JPH04190547A - 電界放出型電子銃 - 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］ 本発明は電界放出電子銃に関し、軸合わせ機構とコンデ
ショニング機構を備えた電界放出型電子銃に関する。

［従来の技術］ 電界放出型電子銃においては、エミ・ンタの位置を光軸
に合わせるため、大気側からエミッタチップの位置を調
整できるようになっている。そのため、電界放出電子銃
においては、大気側からこのエミッタチップの位置を調
整するための軸合わせ用棒を有しており、この軸合わせ
用棒は碍子で形成された筒内に挿入されている。

又、電界放出型電子銃においては、コンデショニングを
行うための機構を有している。このコンデショニング機
構は、前記碍子筒に負の高圧を印加して接地電位に保持
された筐筒との間に放電を生ぜせしめ、電子銃の稼動時
には放電か生じないようにさせるためのものである。

このコンデンヨニングに伴って、放電かアノードと引出
電極との間に及ぶと、引出電極の電位か大きく変動する
ため、チップと引出電極間に大電圧か印加される。その
ため、チップと引出電極間に大電流が流れてチップか損
１易してしまう。従って、このようなチップの損傷を防
くため、コンデショニンクか行われる際には、引出電極
をアノードと導通させてこれらを同電位とし、放電かア
ノ−ドと引出電極間に及ぶことがあっても、チップと引
出電極間に大電流が流れることを防ぎ、チップを保護す
るようにしている。従って、従来の電界放出型電子銃に
おいては大気側からチップと引出電極との導通非導通を
切り換えるための操作棒を有しており、この操作棒も前
記碍子筒に挿入されている。

［発明が解決しようとする課題］ このような従来の装置において、前記軸合わせ月俸と操
作棒については、特に配慮がなされていないため、これ
らを別個の刊質で形成していると共に、これらの径も異
なっていた。

そのため従来においては、６棒の間や棒と碍子内面間等
で微小放電か生じてしまい、その結果、このような微小
放電によりチップに印加される高圧が変動してしまう。

従って、このような電子銃を例えば走Ｍ電子顕微鏡に用
いた場合、像のチラッキが生していた。

本発明はこのような従来の欠点を解決し、前述した微小
放電の発生を抑制し得る電界放出型電子銃を提供するこ
とを目的としている。

［課題を解決するための手段］ そのため本発明は、大気側からの操作によりエミッター
チップを光軸中心に合わせるため電子銃筐筒中に挿入さ
れた輔合わせ月俸と、コンデショニング時にチップとア
ノード間を導通させるための操作棒と、前記軸合わせ月
俸と操作棒を収容するｖノ子管とを備えた電界放出型電
子銃において、前記輔合わせ月俸と操作棒を同し径とな
るように形成すると共に、これら側棒を同一のイイ質で
形成したことを特徴としている。

［実施例］ 以下、図面に基づき本発明の実施例を詳述する。

第２図は本発明の一実施例の断面図を示すためのもので
、図中１は電子銃の筐筒であり、２は碍子筒である。碍
子筒２の底部には金属製ドーナツ板３が取り付けられて
いる。この金属製ドーナツ板３にはベローズ４が取り付
けられており、ベローズ４には絶縁物性チップ支持板５
が取り付けられている。チップ支持板５にはエミッタチ
ップ１〇か取り（＝Ｊけられている。６ａは第１の軸合
わせ月俸であり、この輔合わせ月俸６ａは図示していな
いが、気密を維持して大気側に取り出されており、大気
側からその軸心の周りに回転できるようになっている。

輔合わせ月俸の先端は調整ネジ７ａの四部に嵌合されて
いる。調整ネジ７ａの先端は前記ドーナツ板３に固定さ
れた当接部材８に当接されている。この当接部材８は絶
縁物で形成されている。前記ドーナツ板３には絶縁部材
１１゜１２を介して電極支持筒１３が取り付けられてい
る。電極支持筒１３には引出電極１４が固定されている
と共に磁界レンズ１５が取り付けられている。９はコン
デショニング時にチップ１０と引出電極１４間を導通さ
せるための操作棒である。操作棒９の先端には金属性の
接点１７が固定されており、接点１７はリード線１６に
よりチップ１０と接続されている。接点１７に対向して
金属部材１８か配置されている。この金属部月１８は前
記引出電極１４に電気的に接続されていると共に、絶縁
部材１２によってチップ１０側と絶縁されている。図示
していないが、稼動時には引出電極１４には電子引出用
にチップｌＯよりやや高い電位か与えられる。碍子筒２
はアノード１つが取り（＝１けられている。碍子筒２の
内部には前記チップ等に高圧を与えるため等の目的でリ
ード線２］、２２及び２３（第１図）が挿入されている
。これらリード線はエポキシ樹脂より成る被覆層２０て
モールドされている。チップ支持板５及びベローズ４及
びドーナツ板３によって碍子筒２は封じられており、こ
の封じられた空間内に絶縁性を高めるためのガスが封入
されている。

