JPH0785830A - 電界放射型電子銃を用いた電子線装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ＦＥＧを用いた電子線装置において、必要な
ときにだけエミッション電流のモニタを行うことができ
るようにする。 【構成】 操作部２１でエミッション電流のモニタを指
示すると、スイッチ２４は開放される。これによって検
出抵抗Ｒはエミッタ１１と引き出し電極発生回路２１と
の間に挿入されるので、検出回路４によりエミッション
電流をモニタすることができる。操作部２１でエミッシ
ョン電流のモニタの解除を指示するとスイッチ２４は閉
じ、検出抵抗Ｒが短絡されると共に、引き出し電圧発生
回路２は（引き出し電圧＋Ｖ_COM ）の電圧を発生する。
従って、エミッタ１１と引き出し電極１２との間に印加
される電圧は、検出抵抗Ｒが短絡される前と短絡された
後とでは略同一であり、スイッチ２４のオン／オフ時に
ＦＥＧ１０の動作条件が大きく変化することはない。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、電界放射型電子銃（以
下、ＦＥＧと称す）を用いた電子線装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】ＦＥＧは、電子線のエネルギー幅が極め
て狭く、従って分析能力に優れているので、近年では電
子顕微鏡をはじめとして種々の電子線装置に使用されて
いる。

【０００３】図２はＦＥＧを用いた電子線装置のＦＥＧ
周辺の概略の構成例を示す図であり、図中、１は高電圧
電源、２は引き出し電圧発生回路、３は加速電圧発生回
路、４は検出回路、１０はＦＥＧ、１１はエミッタ、１
２は引き出し電極、Ｒは検出抵抗を示す。なお、ＦＥＧ
１０は引き出し電極１２以外にも電子線を絞るためのレ
ンズ電極等の種々のレンズ電極を備えるものであるが、
図２においては省略している。また、高電圧電源１は引
き出し電極１２をはじめとするＦＥＧ１０の各種電極に
印加する電圧を発生させる電圧発生回路を備えるが、図
１においては引き出し電圧発生回路２と加速電圧発生回
路３のみを示している。

【０００４】図１において、エミッタ１１と引き出し電
極１２との間には引き出し電圧発生回路２によって発生
された電圧が印加されているが、この引き出し電圧は加
速電圧発生回路３で発生された加速電圧に重畳されてい
る。なお、図１では加速電圧は省略している。

【０００５】このように、エミッタ１１と引き出し電極
１２との間に引き出し電圧が印加されることによってエ
ミッタ１１から電子線が放射されるのである。そして、
エミッタ１１から放射された電子線は、上述したように
エネルギー幅が極めて狭いという優れた特徴を有しては
いるが、その一方でエミッション電流が大きく変動する
という問題がある。このようなエミッション電流の変動
は、特に電源投入直後に顕著であることが知られてい
る。

【０００６】そこで、従来においてはエミッション電流
をモニタすることが行われている。エミッション電流を
モニタする方法には種々の方法があるが、エミッション
電流は一般にＦＥＧ１０を構成する各電極に流れ込むの
で、各電極用電源とエミッタとの間にエミッション電流
を検出するための抵抗を設け、その両端の電位差を検出
することによりエミッション電流値を検出する方法が広
く採用されている。

【０００７】図２に示す検出抵抗Ｒ及び検出回路４はそ
のような構成の一例を示すものであって、検出回路４は
検出抵抗Ｒの両端の電位差を検出し、それを電流値に変
換してメータ等に表示するものである。これによってユ
ーザはエミッション電流が安定しているか否かを容易に
知ることができる。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図２に
おいてエミッション電流が変動するということは検出抵
抗Ｒの両端の電位差が変動するということであり、これ
は即ちエミッタ１１と引き出し電極１２の間に印加され
る引き出し電圧が変動することに他ならない。

【０００９】このように、各電極用電源とエミッタとの
間にエミッション電流を検出するための抵抗を設け、そ
の両端の電位差を検出することによりエミッション電流
値を検出する場合には、エミッション電流が変動する
と、その変動分が各電極とエミッタ間の印加電圧に加算
されるため、結果として各電極の電圧が変動することに
なり、それがＦＥＧの性能劣化につながるという問題が
ある。

