JPH05283032A - 電子線発生装置 - Google Patents
電子線発生装置Info
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- JPH05283032A JPH05283032A JP4074078A JP7407892A JPH05283032A JP H05283032 A JPH05283032 A JP H05283032A JP 4074078 A JP4074078 A JP 4074078A JP 7407892 A JP7407892 A JP 7407892A JP H05283032 A JPH05283032 A JP H05283032A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 フィラメント加熱電流、バイアス電圧、高電
圧を制御するための操作性をあげ、安定したビーム電流
を得ることができる電子線発生装置を提供することを目
的とするものである。 【構成】 高電圧電源１０、１３とバイアス電源１１、
１４とフィラメント加熱電源１２、１５とを備え、フィ
ラメント１６に高電圧を印加して加熱電流を供給すると
共にフィラメント１６とウェネルト電極１７との間にバ
イアス電圧を印加して電子線を発生する電子線発生装置
において、与えられた高電圧値とビーム電流値からフィ
ラメント１６に印加する高電圧値と高電圧回路を通して
流れるビーム電流値Ｉb とフィラメント加熱電流値とを
設定する設定回路１〜５、高電圧回路を通して流れるビ
ーム電流を検出する電流検出回路Ｒ２、及び設定された
ビーム電流と検出されたビーム電流を入力して演算しバ
イアス電圧を制御する演算回路９を備える。この構成に
より、フィラメント加熱電流及びバイアス電圧の制御を
自動化し、過飽和像や未飽和像を観察判別して調整する
手間を省くことができる。
圧を制御するための操作性をあげ、安定したビーム電流
を得ることができる電子線発生装置を提供することを目
的とするものである。 【構成】 高電圧電源１０、１３とバイアス電源１１、
１４とフィラメント加熱電源１２、１５とを備え、フィ
ラメント１６に高電圧を印加して加熱電流を供給すると
共にフィラメント１６とウェネルト電極１７との間にバ
イアス電圧を印加して電子線を発生する電子線発生装置
において、与えられた高電圧値とビーム電流値からフィ
ラメント１６に印加する高電圧値と高電圧回路を通して
流れるビーム電流値Ｉb とフィラメント加熱電流値とを
設定する設定回路１〜５、高電圧回路を通して流れるビ
ーム電流を検出する電流検出回路Ｒ２、及び設定された
ビーム電流と検出されたビーム電流を入力して演算しバ
イアス電圧を制御する演算回路９を備える。この構成に
より、フィラメント加熱電流及びバイアス電圧の制御を
自動化し、過飽和像や未飽和像を観察判別して調整する
手間を省くことができる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、高電圧電源とバイアス
電源とフィラメント加熱電源とを備え、フィラメントに
高電圧を印加して加熱電流を供給すると共にフィラメン
トとウェネルト電極との間にバイアス電圧を印加して電
子線を発生する電子線分析装置に関する。
電源とフィラメント加熱電源とを備え、フィラメントに
高電圧を印加して加熱電流を供給すると共にフィラメン
トとウェネルト電極との間にバイアス電圧を印加して電
子線を発生する電子線分析装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】図２は電子線発生装置の従来例を示す図
であり、２１は高電圧設定回路、２２はバイアス電圧設
定回路、２３はフィラメント加熱電流設定回路、２４〜
２６はＤＡＣ（デジタルーアナログコンバータ）、２７
〜２９はアンプ、３０は高電圧発生用交流電源、３１は
バイアス電圧発生用交流電源、３２はフィラメント加熱
電流発生用交流電源、３３は倍電圧整流回路、３５、３
６は整流回路、３６はフィラメント、３７はウェネルト
電極を示す。
であり、２１は高電圧設定回路、２２はバイアス電圧設
