JP2561698B2 - Field emission electron gun flushing method - Google Patents
Field emission electron gun flushing methodInfo
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、先端のとがったタングステン等で形成され
たエミッタに強電界を印加することにより、フィールド
エミッション電流を取り出すフィールドエミッション電
子銃のフラッシング方式に関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to a flushing system of a field emission electron gun for extracting a field emission current by applying a strong electric field to an emitter formed of tungsten having a sharp tip. Regarding
フィールドエミッション電子銃（FEG）は、先端のと
がったタングステン等で形成されたエミッタに強電界を
印加することにより、フィールドエミッション電流を取
り出すものである。このようなエミッタでは、一般に超
高真空中においても、エミッタ表面に残留気体分子が吸
着している。また、フィールドエミッション電子銃の使
用後は、その使用条件に応じてエミッタ表面に凹凸が生
じる。従って、使用時間が長くなるとエミッタ表面の凹
凸の度合も高くなる。そこで、従来より通常は１日１回
の頻度で使用前にフラッシングが行われている。A field emission electron gun (FEG) extracts a field emission current by applying a strong electric field to an emitter formed of tungsten having a sharp tip. In such an emitter, generally, residual gas molecules are adsorbed on the emitter surface even in an ultrahigh vacuum. Further, after using the field emission electron gun, irregularities are formed on the emitter surface depending on the usage conditions. Therefore, the longer the use time, the higher the degree of unevenness on the emitter surface. Therefore, conventionally, flushing is usually performed once a day before use.
フラッシングとは、フィラメントに電流を流してエミ
ッタを白熱することによって、タングステン表面の残留
気体分子を除去すると共に、エミッタ表面の凹凸を滑ら
かにする処理である。Flushing is a process for removing residual gas molecules on the surface of tungsten and smoothing unevenness on the surface of the emitter by applying an electric current to the filament to incandescently emit the emitter.
従来のフィールドエミッション電子銃は、フラッシン
グ電流値が普通のノーマルフラッシングと、フラッシン
グ電流値が大きい強力フラッシングとに切り換える装置
が組み込まれている。従来よりノーマルフラッシングは
主にエミッタ表面の残留気体分子を除去するためにのみ
行われているが、強力フラッシングは、ノーマルフラッ
シングに加えて、エミッタ表面の凹凸を滑らかにするた
めに行われている。そこで従来は、ノーマルフラッシン
グだけではフラッシングが充分でなく、画質が悪かった
りノイズが発生したりする場合に強力フラッシングに切
り換えてフラッシングしている。A conventional field emission electron gun has a built-in device for switching between normal flushing with a normal flushing current value and strong flushing with a large flushing current value. Conventionally, normal flushing is mainly performed only for removing residual gas molecules on the emitter surface, but strong flushing is performed for smoothing unevenness on the emitter surface in addition to normal flushing. Therefore, conventionally, the normal flushing alone is not sufficient for flushing, and when the image quality is poor or noise is generated, the flushing is switched to the strong flushing.
ところで、ノーマルフラッシングを行う毎にエミッタ
は少しずつ太くなる。そのため、一定のエミッション電
流を引き出すのに必要な引出し電圧は少しずつ増加す
る。一方、強力フラッシングは、ノーマルフラッシング
に比べて格段に強力であるため、ノーマルフラッシング
の数10回分にも相当し、エミッタの先端が過度に太くな
ってしまう。そのため、上述の引出し電圧を大幅に増加
しなければならず、エミッタの寿命を短くしてしまうと
いう問題がある。ここでいう寿命とは必要な引出し電圧
がある値になるまでに何百回フラッシングできるかであ
る。従って、上述の強力フラッシングで急激に引出し電
流が増加するということは、この寿命すなわち回数が大
幅に減ることを意味し、結果的にコストアップとなって
しまう。By the way, the emitter becomes thicker each time the normal flushing is performed. Therefore, the extraction voltage required to extract a constant emission current gradually increases. On the other hand, the strong flushing is significantly stronger than the normal flushing, and therefore corresponds to several tens of times of the normal flushing, and the tip of the emitter becomes excessively thick. Therefore, the above-mentioned extraction voltage must be greatly increased, and there is a problem that the life of the emitter is shortened. The term "lifetime" as used herein refers to how many times the required extraction voltage can be flushed several times before reaching a certain value. Therefore, the rapid increase in the drawing current due to the above-mentioned strong flushing means that the life, that is, the number of times, is greatly reduced, resulting in an increase in cost.
本発明は、上記の問題点を解決するものであって、フ
ラッシングを適度にすることによりエミッタの寿命を長
く維持することができるフィールドエミッション電子銃
のフラッシング方式を提供することを目的とするもので
ある。The present invention solves the above problems, and an object of the present invention is to provide a flushing method for a field emission electron gun that can maintain the life of the emitter for a long time by appropriately performing the flushing. is there.