【００１０】本発明は、上記の課題を解決するものであ
って、従来のように常時エミッション電流をモニタする
のではなく、必要なときにだけエミッション電流のモニ
タを行うことができる電界放射型電子銃を用いた電子線
装置を提供することを目的とするものである。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明の電界放射型電子銃を用いた電子線装置
は、エミッタ及び各種の電極を備える電界放射型電子銃
と、電界放射型電子銃のエミッタと前記各種電極との間
に印加する電圧を発生する高電圧発生手段を少なくとも
備え、且つエミッタと高電圧発生手段と前記各種電極の
中の一つの電極とを接続する回路中にエミッション電流
を検出するための検出抵抗を備える高電圧電源手段とを
備える電界放射型電子銃を用いた電子線装置において、
高電圧電源手段は、検出抵抗を短絡するためのスイッチ
手段と、前記スイッチ手段によって検出抵抗が短絡され
た場合には、当該検出抵抗を短絡することによりエミッ
タと当該電極との間に印加される電圧が変化するのを補
償するための電圧補償手段とを備えることを特徴とす
る。

【００１２】

【作用】本発明の電界放射型電子銃を用いた電子線装置
は、電界放射型電子銃と、高電圧電源手段とを備えてい
る。

【００１３】電界放射型電子銃はエミッタ及び各種の電
極を備えており、高電圧電源手段は、少なくとも高電圧
発生手段を備え、且つ検出抵抗を備えている。ここで、
高電圧発生手段は電界放射型電子銃のエミッタと各種電
極との間に印加する電圧を発生するものであり、また検
出抵抗は、エミッション電流を検出するために、エミッ
タと高電圧発生手段と前記各種電極の中の一つの電極と
を接続する回路中に設けられている。

【００１４】また、高電圧電源手段は、スイッチ手段
と、電圧補償手段とを備えている。スイッチ手段は検出
抵抗を短絡することができるように配置されており、従
って、エミッション電流をモニタする場合には当該スイ
ッチ手段によって検出抵抗を回路に接続すればよく、ま
たエミッション電流のモニタを要しない場合には当該ス
イッチ手段によって検出抵抗を短絡することができる。

【００１５】しかし、単にスイッチ手段を設けたので
は、当該スイッチ手段をオンからオフに切り換えた場合
あるいはオフからオンに切り換えた場合にはエミッタと
当該電極との間に印加される電圧が検出抵抗の電位差分
だけ異なってしまう。

【００１６】そこで本発明では電圧補償手段を備えるこ
とによって、スイッチ手段によって検出抵抗が短絡され
た場合には、当該検出抵抗を短絡することによりエミッ
タと当該電極との間に印加される電圧が変化するのを補
償するようにしている。

【００１７】

【実施例】以下、図面を参照しつつ実施例を説明する。
図１は本発明に係る電界放射型電子銃を用いた電子線装
置の一実施例の構成を示す図であり、図中、２０は制御
部、２１は操作部、２２はスイッチ駆動部、２３は電圧
補償部、２４はスイッチを示す。なお、図２に示す構成
要素と同等なものについては図２と同一の符合を付し、
重複する説明を省略する。

【００１８】図２において、制御部２０はマイクロプロ
セッサ等で構成されている。また、操作部２１はエミッ
ション電流のモニタの要否を選択するものであり、適宜
のボタンスイッチ等で構成される。

【００１９】スイッチ駆動部２２は制御部２０からエミ
ッション電流のモニタを示す制御信号を受けた場合には
図の波線で示すようにスイッチ２４を閉じ、エミッショ
ン電流のモニタを解除することを示す制御信号を受けた
場合には図の実線で示すようにスイッチ２４を開放す
る。なお、スイッチ駆動部２２及びスイッチ２４はリレ
ー等で構成することができるものである。

【００２０】電圧補償部２３は、制御部２０からエミッ
ション電流のモニタを示す制御信号を受けた場合には、
引き出し電圧発生回路２に対して予め設定されている所
定の補償電圧Ｖ_COM の発生を指示する。これにより引き
出し電圧発生回路２は、（引き出し電圧＋Ｖ_COM ）の電
圧を発生し、この電圧がエミッタ１１と引き出し電極１
２との間に印加される。また電圧補償部２３は、制御部
２０からエミッション電流のモニタを解除することを示
す制御信号を受けた場合には、引き出し電圧発生回路２
に対して補償電圧Ｖ_COM の発生の停止を指示する。これ
によって引き出し電圧発生回路２は引き出し電圧のみを
発生する。