定回路、２３はフィラメント加熱電流設定回路、２４〜
２６はＤＡＣ（デジタルーアナログコンバータ）、２７
〜２９はアンプ、３０は高電圧発生用交流電源、３１は
バイアス電圧発生用交流電源、３２はフィラメント加熱
電流発生用交流電源、３３は倍電圧整流回路、３５、３
６は整流回路、３６はフィラメント、３７はウェネルト
電極を示す。
【０００３】透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）では、電子ビ
ームを試料に照射して試料の透過像を観察するが、その
場合、ビーム電流が変化すると、最適の飽和像が過飽和
状態や未飽和状態になってしまうため、ビーム電流の調
整が必要になる。そこで、従来の透過型電子顕微鏡その
他の分析装置では、電子線発生装置として、図２に示す
ように電子銃のフィラメント３６を加熱するフィラメン
ト加熱電流供給回路３２、３５、フィラメント３６とウ
ェネルト電極３７との間にバイアス電圧を印加するバイ
アス電圧供給回路３１、３４、フィラメント３６に高電
圧を印加する高電圧供給回路３０、３３を備えると共
に、それぞれの回路に対して、フィラメント加熱電流設
定回路２３、２６、２９、バイアス電圧設定回路２２、
２５、２８、高電圧設定回路２１、２４、２７を設け、
フィラメント加熱電流値、バイアス電圧値、高電圧値を
独立かつマニュアル操作により制御することによって、
所望の電子ビームを得るように構成されている。
ームを試料に照射して試料の透過像を観察するが、その
場合、ビーム電流が変化すると、最適の飽和像が過飽和
状態や未飽和状態になってしまうため、ビーム電流の調
整が必要になる。そこで、従来の透過型電子顕微鏡その
他の分析装置では、電子線発生装置として、図２に示す
ように電子銃のフィラメント３６を加熱するフィラメン
ト加熱電流供給回路３２、３５、フィラメント３６とウ
ェネルト電極３７との間にバイアス電圧を印加するバイ
アス電圧供給回路３１、３４、フィラメント３６に高電
圧を印加する高電圧供給回路３０、３３を備えると共
に、それぞれの回路に対して、フィラメント加熱電流設
定回路２３、２６、２９、バイアス電圧設定回路２２、
２５、２８、高電圧設定回路２１、２４、２７を設け、
フィラメント加熱電流値、バイアス電圧値、高電圧値を
独立かつマニュアル操作により制御することによって、
所望の電子ビームを得るように構成されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】図３はビーム電流の特
性を説明するための図である。しかしながら、各高電圧
値におけるバイアス電圧ＶB とビーム電流量ＩB との関
係は、図３（イ）に示すようにバイアス電圧のわずかな
変化ΔＶB に対しビーム電流量がΔＩB と大幅に変化し
てしまう。しかも、バイアス電圧だけでなく、図３
（ロ）に示すようにフィラメント加熱電流の変化も高電
圧値の変化もビーム電流量を変化させる要因となってい
る。そのため、所望のビーム電流量を得るには、バイア
ス電圧とフィラメント電流の微妙なコントロールが要求
される。しかし、このコントロールは、過飽和像や未飽
和像を観察判別して所望の飽和像を得るようにするもの
であり、ある程度の経験が必要であるため、初心者には
使えないという問題がある。
性を説明するための図である。しかしながら、各高電圧
値におけるバイアス電圧ＶB とビーム電流量ＩB との関
係は、図３（イ）に示すようにバイアス電圧のわずかな
変化ΔＶB に対しビーム電流量がΔＩB と大幅に変化し
てしまう。しかも、バイアス電圧だけでなく、図３
（ロ）に示すようにフィラメント加熱電流の変化も高電
圧値の変化もビーム電流量を変化させる要因となってい
る。そのため、所望のビーム電流量を得るには、バイア
ス電圧とフィラメント電流の微妙なコントロールが要求
される。しかし、このコントロールは、過飽和像や未飽
和像を観察判別して所望の飽和像を得るようにするもの
であり、ある程度の経験が必要であるため、初心者には
使えないという問題がある。
【０００５】また、ビーム電流量を変化させる高電圧
値、バイアス電圧、フィラメント加熱電流の３つの要因
