JP3390023B2 - 粒子線機器用の高電圧供給ユニット - Google Patents
粒子線機器用の高電圧供給ユニットInfo
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- H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
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- H01J37/248—Components associated with high voltage supply
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Description
めの、真空域中に高電圧を供給するための高電圧供給ユ
ニットであって、高電圧電極と、当該高電圧電極を取り
囲み真空域と境を接する表面を有する絶縁体と、該絶縁
体を取り囲む、低電位におかれている外部電極とを有し
ている高電圧供給ユニットに関する。
鏡やイオン顕微鏡並びに電子線機器等が属している。
カソードが負の高電位を有しており、この電位は、アー
ス電位にあるケーシングに対して十分良好に絶縁されな
ければならない。この場合電位差が大きいため、絶縁体
を有する高電圧供給ユニットの構成が重要である。
明細書から、次のような高電圧供給ユニットが公知であ
る。すなわち真空域と境を接している絶縁体表面が、高
電圧電極の段状拡大部の始端部に当接しており、さらに
前記絶縁体表面は、高電圧電極と次のような角度を形成
している。すなわち段状拡大部の開始部において、高電
圧電極の段状拡大部を形成する部分間の成す角度のほぼ
半分の大きさの角度である。このようにして、真空域と
隣接する絶縁体表面においてより有利な電位分布が達成
され、それによって絶縁体表面におけるいわゆるマイク
ロ放電の発生が阻止される。
善も、特に今日、より高度な解像能力を達成するために
使用されているより高い高電圧の高性能電子顕微鏡にお
いて、さらに高まる要求を十分に満たすものではない。
このように高まる要求は、より大きな間隔距離とそれに
基づくより大きなケーシング寸法によってしか満たされ
なくなるであろう。しかしながらそのためにはコストと
必要スペースが著しく増大してしまう。
の高電圧供給ユニットを次のように改善することであ
る。すなわち空間的な寸法を著しく拡大することなく、
より大きな高電圧に対しても適合するように改良するこ
とである。
り、前記高電圧電極も外部電極も、それぞれ1つのくぼ
みを有するように構成されており、ここにおいて、前記
くぼみは、真空域に接している絶縁体表面方向で、高電
圧電極、外部電極からほぼ両電極間間隔距離の1/10
までの間隔距離を有する、絶縁体、電極、真空がそれぞ
れ相互に密に存在する領域が、前記高電圧電極、前記外
部電極と近似的に等しい電位を有するように構成されて
解決される。
がくぼみを有しており、このくぼみの中には3重領域が
存在している。
ており、この突出部の間に3重領域が存在している。
リング等の導電部分の間に存在しており、この導電部分
は電極を約2cmまでの間隔で取り囲み、電極と電気的
に接続されている。
体の真空域に向いた部分は、充填された鋳造樹脂から成
り、別の部分は可撓性の熱伝導性シリコン鋳込材料から
成っている。
空域に向いた部分がセラミック部分から成っている。
を少なくとも2つの部分で構成することは有利である。
は、複数の部分から構成されている。
接する絶縁体表面と外部電極との間に、丸いループリン
グが配置されている。
ミック部分は、金属管状部分を介し、鑞付けおよび/ま
たは溶接継手によって電極と真空密にされている。
明する。
面図が示されている。高電圧電極が11で示されてお
り、これはウェーネルトの電極とも呼ばれている。この
電極は、絶縁体12を介して外部電極13から分離され
ている。外部電極13は、高電圧電極よりも低い電位に
あり、有利にはアース電位にある。14は、電子ビーム
生成装置のカソードを概略的に示したものであり、この
電極はほぼ高電圧電極11と同じ電位である。
特許明細書から公知の段状の拡大部11Sを有してい
る。、真空域15と隣接する絶縁体12の表面12o
は、段状拡大部11sのほぼ始端部11aにおいて始ま
っており、製造技術上の理由から鋭角的な端部は有して
いない。前記ドイツ連邦共和国特許明細書と相違してい
る点は、高電圧電極11がさらに第2の段状拡大部11
zを有していることであり、その表面は有利には絶縁体
表面12oに対して平行に延在している。しかしながら
このことは次のような場合にはこの限りではない。すな
わち高電圧電極11の外面においてくぼみ11vが存在
し、このくぼみ11vの内部で絶縁体表面12oが電極
のところで終端しているような場合である。
相違はわずかにしか見えないかもしれないが、しかしな
がらこの相違は著しい効果を奏するものである。くぼみ
の中にさらに段部を構成することによって、、真空域1
5と隣接する絶縁体12の表面12oが電極11から、
当該表面12o方向での電極間隔の約1/10までの間
隔距離を有している領域の中で、近似的に電極11の電
位がなお存在する。それによって3重領域16中では、
(すなわち、絶縁体、電極、真空がそれぞれ相互に密に
存在し、そのためマイクロ放電の発生に対して特にクリ
チカルである)マイクロ放電の発生が、ただの段部の場
合よりも著しく大きな高電圧まで阻止されるものとな
る。
は、外部電極13での相応の手段によって補完されるべ
きであり、それによって高電圧供給は全体的に良好な特
性を有するものとなる。このために図1では外部電極1
3も同じようにくぼみ13vを以て構成されており、
(このくぼみの中には絶縁体12の、真空域15と隣接
する表面12oが入り込んでいる)そのため外部電極に
