JPH0577142B2 - - Google Patents
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- JPH0577142B2 JPH0577142B2 JP61194588A JP19458886A JPH0577142B2 JP H0577142 B2 JPH0577142 B2 JP H0577142B2 JP 61194588 A JP61194588 A JP 61194588A JP 19458886 A JP19458886 A JP 19458886A JP H0577142 B2 JPH0577142 B2 JP H0577142B2
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- JP
- Japan
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- electron gun
- ion pump
- electrodes
- positive
- anode chamber
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- 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
- H01J37/02—Details
- H01J37/18—Vacuum locks ; Means for obtaining or maintaining the desired pressure within the vessel
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J41/00—Discharge tubes for measuring pressure of introduced gas or for detecting presence of gas; Discharge tubes for evacuation by diffusion of ions
- H01J41/12—Discharge tubes for evacuating by diffusion of ions, e.g. ion pumps, getter ion pumps
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Electron Sources, Ion Sources (AREA)
- Electron Tubes For Measurement (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の目的〕
（産業上の利用分野）
本発明は電子顕微鏡をはじめとする電子ビーム
装置の陽極室に関するもので、特に安定動作のた
めに高真空を心要とする電界放出型電子銃の陽極
室の排気系に使用されるものである。
装置の陽極室に関するもので、特に安定動作のた
めに高真空を心要とする電界放出型電子銃の陽極
室の排気系に使用されるものである。
（従来の技術）
一般に電子顕微鏡をはじめとする電子ビーム装
置の性能は、陰極である電子銃の輝度により大き
く左右される。高い輝度を得ることのできる陰極
材料として、ランタン・ヘキサボライトを使つた
熱電子放出型の電子銃が現在実用化されている
が、高輝度のための電界放出型電子銃が今後使わ
れるであろう。このため陰極材料はタングステン
やチタン・カーバイトが用いられている。電界放
出型電子銃を安定に動作させるためには、10-9〜
10-11Torr.の高真空が必要であり、このような高
真空を達成するには通常イオン・ポンプを用いる
のが一般的である。
置の性能は、陰極である電子銃の輝度により大き
く左右される。高い輝度を得ることのできる陰極
材料として、ランタン・ヘキサボライトを使つた
熱電子放出型の電子銃が現在実用化されている
が、高輝度のための電界放出型電子銃が今後使わ
れるであろう。このため陰極材料はタングステン
やチタン・カーバイトが用いられている。電界放
出型電子銃を安定に動作させるためには、10-9〜
10-11Torr.の高真空が必要であり、このような高
真空を達成するには通常イオン・ポンプを用いる
のが一般的である。
イオン・ポンプは排気管を通して陽極室に取り
付けられ、陽極室内を排気する。第６図はこの配
置図を示している。イオン・ポンプ１１は排気管
１２を通して陽極室１３を排気する。イオン・ポ
ンプの排気、即ち残留気体分子を捕促する部分１
４と電子銃１５との距離は、機械的形状により決
められてしまう。
付けられ、陽極室内を排気する。第６図はこの配
置図を示している。イオン・ポンプ１１は排気管
１２を通して陽極室１３を排気する。イオン・ポ
ンプの排気、即ち残留気体分子を捕促する部分１
