JPS6351037A

JPS6351037A - 電子ビ−ム装置の陽極室

Info

Publication number: JPS6351037A
Application number: JP61194588A
Authority: JP
Inventors: Motosuke Miyoshi; 元介三好; Katsuya Okumura; 勝弥奥村
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1986-08-20
Filing date: 1986-08-20
Publication date: 1988-03-04
Also published as: EP0257394B1; US4890029A; EP0257394A1; US5021702A; JPH0577142B2; DE3778245D1

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】［発明の目的コ（産業上の利用分野）本発明は電子顕微鏡をはじめとする電子ビーム装置の陽
極室に関するもので、特に安定動作のために高真空を必
要とする電界放出型電子銃の陽極室の排気系に使用され
るものである。

（従来の技術）一般に電子顕微鏡をはじめとする電子ビーム装置の性能
は、陰極である電子銃の輝度によシ大きく左右される。

高い輝度を得ることのできる陰極材料として、ランタン
・ヘキサゲライトを使った熱電子放出型の電子銃が現在
実用化されているが、高輝度のための電界放出型電子銃
が今後使われるであろう。このため陰極材料はタングス
テンやチタン・カーバイトが用いられている。電界放出
型電子銃を安定に動作させるためには、１０−９〜１０
−”Ｔｏｒ、、の高真空が必要であシ、このような高真
空を達成するには通常イオン・ポンプを用いるのが一般
的である。

イオン・ポンプは排気管を通して陽極室に取シ付けられ
、陽極室内を排気する。第６図はこの配置図を示してい
る。イオン・ポンプ１ノは排気管ノ２全通して陽極室Ｊ
ｉｆｆ排気する。イオン・ポンプの排気、即ち残留気体
分子を捕捉する部分Ｊ４と電子銃Ｊ５との距離は、機械
的形状により決められてしまう。

第７図にイオン・ポンプの排気部分の構造と、残留気体
分子の捕捉方法の原理図を示す。イオン・ポンプでは、
正電位にバイアスされた円節形の陽電極２ノの中心軸に
平行な方向に磁場２２全印加し、陽電極内部の電子を端
線運動させる。電子と残留気体分子が衝突することにょ
シ生ずるイオンを、負電位にバイアスされたゲッタリン
グ電極２３１＋２３Ｍで捕捉する。従って排気動作は陽
電極２ノの内部と平行電極２３１　＋　２３！の近傍で
行なわれる。

（発明が解決しようとする問題点）イオン・ポンプ自体の到達真空度は一般に１０−１１７
’ｏｒｒ、程度が限度である。陽極室１３の真空度は排
気管１２を通した陽極室とイオン・ポンプの排気動作部
分との距離が機械的に決められてしまうので、約１桁〜
２桁低下してしまう。この低下をできるだけ防ぐために
、イオン・ポンプと陽極室の配置をできるだけ近づける
、あるいは排気容量の大きいものを使う等の対策をする
必要がある。前者は排気管Ｊ２の長さあるいは７ランジ
の大きさの問題でおのずと限界があシ、後者は大容量の
イオン・ボンｆをとシっけることに価格、大きさあるい
は′Ｎ量の点でやはシ限界がある。

本発明の目的は、小呈で効率の高い真空排気を行なえる
陽極室とイオン・ポンプの構成を提案することである。

即ち電子銃周辺の真空度を、イオン・ポンプの到達真空
度に略一致するレベルに保持できるように、イオン・ポ
ンプの排気動作部分と電子銃を同一真空容器内で一体化
し、超高真空を得ることのできろ構成を提供するもので
ある。

また本構成によれば、電子銃がイオン・ポンプの排気動
作部分の中心に雪かれ、排気動作部分は電子銃の周囲に
円周状に配置されるので磁場の影響を受けない構成にで
きる。

（問題点を解決するための手段と作用）本発明は、イオ
ン・ポンプ内部に電子銃を設置し、イオン・ポンプの排
気部分と電子銃を一体化した構造で、電子銃の動作真空
夏とイオン・ポンプの到達真空度とが略等しくなるよう
な陽極室の構造とする。具体的には、電子銃の周囲に同
心円状に排気動作をする残留気体分子捕捉用電極を配列
することを構造上の特徴としている。この特徴によシ、
最も真空度を必要とする電子銃部分で超高真空を達成で
きる。また電子銃はイオン・ポンプの中心部に置かれて
いるので磁場の影＃をゼロないし軽減できるものである
。

