JPH05182620A - Device for monitoring filament condition of electron gun - Google Patents

Device for monitoring filament condition of electron gun

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JPH05182620A
JPH05182620A JP3312198A JP31219891A JPH05182620A JP H05182620 A JPH05182620 A JP H05182620A JP 3312198 A JP3312198 A JP 3312198A JP 31219891 A JP31219891 A JP 31219891A JP H05182620 A JPH05182620 A JP H05182620A
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JP
Japan
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filament
current
emission current
reference value
electron gun
Prior art date
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Pending
Application number
JP3312198A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Mitsugi Kitazawa
貢 北沢
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Hitachi Ltd
Hitachi Science Systems Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
Hitachi Science Systems Ltd
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Publication date
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Abstract

PURPOSE:To grasp the filament condition, and obtain an appropriate electron beam, and prevent the short life of the filament lifetime by outputting the electron beam under the condition stored by a computer, and monitoring the emission current thereafter with the computer. CONSTITUTION:A CPU 1 sets the filament current, the bias voltage, and the accelerating voltage at the condition, that the electron beam is output to a filament power source 4 and a bias power source 5 and a high voltage generating unit 3, automatically on the basis of the stored data. Thereafter, the content of an emission current detector 6 is feedbacked to the CPU 1, and a real measured value is taken, and the CPU 1 compares the emission current reference value with the real measured value to judge the various filament conditions.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、電子顕微鏡等における
タングステンフィラメント交換式の電子銃において、フ
ィラメントの異常状態を自動的に検出する方法に関す
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for automatically detecting an abnormal state of a filament in a tungsten filament exchange type electron gun in an electron microscope or the like.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来のタングステンフィラメント交換式
の装置は、フィラメント電流とバイアス電圧さらに加速
電圧を手動で調整し、エミッションメータ(エミッショ
ン電流)を目視することによりフィラメントの異常状態
を監視しており、状態の判断に熟練を必要とした。
2. Description of the Related Art A conventional tungsten filament exchange type device monitors an abnormal state of a filament by manually adjusting a filament current, a bias voltage and an acceleration voltage and visually observing an emission meter (emission current). It required skill to judge the condition.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】上記従来技術は、タン
グステンフィラメントを交換するさい微妙な取り付けを
必要としており取り付けかたによっては、適切な電子線
を得ることができない、フィラメントの寿命を短くす
る、フィラメント取り付けの良否を簡単に判断出来ない
という問題点があった。
The above-mentioned prior art requires a delicate attachment when replacing the tungsten filament, and depending on the attachment method, an appropriate electron beam cannot be obtained, and the life of the filament is shortened. There was a problem that it was not possible to easily judge the quality of the filament attachment.

【0004】また、フィラメント電流とバイアス電圧さ
らに加速電圧を手動により調整するため調整者により電
流及び電圧の設定値が多すぎたり,少なすぎたりする等
条件が一定でなくフィラメントの異常状態の判断をより
不確実にしていると言った問題もある。
Further, since the filament current, the bias voltage, and the accelerating voltage are manually adjusted, the conditioner such as the current and voltage setting values being too large or too small is not constant and the filament abnormal condition is judged by the operator. There is also the problem of making it more uncertain.

【0005】本発明の目的は、計算機が記憶した条件で
電子線を出力することから始まり、その後のエミション
電流を計算機が監視することでフィラメント状態を把握
し、適切な電子線を得ると共にフィラメント寿命の短命
を防止することにある。
An object of the present invention is to output an electron beam under a condition stored by a computer, and then monitor the emission current by the computer to grasp the filament state to obtain an appropriate electron beam and the filament life. It is to prevent the short life of.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、基準とする電子線が出力するであろう状態(エミッ
ション電流基準値)を計算機が記憶することから始まり
その後、記憶したデータ(フィラメント電流,バイアス
電圧,加速電圧)を用いて自動的に設定する。そのさい
のエミッション電流と上記に示したエミッション電流基
準値との比較を行なうことにより種々のフィラメント状
態の判断を計算機が行なう様にしたものである。
In order to achieve the above object, a computer starts to store a state (emission current reference value) that a reference electron beam will output, and then stores the stored data (filament). Automatically set using current, bias voltage, acceleration voltage). The computer determines the various filament states by comparing the emission current at that time with the above-mentioned emission current reference value.

【0007】[0007]

【作用】エミッション電流を計算機が読み取り、読み取
った値と基準値とを比較することにより、フィラメント
取り付け設定の不良,断線,放電等の異常を迅速に判断
できる。また、本方法は測定値と基準値との単純な比較
によるものであるため誤動作することはない。
By reading the emission current by the computer and comparing the read value with the reference value, it is possible to quickly determine an abnormality such as a defective filament attachment setting, disconnection, or discharge. In addition, the method does not malfunction because it is based on a simple comparison between the measured value and the reference value.