４と電子銃１５との距離は、機械的形状により決
められてしまう。
第７図にイオン・ポンプの排気部分の構造と、
残留気体分子の捕促方法の原理図を示す。イオ
ン・ポンプでは、正電位にバイアスされた円筒形
の陽電極２１の中心軸に平行な方向に磁場２２を
印加し、陽電極内部の電子を螺線運動させる。電
子と残留気体分子が衝突することにより生ずるイ
オンを、負電位にバイアスされたゲツタリング電
極２３1、２３2で捕促する。従つて排気動作は陽
電極２１の内部と平行電極２３1、２３2の近傍で
行なわれる。
残留気体分子の捕促方法の原理図を示す。イオ
ン・ポンプでは、正電位にバイアスされた円筒形
の陽電極２１の中心軸に平行な方向に磁場２２を
印加し、陽電極内部の電子を螺線運動させる。電
子と残留気体分子が衝突することにより生ずるイ
オンを、負電位にバイアスされたゲツタリング電
極２３1、２３2で捕促する。従つて排気動作は陽
電極２１の内部と平行電極２３1、２３2の近傍で
行なわれる。
（発明が解決しようとする問題点）
イオン・ポンプ自体の到達真空度は一般に
10-11Torr.程度が限度である。陽極室１３の真空
度は排気管１２を通した陽極室とイオン・ポンプ
の排気動作部分との距離が機械的に決められてし
まうので、約１桁〜２桁低下してしまう。この低
下をできるだけ防ぐために、イオン・ポンプと陽
極室の配置をできるだけ近づける、あるいは排気
容量の大きいものを使う等の対策をする必要があ
る。前者は排気管１２の長さあるいはフランジの
大きさの問題でおのずと限界があり、後者は大容
量のイオン・ポンプをとりつけることに価格、大
きさあるいは重量の点でやはり限界がある。
10-11Torr.程度が限度である。陽極室１３の真空
度は排気管１２を通した陽極室とイオン・ポンプ
の排気動作部分との距離が機械的に決められてし
まうので、約１桁〜２桁低下してしまう。この低
下をできるだけ防ぐために、イオン・ポンプと陽
極室の配置をできるだけ近づける、あるいは排気
容量の大きいものを使う等の対策をする必要があ
る。前者は排気管１２の長さあるいはフランジの
大きさの問題でおのずと限界があり、後者は大容
量のイオン・ポンプをとりつけることに価格、大
きさあるいは重量の点でやはり限界がある。
本発明の目的は、小型で効率の高い真空排気を
行なえる陽極室とイオン・ポンプの構成を提案す
ることである。即ち電子銃周辺の真空度を、イオ
ン・ポンプの到達真空度に略一致するレベルに保
持できるように、イオン・ポンプの排気動作部分
と電子銃を同一真空容器内で一体化し、超高真空
を得ることのできる構成を提供するものである。
また本構成によれば、電子銃がイオン・ポンプの
排気動作部分の中心に置かれ、排気動作部分は電
子銃の周囲に円周状に配置されるので磁場の影響
を受けない構成にできる。
行なえる陽極室とイオン・ポンプの構成を提案す
ることである。即ち電子銃周辺の真空度を、イオ
ン・ポンプの到達真空度に略一致するレベルに保
持できるように、イオン・ポンプの排気動作部分
と電子銃を同一真空容器内で一体化し、超高真空
を得ることのできる構成を提供するものである。
また本構成によれば、電子銃がイオン・ポンプの
排気動作部分の中心に置かれ、排気動作部分は電
子銃の周囲に円周状に配置されるので磁場の影響
を受けない構成にできる。
（問題点を解決するための手段と作用）
本発明は、イオン・ポンプ内部に電子銃を設置
し、イオン・ポンプの排気部分と電子銃を一体化
した構造で、電子銃の動作真空度とイオン・ポン
プの到達真空度とが略等しくなるような陽極室の
構造とする。具体的には、電子銃の周囲に同心円
状に排気動作をする残留気体分子捕促用電極を配
列することを構造上の特徴としている。この特徴
により、最も真空度を必要とする電子銃部分で超
高真空を達成できる。また電子銃はイオン・ポン
プの中心部に置かれているので磁場の影響をゼロ
ないし軽減できるものである。
し、イオン・ポンプの排気部分と電子銃を一体化
した構造で、電子銃の動作真空度とイオン・ポン
プの到達真空度とが略等しくなるような陽極室の
構造とする。具体的には、電子銃の周囲に同心円
状に排気動作をする残留気体分子捕促用電極を配
列することを構造上の特徴としている。この特徴
により、最も真空度を必要とする電子銃部分で超
高真空を達成できる。また電子銃はイオン・ポン
プの中心部に置かれているので磁場の影響をゼロ
ないし軽減できるものである。
（実施例）
以下図面を参照して本発明の一実施例を説明す
る。第１図は同実施例の水平方向の断面図、第２
図は第１図のＡ−A′線に沿う断面図、第３図は
その一部切欠斜視図である。本実施例の陽極室３
０内の構造は、その中心軸上に電子銃３１を置
き、アノード３２により電子ビーム３８を引き出
す。従つて電子ビームは中心軸３３上を通ること
になる。イオン・ポンプ部分即ち排気動作部分の
