JPH08293277A

JPH08293277A - 電界放出型電子銃の立ち上げ方法

Info

Publication number: JPH08293277A
Application number: JP7098412A
Authority: JP
Inventors: Takahisa Yamada; 田貴久山
Original assignee: Jeol Ltd
Current assignee: Jeol Ltd
Priority date: 1995-04-24
Filing date: 1995-04-24
Publication date: 1996-11-05
Anticipated expiration: 2017-04-22
Also published as: JP3276804B2

Abstract

(57)【要約】（修正有）【目的】自動立ち上げを行い、放電等の異常状態の発
生の防止と、該異常状態が発生した場合のエミッタの破
壊等を防止する。【構成】自動立ち上げ用データテーブル１２からのデ
ータと電界放出型電子銃の自動立ち上げの為のプログラ
ムに従う予測される各エミッション電流値に基づいて引
き出し電圧値を順次各ステップ毎に算出し、該算出され
た引き出し電圧を各ステップ毎に印加する。該各ステッ
プにおいて、実測されたエミッション電流値が各ステッ
プのエミッション電流の臨界値に到達した時、その時の
ステップの引き出し電圧を実測されたエミッション電流
値に基づいて求め、その時に印加されていた引き出し電
圧を該求めた引き出し電圧に引き下げる。