そのために本発明は、フィールドエミッション電子銃
のフラッシング方式として、フラッシング後、引き出し
電圧を印加し、一定のエミッション電流になる引き出し
電圧を記憶する記憶手段を備え、フラッシングを行う際
には、前記記憶手段に記憶された引き出し電圧から比較
電圧を選択して、前記一定のエミッション電流になる引
き出し電圧について前記比較電圧に対する増加値を求
め、該増加値が所定値に達しない場合には、前記増加値
が所定値に達するまでフラッシングを繰り返し行うこと
を特徴とするものである。To this end, the present invention is a flushing method for a field emission electron gun, and is provided with a storage unit that applies a pull-out voltage after flushing and stores a pull-out voltage that provides a constant emission current. When performing flushing, the storage unit is used. Select a comparison voltage from the extraction voltage stored in, to obtain an increase value with respect to the comparison voltage for the extraction voltage that gives the constant emission current, and if the increase value does not reach a predetermined value, the increase value is The feature is that the flushing is repeatedly performed until the predetermined value is reached.
本発明のフィールドエミッション電子銃のフラッシン
グ方式では、引き出し電圧の増加が所定値になるまでフ
ラッシングを繰り返し行うので、所定値を使用条件等に
応じて設定することによりフラッシングの過不足をなく
し、適度なフラッシングを行うことができる。In the flushing method of the field emission electron gun of the present invention, flushing is repeated until the increase in the withdrawal voltage reaches a predetermined value. Flushing can be performed.
〔実施例〕 以下、図面を参照しつつ実施例を説明する。[Examples] Examples will be described below with reference to the drawings.
第１図は本発明に係るフィールドエミッション電子銃
のフラッシング方式の１実施例を説明するための図、第
２図は動作を説明するための波形を示す図である。FIG. 1 is a diagram for explaining one embodiment of a flushing system of a field emission electron gun according to the present invention, and FIG. 2 is a diagram showing waveforms for explaining the operation.
第１図において、１はアノード、２はエミッタ、３は
フィラメント、４はエミッション電流計、５はフラッシ
ング用スイッチ、６はフラッシング電源、７は引き出し
電圧源、８は制御回路、９はメモリ、10はスタートボタ
ン、11は規定値入力回路を示す。制御回路８は、スター
トボタン10によるスタート指令でフラッシング用スイッ
チ５のオン／オフによりフラッシングを行い、続いて引
き出し電圧源７の電圧を制御して所定のエミッション電
流を得る引き出し電圧を観察し適度な回数のフラッシン
グを行うものである。そのときのエミッション電流を検
出するのがエミッション電流計４、必要な規定値を入力
設定するのが規定値入力回路11、規定値や引き出し電圧
Viを記憶するのがメモリ９である。規定値としては、引
き出し電圧の増加値ΔVo、エミッション電流値ieがあ
り、制御回路８は、フラッシングを行い、その後規定の
エミッション電流値ieになるまで引き出し電圧を増加さ
せてその電圧Viをメモリ９に記憶すると共に、今回のフ
ラッシングにおける最初の引き出し電圧からの増加値を
求め、その増加値ΔViが規定値ΔVoに達するとフラッシ
ングを終了させる。なお、後述するようにメモリ９に記
憶した前回のフラッシングにおける最後の引き出し電圧
を比較電圧とし、今回のフラッシングにおける増加値を
求めてもよい。In FIG. 1, 1 is an anode, 2 is an emitter, 3 is a filament, 4 is an emission ammeter, 5 is a flushing switch, 6 is a flushing power supply, 7 is an extraction voltage source, 8 is a control circuit, 9 is a memory, 10 Indicates a start button, and 11 indicates a specified value input circuit. The control circuit 8 performs flushing by turning on / off the flushing switch 5 in response to a start command from the start button 10, and then controls the voltage of the extraction voltage source 7 to observe the extraction voltage to obtain a predetermined emission current and to appropriately adjust the voltage. The number of times of flushing is performed. The emission current at that time is detected by the emission ammeter 4, the required specified value is input and set by the specified value input circuit 11, the specified value and the extraction voltage.
The memory 9 stores V i . The prescribed value, there is an increase value [Delta] V o, emission current value i e the extraction voltage, the control circuit 8 performs flushing, the voltage V by increasing the extraction voltage until then becomes prescribed emission current value i e i is stored in the memory 9 and an increase value from the initial extraction voltage in the current flushing is obtained. When the increase value ΔV i reaches the specified value ΔV o , flushing is terminated. Note that, as will be described later, the final extraction voltage in the previous flushing stored in the memory 9 may be used as the comparison voltage, and the increase value in the current flushing may be obtained.
