短焦点の磁界形電子レンズを組合せ
ることができるので、電界放射形電子銃の輝度を
低下させる原因となつていた磁界形電子レンズの
収差を減らすことができる。例えば、従来、電界
放射形電子銃の次段に用いられていた磁界形電子
レンズの焦点距離は約５cmであつたが、本発明に
よればこれを１cmにすることができる。この結
果、球面収差は約100分の１、色収差は約５分の
１となる。さらにまた、焦点距離５cmの場合、磁
界形電子レンズを通過した後の電子ビームの輝度
は電子源そのものがもつ輝度の約10分の１に低下
するが、一方、１cmの焦点距離では、輝度の低下
は約２分の１である。すなわち、本発明を実施す
れば、５倍も明るい電子ビームを取出すことがで
きる。
第１図は、従来の電界放射形電子銃と磁界形電
子レンズの組合せを示す図、第２図は、本発明の
一実施例を示す図、第３図は、本発明の他の実施
例を示す図である。 １……陰極、５……コイル磁路、８……コイ
ル、１０……鏡筒、１１……フランジ、１３……
加速電圧、１４……引出電圧、１７……第１陽
極、１８……電子銃鏡筒底面、２０……ヒータ、
２６……コイル部、２７……内磁路。
子レンズの組合せを示す図、第２図は、本発明の
一実施例を示す図、第３図は、本発明の他の実施
例を示す図である。 １……陰極、５……コイル磁路、８……コイ
ル、１０……鏡筒、１１……フランジ、１３……
加速電圧、１４……引出電圧、１７……第１陽
極、１８……電子銃鏡筒底面、２０……ヒータ、
２６……コイル部、２７……内磁路。
Claims (1)
- １ 電界放射用電子源と、該電界放射用電子源か
ら電子を引出すための第１陽極と、該第１陽極の
開孔を通過した電子を加速あるいは減速するため
の第２陽極と、前記電子源から放射される電子線
を集束するための磁界形電子レンズとを具備する
電界放射形電子銃において、前記第１陽極と前記
第２陽極を、前記磁界形電子レンズの磁極と共用
させ、かつ前記磁界形電子レンズの励磁コイルを
前記電子源の後方の鏡筒端部分に配置し、取外し
可能に構成したことを特徴とする電界放射形電子
銃。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58234243A JPS60127645A (ja) | 1983-12-14 | 1983-12-14 | 電界放射形電子銃 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58234243A JPS60127645A (ja) | 1983-12-14 | 1983-12-14 | 電界放射形電子銃 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60127645A JPS60127645A (ja) | 1985-07-08 |
| JPH0517652B2 true JPH0517652B2 (ja) | 1993-03-09 |
Family
ID=16967921
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58234243A Granted JPS60127645A (ja) | 1983-12-14 | 1983-12-14 | 電界放射形電子銃 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60127645A (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2775071B2 (ja) * | 1989-02-22 | 1998-07-09 | 日本電信電話株式会社 | 荷電粒子ビーム発生装置 |
| JP3900792B2 (ja) * | 2000-04-26 | 2007-04-04 | 株式会社日立製作所 | 電子銃 |
| WO2019049261A1 (ja) | 2017-09-07 | 2019-03-14 | 株式会社日立ハイテクノロジーズ | 電子銃および電子ビーム応用装置 |
-
1983
- 1983-12-14 JP JP58234243A patent/JPS60127645A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS60127645A (ja) | 1985-07-08 |
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