Description

【発明の詳細な説明】【０００１】【産業上の利用分野】本発明は、電界放出型電子銃の
自動立ち上げ方法に関する。【０００２】【従来の技術】例えば、酸化ジルコニウムで表面をコ
ートしたタングステン製エミッタ（ＺｒＯ／Ｗエミッ
タ）は、高輝度のサーマル電界放出電子源として用いら
れている。特にこれをショットキー電界放出領域や該シ
ョットキー領域近辺の領域で用いる事により、放出され
る電子のエネルギーの広がりを小さくする事が出来、走
査型電子顕微鏡やオージェマイクロプローブ等の電子放
出源として用いた時に電子ビームをより小さく絞る事が
可能となる。【０００３】図６は、前記ＺｒＯ／Ｗエミッタを用いた
電界放出型電子銃の典型的な構成例を示したものであ
る。図中１はＺｒＯ／Ｗエミッタ、２は該エミッタから
電子を引き出す為の引き出し電極、３は該引き出された
電子を加速する為の陽極、４は前記エミッタの先端に電
界を集中させる為のサプレッサ電極で、前記エミッタ１
及び前記何れの電極も真空容器５内に配置される。６は
真空ポンプで、前記真空容器５内を適宜な圧力に排気す
るものである。図中７，８，９，１０は夫々フィラメン
ト加熱電源，サプレッサ電圧電源，引き出し電圧電源，
加速電圧電源である。【０００４】この様な電界放出型電子銃は、その使用雰
囲気の圧力が大きいと、大きな電位勾配による放電が起
き易くなったり、エミッション電流の低下やエミッタ寿
命の低下の原因になったりするので、超高真空（例、１
０^-7Ｐａ以下）雰囲気中で使用する。一方、使用状態に
おいては、エミッタは１７００°Ｃから１８００°Ｃに
加熱され、２５００Ｖ程度の引出し電圧が印加され、−
３００Ｖ程度のサプレッサ電圧が印加される。又、エミ
ッタ１の先端と引き出し電極３の距離は０．３ｍｍ程度
で、この距離において印加された引出し電圧に基づく高
電位勾配の為にエミッタから電子の電界放出が行われ
る。尚、定常状態におけるエミッション電流は１０μＡ
から１００μＡ程度である。【０００５】さて、この様な電界放出型電子銃を立ち上
げる場合、先ず、圧力の確認（例、１０^-7Ｐａ以下）を
行った後、（１）エミッタの加熱、（２）サプレッサ電
圧の印加、（３）引き出し電圧の設定の手順で全てオペ
レータが手動にて行う。【０００６】先ず、真空容器５内を真空ポンプ６によ
り、例えば、１０^-7Ｐａ以下の超高真空状態にし、真空
計（図示せず）により真空容器５内の圧力を確認する。
この状態において、フィラメント加熱電源７からエミッ
タ１を支持しているフィラメント１１に電流を適宜流す
事により、前記エミッタ１を加熱する。例えば、ＺｒＯ
／Ｗエミッタの場合は１７００°Ｃから１８００°Ｃに
なるように加熱する。この際、前記フィラメント１１や
エミッタ１からのガス放出により、真空容器５内の圧力
の上昇が起きた場合には、オペレータは一旦フィラメン
ト電流を適宜下げていた。次に、サプレッサ電圧電源８
からサプレッサ電極４に−３００Ｖ程度の電圧を与え
る。次に、引き出し電圧電源９から引き出し電極２に引
き出し電圧を与える。該引き出し電圧の印加により、前
記エミッタ１から電子の放出が始まり、前記引き出し電
極２や陽極３への電子の衝撃により、該各電極からガス
が放出されるが、該ガス放出の程度によっては急激に真
空容器５内の圧力が大きくなってしまうことがある。そ
の為、引き出し電圧の設定は適宜徐々に段階を追って行
なう。即ち、引き出し電極２や陽極３のガス放出を適宜
徐々に行いながら引き出し電圧を上げていく。尚、前記
の引き出し電圧の上昇の過程において、急激な圧力の上
昇があった場合には放電が発生し、該放電によりエミッ
タ１が破壊される恐れがあるので、その場合にはオペレ
ータは電子銃の立ち上げ操作を中止していた。【０００７】【発明が解決しようとする課題】この様な電子銃立ち
上げにおいては次の様な問題が発生する。【０００８】引き出し電圧を印加する場合、前記の様
に徐々に上げる様にはしているが、該上げ方はオペレー
タが最初の段階でエミッションの出方を見て適宜設定し
ているので、該設定の仕方によっては数分後、エミッシ
ョンが急激に増加する場合があり、その場合には、電子
衝撃による引き出し電極からのガス放出が盛んになり、
その為に真空容器５内の圧力が急上昇し放電が発生す
る。この様な引き出し電圧の設定の仕方に基づく放電の
発生は少なくなく、その為、その度にオペレータは電子
銃の立ち上げ操作を中止せざるを得なかった。【０００９】この電子銃の立ち上げには時間が掛かる
が、その間、常時オペレータがついている必要があり、
オペレータにとって極めて厄介な操作となる。【００１０】この電子銃の立ち上げは、オペレータの
勘と技術に頼っているので、ミスを発生する恐れがあ
り、その為に、何時も安全な立ち上げを行う事が期待出
来ない。【００１１】本発明は、この様な問題に解決する為に成
されたもので、新規な電界放出型電子銃の立ち上げ方法
を提供することを目的とするものである。【００１２】【課題を解決するための手段】この様な目的を達成す