【００２１】なお、この補償電圧Ｖ_COM は、エミッショ
ン電流が安定して流れているときの検出抵抗Ｒでの電圧
降下分の値が設定されているものである。従ってエミッ
ション電流値を設定できるようになされているものにお
いては、設定されたエミッション電流値に応じて補償電
圧が発生できるようになされる必要がある。

【００２２】以上の構成によれば、ＦＥＧ１１のプリセ
ット時や電源投入後等のようにエミッション電流が変動
する可能性があり、従ってエミッション電流をモニタす
る必要がある場合には操作部２１によってエミッション
電流のモニタを指示すればよい。これによりスイッチ２
４は開放されるので、検出回路４によりエミッション電
流をモニタすることができる。なお、このとき電圧補償
部２３は補償電圧Ｖ_COM を発生しないことは上述したと
おりである。

【００２３】また、エミッション電流をモニタすること
によりエミッション電流が十分に安定していると判断で
きる場合等、エミッション電流をモニタする必要がない
場合には操作部２１によりエミッション電流のモニタの
解除を指示すればよい。これにより、検出抵抗Ｒがスイ
ッチ２４によって短絡されると共に、引き出し電圧発生
回路２は（引き出し電圧＋Ｖ_COM ）の電圧を発生する。

【００２４】従って、エミッタ１１と引き出し電極１２
との間に印加される電圧は、検出抵抗Ｒが短絡される前
と短絡された後とでは略同一であり、スイッチ２４のオ
ン／オフ時にＦＥＧ１０の動作条件が大きく変化するこ
とはないものである。

【００２５】また、検出抵抗Ｒを短絡した状態におい
て、何等かの原因によりエミッション電流が大きく変動
したとしても、検出抵抗Ｒが短絡されているために従来
のようにエミッタ１１と引き出し電極１２との間に印加
される電圧が大きく変動することはなく、従って従来の
ようにエミッション電流が変動することに基づくＦＥＧ
１０の性能の劣化を最小限に留めることができるもので
ある。

【００２６】以上、本発明の一実施例について説明した
が、本発明は上記実施例に限定されるものではなく種々
の変形が可能である。例えば、上記実施例ではエミッタ
１１と引き出し電極１２とを接続する回路系に関して説
明したが、本発明はエミッタと他の電極を接続する回路
系についても好適に適用することができるものであるこ
とは当然である。

【００２７】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によれば、エミッション電流のモニタを必要に応じて行
うことができるので、ＦＥＧの各電極に印加する電圧の
変動を必要最小限に留めることができ、以てＦＥＧの性
能の向上、品質の向上に寄与するものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の一実施例の構成を示す図である。

【図２】 従来のＦＥＧを用いた電子線装置のＦＥＧ周
辺の概略の構成例を示す図である。

【符号の説明】

１…高電圧電源、２…引き出し電圧発生回路、３…加速
電圧発生回路、４…検出回路、１０…ＦＥＧ、１１…エ
ミッタ、１２…引き出し電極、２０…制御部、２１…操
作部、２２…スイッチ駆動部、２３…電圧補償部、２４
…スイッチ、Ｒ…検出抵抗。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】エミッタ及び各種の電極を備える電界放射
   型電子銃と、 電界放射型電子銃のエミッタと前記各種電極との間に印
   加する電圧を発生する高電圧発生手段を少なくとも備
   え、且つエミッタと高電圧発生手段と前記各種電極の中
   の一つの電極とを接続する回路中にエミッション電流を
   検出するための検出抵抗を備える高電圧電源手段とを備
   える電界放射型電子銃を用いた電子線装置において、 高電圧電源手段は、検出抵抗を短絡するためのスイッチ
   手段と、 前記スイッチ手段によって検出抵抗が短絡された場合に
   は、当該検出抵抗を短絡することによりエミッタと当該
   電極との間に印加される電圧が変化するのを補償するた
   めの電圧補償手段とを備えることを特徴とする電界放射
   型電子銃を用いた電子線装置。