CN107636792B - 易于位置调节的电子显微镜用电子枪及包括其的电子显微镜 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种易于位置调节的电子枪及包括其的电子显微镜,电子枪改善了真空结构,以便在电子枪的灯丝块(filament block)或电子尖端的中心轴与阳极及聚焦透镜的中心轴机械地错位时,即使不具备用于保持真空的波纹管,也能够使得电子枪的灯丝块或电子尖端移动,为了使得电子束的中心轴与阳极板或二次阳极对齐,阳极板与维纳尔圆柱电极相面对,二次阳极与场发射电子源及一次阳极并排配置,即使不设置包围并密封电子束产生部的波纹管,也能够移动双重O环密封部或磁性流体密封部上的上面平板,从而不仅电子束排列容易,而且结构简化、组装以及分解容易,使用能够再次使用的橡胶O环,并且与不锈钢相比,在保持超高真空方面上没有差别,将相对磁导率值大的软钢用作腔室,从而即使不设置高导磁合金或坡莫合金等包围电子束产生部的追加的构成,也能够防止杂散磁场流入,从而不仅制造容易,而且因没有采用复杂的构成而具有经济性。
Description
技术领域
本发明涉及一种电子显微镜和电子枪,更为详细地,涉及一种易于位置调节的电子枪及包括其的电子显微镜,电子枪对真空结构进行了改良,以便在电子枪的灯丝块(filament block)或电子尖端的中心轴与阳极及聚焦透镜的中心轴机械地错位时,即使不具备用于保持真空的金属材料的波纹管,也能够以结构简单并且组装及分解容易的形式使得电子枪的灯丝块或电子尖端移动。
背景技术
扫描电子显微镜(SEM,Scanning Electron Microscope)以二维的形式将电子束扫描到样品,检测出从样品发射的二次电子后,使其成像。所述扫描电子显微镜是与光学显微镜相类似的构成,光学显微镜包括光源、会聚透镜和物镜,使用从样品表面反射的光来成像。相当于光学显微镜的光源的电子枪起到使得电子产生并加速的作用,并且供给用作电子束的形态的电子群。
原子内的电子通过与原子核的电力作用而在特定能量轨道具有一定的能量,所以只要不从外部提供能量,几乎不会发生电子脱离原子而被发射的事情,但是若提供能量垒(功函数;work function)以上的能量,则脱离到外面。换句话说,若用高温对如用作电子枪的灯丝的钨一样的金属进行加热,则受表面的原子约束的电子脱离原子核的束缚并脱离到真空中。
若通过电子发射方式对电子显微镜的电子枪进行区分,则可以分为热发射式(thermionic electron gun)和场发射式(field emission electron gun)。在热发射式(thermal emission)中,用作阴极的灯丝主要是钨丝,末端弯曲为具有V字形的发卡形状,直径约为100μm。钨的功函数值是4.5eV,并不大,熔点是3,650K,非常高,所以经常用作灯丝,并且直接向灯丝施加电流,约加热到2,200K。为了提高在高级电子显微镜产生的电子密度,使用LaB6(lanthanium hexaboride),并且用1800K的温度进行加热并使用。LaB6若原子吸附在表面,则具有电子发射性明显下降的问题,所以要保持高真空。
热发射式电子枪包括:灯丝,其设置于电子枪的上部,维纳尔圆柱电极(Wehneltcylinder)围住灯丝周围;阳极板(anode plate),其在下侧起到加速电极作用。在维纳尔圆柱电极(Wehnelt cylinder)形成具有比以偏置电压作为阴极的灯丝更阴的值的电压,因此,从灯丝发射的电子受到斥力向中间聚焦。通过施加于阴极的灯丝和阳极板之间的电压差异来被加速,并且使得从灯丝发射的电子加速并向下方向发射的同时形成电子束。