を安定化した場合においても、熱膨張等でウェネルトと
フィラメント先端の高さが変化しビーム電流量がドリフ
トするという問題がある。
値、バイアス電圧、フィラメント加熱電流の３つの要因
を安定化した場合においても、熱膨張等でウェネルトと
フィラメント先端の高さが変化しビーム電流量がドリフ
トするという問題がある。
【０００６】本発明は、上記の課題を解決するものであ
って、フィラメント加熱電流、バイアス電圧、高電圧を
制御するための操作性をあげ、安定したビーム電流を得
ることができる電子線発生装置を提供することを目的と
するものである。
って、フィラメント加熱電流、バイアス電圧、高電圧を
制御するための操作性をあげ、安定したビーム電流を得
ることができる電子線発生装置を提供することを目的と
するものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】そのために本発明は、高
電圧電源とバイアス電源とフィラメント加熱電源とを備
え、フィラメントに高電圧を印加して加熱電流を供給す
ると共にフィラメントとウェネルト電極との間にバイア
ス電圧を印加して電子線を発生する電子線発生装置にお
いて、与えられた高電圧値とビーム電流値からフィラメ
ントに印加する高電圧値と高電圧回路を通して流れるビ
ーム電流値とフィラメント加熱電流値とを設定する設定
回路、高電圧回路を通して流れるビーム電流を検出する
電流検出回路、及び設定されたビーム電流と検出された
ビーム電流を入力して演算しバイアス電圧を制御する演
算回路を備えたことを特徴とするものである。
電圧電源とバイアス電源とフィラメント加熱電源とを備
え、フィラメントに高電圧を印加して加熱電流を供給す
ると共にフィラメントとウェネルト電極との間にバイア
ス電圧を印加して電子線を発生する電子線発生装置にお
いて、与えられた高電圧値とビーム電流値からフィラメ
ントに印加する高電圧値と高電圧回路を通して流れるビ
ーム電流値とフィラメント加熱電流値とを設定する設定
回路、高電圧回路を通して流れるビーム電流を検出する
電流検出回路、及び設定されたビーム電流と検出された
ビーム電流を入力して演算しバイアス電圧を制御する演
算回路を備えたことを特徴とするものである。
【０００８】
【作用】本発明の電子線発生装置では、設定回路により
与えられた高電圧値とビーム電流値からフィラメントに
印加する高電圧値と高電圧回路を通して流れるビーム電
流値とフィラメント加熱電流値とを設定し、高電圧回路
を通して流れるビーム電流を電流検出回路により検出し
て、演算回路により設定されたビーム電流と検出された
ビーム電流を入力して演算しバイアス電圧を制御するの
で、フィラメント加熱電流及びバイアス電圧の制御を自
動化し、過飽和像や未飽和像を観察判別して調整する手
間を省くことができる。
与えられた高電圧値とビーム電流値からフィラメントに
印加する高電圧値と高電圧回路を通して流れるビーム電
流値とフィラメント加熱電流値とを設定し、高電圧回路
を通して流れるビーム電流を電流検出回路により検出し
て、演算回路により設定されたビーム電流と検出された
ビーム電流を入力して演算しバイアス電圧を制御するの
で、フィラメント加熱電流及びバイアス電圧の制御を自
動化し、過飽和像や未飽和像を観察判別して調整する手
間を省くことができる。
【０００９】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照しつつ説
明する。図１は本発明の電子線発生装置の１実施例を示
す図であり、１は高電圧値設定回路、２はビーム電流設
定回路、３〜５はＤＡＣ、６〜８はアンプ、９は演算回
路、１０は高電圧発生用交流電源、１１はバイアス電圧
発生用交流電源、１２はフィラメント加熱電流供給用交
流電源、１３は倍電圧整流回路、１４、１５は整流回
路、１６はフィラメント、１７はウェネルト電極、μＡ
は電流計を示す。
明する。図１は本発明の電子線発生装置の１実施例を示
す図であり、１は高電圧値設定回路、２はビーム電流設
定回路、３〜５はＤＡＣ、６〜８はアンプ、９は演算回
路、１０は高電圧発生用交流電源、１１はバイアス電圧
