JPS6041745A - 電子ビ−ム装置 - 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： ビ 本発明は走査電子顕微鏡または電子へ−ムリトーダラフ
イー装置のような電子ビーム装置に使用する電子ビーム
を発生するための電子銃の改善に関し、とくにクロスオ
ー・Ｓ結像電子銃と区別されるア・？−チュア結像電子
銃の形成に関する。本発明は電子銃が電子放出源の材料
として６ホウ化ランタン（ＬａＢ６）のような希土類ホ
ウ化物の陰極を有する場合とくに重要である。

従来の技術： 公知クロスオー／Ｓ結像電子銃を説明するためＬａＢ、
、エミッタ１２、ア・ξ−チュアを備えるウェーネルト
電極１４（グリッＰキャップまたは制御電極とも称され
る。）およびア／ξ−チュアを備える陽極１６を有する
公知電子銃１ｏを示す第２図を参照する。エミッタ１２
を適嶋な電源から電気的に加熱すると、ビーム２２内に
クロスオーバ点または電子ソース２ｏがウェーネルト電
極１４と陽極１６の間に形成され、♂−ム２２はクロス
オーツζＡ２０がラアノξ−チュアを介して陽極内で発
散し、ビーム制限または形成アパーチュア２６を有する
板２４を照明する。

ビームのビーム形成アノぐ−チュアがら出る部分は電子
銃の下流で代表的電子ビームカラム内の一連の電子レン
ズによって制御される。

公知電子銃の場合、電子銃下流のビーム形成または成形
アパーチュアは通常クロスオーバ（陰極サイズ、位置お
よび電極形状の関数である。）の直径より太きい。光学
系がガウスビームであ成または成形ア・ξ−チュアが結
像するオブジェクトの代りである場合、光学系は成形ビ
ームまたはケラ−モード結像系と称される。いずれのタ
イプの光学系においてもクロスオーバの特性は結像過程
に重要な役割を演する。

発明が解決しようとする問題点： しかしＬ　ａ　Ｂ　６のような希土類ホウ化物陰極は陰
極材料としてきわめて適するけれど、動作する高温で少
しく反応性であり、このような高温でガス吸収およびガ
ス発生により電子放出特性が変化し、その結果ビームの
クロスオー・’点２゜のサイズ変化および（または）断
面寸法の（真円からの）変化を生ずることも公知である
。このように公知の電子銃および後置光学系如はクロス
オーバ点が重要であり、断面寸法のこの変化により、処
理しなければならないビームカラム下流のビームに問題
が生ずることは明らかである。。

本発明の目的は電子銃尾よって形成されるオブジェクト
のサイズを陰極サイズおよび位置ならびに電極形状と無
関係に制御することである。

問題点を解決するための手段： この目的はビーム形成アパーチュアを陽極面に近接して
または陽極面内に電子銃のビームと一致するように配置
することによって達成される。ビーム形成アノξ−チュ
アはその際ソースクロスオーバによって照明され、ビー
ムカラム内に続く一連の電子レンズのだめのオブジェク
）・になる。このビーム形成アパーチュアの直径はソー
スクロスオーバの直径より小さく、公知銃の場合のソー
スクロスオー・々のように結像される。本発明の新規性
はア・ぐ−チュアが実際の銃のクロスオーバより小さく
、かつこのクロスオーバにできるだけ接近していること
（（ある。

実施例： 前記のように第２図は一般にクロスオー・ぐ点より大き
い１００〜４００　’＜クロンの直径を有ずろビーム形
成ア／８−チュアを介してソースクロスオーバが結像さ
れる公知電子銃を示す。希土類ホウ化物陰極の性質のた
め、ソースクロスオーツこのサイズ、横断面寸法および
真円度が変化し、したがってビーム結像も変化する欠点
がある。

第１図で第２図と同じ機能を有する要素は同じ参照番号
にａを付けて示され、この図にはアパーチュアを有する
ウェーネルト電極１４ａに対して配置したＬａＢ６エミ
ツク１２ａがエミッタ表面から公知銃１０とほぼ同じ位
置にある電子ビーム２２ａのクロスオーバ点２　（１１
トともに示される。しかしこの電子ａ］、Ｏａの場合、
ビーム形成アノξ−チュア２０ａは陽極の平面に配置さ
れ、または図示の実施例では陽極の一部を形成するので
、ア・ぐ−チュアはクロスオーバによって照明される。

ア・ξ−チュアの１へ径がクロスオーバの直径より小さ
く、代表的には１０〜２５ミクロンなので、クロスオー
ツ５２ｏａのビーム形成アパーチュア２Ｇａから射出す
る部分のみが結像され、電子ビームカラム内に続く一連
の電子レンズのためのオブジェクトとなる。

このようにビームのオブジェクトサイズは陰極サイズ、
位置および電極形状と無関係に制御されるので、エミッ
タの不安定性眞基くクロスオーバの横断面寸法の変化が
除去される。

換言すれば本発明の場合電子銃１０ａは近似クリティカ
ル照明で動作し、アノξ−チュア直径対りロスオ〜バ直
径の比は１より小さいけれど、公知銃の場合アパーチュ
ア直径とクロスオーバ直径の比は１より太きい。本発明
は後置結像系のためのオブジェクト（ソース）としてク
ロスオーバより小さいア・ぐ−チュアを使用する。

エミッタ表面のサイズ、ウェーネルト電極のアパーチュ
アのサイズ、そのエミッタからの距離およびクロスオー
、６がビーム形成アパーチュアを照明しうるための陽極
とウェーネルト電極の距離は当業者には公知である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による電子銃、第２図は公知電子銃の原
理を示す図である。 １０　、　ｌ　Ｏａ　□＝電子銃、１２　、１２　ａ・
・、＝ｃミッタ、１４，１４ａ゛ウエーネルト電極、１
６゜１６ａ・・・陽極、２０１２０ａ・・クロスオーツ
ぐ、２２．２２ａ・・・電子ビーム、２４・・板、２６
゜２６ａ・・・アパーチュア

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　電子ビームカラムへ電子ビームを供給する電子ビー
   ム装置にお℃・て、 加熱した際電子を放出する希土類ホウイヒｑ勿陰極エミ
   ッタ、アパ−チュアな有するウェーネルト電極およびビ
   ーム通路に配置したビーム形成アパーチュアを有する板 を有し、ウェーネルト電極、エミツタオｄよび陽極が、
   ノースクロスオー、ノ々の直径よＣつ／」−さいビーム
   形成アパ−チュアの直径を有するビーム内にソースクロ
   スオーツ々が形成さＪするような関係にあり、 ア・ξ−チュアを有する板がソースクロスオーバの近く
   に配置され、ソースクロスオー、６がビー、ム形成アパ
   ーチュアを照明し、電子ビームカラム内に続く一連の電
   子レンズのためのオブジェクトを形成する ことを特徴とする電子ビーム装置。 ２、７パーチユアを有する板が陽極゛（′而に配置され
   ている特許請求の範囲第１項記載の装置。 ３　ア・ξ−チュアを有する板が陽極の一部を形成して
   いる特許請求の範囲第１項記載の装置。 ４　アパーチュアを有する板が陽極平面に近接して配置
   されている特許請求の範囲第１項記載の装置。 ５　希土類ホウ化物がＬａＢ６である特許請求の範囲第
   １項記載の装置。 ６　ア・ぐ−チュアの直径が１５〜２５ミクロンの範囲
   である特許請求の範囲第１項記載の装置。