场发射式(field emission)电子枪包括阴极的尖端(tip)、一次阳极及二次阳极。尖端以尖锐的形式制作,以便使得钨具有约600~2000A的曲率半径,从而在施加强大的电场时,使得位垒(potential barrier)的厚度减小,因隧道现象可以使得电子从钨表面随机容易弹出。场发射式电子枪从尖端获得均匀的能量的电子束,所以能够形成非常高的电子束亮度和小的交叉点,因此可以获得高分辨率。一次阳极施加数kV的高电压并使得电子从尖端发射,二次阳极起到使得电子加速的作用,但是向二次阳极和尖端之间施加数十kV的加速电压。场发射式可以分为不施加热的常温式(CFE;冷阴极场发射体(cold cathodefield emitter))、高温式(TFE;热辅助场发射体(thermally assisted field emitter))以及肖特基式(SE;肖特基场发射体(Schottky field emitter))。
在热发射式电子枪中,从包括灯丝和维纳尔圆柱电极的灯丝块,或者从包括场发射式电子枪的尖端部和一次阳极的电子束发射部发射的电子束的中心轴,应与热发射式电子枪的阳极板或者场发射式电子枪的二次阳极,以及聚焦透镜的中心轴对齐。当所述轴相互错位时,不仅在电子束对齐上出现了问题,而且到达样品的电子的数量也减少,从而在磁场透镜产生像差,样品观察分辨率下降。此外,现有技术使用金属垫片进行真空密封,这在分解及组装时,要使用新的金属垫片,所以耗费高额费用,并且金属波纹管制作费用也很高。为了用金属垫片进行密封,应施加一定力以上的力,并且需要大量的组装螺丝,所以在分解及组装时具有十分繁琐的问题。
美国登记专利4,663,525公开了涉及一种电子显微镜中用于电子枪对齐的方法的技术。然而,所述专利所公开的发明在机械地调节位置时,为了保持灯丝连接部的真空,将波纹管插入电子枪部内部等,从而具有结构变得复杂的问题。
电子枪内部应保持真空,以便防止电子束流动与内部气体冲突从而被干扰,热发射式电子枪(thermionic electron gun)需要约10-3Pa到10-5Pa左右的高真空,并且发射高分辨率电子显微镜所要求的高密度电子束(高亮度)的场发射式电子枪(field emissionelectron gun),与热发射式电子枪相比,在作为超高真空的约10-6Pa以下操作。场发射式电子枪中,常温场发射式电子枪(cold field emission electron gun)尤其要求10-7Pa以下的真空度。据此,这些场发射式电子枪用于高密度电子束发射,作为用于保持这些场发射式电子枪的超高真空的容器,主要使用放气速率(outgassing rate)相对较低且有利于高真空保持的不锈钢(stainless steel,STS)。
为了防止电子流动被干扰,在保持高真空的同时也应阻挡从电子枪外部渗透的杂散磁场(stray magnetic field)。这是因为电子是带电粒子并且质量轻,从而对磁场反应敏感。为了屏蔽磁场而应使用磁导率高的材料,不锈钢的相对磁导率(relativepermeability,μr)相对较小(1~10),所以在现有技术中,用相对磁导率值大的高导磁合金(Mu-metal)(20,000~50,000)或坡莫合金(permalloy)(8,000)围住电子束发射源,从而屏蔽磁场。所述坡莫合金或高导磁合金价格昂贵并且消耗很多加工费,所以为了能够保持高真空,若使用放气速率低同时相对磁导率值也高的材料,则能够确保经济性和制作容易性。
韩国登记专利10-0473691号公开了涉及一种铝基(Al或Al合金制)真空腔室部件的技术。然而,所述专利所公开的发明涉及一种对腐蚀性气体或等离子体(plasma)发挥优秀的耐蚀性的部件,从而与用于实现能够保持高真空的同时阻挡杂散磁场的真空腔室的材料有差距。
发明内容
本发明想要解决如上所述的问题,其目的在于提供一种电子枪及包括其的电子显微镜,电子枪改善了真空保持密封部,以便即使不在电子枪内部设置波纹管等复杂的结构,也能够容易使得电子束的中心轴与阳极板或二次阳极以及聚焦透镜的中心轴对齐,并且用能够保持超高真空和屏蔽杂散磁场的材料构成腔室,以便即使不在电子枪内部设置用于防止杂散磁场流入的另外的屏蔽结构,也使得电子束的移动稳定。
