JPH06139976A

JPH06139976A - 電界放出型電子銃

Info

Publication number: JPH06139976A
Application number: JP4283011A
Authority: JP
Inventors: Masaaki Minoda; 政顕箕田
Original assignee: Jeol Ltd
Current assignee: Jeol Ltd
Priority date: 1992-10-21
Filing date: 1992-10-21
Publication date: 1994-05-20

Abstract

(57)【要約】【目的】電界放出型電子銃において磁界型コンデンサ
レンズを大気側に配置し、且つボア径を小さくする。【構成】電子銃室チャンバ２は高真空である。電子銃
室チャンバ壁１の外側は大気圧であり、磁界型コンデン
サレンズ１０が配置されている。電子銃室チャンバ壁１
は強磁性体で形成されており、磁界型コンデンサレンズ
１０の上部磁極片を構成している。フランジ部材１６は
導電性を有する非磁性体で形成されており、電子銃室チ
ャンバ壁１に溶接されている。また、フランジ部材１６
には所定の電位、例えば接地電位が印加され、アノード
電極としての役割も果たしている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、電界放出型電子銃に係
り、特にコンデンサレンズの構成に関する。

【０００２】

【従来の技術】電界放出型電子銃（以下、ＦＥＧと称
す）は高輝度の電子線源として知られており、電子顕微
鏡等に用いられている。そして、電子顕微鏡ではエミッ
タから放出された電子線を収束させるためにコンデンサ
レンズが配置される。ＦＥＧ用のコンデンサレンズとし
ては静電型レンズ、磁界型レンズ、及び静電型レンズと
磁界型レンズを組み合わせたもの等があるが、収差係数
が小さい、その主面をエミッタに近づけられるので照射
電流量を最大限に引き出すことができる、等の理由のた
めに磁界型レンズが用いられることが多い。

【０００３】ところで、コンデンサレンズを磁界型レン
ズで構成する場合、レンズの主面を可能な限りエミッタ
に近づけ、且つそのレンズ作用を効率よく行わしめるた
めに磁界型コンデンサレンズを電子銃室チャンバ内に組
み込むことが考えられる。しかしこの場合にはコンデン
サレンズ全体が高真空中に封入されることになり、当該
コンデンサレンズの電源全体を引き出し電圧等の高電圧
の上で使用しなければならず、またコンデンサレンズの
電源の耐圧、絶縁性等に注意を払わなければならないの
で、その構造は極めて複雑なものとなり、組み立ては非
常に煩雑なものとなる。

【０００４】またコンデンサレンズ全体を電子銃室チャ
ンバ内に組み込む場合には、その磁極片も高真空中に配
置されることになるが、磁極片はレンズのコイルに供給
される電流のために加熱され、温度が上昇するに従って
ガスを放出し、その結果電子銃室チャンバ内の真空度が
悪化し、エミッタからの放出電子線量やエミッタの安定
性に悪影響を及ぼすという問題がある。また更にコンデ
ンサレンズを電子銃室チャンバ内に組み込んだ場合に
は、当該コンデンサレンズの軸調整は真空外から行うこ
とができないので、軸調整が非常に難しくなるという問
題もある。

【０００５】以上のことから磁界型コンデンサレンズを
電子銃室チャンバの外側、即ち大気側に配置することが
行われている。その構成例を図３に示す。図３は磁界型
コンデンサレンズを大気側に配置した場合の構成例を示
す断面図であり、図中、１は電子銃室チャンバ壁、２は
電子銃室チャンバ、３は高電圧導入端子、４はサプレッ
サ電極、５は引き出し電極、６はアノード電極、７は真
空排気用フランジ、１０は磁界型コンデンサレンズ、１
１はコイル、１２は上部磁極片、１３は下部磁極片、１
４はフランジを示す。

【０００６】図３において、電子銃室チャンバ壁１で囲
まれた電子銃室チャンバ２は高真空になされており、高
電圧導入端子３、サプレッサ電極４、引き出し電極５、
アノード電極６等が封入されている。なお、この例では
Ｚｒ／Ｏタイプ等のサーマルＦＥＧを用いるものとして
いるのでサプレッサ電極４を備えているものであり、図
示されてはいないがエミッタはサプレッサ電極４の先端
に配置されているものである。

【０００７】また、電子銃室チャンバ壁１の外側は大気
圧であり、コイル１１、上部磁極片１２、下部磁極片１
３、フランジ１４等からなる磁界型コンデンサレンズ１
０が配置されている。そして、この磁界型コンデンサレ
ンズ１０は、図示しない微動機構により図中の矢印１５
の方向及びこれと直交する方向に移動可能となされてい
る。

【０００８】この構成によれば、上部磁極片１２の形状
を電子銃室チャンバ壁１のテーパ角に合わせることでボ
ア径を小さくすることができる。また、磁界型コンデン
サレンズ１０及びその電源の構成も複雑になることはな
く、従って組み立ても容易であり、更に、上部磁極片１
２や下部磁極片１３が加熱されてガスが発生したとして
もエミッタに何等影響するものではないものである。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図３に
示すように磁界型コンデンサレンズを大気側に配置した
場合には、電子銃室チャンバ内に組み込んだ場合に比較
して当該磁界型コンデンサレンズのボア径が大きくなっ
てしまうためにレンズ作用の効率が低下し、高加速電圧
を必要とする電子線装置には適さないものとなってしま
うという問題がある。