第１図は第２図のＡ−Ａ断面を示すためのもので、図中
第１図と同一の構成要素に対しては同一番号が付されて
いる。

第１図に示すように、実際には輔合わせ月俸６ａに加え
て、軸合わせ用の棒６ｂ、６ｃが配置されている。これ
ら軸合わせ用の棒６ａ、６ｂ、６Ｃはこれら棒の夫々と
碍子の中心を結ぶ向きにチップ１０を移動させるための
ものである。これら軸合わせ用の棒６ａ、６ｂ、６ｃと
操作棒９の径は同一にされていると共に、これら４本の
棒は同一の材料であるエポキシで形成されている。

このような構成において、チップ１０の軸合わぜを行う
場合には、軸合わせ用の棒６ａ、６ｂ。

６ｃのうち、必要なものを回転させる。いま、例えば輔
合わせ用の棒６ａを回転させると、調整ネジ７ａか回転
し、それにより絶縁物性チップ支持板５か傾斜してチッ
プ］０か移動する。

又、コンデショニングを行う場合には、操作棒９をその
輔の方向に沿って移動させる！その結果、接点１７か金
属部祠１８に接触してチップ１０と引出電極１４は同電
位となる。そこで、碍子筒２と筐筒１との間に高電圧を
印加ずれば、チップ１０の前述した損傷を防止してコン
デショニングを行うことかできる。

次に効果について説明する。

上述した電界放出型′電子銃の碍子筒２内部の電界の様
子を従来の電界放出型電子銃と比較した。

そのための電界分布の解析にあたって以下の点を考慮し
た。即ち、管内か導体のみで構成されている場合には、
操作棒等の径か小さければ電界集中の効果かより顕著に
なり、局所的に大きな電界か存在することが予想される
が、管内に配置される要素は絶縁物であるため、電界の
分布の解析は単純では無く、そこで、管内の電界分布の
解析はコンピュータシミュレーションに行なった。

その結果、上述した実施例の場合には、第３図（ｂ　、
）のようになった。一方、６棒６ａ、６ｂ。

６ｃ、６ｄの材質が同じエポキシで径が異なる場合は第
３図（ａ）のようになり、又、６棒６ａ。

６ｂ、６ｃ、６ｄの径が同じて材質がエポキシとアルミ
ナのように異なる場合は、第３図（Ｃ）に示すようにな
った。尚、これらの図において、イで示された部分が電
界強度の高い部分を示しており、ハツチングが濃い程強
い電界強度の存在を表している。又、イで示された部分
が大きい程、基準以上の電界強度となる部分か広いこと
を表わしている。又、碍子２内に生じた電界強度の最大
値は以下のようなものであった。即ち、第３図（ｂ）の
場合が最も小さく、第３図（ａ）の場合が次に小さく、
第３図（ｃ）の場合が最も大きかった。

以上の結果より、碍子２内の最大電界強度を従来よりか
なり小さくすることができる。そのため、６棒の間や棒
と碍子筒内面との間の微小放電を抑えることかできる。

従って、このような電界放出型電子銃を例えば、走査電
子顕微鏡に用いれば、像の安定度を向上させることかで
きる。

［発明の効果］ 上述した説明から明らかなように、本発明に是づく電界
放出型電子銃によれば、碍子筒内での各棒間の微小放電
や、６棒と碍子筒内面間の微小放電を抑えることかでき
、従ってこのような電界放出型電子銃を走査電子顕微鏡
等に用いれば、像の安定度を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の断面を示すための図、第２
図はこの一実施例装置の他の断面を示すための図、第３
図は本発明の作用効果を説明するための図である。 １：電子銃筐筒　　　　　　２．碍子筒３：金属性ドー
ナツ板　　４：ベローズ５：チップ支持板 ６　ａ、　　６　ｂ、　　６　ｃ　：　Ｉｑｌ１合４ッ
セ用棒７ａ−調整ネジ　　　　　８：当接部祠９　操作
棒　　　　　　１ｏ：チップ １１．１２：絶縁部月　１３．電極支持筒１４、引出電
極　　　　１５：磁界レンズ１６、リード線　　　　１
７．接点 ］８：金属部祠　　　　１９：電極 ２０・被覆層 ２１、　２２．２３　＋リード線

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 大気側からの操作によりエミッターチップを光軸中心に
   合わせるため電子銃筐筒中に挿入された軸合わせ用棒と
   、コンデショニング時にチップとアノード間を導通させ
   るための操作棒と、前記軸合わせ用棒と操作棒を収容す
   る碍子管とを備えた電界放出型電子銃において、前記軸
   合わせ用棒と操作棒を同じ径となるように形成すると共
   に、これら両棒を同一の材質で形成したことを特徴とす
   る電界放出型電子銃。