为了解决所述课题,本发明者发现:若使用双重O型环或磁性流体密封部(seal)对设置有电子束产生部的上面平板和电子束产生真空室之间进行气密接合,并移动上面平板,则实现经济性的同时也能够容易地对电子束进行排列,从而完成了本发明。
本发明提供一种易于位置调节的电子显微镜用电子枪,所述电子枪包括:管状侧面部,其设置有第一真空排气管;平板上面部,其与所述管状侧面部的上部边缘面以介入有双重O型环(O-ring)的形式相接触,在平板上面部的中心设置有朝向管状空间内部的电子束产生部;第一下面部,其作为与所述管状侧面部的下部内面相接触的内部平板,在与所述电子束产生部的电子发射方向相面对的位置设置有电子束通过用孔(hole);管状侧面延长部,其经过所述管状侧面部和所述第一下面部相接触的位置并延长,同时设置有第二真空排气管;第二下面部,其作为与所述管状侧面延长部的下部内面相接触的内部平板,在与所述第一下面部的电子束通过用孔相面对的位置设置有电子束通过用孔(hole),所述管状侧面部、所述平板上面部及所述第一下面部形成第一真空室,所述第一下面部、所述管状侧面延长部及所述第二下面部形成第二真空室,所述双重O型环包括第一O型环和第二O型环,第一O型环接触于所述边缘面的里侧,第二O型环接触于所述边缘面的外侧,并且设置有对所述第一O型环和所述第二O型环之间的空间进行连接的多个第三真空排气管。
此外,本发明提供一种易于位置调节的电子显微镜用电子枪,所述电子枪包括:管状侧面部,其在第一真空排气管和上部边缘面设置有磁场产生部;平板上面部,其与所述管状侧面部的上部边缘面以介入有环状磁性流体密封部(seal)的形式相接触,在平板上面部的中心设置有朝向管状空间内部的电子束产生部;第一下面部,其作为与所述管状侧面部的下部内面相接触的内部平板,在与所述电子束产生部的电子发射方向相面对的位置设置有电子束通过用孔(hole);管状侧面延长部,其经过所述管状侧面部与所述第一下面部相接触的位置并延长,同时设置有第二真空排气管;第二下面部,其作为与所述管状侧面延长部的下部内面相接触的内部平板,在与所述第一下面部的电子束通过用孔相面对的位置设置有电子束通过用孔(hole),所述管状侧面部、所述平板上面部及所述第一下面部形成第一真空室,所述第一下面部、所述管状侧面延长部及所述第二下面部形成第二真空室。
此外,本发明提供一种易于位置调节的电子显微镜用电子枪,其中,所述多个第三真空排气管与所述第二真空室相连接。
此外,本发明提供一种易于位置调节的电子显微镜用电子枪,其中,所述平板上面部还包括水平移动用把手(knob)。
此外,本发明提供一种易于位置调节的电子显微镜用电子枪,其中,所述电子束产生部是场发射电子源,所述管状侧面部、所述平板上面部及所述管状侧面延长部的材料是碳重量比为0.2%以下的软钢,为了防止氧化或腐蚀,在所述软钢的表面形成有镍或铬抗氧化膜。
此外,本发明提供一种易于位置调节的电子显微镜用电子枪,其中,所述第一真空室和所述第二真空室的真空度相互不同。
此外,本发明提供一种易于位置调节的电子显微镜用电子枪,其中,所述磁场产生部是永久磁铁。
此外,本发明提供一种电子显微镜,其包括所述电子枪。
本发明的易于位置调节的电子枪,为了使得电子束的中心轴与阳极板或二次阳极对齐,阳极板与维纳尔圆柱电极相面对,二次阳极与场发射电子源及一次阳极并排配置,即使不设置包围并密封电子束产生部的波纹管,也能够移动双重O型环密封部或磁性流体密封部上的上面平板,从而不仅容易对齐电子束,而且与使用波纹光相比,结构简化、组装以及分解容易,使用能够再次使用的橡胶O型环,并且与不锈钢相比,在保持超高真空方面上没有差别,将相对磁导率值大的软钢用作腔室,从而即使不设置高导磁合金或坡莫合金等包围电子束产生部的追加的构成,也能够防止杂散磁场流入,从而不仅制造容易,而且因没有采用复杂的构成而具有经济性。
附图说明
图1是示出根据本发明的一个实现例的管状侧面部上部和平板上面部之间用双重O型环保持真空的电子枪的概念图。
图2是示出根据本发明的一个实现例的管状侧面部上部和平板上面部之间用双重O型环保持真空并且第一空间和第二空间通过第三真空管进行连接的结构的电子枪的概念图。