発生用交流電源、１２はフィラメント加熱電流供給用交
流電源、１３は倍電圧整流回路、１４、１５は整流回
路、１６はフィラメント、１７はウェネルト電極、μＡ
は電流計を示す。
【００１０】図１において、高電圧値設定回路１は、フ
ィラメント１６に印加する高電圧値を設定するものであ
り、この設定値にしたがってＤＡＣ３、アンプ６を介し
て高電圧発生用交流電源１０の発生電圧を制御する。ビ
ーム電流設定回路２は、ビーム電流Ｉb を設定するもの
であり、この設定と高電圧値設定回路１で設定された高
電圧値からフィラメント加熱電流を求めてＤＡＣ５、ア
ンプ８を介してフィラメント加熱電流供給用交流電源１
２を制御すると共に、設定されたビーム電流値をＤＡＣ
４に供給する。演算回路９は、抵抗Ｒ２によって検出さ
れた高電圧回路を通して流れるビーム電流値とビーム電
流設定回路２で設定されたビーム電流値とを入力して演
算し、アンプ７を介してバイアス電圧発生用交流電源１
１の発生電圧を制御するものである。高圧回路は、倍電
圧整流回路１３の高電圧出力をフィラメント１６に印加
し、抵抗Ｒ１、Ｒ２を直列に挿入接続して抵抗Ｒ２でビ
ーム電流を検出するように構成している。
ィラメント１６に印加する高電圧値を設定するものであ
り、この設定値にしたがってＤＡＣ３、アンプ６を介し
て高電圧発生用交流電源１０の発生電圧を制御する。ビ
ーム電流設定回路２は、ビーム電流Ｉb を設定するもの
であり、この設定と高電圧値設定回路１で設定された高
電圧値からフィラメント加熱電流を求めてＤＡＣ５、ア
ンプ８を介してフィラメント加熱電流供給用交流電源１
２を制御すると共に、設定されたビーム電流値をＤＡＣ
４に供給する。演算回路９は、抵抗Ｒ２によって検出さ
れた高電圧回路を通して流れるビーム電流値とビーム電
流設定回路２で設定されたビーム電流値とを入力して演
算し、アンプ７を介してバイアス電圧発生用交流電源１
１の発生電圧を制御するものである。高圧回路は、倍電
圧整流回路１３の高電圧出力をフィラメント１６に印加
し、抵抗Ｒ１、Ｒ２を直列に挿入接続して抵抗Ｒ２でビ
ーム電流を検出するように構成している。
【００１１】ビーム電流の制御では、演算回路９にビー
ム電流設定回路２からＤＡＣ４を介してビーム電流の設
定値を入力し、高電圧回路に挿入接続された抵抗Ｒ２よ
りビーム電流の検出値を入力して検出値が設定値になる
ようにバイアス電圧を制御している。すなわち、高電圧
値とビーム電流値が設定されると、図３（ロ）に示す関
係からフィラメント加熱電流値が求まり、高電圧値とフ
ィラメント加熱電流値が固定されると、図３（イ）に示
す関係からバイアス電圧を制御することによって、ビー
ム電流を制御することができる。
ム電流設定回路２からＤＡＣ４を介してビーム電流の設
定値を入力し、高電圧回路に挿入接続された抵抗Ｒ２よ
りビーム電流の検出値を入力して検出値が設定値になる
ようにバイアス電圧を制御している。すなわち、高電圧
値とビーム電流値が設定されると、図３（ロ）に示す関
係からフィラメント加熱電流値が求まり、高電圧値とフ
ィラメント加熱電流値が固定されると、図３（イ）に示
す関係からバイアス電圧を制御することによって、ビー
ム電流を制御することができる。
【００１２】上記高電圧回路に挿入接続された抵抗Ｒ２
に流れる電流、つまり電流計μＡで検出される電流は、
図１に示す高電圧回路の構成から明らかなように、ビー
ム電流Ｉb だけでなく、抵抗Ｒr に流れる電流（高電圧
電源に流れる電流）Ｉd が重畳される。この高電圧電源
に流れる電流Ｉd は、高電圧値によって決まるものであ
るので、実際には、高電圧値の設定に応じてこの電流Ｉ
d をビーム電流Ｉb に加えた値がビーム電流設定回路２
からＤＡＣ４を介して演算回路９に入力される設定値と
なる。
に流れる電流、つまり電流計μＡで検出される電流は、
図１に示す高電圧回路の構成から明らかなように、ビー
ム電流Ｉb だけでなく、抵抗Ｒr に流れる電流（高電圧
電源に流れる電流）Ｉd が重畳される。この高電圧電源
に流れる電流Ｉd は、高電圧値によって決まるものであ
るので、実際には、高電圧値の設定に応じてこの電流Ｉ