【００１０】本発明は、上記の課題を解決するものであ
って、磁界型コンデンサレンズを大気側に配置し、且つ
ボア径をより小さくすることができる電界放出型電子銃
を提供することを目的とするものである。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明の電界放出型電子銃は、電子銃室チャンバ
壁の一部が強磁性体で形成され、当該部分が磁界型コン
デンサレンズの磁極片の一部を構成することを特徴とす
る。

【００１２】

【作用及び発明の効果】電子銃室チャンバ壁の一部が磁
界型コンデンサレンズの磁極片を兼用するのでボア径を
小さくすることができ、以てコンデンサレンズの効率を
より大幅に向上させることができるので、高加速電圧を
必要とする電子線装置にも適用することができる。ま
た、磁界型コンデンサレンズは電子銃室チャンバ壁の外
側、即ち大気側に配置されることになるので、磁極片を
引き出し電圧等の高圧に浮かせる必要がなく、従ってＦ
ＥＧ全体の構成も簡単なものとなり、組み立てが容易で
ある。更に、大気側から磁界型コンデンサレンズの軸調
整をすることが可能である。

【００１３】

【実施例】以下、図面を参照しつつ実施例を説明する。
図１は本発明に係る電界放出型電子銃の一実施例の構成
を示す断面図であり、図中、１６はフランジ部材を示
す。なお、図１において図３と同等な構成要素について
は同一の符号を付す。

【００１４】電子銃室チャンバ壁１は強磁性体で形成さ
れており、磁界型コンデンサレンズ１０の上部磁極片を
構成している。フランジ部材１６は導電性を有する非磁
性体で形成されており、電子銃室チャンバ壁１に溶接さ
れている。そして、このフランジ部材１６によって上部
磁極片を構成する電子銃室チャンバ壁１と下部磁極片１
３との間には適宜の間隔のギャップが形成される。更に
フランジ部材１６には所定の電位、例えば接地電位が印
加され、アノード電極としての役割も果たしている。ま
た更に磁界型コンデンサレンズ１０の下部磁極片は、図
示しない微動機構により図中の矢印１５の方向及びこれ
と直交する方向に移動可能となされている。なお、電子
銃室チャンバ壁１と兼用されているコンデンサレンズ上
部磁極片の軸合わせは、高電圧導入端子３を図の矢印の
方向及びこれに直交する方向に移動させることで可能で
ある。

【００１５】なお、電子銃室チャンバ壁１の内面は、電
子銃室チャンバ２内の到達真空度を高め、且つ管内放電
を抑止するために、複合電解研磨処理等が施されて表面
の凹凸あるいは突起物は除去されていることは当然であ
る。

【００１６】以上の構成によれば、電子銃室チャンバ壁
１自体を磁界型コンデンサレンズ１０の磁極片として兼
用するため、ボア径をより小さくすることができ、以て
当該コンデンサレンズ１０のレンズ効率を更に向上させ
ることができる。

【００１７】また、ボア径は電子銃室チャンバ壁１及び
引き出し電極５等の形状をより絞り込むことによって更
に小さくすることができるものである。なお、電子銃室
チャンバ壁１及び引き出し電極５の円錐台形状のテーパ
角は、サプレッサ電極４と引き出し電極５との間隔によ
って決定され、Ｚｒ／ＯタイプのサーマルＦＥＧを用い
た場合には引き出し電極５とサプレッサ電極４との電位
差は通常 5ｋＶ以下、またこれらの電極面の間隔は通常
0.6 mm程度であるが、この例では電極面以外での引き出
し電極５とサプレッサ電極４との間隔は最も近いところ
で 1mmとなされている。

【００１８】以上、本発明の一実施例について説明した
が、次に本発明の他の実施例について説明する。図２は
本発明に係る電界放出型電子銃の他の実施例の構成を示
す断面図であり、図１に示す構成とは、フランジ部材１
６の上流側、即ち引き出し電極５側に強磁性体からなる
リング状部材１７が設けられている点でのみ異なってい
る。この構成によればリング状部材１７は磁界型コンデ
ンサレンズ１０の磁極片となるから、ボア径をより小さ
くすることができるものである。

【００１９】以上、本発明の実施例について説明した
が、本発明は上記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。例えば上記実施例ではＺｒ／Ｏタ
イプ等のサーマルＦＥＧを用いるものとしたが、本発明
は他のタイプのＦＥＧを用いた場合にも適用できるもの
であること当業者に明かである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の構成を示す断面図であ
る。

【図２】本発明の他の実施例の構成を示す断面図であ
る。

【図３】従来の電界放出型電子銃の構成例を示す図で
ある。

【符号の説明】

１…電子銃室チャンバ壁、２…電子銃室チャンバ、３…
高電圧導入端子、４…サプレッサ電極、５…引き出し電
極、６…アノード電極、７…真空排気用フランジ、１０
…磁界型コンデンサレンズ、１１…コイル、１２…上部
磁極片、１３…下部磁極片、１４…フランジ、１６…フ
ランジ部材、１７…リング状部材。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】電子銃室チャンバ壁の一部が強磁性体で
形成され、当該部分が磁界型コンデンサレンズの磁極片
の一部を構成することを特徴とする電界放出型電子銃。