图3是示出在根据本发明的一个实现例的管状侧面部上部和平板上面部之间用磁性流体密封部保持真空的电子枪的概念图。
具体实施方式
以下,以在本发明所属的技术领域具有一般知识的技术人员能够容易实施的程度,参照附图,对优选的实施例进行如下详细地说明。在本发明的详细的说明之前,以下所说明的本说明书及权利要求书中所使用的术语或词汇并非限定解释为常用的或字典上的意思。据此,由于在记载于本说明书的实施例和附图中所示出的构成只不过是本发明的最优选的一个实施例,并非全部代表本发明的技术思想,因此应理解为在本申请当时会有可代替它们的多种等同物和变形例。
图1是示出根据本发明的一个实现例的管状侧面部上部和平板上面部之间用双重O型环保持真空的电子枪的概念图。根据本发明的一个实现例的易于位置调节的电子显微镜用电子枪包括:管状侧面部10,其设置有第一真空排气管7;平板上面部5,其与所述管状侧面部的上部边缘面以介入有双重O型环(O-ring)21、22的形式相接触,在平板上面部5的中心设置有朝向管状空间内部的电子束产生部1;第一下面部9,其作为与所述管状侧面部的下部内面相接触的内部平板,在与所述电子束产生部的电子发射方向相面对的位置设置有电子束通过用孔(hole)35;管状侧面延长部11,其经过所述管状侧面部10和所述第一下面部9相接触的位置并延长,同时设置有第二真空排气管8;第二下面部19,其作为与所述管状侧面延长部11的下部内面相接触的内部平板,在与所述第一下面部的电子束通过用孔相面对的位置设置有电子束通过用孔(hole)36。
在本发明的一个实现例中,所述管状侧面部10、所述平板上面部5及所述第一下面部9形成第一真空室2,所述第一下面部9、所述管状侧面延长部11及所述第二下面部19形成第二真空室3,所述双重O型环包括第一O型环21和第二O型环22,第一O型环21接触于所述边缘面的里侧,第二O型环22接触于所述边缘面的外侧,并且设置有对所述第一O型环和所述第二O型环之间的空间进行连接的多个第三真空排气管6。所述第三真空排气管6用真空泵直接进行真空排气,或者可以与样品室的真空排气泵相啮合使用,并且在一个实现例中,如图2所示,多个第三真空排气管与所述第二真空室相连接,从而在第二真空室也可以通过第二真空排气管进行真空排气。
在本发明的一个实现例中,位于所述第一真空室2的电子源可以使用作为肖特基(Schottky)电子源的场发射电子源(热场发射电子源)、冷场发射电子源、光电子发射电子源等需要超高真空的电子显微镜用电子源。当使用所述需要超高真空的电子源时,通过第一排气管路的第一真空室的真空度可以是低于通过第二排气管路的第二真空室的真空的压力。
从所述电子源发射的电子形成电子束30,依次通过第一下面部9的电子束通过用孔19及第二下面部19的电子束通过用孔29,并向电子束控制圆柱4行进。此时,为了使得电子束对齐,向平面方向(x,y方向)对所述平板上面部5进行位置调节,在用于位置调节的移动中,也用双重O型环21、22保持真空,所以在第一真空室2内不再需要另外的波纹管等用于保持电子源的真空的装置。此外,从O型环的特性上,保持真空的同时向平面滑动的移动不需要很大的机械力。在本发明的一个实现例中,为了精确地进行所述平面移动,可以设置水平移动用把手(knob)。在本发明的一个实现例中,可以设置有测量装置,测量装置可以根据电子束对齐程度在样品位置测定电子束电流,所述测量装置只要是用于电子显微镜技术,则无论哪一种都能够使用。
图3是示出在根据本发明的一个实现例的管状侧面部上部和平板上面部之间用磁性流体密封部保持真空的电子枪的概念图。根据本发明的其他实现例的易于位置调节的电子显微镜用电子枪包括:管状侧面部10,其在第一真空排气管7和上部边缘面设置有磁场产生部26;平板上面部5,其与所述管状侧面部10的上部边缘面以介入有环状磁性流体密封部(seal)25的形式相接触,在平板上面部5的中心设置有朝向管状空间内部的电子束产生部;第一下面部9,其作为与所述管状侧面部的下部内面相接触的内部平板,在与所述电子束产生部的电子发射方向相面对的位置设置有电子束通过用孔(hole)35;管状侧面延长部11,其经过所述管状侧面部与所述第一下面部9相接触的位置并延长,同时设置有第二真空排气管8;第二下面部19,其作为与所述管状侧面延长部的下部内面相接触的内部平板,在与所述第一下面部9的电子束通过用孔35相面对的位置设置有电子束通过用孔(hole)36。