【0008】[0008]

【実施例】以下、本発明の動作及び構成について、図
1,図2を用いて説明する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The operation and configuration of the present invention will be described below with reference to FIGS.

【0009】フィラメントの異常状態には、フィラメン
トの設定が突出しすぎ、フィラメントの設定が引き込み
すぎ、フィラメントの断線、電子銃内の放電があげら
れ、これら異常状態になっていると適切な電子線を得る
ことができない。又これらの異常状態は、エミッション
電流を監視することによりある程度の状態判断をつける
ことが可能である。
Abnormal states of the filament include excessive setting of the filament, excessive setting of the filament, disconnection of the filament, and discharge in the electron gun. If these abnormal states occur, an appropriate electron beam is emitted. Can't get Further, these abnormal states can be judged to some extent by monitoring the emission current.

【0010】本発明はこのエミッション電流を利用した
ものであり以下詳細について説明する。
The present invention utilizes this emission current and will be described in detail below.

【0011】図1の横軸はフィラメント電流、縦軸はエ
ミッション電流を示している。曲線1aはフィラメント
の設定が正常状態(フィラメントの取り付け位置基準状
態)でバイアス電圧を0Vに設定後、フィラメント電流
及び加速電圧を調整し基準となる電子線を得た時の状態
を示している(基準となる電子線であるかの判断は、熟
練者の手動による調整、または出願番号 平1−180342
号,平1−295762号に示した方法にて得たもの)、又こ
の時のバイアス電圧(0V)フィラメント電流,加速電
圧、エミッション電流を中央演算器(以下CPUと呼
ぶ)が記憶する。その際記憶したエミッション電流値を
電流基準値とする。本装置の特徴は、上記で示したエミ
ッション電流基準値(曲線1a)をCPUが予め記憶し
設定することから始まる、その後エミッション電流を実
測し下記に示す判断基準をもってフィラメントの状態を
監視し、CPUがフィラメント状態異常と判断すれば警
告処理(状態内容の表示等)又は、バイアス電圧自動調
整をおこなう。
The horizontal axis of FIG. 1 represents the filament current, and the vertical axis represents the emission current. A curve 1a shows a state in which the filament current and the accelerating voltage are adjusted to obtain a reference electron beam after the bias voltage is set to 0 V in a normal filament setting state (a filament attachment position reference state) ( Judgment as to whether the electron beam is the reference is manually adjusted by a skilled person or application number 1-180342.
No. 1-295762), and the bias voltage (0 V) filament current, accelerating voltage, and emission current at this time are stored in a central processing unit (hereinafter referred to as CPU). The emission current value stored at that time is used as the current reference value. The feature of this apparatus is that the emission current reference value (curve 1a) shown above is stored and set by the CPU in advance, and then the emission current is measured and the filament state is monitored based on the following determination criteria. If is determined to be an abnormal filament state, warning processing (display of the state contents, etc.) or automatic bias voltage adjustment is performed.

【0012】a.実測したエミッション電流値が、ゼロ
(図1 4a)の場合、フィラメント断線と判断する。
A. When the measured emission current value is zero (14a in FIG. 14), it is determined that the filament is broken.

【0013】b.実測したエミッション電流値が、エミ
ッション電流基準値よりある定めた値X(図1 曲線2
a)より大きい場合、フィラメントの設定が突出しすぎ
と判断する。又、バイアス電圧が0VであることからC
PUがバイアス電圧をある定めた間隔にて上げることに
よりエミッション電流を抑制し電流基準値に自動調整す
る。
B. The measured emission current value is a predetermined value X (see the curve 2 in FIG. 1 from the emission current reference value.
If it is larger than a), it is determined that the filament setting is too protruding. Also, since the bias voltage is 0V, C
The PU increases the bias voltage at a predetermined interval to suppress the emission current and automatically adjust it to the current reference value.

【0014】c.実測したエミッション電流値が、エミ
ッション電流基準値よりある定めた値Y(図1 曲線3
a)より少ない場合、フィラメントの設定が引き込みす
ぎと判断する。
C. The measured emission current value is a predetermined value Y (see the curve 3 in FIG. 1 from the emission current reference value.
If less than a), it is determined that the filament is set too far.

【0015】d.実測したエミッション電流値が、エミ
ッション電流基準値近辺でふらつく場合(図1エミッシ
ョン電流基準値+X エミッション電流基準値−Y内で
電流が安定しない)、電子銃内の放電と判断する。
D. If the actually measured emission current value fluctuates near the emission current reference value (Fig. 1 emission current reference value + X emission current reference value -Y, the current is not stable), it is determined that the discharge is inside the electron gun.