次に制御回路の動作を詳しく説明する。 Next, the operation of the control circuit will be described in detail.
まず、スタートボタン10を押し、スタート信号が制
御回路８へ送られると、制御回路８は、フラッシング用
スイッチ５をオン／オフし、第２図（ａ）の12に示すフ
ラッシング電流ifをフィラメント３に流してエミッタ２
をフラッシングする。First, when the start button 10 is pressed and a start signal is sent to the control circuit 8, the control circuit 8 turns on / off the flushing switch 5, and the flushing current if shown by 12 in FIG. Flow to 3 and emitter 2
To flush.
次に、制御回路８は、引出し電圧源７を制御し第２
図（ｂ）の13に示すように引出し電圧を順次増加させ
る。そして、エミッション電流計４によるその時のエミ
ッション電流値を読み取る。Next, the control circuit 8 controls the extraction voltage source 7 to
The extraction voltage is sequentially increased as indicated by 13 in FIG. Then, the emission current value at that time is read by the emission ammeter 4.
このエミッション電流値は、引出し電圧の増加に伴
って第２図（ｃ）の14に示すように増加するが、このエ
ミッション電流値が予め決めたieになると、制御回路８
は、引出し電圧の増加を停止し、その引出し電圧値Viを
メモリに記憶する。This emission current value increases as shown in FIG. 2 (c) as the extraction voltage increases, but when the emission current value reaches a predetermined i e , the control circuit 8
Stops increasing the extraction voltage and stores the extraction voltage value V i in the memory.
FEGを電子銃とした走査電子顕微鏡を前回に使用を
開始した時、つまり前回のフラッシングにおける最後の
引き出し電圧Viの値を比較電圧V1とする。この比較電圧
V1としては、先に説明したように今回のフラッシングに
おける最初の引き出し電圧を用いてもよい。上記〜
のプロセスを繰り返して行い引き出し電圧の増加値（Vi
−Vl）を計算し、その増加値が規定値ΔVo以上になった
ことを条件にフラッシングを終了し、FEGを電子銃とし
た走査電子顕微鏡の使用を開始する。When the scanning electron microscope using the FEG as the electron gun was started last time, that is, the value of the final extraction voltage V i in the previous flushing is set as the comparison voltage V 1 . This comparison voltage
As described above, the first extraction voltage in the current flushing may be used as V 1 . the above~
The above process is repeated and the increase value (V i
-V l ) is calculated, flushing is terminated on the condition that the increased value is equal to or greater than the specified value ΔV o , and use of the scanning electron microscope in which the FEG is an electron gun is started.
上記〜のプロセスを繰り返すと、メモリ９には、
フラッシング後のエミッション電流が一定値ieになる時
の引出し電圧値がV1、V2、V3、V4、……というように記
憶される。この引出し電圧Viの増加値ΔViが小さい場合
（例えばV1≒V2≒V3≒V4）には、エミッタ表面の凹凸が
充分に滑らかにされていなく、FEGを電子銃とした走査
電子顕微鏡の画像にノイズによる乱れが見られたり画質
が悪かったりすることがわかった。本発明は、このよう
な考察に基づくものであって、走査電子顕微鏡における
FEGの使用時間などから考えた規定値を設定し、制御回
路により、この引き出し電圧が規定値以上に増加する
迄、上記のプロセスを繰り返すようにしたものである。
このようにすると、引出し電圧を確認しながらノーマル
フラッシングを繰り返すので、急にエミッタ先端が太く
なって引出し電圧を大きく上げなければならないという
こともなくなる。When the above processes (1) to (5) are repeated,
The extraction voltage values when the emission current after flushing becomes a constant value i e are stored as V 1 , V 2 , V 3 , V 4 , .... In the case increment [Delta] V i of the extraction voltage V i is smaller (e.g. V 1 ≒ V 2 ≒ V 3 ≒ V 4), irregularity of the emitter surface not be sufficiently smooth and the FEG electron gun scans It was found that noise in the image of the electron microscope was distorted and the image quality was poor. The present invention is based on such a consideration, and is used in a scanning electron microscope.
A specified value is set considering the usage time of the FEG, etc., and the control circuit repeats the above process until the extraction voltage increases above the specified value.
In this case, since normal flushing is repeated while confirming the extraction voltage, the tip of the emitter suddenly becomes thick and the extraction voltage does not have to be greatly increased.
