JPH03129651A - 電界放射型電子銃 - 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］ 本発明はエミッション電流を安定化させた電界放射型電
子銃に関する。

［従来の技術］ 冷陰極形の電界放射型電子銃は、１０″Ｂパスカルオー
ダの超高真空領域で動作させる。しかしながら、このよ
うな超高真空領域で動作させても、エミッタ周辺に滞留
する残留ガスや電子衝撃によって発生したガス分子がイ
オン化されて、そのイオンがエミッタ表面を叩き、エミ
ッタ表面を分子オーダで荒らしてしまったり、又、ガス
分子自身が表面に吸着する。このため、数時間毎にエミ
ッタを清浄化する所謂ブラッシング操作を行って像観察
を行うようにしている。

［発明が解決しようとする問題点］ ところで、このブラッシング操作を行うとエミッタ表面
は清浄化されるが、ブラッシング後は工ミッタ表面が清
浄であればあるほど、その後の僅かなガス分子の吸着に
よる影響が大きく、エミッタから放射されるエミッショ
ン電流の減少が第３図の曲線イに示すように急峻である
。このため、試料に照射されるプローブ電流も急激に減
少し、像観察においては、表示画面が急に暗くなり像が
見えなくなって・しまう。そのため、従来はコントラス
トつまみや、明るさつまみを再調整したり、或いはエミ
ッション電流を元のエミッション電流値に戻すようにエ
ミッタの引出し電圧を引上げる操作を行うなど像観察の
ための操作が繁雑になる欠点があった。

本発明は以上の点に鑑みなされたもので、エミッション
電流を安定化させ像観察のための操作を容易にした電界
放射型電子銃を提供することを目的としている。

［問題点を解決するための手段］ 以上本目的を達成するための本発明は、尖鋭に加工され
たエミッタと、該エミッタに対向して配置された引出し
電極と、該エミッタと引出し電極との間に引出し電圧を
印加するための引出し電源と、該引出し電極を通過した
電子を加速するための加速電極と、該エミッタと加速電
極との間に加速電圧を印加するための加速電源と、該エ
ミッタを清浄化するためのブラッシング手段とを備えた
装置において、前記エミッタから放射されるエミッショ
ン電流を検出し、該エミッション電流と予め設定された
エミッション電流の上限値と下限値とを比較する手段と
を備え、前記ブラッシング手段によるブラッシング終了
と共にエミッション電流を１曽加させ、該エミッション
電流が上限値になったら引出し電圧の昇圧を停止し、該
エミッション電流がやがて減少して下限値になったら再
び引き出し電圧を昇圧させるように前記引出し電源を制
御するように構成したことを特徴としている。

［実施例］ 以下本発明の実施例を添付図面に基づき詳述する。

第１図は本発明の一実施例の構成略図である。

第１図において、１はエミッタで、該エミッタ１は加速
電源２によって像観察に必要な高電圧に設定されている
。３はエミッタ１に対向して配置された引出し電極で、
該引出し電極３はエミッタ１より引き出し電源４によっ
てさらに高電圧に保持されている。５はブラッシング回
路で、６は加速電極で接地電位に保たれている。７はエ
ミッション電流を検出する機能と、予め設定されたエミ
ッション電流の上限値と下限値と比較する機能を有する
エミッション電流比較信号発生器である。８はビーム絞
り、９はコンデンサーレンズ、１０は走査コイル、１１
は対物レンズ、１２は試料、１３は電子ビームＥＢが試
料１２を照射したときに試料よりの２次電子ｅを検出す
るための２次電子検出器である。

このように構成された装置をおいて、電子銃よりの電子
ビームの放射を停止させた状態で、ブラッシング回路５
を動作させると、エミッタを支持するためのタングステ
ンワイヤーが加熱され、この熱が熱伝導−によりエミッ
タに伝えられてブラッシングが行われる。このブラッシ
ングによってエミッタが清浄化される。