在本发明的一个实现例中,所述管状侧面部10、所述平板上面部5及所述第一下面部19形成第一真空室2,所述第一下面部19、所述管状侧面延长部11及所述第二下面部29形成第二真空室3。
在本发明的一个实现例中,所述电子束产生部是要求超高真空的场发射电子源,在采用所述场发射电子源的电子枪中,所述管状侧面部、所述平板上面部及所述管状侧面延长部的材料是碳重量比为0.2%以下的软钢,并且为了防止氧化或腐蚀,在所述软钢的表面形成有镍或铬抗氧化膜。
钢铁是指混合2%以下的碳的铁,仅以碳作为主要合金元素的称为碳素钢,将其他合金元素添加到碳素钢的称为特殊钢或合金钢。在本发明的说明书中“软钢”定义为没有添加合金元素的低碳钢。根据含碳量程度,碳素钢的机械性能变化很大,所以通常分为0.25%以下软钢或低碳钢、0.25~0.60%中碳钢、0.60%以上高碳钢。低碳钢的抗张强度为5MPa以下且成形性良好,所以可以多样地使用于没有特别要求强度的钢板、条材、铆钉(rivet)等。合金钢为了赋予碳素钢特殊的性质而适量添加了其他金属,不锈钢3即为其代表,含有镍、铬等,碳量少,耐蚀性优秀。不锈钢的机械性能好,以铝板的三分之一厚度显示出相同的强度,并且电阻大、导热率低。不锈钢3的放气速率(outgassing rate)低(十小时真空排气后~10-8Pa m3s-1m-2,100~200℃热处理后~10-9Pa m3s-1m-2),从而主要用作超高真空用腔室材料,但是用作电子枪用腔室材料,相对磁导率(relative permeability,μr)相对较小(1~10),所以应另外使用相对磁导率大的高导磁合金(Mu-metal)(20,000~50,000)或坡莫合金(permalloy)(8,000)进行了磁场屏蔽。
因为软钢的相对磁导率大(100~5,000),所以广泛用于阻挡杂散磁场(stray magnetic field),但是十小时真空排气后,放气速率为10-5~10-6Pa m3s-1m-2,比不锈钢大一百倍乃至一千倍以上,所以在用作超高真空用腔室材料方面上有曾疑问。由此,过去通常是,用作真空度相对较低的样品腔室等的材料。在文献中,300℃热处理后,软钢和铬镀金软钢的放气速率分别为2.6×10-8Pa m3s-1m-2和8×10-9Pa m3s-1m-2(Y.Is himori,N.Yoshimura,S.Hasegawa and H.Oikawa,J.Vac.Soc.Jpn.14,295(1971))。在本发明的一个实现例中,所述电子枪的超高真空腔室材料使用软钢,从而在没有利用高导磁合金或坡莫合金的另外屏蔽装置的状态下构成电子显微镜。
在本发明的一个实现例中,为了阻止氧化或腐蚀,在所述软钢的表面形成镍或铬抗氧化膜并使用。因为放气速率足够低,所以所述镀金不是用于改良真空性能,而是用于防止表面的氧化或腐蚀。
在本发明的一个实现例中,超高真空泵是离子泵,所述第一真空室的排气管可以额外包括非蒸散型吸气剂泵(non evaporable getter pump:NEG)。所述非蒸散型吸气剂泵进行操作的瞬间真空度一时降低,但是有助于真空度改善。
就磁性流体而言,因1960年代初“在宇宙空间无重力状态中用于运送宇宙飞船液体燃料的方案”,而在美国航空航天局(NASA)的宇宙开发计划(space program)中开发的“对磁铁有反应的液体”材料。构成成分是粒子直径为10nm左右的磁性微粒子(主要是氧化铁)、吸附于所述磁性微粒子表面的界面活性剂及分散媒(底液),通过使得界面活性剂吸附于粒子表面,从而分散媒中的粒子不会凝集,而是成为稳定的胶体状态。所述磁性流体的分散媒根据将要应用的用途和将要使用的环境的不同而使用水、醚类、酯类、碳氟化合物类等。