（実施例）以下図面を参照して本発明の一実施例を説明する。第１
図は同実施例の水平方向の断面図、第２図は第１図のＡ
　−Ａ’線に浴つ断面図、第３図はその一部切欠斜視図
である。本実施例の１湯極室３゜内の構造は、その中心
軸上に電子銃３１ｔ−置き、アノード３２により電子ビ
ーム３８を引き出す。

従って電子ビームは中心４１１３３上を通ることになる
。イオン・ポンプ部分即ち排気動作部分の内側と外側に
各々磁場発生用の永久磁石”１＋３４２ｆ、’ｆｆいて
、放射状に１０００〜２０００ガウスの磁場を発生させ
る。一対の永久磁石の間に、磁場と方向が一致するよう
に即ち放射状に、円筒形のステンレスからなる複数の陽
′ｒＴｌ極３５をほき、その両端にチタンからなるゲッ
タリング用電極３６を同心円状に配置する。陽電極３５
は３〜７ｋｖ、ゲッタリング用電極３６は通常接地され
ている。

イオン・ポンプにおける排気動作は、陽電極３５とゲッ
タリング電極３６の間で行なわれる。

従りて本実施例によれば、陽極室（真空容器）３０内で
電子銃３ノの部分と排気−作部分は近接して配置され一
体化しているので、イオン・ポンプ自体の排気能力に相
当する高い真空度が電子銃部分で得られる。また最も内
側に置かれた永久磁石３４１によシ、電子ビーム３８の
部分は磁場に対して自己シールドされている（っまシミ
子ビームの部分に磁束がよぎらない）ので、電子ビーム
３８に対するイオン・ポンプの永久磁石の影響は極めて
軽減される。

第４図は本発明の他の実施例である。電子銃４ノの周囲
に同心円状に複数の陽電極４２を配列し、その上下にｒ
２タリング用電極４３、更にその外側に陽電極４２の設
置方向に平行に磁場が印加されるように永久磁石４４１
，４１ｍ　’ｉ置＜。この方式では、永久磁石４４１ｒ
４４２は陽極室（Ｘ空容器）４５の外部に置くことがで
きる。

第５図は本発明の更に異なる実施例の水平方向の断面図
である。永久磁石５ノは放射状に配置し、従ってこれら
の永久磁石群の形成する磁場は円周に清って形成されろ
。磁場の方向と一致するように複数の陽を極５２を配列
し、その両端にゲッタリング電極５３を置く。従って排
気部分は第５図中破線５４で示される部分である。この
構成でも、永久磁石５ノを含めて全て構成要素全真空容
器中に置くことができるが、真空容器の外壁を５５の実
線で示しているよ５に、永久磁石５１’ｌｆ外部に置く
こともできる。図中５６は電子銃である。

［発明の効果］以上説明した如く本発明によれば、同一の真空容器内に
電子銃とイオン・ポンプの排気部分を収めてあ）、最も
真空度を必要とする電子銃部分で月高真空を達成できる
。また電子銃はイオン・ポンプの中心個所に置かれてい
るので、磁場の影響金ゼロないし軽減できるものである
。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の平面的構成図、第２図は第
１図のＡ　−Ａ’線に浴う断面図、第３図は第１図の一
部切欠斜視図、第４図は本発明の異なる実施例の断面的
構成図、第５図は本発明の更に異なる実施例の平面的構
成図、第６図は従来の電子ビーム装置の概略的構成図、
第７因は同構成のイオン・デンプ部の構成図である。３０・・・陽極室（真空容器）、３ノ・・・電子銃、３
２・・・陽極、３３・・・ビームの中心軸、３４１　。３４ｓ・・・永久磁石、３５・・・陽電極、３６・・・
ゲッタリング電極、３７・・・フィラメント、３８・・
・電子ビーム、４１・・・電子銃、４２・・・陽電極、
４３・・・グ。タリラグ電極、４４１＋４４２・・・永久磁石、４５・
・・陽極室（真空容器）、５ノ・・・永久磁石、５２・
・・陽電極、５３・・・ゲッタリング電極、５４・・・
排気力作部分、５５・・・陽極室の真空外囲器、５６・
・・′ｉ４子銃。出願人代理人　　弁理士　鈴　江　武　彦第２図第４図第５図第６図地７図

Claims

【特許請求の範囲】正電位にバイアスされた筒形の複数の陽電極と、該陽電極の両端にある負電位にバイアスされた面
状の陰電極と、前記陽電極の中心軸に対し平行化された
磁界を形成する磁石とを円周状に配列してイオンポンプ
を構成し、前記円周の中心個所に電子放出を行なう電子
銃を配置し、前記イオンポンプの排気動作部分と電子銃
を真空容器で一体化したことを特徴とする電子ビーム装
置の陽極室。