【0016】本発明は、以上の如き方法によりフィラメ
ント状態を監視することにより、常に最適な電子線を得
る手助けを行なうと共に過剰電流の流れすぎ及び、電子
銃内の放電に伴うフィラメント寿命の短命の防止も行な
うものである。次にこの方法を実施するための装置の構
成を、図2を用いて説明する。
According to the present invention, by monitoring the filament state by the above-described method, it is possible to always obtain an optimum electron beam, and excessive current flows too much, and the life of the filament is shortened due to discharge in the electron gun. It also prevents. Next, the configuration of an apparatus for carrying out this method will be described with reference to FIG.

【0017】図2は、タングステンフィラメント交換式
の走査形電子顕微鏡の構成図を示しており、1はCPU
である、CPUはフィラメント電源4及びバイアス電源
5さらに高圧発生部3に電子線が出力されるであろう状
態に、記憶したデータを用いてフィラメント電流,バイ
アス電圧,加速電圧を自動的に設定をする。(図1・1
aに示すエミッション電流基準値)その後エミッション
電流検出器の内容をCPUにフィードバックさせ、実測
値を取り込み上記で説明した方法にて、エミッション電
流基準値と実測値との比較を行ない種々のフィラメント
状態の判断をCPUが行なう様にしたものである。
FIG. 2 is a block diagram of a scanning electron microscope of a tungsten filament exchange type, and 1 is a CPU.
That is, the CPU automatically sets the filament current, the bias voltage, and the acceleration voltage by using the stored data in a state where the electron beam will be output to the filament power source 4 and the bias power source 5 and the high voltage generation unit 3. To do. (Fig.1.1
(emission current reference value shown in a)) After that, the content of the emission current detector is fed back to the CPU, the measured value is taken in, and the emission current reference value and the measured value are compared by the method described above to determine the various filament states. The CPU makes the judgment.

【0018】さらに詳細に述べると、加熱手段によって
加熱されたフィラメント8から発生する電子線をフィラ
メントとアノード電極10との間に印加される加速電圧
によって加速すると共に、フィラメントとアノード電極
間に設けられたウェーネルト電極9にバイアス電圧を印
加することにより電子線を制御する装置において、バイ
アス電圧を0V設定後フィラメント電流及び加速電圧を
調整し適当な電子線を得る。この状態をCPUが記憶す
ることから始まり以後上記で述べた方法にてフィラメン
ト状態を監視するものである。
More specifically, the electron beam generated from the filament 8 heated by the heating means is accelerated by an accelerating voltage applied between the filament and the anode electrode 10, and is provided between the filament and the anode electrode. In an apparatus for controlling an electron beam by applying a bias voltage to the Wehnelt electrode 9, after setting the bias voltage to 0 V, the filament current and the acceleration voltage are adjusted to obtain an appropriate electron beam. The CPU starts to store this state, and thereafter the filament state is monitored by the method described above.

【0019】図3は、電子銃のフィラメント状態を監視
するロジック(フローチャート)図をしめす。
FIG. 3 shows a logic (flow chart) diagram for monitoring the filament state of the electron gun.

【0020】[0020]

【発明の効果】本発明によれば、フィラメント状態を計
算機が監視することにより、フィラメントの異常状態を
的確に把握することが可能となり適切な電子線を得る手
助けとなる。さらに過剰電流の流しすぎ及び、電子銃内
の放電に伴うフィラメント寿命の短命の防止も行なう効
果がある。
According to the present invention, the computer monitors the filament state, so that the abnormal state of the filament can be accurately grasped, and it becomes possible to obtain an appropriate electron beam. Further, it is effective in preventing excess current from flowing too much and shortening the life of the filament due to discharge in the electron gun.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】横軸にフィラメント電流、縦軸にエミッション
電流を示す図である。
FIG. 1 is a diagram showing a filament current on the horizontal axis and an emission current on the vertical axis.

【図2】タングステンフィラメント交換式の走査形電子
顕微鏡の構成図である。
FIG. 2 is a configuration diagram of a tungsten filament exchange type scanning electron microscope.