d をビーム電流Ｉb に加えた値がビーム電流設定回路２
からＤＡＣ４を介して演算回路９に入力される設定値と
なる。
【００１３】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
の実施例では、勿論、倍電圧整流回路１３のアースとの
間に抵抗Ｒ１を挿入接続してビーム電流を検出したが、
ビーム電流のみを検出するように抵抗Ｒr よりフィラメ
ントよりに抵抗を挿入接続して、その抵抗により電流検
出し演算回路９に入力するように構成してもよいことを
はいうまでもない、このようにすると、ビーム電流に高
電圧電源に流れる電流Ｉd を加算しなくてもよい。ま
た、設定された高電圧値から高電圧電源に流れる電流Ｉ
d を求め、演算回路にビーム電流の設定値Ｉb と高電圧
電源に流れる電流Ｉd とをそれぞれ入力するように構成
し、これらを演算回路で加算して検出電流値と比較演算
するように構成してもよい。
るものではなく、種々の変形が可能である。例えば上記
の実施例では、勿論、倍電圧整流回路１３のアースとの
間に抵抗Ｒ１を挿入接続してビーム電流を検出したが、
ビーム電流のみを検出するように抵抗Ｒr よりフィラメ
ントよりに抵抗を挿入接続して、その抵抗により電流検
出し演算回路９に入力するように構成してもよいことを
はいうまでもない、このようにすると、ビーム電流に高
電圧電源に流れる電流Ｉd を加算しなくてもよい。ま
た、設定された高電圧値から高電圧電源に流れる電流Ｉ
d を求め、演算回路にビーム電流の設定値Ｉb と高電圧
電源に流れる電流Ｉd とをそれぞれ入力するように構成
し、これらを演算回路で加算して検出電流値と比較演算
するように構成してもよい。
【００１４】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によれば、設定回路により与えられた高電圧値とビーム
電流値からフィラメントに印加する高電圧値と高電圧回
路を通して流れるビーム電流値とフィラメント加熱電流
値とを設定し、高電圧回路を通して流れるビーム電流を
電流検出回路により検出して、演算回路により設定され
たビーム電流と検出されたビーム電流を入力して演算し
バイアス電圧を制御するので、フィラメント加熱電流及
びバイアス電圧の制御を自動化することができる。これ
により、過飽和像や未飽和像を観察判別して調整する手
間を省くことができ、操作性の向上を図ることができ
る。また、ビーム電流をフィードバックして一定に制御
しているため、ビーム電流量のドリフトをなくすことが
できる。
によれば、設定回路により与えられた高電圧値とビーム
電流値からフィラメントに印加する高電圧値と高電圧回
路を通して流れるビーム電流値とフィラメント加熱電流
値とを設定し、高電圧回路を通して流れるビーム電流を
電流検出回路により検出して、演算回路により設定され
たビーム電流と検出されたビーム電流を入力して演算し
バイアス電圧を制御するので、フィラメント加熱電流及
びバイアス電圧の制御を自動化することができる。これ
により、過飽和像や未飽和像を観察判別して調整する手
間を省くことができ、操作性の向上を図ることができ
る。また、ビーム電流をフィードバックして一定に制御
しているため、ビーム電流量のドリフトをなくすことが
できる。
【図１】 本発明の電子線発生装置の１実施例を示す図
である。
である。
【図２】 電子線発生装置の従来例を示す図である。
【図３】 ビーム電流の特性を説明するための図であ
る。
る。
１…高電圧値設定回路、２…ビーム電流設定回路、３〜
５…ＤＡＣ、６〜８…アンプ、９…演算回路、１０…高
電圧発生用交流電源、１１…バイアス電圧発生用交流電
源、１２…フィラメント加熱電流供給用交流電源、１３
…倍電圧整流回路、１４、１５…整流回路、１６…フィ
ラメント、１７…ウェネルト電極、μＡは電流計
５…ＤＡＣ、６〜８…アンプ、９…演算回路、１０…高
電圧発生用交流電源、１１…バイアス電圧発生用交流電
源、１２…フィラメント加熱電流供給用交流電源、１３
…倍電圧整流回路、１４、１５…整流回路、１６…フィ
ラメント、１７…ウェネルト電極、μＡは電流計
Claims (1)