接する3重領域17も同じように次のような領域に存す
る。すなわち近似的に外部電極13の電位がなお存在す
るような領域である。
多数の部分13o,13uから成り、その選定に際して
は、絶縁体12の外部領域の場合と同じように当該複数
の部分が雰囲気圧力に完全にさらされるという事実を踏
まえて考慮されている。
た部分12vが充填された鋳造樹脂から成っており、そ
れによって十分な強度が達成される。別の上方の部分1
2aに対しては、可撓性の熱伝導性鋳込材料、例えばシ
リコンが使用されている。この部分12aは、下方の部
分12v、高電圧ケーブル(図示されていない)、ケー
シング、端子部分と密接に結合をしており、この結合に
よって下方の部分12vの絶縁耐力が達成される。高電
圧ケーブル自体は、段状拡大部11sの上部で当該拡大
部と同じ直径でリング状に鋳込まれており、それによっ
て全体的な電位供給に寄与している。
よって、加熱されたカソードから熱が逃がされる。この
上方部分12aの弾性を介して、異なる熱膨張率によ
り、機械的応力が、僅少に保たれる。円形のループリン
グ13rが、絶縁体12と、部分13oと13uとで構
成された外部電極13との間で気密にするために用いら
れている。
れており、この構成例でも同じように2つの部分22
o,22aから成る絶縁体22が使用されている。ここ
ではその中で近似的に電極21、23の電位がなお存在
し、3重領域が配置されるような領域21p,23pが
次のようにして達成される。すなわち電極21,23は
突出部21e,23eを有し、及び/又は導電性部分、
例えばリング21r,23rは電極21,23を約2c
mまでの間隔の中で取り囲んでそれと電気的に接続する
ように構成されて達成される。 リングを真空域15に
配置し、及び/又は突出部を絶縁体22に配置すること
ももちろん可能である。同じように絶縁体表面において
所定の電位経過を達成するために中間電位を有する付加
的リングを使用することも可能である。
る。すなわち絶縁体32の、真空域15と隣接する部分
がセラミック部分からなり、その表面32oは非常に良
好な真空技術特性を有しているような構成例である。絶
縁体32の上方部32aは、ここでも可撓性の熱伝導性
鋳込材料であり、この鋳込材料もセラミック部分と電極
31,33との間の空隙31s,33sに充填される。
所望の気密性を得るために円いループリング31rと3
3rとが用いられる。この実施例は、次のようなことも
表している。ずなわち高電圧電極31のくぼみが、はっ
きりと現れたくぼみ31vとして構成され得ることも表
している。
1,43との間の気密性が金属管部分48,49によっ
て生じており、この金属管部分48,49は公知技術に
よってセラミック部分42kに堅固に鑞付けされ、続い
て電極41,43と共に溶接される。溶接後は高電圧電
極の下方部分41uにその上方部41oがねじ止めさ
れ、この2つが共にくぼみ41vを形成する。このくぼ
み41vは、近似的に全体の電極と同じ電位を有してお
り、このくぼみ41vの中にセラミック部分42kの表
面42oが入り込んでいる。
回転対称的に構成することは通常行われていることであ
る。なぜならこれは安価に製造できるからである。しか
しながらこのことは重要ではない。上記本願特有の特徴
は、楕円形または矩形状の構成例でも達成されるもので
ある。
も適合し、それにともなって空間的な寸法を著しく拡大
する必要のない、スペースの節約された粒子線機器用高
電圧供給ユニットが実現する。
施例の断面図である。
を有した本発明による実施例の断面図である。
ある本発明による実施例の断面図である。
よって電極と気密に接続されている本発明による実施例
の断面図である。
Claims (2)
- 【請求項1】 例えば粒子線機器のための、真空域中に
高電圧を供給するための高電圧供給ユニットであって、
高電圧電極(11)と、当該高電圧電極(11)を取り
囲み真空域(15)と境を接する表面(12o)を有す
る絶縁体(12)と、該絶縁体(12)を取り囲む、低
電位におかれている外部電極(13)とを有している高
電圧供給ユニットにおいて、 前記高電圧電極(11)も外部電極(13)も、それぞ
れ1つのくぼみ(11vないし13v)を有するように
構成されており、ここにおいて、前記くぼみ(11v,13v)は、真空域(15)に接
している絶縁体(12)表面(12o)方向で、高電圧
電極(11)、外部電極(13)からほぼ両電極間間隔
距離の1/10までの間隔距離を有する、絶縁体、電
極、真空がそれぞれ相互に密に存在する領域(三重領域
16,17)が、前記高電圧電極(11)、前記外部電
極(13)と近似的に等しい電位を有するように構成さ
れている ことを特徴とする高電圧供給ユニット。 - 【請求項2】 例えば粒子線機器のための、真空域中に
高電圧を供給するための高電圧供給ユニットであって、
高電圧電極(21)と、当該高電圧電極(21)を取り
囲み真空域(15)と境を接する表面を有する絶縁体
(22)と、該絶縁体(22)を取り囲む、低電位にお
かれている外部電極(23)とを有している高電圧供給
ユニットにおいて、 前記高電圧電極(21)も外部電極(23)も、それぞ
れ1つの突出部(21eないし23e)を有し、リング
状の導電性部分(21rないし23r)は、2cmまで
の間隔の中で前記高電圧電極(21)ないし外部電極
(23)を取り囲み、それらと電気的に接続されてお
り、ここにおいて、絶縁体、電極、真空がそれぞれ相互
に密に存在する領域(三重領域26,27)が、前記電
極(21,23)と近似的に等しい電位を有するよう
に、前記突出部(21eないし23e)または前記リン
グ状の導電性部分(21rないし23r)が構成されて
いることを特徴とする高電圧供給ユニット。
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