第２図はブラッシング終了後のエミッション電流の状態
を示している。ここで、ブラッシングが終了して電子銃
を再稼動させると、引出し電極３の電位は引き出し電源
４によって例えば２ＯＶずつステップ状に上昇する。こ
の引出し電極３の電位の上昇により、エミッタと引出し
電極４の間に強い電界が作用して、やがてエミッタより
電子ビームＥＢが放射する。そして、徐々にエミッタか
らのエミッション電流が増加する。エミッション電流比
較信号発生器７は、エミッション電流が８μＡになった
ら停止信号を発生して引出し電ｒｉ、４の電圧上昇を停
止させ、引出し電源４はその時の出力電圧値を保持する
。ところで、エミッタのブラッシング直後はエミッショ
が急峻に減少し、数分でエミッション電流は０μＡ付近
まで低下しようとする。本実施例では、エミッション電
流比較信号発生器７を設けて、例えばエミッション電流
が６μＡまで低下したとき、リセット信号Ｒを発生させ
る。そして、このリセット信号Ｒによって引出し電源４
を再び駆動させて、引出し電極３の電位の上昇を開始す
るようにし、再びエミッションが８μＡになったら信号
を発生して引出し電源４の電圧上昇を停止させる。この
様な動作が繰り返される。Ｒはリセット信号が発生した
ことを示す。ブラッシング後の時間が経過するにつれて
リセット信号Ｒの発生時間がｔｌ＋　　ｔ２＋　　ｔ３
・・・・・・と長くなるのはエミッタ先端に付着するガ
ス分子の堆積が多くなるためである。

従って、このように構成された装置では、エミッション
電流の上限値と下限値を検出して引出し電源を制御する
ようにしたので、エミッション電流が減少しても面倒な
操作をしないで像観察を行うことができる。

又、この様な装置においては、コンデンサーレンズは、
加速電源と引出し電源に連動し、試料照射電流が設定値
からずれないように構成されており、引出し電源電圧の
上昇が停止した時点でコンデンサーレンズの励磁電流も
再設定され試料照射型゛流も設定値に保たれる。また、
コンデンサーレンズの再設定によって生ずるわずかなフ
ォーカスぼけを修正するように対物レンズ励磁電流を補
正するように構成されている。

更に、上記実施例では、本発明を像観察装置に適用した
場合について説明したが、例えば、Ｘ線による分析を行
う場合も同様な効果が得られる。

しかし、Ｘ線分析の場合は、定量分析の精度を向上させ
るために、ビーム絞りでビーム変動を検出してＸ線の計
測時間を制御したり、ソフトウェア−で補正計算を行う
処理も併用されている。この様な制御や処理を実行する
には、測定に先立ってビーム絞りに入射してくるビーム
電流を予め初期データとして取り込む必要がある。そし
て、引出電圧の昇圧停止信号が発生したら、新たに初期
データを取り込むようにＸ線計測系が動作するように構
成してもよい。この様に構成された装置では、長時間安
定した分析が可能となる。

［発明の効果コ 以上詳述したように本発明によれば、エミッション電流
の上限値と下限値を検出して引出し電源を制御するよう
にしたので、エミッション電流が減少しても面倒な操作
をしないで像観察や自動Ｘ線分析を行うことができる電
界放射型電子銃が提供される。。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の構成略図、′Ｒ４２図は本
発明を説明するための図、第３図は従来技術を説明する
ための図である。 １：エミッタ、２：加速電源、３：引出し電極、４：引
き出し電源、５：ブラッシング回路、６：加速電極、７
：エミッション電流比較信号発生器、８：ビーム絞り、
９：コンデンサーレンズ、１０：走査コイル、１１：対
物レンズ、１２：試料、１３：２次電子検出器。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 尖鋭に加工されたエミッタと、該エミッタに対向して配
   置された引出し電極と、該エミッタと引出し電極との間
   に引出し電圧を印加するための引出し電源と、該引出し
   電極を通過した電子を加速するための加速電極と、該エ
   ミッタと加速電極との間に加速電圧を印加するための加
   速電源と、該エミッタを清浄化するためのブラッシング
   手段とを備えた装置において、前記エミッタから放射さ
   れるエミッション電流を検出し、該エミッション電流と
   予め設定されたエミッション電流の上限値と下限値とを
   比較する手段とを備え、前記ブラッシング手段によるブ
   ラッシング終了と共にエミッション電流を増加させ、該
   エミッション電流が上限値になったら引出し電圧の昇圧
   を停止し、該エミッション電流がやがて減少して下限値
   になったら再び引き出し電圧を昇圧させるように前記引
   出し電源を制御するように構成したことを特徴とする電
   界放射型電子銃。