内側と外側に各々磁場発生用の永久磁石３４1，
３４2を置いて、放射状に1000〜2000ガウスの磁
場を発生させる。一対の永久磁石の間に、磁場と
方向が一致するように即ち放射状に、円筒形のス
テンレスからなる複数の陽電極３５を置き、その
両端にチタンからなるゲツタリング用電極３６を
同心円状に配置する。陽電極３５は３〜7kV、ゲ
ツタリング用電極３６は通常接地されている。イ
オン・ポンプにおける排気動作は、陽電極３５と
ゲツタリング電極３６の間で行なわれる。
る。第１図は同実施例の水平方向の断面図、第２
図は第１図のＡ−A′線に沿う断面図、第３図は
その一部切欠斜視図である。本実施例の陽極室３
０内の構造は、その中心軸上に電子銃３１を置
き、アノード３２により電子ビーム３８を引き出
す。従つて電子ビームは中心軸３３上を通ること
になる。イオン・ポンプ部分即ち排気動作部分の
内側と外側に各々磁場発生用の永久磁石３４1，
３４2を置いて、放射状に1000〜2000ガウスの磁
場を発生させる。一対の永久磁石の間に、磁場と
方向が一致するように即ち放射状に、円筒形のス
テンレスからなる複数の陽電極３５を置き、その
両端にチタンからなるゲツタリング用電極３６を
同心円状に配置する。陽電極３５は３〜7kV、ゲ
ツタリング用電極３６は通常接地されている。イ
オン・ポンプにおける排気動作は、陽電極３５と
ゲツタリング電極３６の間で行なわれる。
従つて本実施例によれば、陽極室（真空容器）
３０内で電子銃３１の部分と排気動作部分は近接
して配置され一体化しているので、イオン・ポン
プ自体の排気能力に相当する高い真空度が電子銃
部分で得られる。また最も内側に置かれた永久磁
場３４2により、電子ビーム３８の部分は磁場に
対して自己シールドされている（つまり電子ビー
ムの部分に磁束がよぎらない）ので、電子ビーム
３８に対するイオン・ポンプの永久磁石の影響は
極めて軽減される。また第２図では、電子銃３１
の周りにおいて、外側と内側に永久磁石３４1，
３４2を用いることにより、排気空間を十分に確
保しても、イオンポンプ動作には支障のないだけ
の磁界強度が得られる構成になつている。また第
２図では、電子銃の周りのおいて、外側と内側の
双方に永久磁石を配置している。ここで、周知の
ように永久磁石は、それ自体で強い分極をおこし
ているので、電子銃の方向への磁束の漏れはほと
んど無い。言い換えれば、外側、内側の永久磁石
間に生じる磁束を、外側、内側の永久磁石自体
で、それぞれ充分取り込める能力を持つているた
め、電子銃の方向に対し、強いシールド効果が得
られる。また第２図では、内側永久磁石３４2の
上下端間の平坦部の壁面図で、電子銃３１のシー
ルドを行うと共に、永久磁石の上下端（磁束の漏
れを生じやすい部分）を図示上下方向に向けてい
て（つまり内側永久磁石の軸方向と電子銃の軸方
向が平行関係）、永久磁石の磁束漏れが生じやす
い上下の角部（表裏２箇所ずつにあり）を、電子
銃３１に向けていないため、この点でも磁束漏れ
を大幅に減少化できるものである。
３０内で電子銃３１の部分と排気動作部分は近接
して配置され一体化しているので、イオン・ポン
プ自体の排気能力に相当する高い真空度が電子銃
部分で得られる。また最も内側に置かれた永久磁
場３４2により、電子ビーム３８の部分は磁場に
対して自己シールドされている（つまり電子ビー
ムの部分に磁束がよぎらない）ので、電子ビーム
３８に対するイオン・ポンプの永久磁石の影響は
極めて軽減される。また第２図では、電子銃３１
の周りにおいて、外側と内側に永久磁石３４1，
３４2を用いることにより、排気空間を十分に確
保しても、イオンポンプ動作には支障のないだけ
の磁界強度が得られる構成になつている。また第
２図では、電子銃の周りのおいて、外側と内側の
双方に永久磁石を配置している。ここで、周知の
ように永久磁石は、それ自体で強い分極をおこし
ているので、電子銃の方向への磁束の漏れはほと
んど無い。言い換えれば、外側、内側の永久磁石
間に生じる磁束を、外側、内側の永久磁石自体
で、それぞれ充分取り込める能力を持つているた
め、電子銃の方向に対し、強いシールド効果が得
られる。また第２図では、内側永久磁石３４2の
上下端間の平坦部の壁面図で、電子銃３１のシー
ルドを行うと共に、永久磁石の上下端（磁束の漏
れを生じやすい部分）を図示上下方向に向けてい
て（つまり内側永久磁石の軸方向と電子銃の軸方
向が平行関係）、永久磁石の磁束漏れが生じやす
い上下の角部（表裏２箇所ずつにあり）を、電子
銃３１に向けていないため、この点でも磁束漏れ
を大幅に減少化できるものである。
第４図は本発明に至る改良前の例である。電子
銃４１の周囲に同心円状に複数の陽電極４２を配
列し、その上下にゲツタリング用電極４３、更に
その外側に陽電極４２の設置方向に平行に磁場が
印加されるように永久磁石４４1，４４2を置く。