なお、本発明は、上記の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（ａ）のフ
ラッシングを１回のみでなく複数回行った後に、同図
（ｂ）、（ｃ）を行っても良い。また、フラッシング回
数を増やすかわりに、フラッシング時間すなわち第２図
（ａ）のパルス幅を長くしてもよい。この場合、１回目
から２回目の電圧の増加値ΔViが小さい場合には第２図
（ａ）のフラッシング時間を長くする等、電圧の増加値
ΔViの程度に応じてフラッシング時間を変えるようにし
てもよい。The present invention is not limited to the above embodiment, and various modifications can be made. For example, the flushing of (a) above may be performed not only once but a plurality of times, and then the steps (b) and (c) of FIG. Further, instead of increasing the number of flushing times, the flushing time, that is, the pulse width in FIG. 2A may be lengthened. In this case, when the increase value ΔV i of the voltage from the first time to the second time is small, the flushing time is changed according to the degree of the increase value ΔV i of the voltage, such as lengthening the flushing time of FIG. 2 (a). You may
このようにすることによって適度のフラッシングをよ
り迅速に行うことができる。By doing so, appropriate flushing can be performed more quickly.
以上の説明から明らかなように、本発明によれば、引
出し電圧が増加していることを確認しながら、また、引
出し電圧が増加しないときには、引出し電圧が増加する
まで、充分な回数又は時間のフラッシングを繰り返し行
うので、フラッシングが過度になることもなく、不足す
ることもない。従って、常に最適なフラッシング状態で
フィールドエミッション電子銃を使うことができ、ノイ
ズの少ない良質の画像を観察することができると共に、
フィールドエミッション電子銃の寿命を長く維持するこ
とができる。As is apparent from the above description, according to the present invention, while confirming that the extraction voltage is increasing, and when the extraction voltage is not increased, it is necessary to increase the number of times or time until the extraction voltage increases. Since the flushing is repeated, the flushing is neither excessive nor insufficient. Therefore, the field emission electron gun can always be used in the optimum flushing state, and a high-quality image with little noise can be observed, and
The life of the field emission electron gun can be maintained for a long time.
第１図は本発明に係るフィールドエミッション電子銃の
フラッシング方式の１実施例を説明するための図、第２
図は動作を説明するための波形を示す図である。 １……アノード、２……エミッタ、３……フィラメン
ト、４……エミッション電流計、５……フラッシング用
スイッチ、６……フラッシング電源、７……引き出し電
圧源、８……制御回路、９……メモリ、10……スタート
ボタン、11……規定値入力回路。FIG. 1 is a diagram for explaining one embodiment of a flushing system of a field emission electron gun according to the present invention, and FIG.
The figure is a diagram showing waveforms for explaining the operation. 1 ... Anode, 2 ... Emitter, 3 ... Filament, 4 ... Emission ammeter, 5 ... Flushing switch, 6 ... Flushing power supply, 7 ... Extraction voltage source, 8 ... Control circuit, 9 ... … Memory, 10 …… Start button, 11 …… Specified value input circuit.
Claims (1)
一定のエミッション電流になる引き出し電圧を記憶する
記憶手段を備え、フラッシングを行う際には、前記記憶
手段に記憶された引き出し電流から比較電圧を選択し
て、前記一定のエミッション電流になる引き出し電圧に
ついて前記比較電圧に対する増加値を求め、該増加値が
所定値に達しない場合には、前記増加値が所定値に達す
るまでフラッシングを繰り返し行うことを特徴とするフ
ィールドエミッション電子銃のフラッシング方式。1. A flushing voltage is applied after flushing,
A storage means for storing the extraction voltage that becomes a constant emission current is provided, and when performing flushing, a comparison voltage is selected from the extraction current stored in the storage means, and the extraction voltage that becomes the constant emission current is selected. A flushing method for a field emission electron gun, wherein an increase value for the comparison voltage is obtained, and when the increase value does not reach a predetermined value, flushing is repeated until the increase value reaches a predetermined value.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63098518A JP2561698B2 (en) | 1988-04-21 | 1988-04-21 | Field emission electron gun flushing method |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63098518A JP2561698B2 (en) | 1988-04-21 | 1988-04-21 | Field emission electron gun flushing method |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01272039A JPH01272039A (en) | 1989-10-31 |
| JP2561698B2 true JP2561698B2 (en) | 1996-12-11 |
Family
ID=14221872
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63098518A Expired - Fee Related JP2561698B2 (en) | 1988-04-21 | 1988-04-21 | Field emission electron gun flushing method |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2561698B2 (en) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5769242B2 (en) | 2010-07-30 | 2015-08-26 | 株式会社リガク | Industrial X-ray tube |
-
1988
- 1988-04-21 JP JP63098518A patent/JP2561698B2/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH01272039A (en) | 1989-10-31 |
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