磁性流体在没有磁场时是没有磁性的单纯的液体,但是若从外部施加磁场,则带有磁性,若将磁场去除,则磁性消失。换句话说,磁性流体没有残余磁性从而不具有磁滞(Hysteresis)特性,称所述性质为超顺磁性。磁性流体的磁化强度与每单位体积的磁性流体内所含有的磁性粒子的量成比例,在饱和磁化强度值被饱和。为了利用所述磁性流体来防止液体或气体的泄露而使用的部件是磁性流体密封材料。保持磁性流体的强度是由磁力来决定,并且不会产生由磁性流体介于之间的两固体之间的摩擦导致的粒子,不仅能够用于极高真空区域,而且也具有寿命长的优点。
从所述电子源发射的电子形成电子束30,依次通过第一下面部9的电子束通过用孔19及第二下面部19的电子束通过用孔29,并向电子束控制圆柱4行进。此时,为了使得电子束对齐,向平面方向(x,y方向)对所述平板上面部5进行位置调节,在用于位置调节的移动中,也用磁性流体密封部25和磁场产生部26来保持真空,所以第一真空室2内不再需要另外的波纹管等用于保持电子源的真空的装置。此外,从磁性流体密封部25的特性上,保持真空的同时向平面滑动的移动不需要很大的机械力。在本发明的一个实现例中,为了精确地进行所述平面移动,可以设置水平移动用把手(knob)。在本发明的一个实现例中,所述磁场产生部能够使用电磁铁或永久磁铁,并且可以具备屏蔽功能,以便防止磁场对电子束通路产生影响。在本发明的一个实现例中,可以设置有测量装置,测量装置可以根据电子束对齐程度在样品位置测定电子束电流,所述测量装置只要是用于电子显微镜技术,则无论哪一种都能够使用。
在本发明的一个实现例中,所述电子枪被采用为电子显微镜的电子枪,所述电子显微镜包括所述电子枪、所述电子束控制圆柱及样品室。在所述电子枪产生的电子束通过第二下面部19的电子束通过用孔29向电子束控制圆柱行进,并且聚焦于电子束控制圆柱的电子束入射至样品室,从而使得二次电子及反射电子等产生,通过所述二次电子及反射电子等获得电子显微镜影像。
以上,对本申请的例示的实施例进行了详细地说明,但是本申请的权利范围并非限定于此,本领域技术人员利用下面的权利要求书中所定义的本申请的基本概念进行的多种变形及改良形态也属于本申请的权利范围。
在本发明中所使用的全部技术术语,只要没有被不同地定义,就用作如本发明的相关领域中一般技术人员通常所理解的相同的意思。作为参考文献被记载于本说明书的全部出版物的内容被导入于本发明。
标号说明
1:电子束产生部
2:第一真空室
3:第二真空室
4:电子束控制圆柱
5:平板上面部
6:第三真空排气管
7:第一真空排气管
8:第二真空排气管
9:第一下面部
10:管状侧面部
11:侧面延长部
19:第二下面部
21:第一O型环
22:第二O型环
25:磁性流体密封部
26:磁场产生部
30:电子束
35:电子束通过用孔
36:电子束通过用孔
Claims (6)
1.一种易于位置调节的电子显微镜用电子枪,所述电子枪包括:
管状侧面部,其设置有第一真空排气管;
平板上面部,其与所述管状侧面部的上部边缘面以介入有双重O型环的形式相接触,在平板上面部的中心设置有朝向管状空间内部的电子束产生部;
第一下面部,其作为与所述管状侧面部的下部内面相接触的内部平板,在与所述电子束产生部的电子发射方向相面对的位置设置有电子束通过用孔;
管状侧面延长部,其经过所述管状侧面部和所述第一下面部相接触的位置并延长,同时设置有第二真空排气管;
第二下面部,其作为与所述管状侧面延长部的下部内面相接触的内部平板,在与所述第一下面部的电子束通过用孔相面对的位置设置有电子束通过用孔,
所述管状侧面部、所述平板上面部及所述第一下面部形成第一真空室,
所述第一下面部、所述管状侧面延长部及所述第二下面部形成第二真空室,
所述双重O型环包括第一O型环和第二O型环,第一O型环接触于所述边缘面的里侧,第二O型环接触于所述边缘面的外侧,并且设置有对所述第一O型环和所述第二O型环之间的空间进行连接的多个第三真空排气管。
2.根据权利要求1所述的易于位置调节的电子显微镜用电子枪,其中,