この方式では、永久磁石４４1，４４2は陽極室
（真空容器）４５の外部に置くことができる。
銃４１の周囲に同心円状に複数の陽電極４２を配
列し、その上下にゲツタリング用電極４３、更に
その外側に陽電極４２の設置方向に平行に磁場が
印加されるように永久磁石４４1，４４2を置く。
この方式では、永久磁石４４1，４４2は陽極室
（真空容器）４５の外部に置くことができる。
第５図は本発明に至る改良前の例の水平方向の
断面図である。永久磁石５１は放射状に配置し、
従つてこれらの永久磁石群の形成する磁場は円周
に沿つて形成される。磁場の方向と一致するよう
に複数の陽電極５２を配列し、その両端にゲツタ
リング電極５３を置く。従つて排気部分は第５図
中破線５４で示される部分である。この構成で
も、永久磁石５１を含めて全て構成要素を真空容
器中に置くことができるが、真空容器の外壁を５
５の実線で示しているように、永久磁石５１を外
部に置くこともできる。図中５６は電子銃であ
る。
断面図である。永久磁石５１は放射状に配置し、
従つてこれらの永久磁石群の形成する磁場は円周
に沿つて形成される。磁場の方向と一致するよう
に複数の陽電極５２を配列し、その両端にゲツタ
リング電極５３を置く。従つて排気部分は第５図
中破線５４で示される部分である。この構成で
も、永久磁石５１を含めて全て構成要素を真空容
器中に置くことができるが、真空容器の外壁を５
５の実線で示しているように、永久磁石５１を外
部に置くこともできる。図中５６は電子銃であ
る。
以上説明した如く本発明によれば、同一の真空
容器内に電子銃とイオン・ポンプの排気部分を収
めてあり、最も真空度を必要とする電子銃部分で
超高真空を達成できる。また電子銃はイオン・ポ
ンプの中心個所に置かれているので、磁場の影響
をゼロないし軽減できるものである。
容器内に電子銃とイオン・ポンプの排気部分を収
めてあり、最も真空度を必要とする電子銃部分で
超高真空を達成できる。また電子銃はイオン・ポ
ンプの中心個所に置かれているので、磁場の影響
をゼロないし軽減できるものである。
第１図は本発明の一実施例の平面的構成図、第
２図は第１図のＡ−A′線に沿う断面図、第３図
は第１図の一部切欠斜視図、第４図は本発明に至
る改良前の例の断面的構成図、第５図は本発明に
至る改良前の異なる例の平面的構成図、第６図は
従来の電子ビーム装置の概略的構成図、第７図は
同構成のイオン・ポンプ部の構成図である。 ３０……陽極室（真空容器）、３１……電子銃、
３２……陽極、３３……ビームの中心軸、３４1，
３４2……永久磁石、３５……陽電極、３６……
ゲツタリング電極、３７……フイラメント、３８
……電子ビーム、４１……電子銃、４２……陽電
極、４３……ゲツタリング電極、４４1，４４2…
…永久磁石、４５……陽極室（真空容器）、５１
……永久磁石、５２……陽電極、５３……ゲツタ
リング電極、５４……排気動作部分、５５……陽
極室の真空外囲器、５６……電子銃。
２図は第１図のＡ−A′線に沿う断面図、第３図
は第１図の一部切欠斜視図、第４図は本発明に至
る改良前の例の断面的構成図、第５図は本発明に
至る改良前の異なる例の平面的構成図、第６図は
従来の電子ビーム装置の概略的構成図、第７図は
同構成のイオン・ポンプ部の構成図である。 ３０……陽極室（真空容器）、３１……電子銃、
３２……陽極、３３……ビームの中心軸、３４1，
３４2……永久磁石、３５……陽電極、３６……
ゲツタリング電極、３７……フイラメント、３８
……電子ビーム、４１……電子銃、４２……陽電
極、４３……ゲツタリング電極、４４1，４４2…
…永久磁石、４５……陽極室（真空容器）、５１
……永久磁石、５２……陽電極、５３……ゲツタ
リング電極、５４……排気動作部分、５５……陽
極室の真空外囲器、５６……電子銃。
Claims (1)
- １ 正電位にバイアスされた放射状配置の筒形の
複数の陽電極と、該陽電極の両端にある負電位に
バイアスされた筒状の陰電極と、互いに径が異な
り、前記陽電極、陰電極を挟むような同軸筒状配
置で、前記陽電極の中心軸に対し平行化された磁
界を形成する一対の永久磁石とを配列してイオン
ポンプを構成し、前記筒状の永久磁石の軸方向
に、軸を合わせて挿入されるように電子銃を配置
し、前記イオンポンプの排気動作部分と電子銃
を、同一真空容器に配置したことを特徴とする電
子ビーム装置の陽極室。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61194588A JPS6351037A (ja) | 1986-08-20 | 1986-08-20 | 電子ビ−ム装置の陽極室 |
| US07/080,668 US4890029A (en) | 1986-08-20 | 1987-08-03 | Electron beam apparatus including plurality of ion pump blocks |