【図3】フィラメント状態を自動監視するさいの、ロジ
ック(フローチャート)図である。
FIG. 3 is a logic (flow chart) diagram for automatically monitoring a filament state.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1a〜3a…エミッション電流値、1…CPU、2…D
/A変換器、3…高圧発生部、4…フィラメント電源、
5…バイアス電源、6…エミッション電流検出器、7…
・偏向器、8…フィラメント、9…ウエーネルト、10
…アノード、11…電子銃、12…鏡体、13…試料、
14…二次電子検出器、15…映像アンプ、16…CR
T、a…電子線、b…二次電子。
1a to 3a ... Emission current value, 1 ... CPU, 2 ... D
/ A converter, 3 ... high-voltage generator, 4 ... filament power supply,
5 ... Bias power supply, 6 ... Emission current detector, 7 ...
・ Deflector, 8 ... Filament, 9 ... Wehnelt, 10
... anode, 11 ... electron gun, 12 ... mirror body, 13 ... sample,
14 ... Secondary electron detector, 15 ... Image amplifier, 16 ... CR
T, a ... Electron beam, b ... Secondary electron.

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】電子顕微鏡等におけるタングステンフィラ
メント交換式の電子銃において、第一手順として基準取
付位置に設定したフィラメントを用いて、バイアス電圧
を0Vに設定後フィラメント電流及び加速電圧を調整し
その時のエミッション電流値(電流基準値)、バイアス
電圧(0V)、フィラメント電流などの高圧発生部の状
態を計算機が記憶する。第二手順として、第一手順で計
算機が記憶した上記データを用いて自動的にフィラメン
ト加熱を行ないエミッション電流を基準値と比較,判断
することにより状態監視を行なうことを特徴とする電子
銃のフィラメント状態監視装置。
1. In a tungsten filament exchange type electron gun for an electron microscope or the like, a filament set at a reference mounting position is used as a first step, and a filament current and an acceleration voltage are adjusted after setting a bias voltage to 0V. The computer stores the states of the high voltage generator such as the emission current value (current reference value), the bias voltage (0V), and the filament current. As a second step, the filament of an electron gun is characterized in that the filament is automatically heated by using the above-mentioned data stored in the computer in the first step and the state is monitored by comparing and judging the emission current with a reference value. Condition monitoring device.
【請求項2】請求項1において、自動的に電子線を得る
さい、エミッション電流を監視し電流基準値まで流れる
べきエミッション電流が流れていない場合、フィラメン
ト断線と判断し警告またはランプ点灯等の警告処理を行
なうことを特徴とする電子銃のフィラメント状態監視装
置。
2. In claim 1, when the electron beam is automatically obtained, the emission current is monitored, and when the emission current that should flow to the current reference value is not flowing, it is judged as a filament disconnection and a warning such as lamp lighting is given. A filament state monitoring device for an electron gun, which is characterized by performing processing.
【請求項3】請求項1において、自動的に電子線を得る
さい、エミッション電流を監視し電流基準値まで流れる
べきエミッション電流が少なすぎる場合(電流基準値−
α以下)、フィラメントの取りつけ設定が引き込みすぎ
であると判断し警告またはランプ点灯等の警告処理を行
なうことを特徴とする電子銃のフィラメント状態監視装
置。
3. The method according to claim 1, wherein when the electron beam is automatically obtained, the emission current is monitored and the emission current to flow to the current reference value is too small (current reference value-
[alpha] or less), a filament state monitoring device for an electron gun, which is configured to determine that the setting of mounting the filament is too much, and perform warning processing such as warning or lighting of a lamp.
【請求項4】請求項1において、自動的に電子線を得る
さい、エミッション電流を監視し電流準値近辺で流れる
べきエミッション電流が多すぎる場合(電流基準値+α
以上)、フィラメントの取りつけ設定が突出しすぎであ
ると判断しバイアス電圧を計算機が自動調整してエミッ
ション電流が電流基準値近辺になるように抑制すると共
に警告処理を行なうことを特徴とする、電子銃のフィラ
メント状態監視装置。
4. The method according to claim 1, wherein when the electron beam is automatically obtained, the emission current is monitored, and if there is too much emission current near the current reference value (current reference value + α).
As described above, the electron gun is characterized in that it is judged that the mounting setting of the filament is too protruding, and the computer automatically adjusts the bias voltage to suppress the emission current to a value close to the current reference value and to perform a warning process. Filament condition monitoring device.
【請求項5】請求項1において、自動的に電子線を得る
さい、エミッション電流を監視し電流基準値まで流れる
べきエミッション電流がその値近辺でふらつく場合(電
流基準値±α)、電子銃内の放電と判断し警告またはラ
ンプ点灯等の警告処理を行なうことを特徴とする電子銃
のフィラメント状態監視装置。
5. The electron gun according to claim 1, wherein when the electron beam is automatically obtained, the emission current is monitored, and the emission current that should flow to the current reference value fluctuates near that value (current reference value ± α). A filament condition monitoring device for an electron gun, which is characterized by performing a warning or a warning process such as lighting a lamp by determining that the discharge has occurred.
JP3312198A 1991-11-27 1991-11-27 Device for monitoring filament condition of electron gun Pending JPH05182620A (en)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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