所述多个第三真空排气管与所述第二真空室相连接。
3.根据权利要求1所述的易于位置调节的电子显微镜用电子枪,其中,
所述平板上面部还包括水平移动用把手。
4.根据权利要求1所述的易于位置调节的电子显微镜用电子枪,其中,
所述电子束产生部是场发射电子源,
所述管状侧面部、所述平板上面部及所述管状侧面延长部的材料是碳重量比为0.2%以下的软钢,
为了防止氧化或腐蚀,在所述软钢的表面形成有镍或铬抗氧化膜。
5.根据权利要求1所述的易于位置调节的电子显微镜用电子枪,其中,
所述第一真空室和所述第二真空室的真空度相互不同。
6.一种电子显微镜,其包括权利要求1至5中任意一项所述的电子显微镜用电子枪。
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Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS6059645A (ja) * | 1983-09-09 | 1985-04-06 | Ulvac Corp | 試料の精密微動機構用シ−ル装置 |
US4663525A (en) * | 1985-07-08 | 1987-05-05 | Nanometrics Incorporated | Method for electron gun alignment in electron microscopes |
JP2004327410A (ja) * | 2003-04-24 | 2004-11-18 | Taiyo Material:Kk | イオン源・電子銃の軸調整装置 |
JP2009038170A (ja) * | 2007-08-01 | 2009-02-19 | Nuflare Technology Inc | 光学鏡筒、電子照射方法、及びマスク描画パターンの製造方法 |
JP2014225403A (ja) * | 2013-05-17 | 2014-12-04 | 浜松ホトニクス株式会社 | X線発生装置 |
Family Cites Families (7)
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---|---|---|---|---|
JPS60222472A (ja) * | 1984-03-30 | 1985-11-07 | Kanebo Ltd | 新規なピペラジン誘導体および該化合物を有効成分とする医薬組成物 |
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Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS6059645A (ja) * | 1983-09-09 | 1985-04-06 | Ulvac Corp | 試料の精密微動機構用シ−ル装置 |
US4663525A (en) * | 1985-07-08 | 1987-05-05 | Nanometrics Incorporated | Method for electron gun alignment in electron microscopes |
JP2004327410A (ja) * | 2003-04-24 | 2004-11-18 | Taiyo Material:Kk | イオン源・電子銃の軸調整装置 |
JP2009038170A (ja) * | 2007-08-01 | 2009-02-19 | Nuflare Technology Inc | 光学鏡筒、電子照射方法、及びマスク描画パターンの製造方法 |
JP2014225403A (ja) * | 2013-05-17 | 2014-12-04 | 浜松ホトニクス株式会社 | X線発生装置 |
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