JPS60157149A

JPS60157149A - 粒子線装置の排気系

Info

Publication number: JPS60157149A
Application number: JP59010148A
Authority: JP
Inventors: Naotake Saito; 斎藤　尚武; Toshiaki Nakada; 俊明中田
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1984-01-25
Filing date: 1984-01-25
Publication date: 1985-08-17

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】〔発明の背景〕電子顕微鏡等の粒子線を扱う装置において、電子銃室や
試料室、分析室等粒子線の飛程する空間は高頁空以上に
保つ必要がある。これは電子銃においては陰極の寿命お
よび電子線発生の安定化等に不可欠なことであり、試料
室や分析室においては、電子線と残留ガスの反応による
試料の汚染や分析試料表面の清浄度が、測定データを左
右する基本的な事項であるからである。

従来の電子顕微鏡等において超高真空を得る排気系とし
ては、ペニング放電を利用したイオンポンプや、真空度
測定にはペニング真空計又は前記イオンポンプのペニン
グ放電電流を利用する例が多く、この構成が装置の保守
、寿命、操作性や価格等を考えた上で一番安定なものと
言えた。またこの構成においては、排気系の真空度の信
号により、電子銃への・葛電圧印加操作や、検出器への
高電圧印加操作さらには真空バルブの開閉操作等、真空
度に応じた連携をとりながら操作する方式をとっている
。これは装置の安全性、安定性を増すための不可欠な手
段である。しかし上記の如く放電を利用した真空ポンプ
又は真空計との連携は、放電々流の変化が微小であれば
問題が無いが、ポンプや真空計の汚れ、老朽化等により
、実際の真空度には関係なく短時間の電流変化（パルス
状の放電）がしばしば発生し、この状態では真空度低下
と読みとって装置を誤動作される原・因となり、装置の
運転上、非常に不都合な原因となっている。

特に分析装置における長時間分析や、電子顕微鏡等にお
ける連続的な観察、撮影等には大きな問題となっている
。

〔発明の概要〕

そこで本発明は短時間の電流変化が、ポンプ内または真
空計内の放電によるものか実際の真空度低下によるもの
かを判断する回路を設け、放電によるパルス状変化に対
しては動作しない保護回路を設けることにより、真空放
電を利用した排気系の安定な動作を維持できるよう改善
したものである。また実際の排気系においては、上記し
てポンプ以外にも冷却水を必要とするポンプとして油拡
散ポンプ（ＤＰ）、ターボモレキュラーポンプ（Ｔ、Ｍ
、Ｐ）等の場合の水の瞬間断水等にも同様な問題１発生
するし、また装置全体を駆動している電源の瞬間停電等
においても同等の問題があり、これらを総合した安全保
護回路が必要となってきている。

〔発明の実施例〕

第１図は電界放射形走査電子顕微鏡に応用した排気系の
実施例である。

電界放射形電子銃１は１．０−”Ｐａ以上の超高真空を
必要としイオンポンプＰ１１１で排気する。

また電子線２を収束するレンズ系４ａ、４ｂはイオンポ
ンプＰ２１２とＰ、１３で排気し、試料室５はポンプＰ
４１４で排気する構造としである。

一般に試料室の真空度は１０−’　Ｐａ以上であれば実
用上十分であるが、真空外から挿入される試料６からの
放出ガス３６が大量にある場合があるため、ポンプＰ４
１４は排気速度の大きなポンプが必要であり、その点で
はイオンポンプは適当ではな（ＤＰまたはクライオポン
プやＴ、Ｍ、Ｐが適当であると言える。尚試料室５と電
子銃室３との間は真空度の差が大きいため、レンズ系の
ポンプＰ、１２とＰ！１１３で排気して差動排気構造と
なるように構成し、電子銃３への超高真空に影響を与え
ない構造とした。尚各真空室の真空度の測定は、イオン
ポンプＰ、〜ｐｇはポンプ内の放電電流を用い、試料室
５の場合はイオンポンプ以外のポンプであるため真空計
０．１７を取付けて測定する構成とした。また、冷却水
を必要とするポンプＰ４１４の場合（ＯＰ　、Ｔ、Ｍ、
Ｐ）は水の検知器１０を付けて排気系の安全制御を実施
した。