| DE8787111348T DE3778245D1 (de) | 1986-08-20 | 1987-08-05 | Elektronenstrahlgeraet. |
| EP87111348A EP0257394B1 (en) | 1986-08-20 | 1987-08-05 | Electron beam apparatus |
| US07/374,813 US5021702A (en) | 1986-08-20 | 1989-08-15 | Electron beam apparatus including a plurality of ion pump blocks |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61194588A JPS6351037A (ja) | 1986-08-20 | 1986-08-20 | 電子ビ−ム装置の陽極室 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6351037A JPS6351037A (ja) | 1988-03-04 |
| JPH0577142B2 true JPH0577142B2 (ja) | 1993-10-26 |
Family
ID=16327040
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61194588A Granted JPS6351037A (ja) | 1986-08-20 | 1986-08-20 | 電子ビ−ム装置の陽極室 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (2) | US4890029A (ja) |
| EP (1) | EP0257394B1 (ja) |
| JP (1) | JPS6351037A (ja) |
| DE (1) | DE3778245D1 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH1053358A (ja) * | 1996-08-09 | 1998-02-24 | Eigun Kigyo Kofun Yugenkoshi | 無動力源の給紙器 |
Families Citing this family (19)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6351037A (ja) * | 1986-08-20 | 1988-03-04 | Toshiba Corp | 電子ビ−ム装置の陽極室 |
| US4833362A (en) * | 1988-04-19 | 1989-05-23 | Orchid One | Encapsulated high brightness electron beam source and system |
| JP2762094B2 (ja) * | 1989-01-30 | 1998-06-04 | 清原 まさ子 | 高精度調整器 |
| US5150001A (en) * | 1990-04-10 | 1992-09-22 | Orchid One Corporation | Field emission electron gun and method having complementary passive and active vacuum pumping |
| JP2732961B2 (ja) * | 1991-07-18 | 1998-03-30 | 株式会社日立製作所 | 荷電粒子線装置 |
| US5218262A (en) * | 1992-04-06 | 1993-06-08 | The Perkin-Elmer Corporation | Apparatus for retaining an electrode by a magnetically shielded magnet |
| JP3325982B2 (ja) * | 1993-12-27 | 2002-09-17 | 株式会社東芝 | 磁界界浸型電子銃 |
| WO2001069645A1 (fr) * | 2000-03-13 | 2001-09-20 | Ulvac, Inc. | Pompe ionique a projection |
| WO2004105080A1 (ja) * | 2003-05-20 | 2004-12-02 | Kabushiki Kaisha Toshiba | スパッタイオンポンプ、その製造方法、およびスパッタイオンポンプを備えた画像表示装置 |
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