- 【請求項１】 高電圧電源とバイアス電源とフィラメン
ト加熱電源とを備え、フィラメントに高電圧を印加して
加熱電流を供給すると共にフィラメントとウェネルト電
極との間にバイアス電圧を印加して電子線を発生する電
子線発生装置において、与えられた高電圧値とビーム電
流値からフィラメントに印加する高電圧値と高電圧回路
を通して流れるビーム電流値とフィラメント加熱電流値
とを設定する設定回路、高電圧回路を通して流れるビー
ム電流を検出する電流検出回路、及び設定されたビーム
電流と検出されたビーム電流を入力して演算しバイアス
電圧を制御する演算回路を備えたことを特徴とする電子
線発生装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP07407892A JP3418941B2 (ja) | 1992-03-30 | 1992-03-30 | 電子線発生装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP07407892A JP3418941B2 (ja) | 1992-03-30 | 1992-03-30 | 電子線発生装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05283032A true JPH05283032A (ja) | 1993-10-29 |
| JP3418941B2 JP3418941B2 (ja) | 2003-06-23 |
Family
ID=13536779
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP07407892A Expired - Lifetime JP3418941B2 (ja) | 1992-03-30 | 1992-03-30 | 電子線発生装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3418941B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010062374A (ja) * | 2008-09-04 | 2010-03-18 | Nuflare Technology Inc | 荷電粒子ビーム描画装置および荷電粒子ビーム描画方法 |
| JPWO2016110996A1 (ja) * | 2015-01-09 | 2017-04-27 | 技術研究組合次世代３Ｄ積層造形技術総合開発機構 | 電子銃、電子銃の制御方法および制御プログラム並びに３次元造形装置 |
-
1992
- 1992-03-30 JP JP07407892A patent/JP3418941B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010062374A (ja) * | 2008-09-04 | 2010-03-18 | Nuflare Technology Inc | 荷電粒子ビーム描画装置および荷電粒子ビーム描画方法 |
| JPWO2016110996A1 (ja) * | 2015-01-09 | 2017-04-27 | 技術研究組合次世代３Ｄ積層造形技術総合開発機構 | 電子銃、電子銃の制御方法および制御プログラム並びに３次元造形装置 |
| US10217599B2 (en) | 2015-01-09 | 2019-02-26 | Technology Research Association For Future Additive Manufacturing | Electron gun, control method and control program thereof, and three-dimensional shaping apparatus |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3418941B2 (ja) | 2003-06-23 |
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