以上の構成において、ポンプＰ、〜Ｐ、の真空度信号１
９〜２１および真空計Ｇ、１７の真空度信号２２は、信
号設定回路２３〜２６に導かれ、さらに短時間のパルス
状信号か否かを選択する安全回路３１に接続し、これ等
回路の出力信号により装置の駆動電源である高置圧電１
１Ｊｆ３２、検出器電源３５等を駆動させる構造とした
。また実際の安全回路の内容としては、放電状パルス信
号は通さないフィルター回路とし、信号設定回路はＤＣ
レベル検出および設定回路としである。

−力先に説明した駆動型＄３０の瞬間停電時の保護回路
２９としては、瞬間の停電には感知しないホールド回路
を採用した。また冷却水を利用した回路２７の瞬時断水
に対しては、断水検知器ｌＯからの信号検出回路２７と
接続された保護回路２８とで構成し、この場合の保護回
°路としては動作を遅延する回路とすることにより実現
した。

第２図の瞬時放電検出回路は放電電流を演算器で検出し
、ＬＲ，Ｃにより積分で瞬時ものものは放電させて、そ
うでないものは次のシュミット回路を通して判定する様
にする。

第３図は断水リレーの接点を用いて上述と同様積分回路
とシュミット回路を持いて瞬時断水を判定する。

第４図は電源トランスに停電検出用の二次コイルを設け
て、上述と同様にして瞬時停電を判定する。

〔発明の効果〕

以上の如く、真空ポンプ、真空計の放電や、瞬時停電、
瞬時断水等に対しての保護安全回路を有する構成により
、装置を常に安定に動作させることが出来るようになっ
た。また近年の如く設置条件の悪化にともなっては、よ
り一層の安全対策が必要であり１本発明が信頼性、安全
性を増し長時間の使用に耐えうる装置を提供することが
できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は走査形電子顕微鏡に実施した例を示す図、第２
図は瞬時放電検出回路図、第３図は瞬時断水検出回路図
、第４図は瞬時停電検出回路図を示す。１・・・電界放射形電子銃、２・・・電子線、３・・・
電子銃室、４・・・レンズ系、５・・・試料室、６・・
・試料、７・・・試料ステージ、８・・・検出器、９・
・・試料交換水、１０・・・冷却水検出器、１１・・・
イオンポンプＰ８．１２・・・イオンポンプＰ２．１３
・・・イオンポンプＰ３．１４・・・ポンプＰ４．１５
・・・予備排気ポンプ、１６・・・予備排気ポンプ、１
７・・・真空計、１８・・・真空バルブ、１９・・・イ
オンポンプ電源、２０・・・イオンポンプ電源、２１・
・・イオンポンプ電源、２２・・・真空計電源、２３・
・・信号設定回路、２４・・・信号設定回路、２５・・
・信号設定回路、２６・・・信号設定回路、２７・・・
冷却水検出回路、２８・・・安全保護回路、２９・・・
安全保護回路、３０・・・電源、３１・・・安全保護回
路、３２・・・高圧電源、３３・・・レンズ電源、第１
図第２図第３０第４図

Claims

【特許請求の範囲】１０粒子線装置の排気系において、排気系の動作信号を
検出する回路として、真空ポンプの動作信号検出回路と
、真空計の真空度信号検出回路と。冷却水および電源等の排気系を駆動する諸駆動源の動作
状態を検出する回路とを有し、該検出信号により粒子線
装置の各部の動作を行なわしめる信号を発生させる回路
とを有する装置において、前記各信号のうち、装置の動
作に影響しない短時間変化の信号と、動作に影響する信
号変化とを選択する回路を設け、該選択信号により装置
を駆動する為の保護回路を設けたことを特徴とする粒子
線装置の排気系。２、特許請求の範囲第１項において、真空ポンプの動作
信号としては、ポンプ内の放電電流により真空度を測定
する回路と、該測定信号のレベル該定回路と、短時間の
パルス状信号選択回路とを有し、短時間変動に対しての
保護回路を構成したことを特徴とする粒子線装置の排気
系。３、特許請求の範囲第１項において、真空計の真空度測
定回路と、真空度設定回路と、短時間のパルス状信号選
択回路とを有し、短時間変動に対しての安全保護回路を
構成したことを特徴とする粒子線装置の排気系。４、特許請求の範囲第１項において、排気系を駆動する
諸駆動源のうち、ポンプ又は装置を冷却する冷却水の動
作状態を検出する回路と、装置の駆動電源の動作状態を
検出する回路とを有し、短時間の信号変化に対しては動
作しない安全保護回路を有することを特徴とする粒子線
装置の排気系。