る為に本発明の電界放出型電子銃の立ち上げ方法は、時
間経過に伴って所定のスケジュールに従うエミッション
電流値に基づいて電界放出型電子銃のエミッタと引き出
し電極の間に印加する引き出し電圧値を順次各ステップ
毎に算出し、該算出された引き出し電圧を各ステップ毎
に印加する際、該各ステップにおいて、実測されたエミ
ッション電流値が前記スケジュールに従うエミッション
電流の臨界値に到達した時、その時のステップの引き出
し電圧を実測されたエミッション電流値に基づいて求
め、その時に印加されていた引き出し電圧を該求めた引
き出し電圧に引き下げる様にした。【００１３】又、本発明の電界放出型電子銃の立ち上げ
方法は、更に、電界放出型電子銃内の真空度をモニター
し、該電界放出型電子銃の立ち上げに伴って前記真空度
が第１の閾値値に到達したら該真空度が第１の閾値に回
復するまで立ち上げ動作を待機させ、該真空度が第２の
閾値に到達したら電子銃の立ち上げ動作を中止させる様
にした。【００１４】【作用】自動立ち上げ用データテーブルからのデータ
と電界放出型電子銃の自動立ち上げの為のプログラムに
従う予測される各エミッション電流値に基づいて引き出
し電圧値を順次各ステップ毎に算出し、該算出された引
き出し電圧を各ステップ毎に印加する。該各ステップに
おいて、実測されたエミッション電流値が各ステップの
エミッション電流の臨界値に到達した時、その時のステ
ップの引き出し電圧を実測されたエミッション電流値に
基づいて求め、その時に印加されていた引き出し電圧を
該求めた引き出し電圧に引き下げる様にすることによ
り、放電等の異常状態の発生を未然に防止する。【００１５】又、電子銃内の真空度を常にモニターし、
電子銃の立ち上げに伴って前記真空度が第１の閾値値に
到達したら該真空度が第１の閾値に回復するまで立ち上
げ動作を待機させ、該真空度が第２の閾値に到達したら
電子銃の立ち上げ動作を中止させる様にすることによ
り、放電等の異常現象への移行を防止したり、放電等の
異常現象からエミッタの破壊等を防止する。【００１６】【実施例】先ず、本発明の実施例を説明する前に、電
界放出型電子銃におけるエミッタに印加される引き出し
電圧と該エミッタから放出される電子の電流の関係を説
明する。【００１７】電界放出型電子銃から放出される電子の電
流Ｉは、引き出し電圧Ｖｅｘの低い領域（例えば，２５
００Ｖ以下）ではショットキーの式、即ち、Ｊｓ＝Ｃ²Ｔｅｘｐ｛［−Ｗ＋（ｅ³Ｆ）^1/2］／ｋＴ｝（１）（但し、Ｊｓ：角電流密度，Ｃ：定数，Ｔ：エミッタの
温度，Ｗ：エミッタの仕事関数，ｅ：素電荷，Ｆ：電場
の大きさ，Ｋ：ボルツマン定数）に従う。ここで、エミ
ッタ下方に例えば、ファラデーカップを置いて電子ビー
ム電流のモニタを行うと、ファラデーカップに検出され
る電子に基づくビーム電流（以後、ファラデーカップ電
流と称す）Ｉｆｃは，Ｉｆｃ＝Ｊｓ×Ω （２）（但し、Ω：エミッタから臨むファラデーカップの立体
角）と表され、ファラデーカップ電流Ｉｆｃは角電流密
度Ｊｓに比例する。又、電場の大きさＦは引き出し電圧
Ｖｅｘに比例するので、前記（１）式は次式の様に書き
直す事ができる。【００１８】Ｖｅｘ＝Ｐ｛ｌｏｇ（Ｉ）＋Ｑ｝² （３）ここで、定数Ｐはエミッタの温度とエミッタの形状で決
まり、定数Ｑは圧力や温度決まる定数である。この
（３）式から、定数Ｐ，Ｑが決まると、引き出し電圧値
は電子ビーム電流値により設定出来る事が分かる。【００１９】さて、図１は本発明の一実施例を示したも
ので、電界放出型電子銃の概略図である。図中前記図６
で使用した符号と同一符号を付したものは同一構成要素
である。前記図６で示した電界放出型電子銃と異なる点
は、電界放出型電子銃の自動立ち上げの為のプログラム
と自動立ち上げ用データテーブル１２からのデータとが
ロードされる中央制御装置１３、該中央制御装置の指令
により作動し、引き出し電極２に印加すべき引き出し電
圧を演算する引き出し電圧演算回路１４、同様に該中央
制御装置の指令に基づき電子銃の立ち上げ動作の一時停
止と中止を行う為の第１安全装置１５、同様に該中央制
御装置の指令に基づき電子銃の立ち上げ動作の中止を行
うための第２安全装置１６、真空容器５内の圧力を測定
する真空計１７の電源（真空計電源）１８、光軸上の位
置と光軸外の位置との間を移動出来る様に成されてお
り、電界放出された電子を収集するファラデーカップ１
９、該ファラデーカップに繋がった電流計２０を備えて
いる事である。尚、前記ファラデーカップ１９で検出さ
れた電子に基づく電流はエミッション電流に対応する。
前記真空計電源１８は前記第１安全装置１５に、前記電
流計２０は前記第２安全装置１６に夫々繋がれている。
前記自動立ち上げ用プログラムはエミッタ１の加熱，サ
プレッサ電圧の印加，引き出し電圧の印加の順で自動的
に電界放出型電子銃を立ち上げ動作させると共に、前記
自動立ち上げ用データテーブル１２からのデータに基づ
いて該各プロセスにおけるエミッタ加熱電流の与え方、
サプレッサ電圧の与え方、引き出し電圧の与え方、該各
プロセスの動作中において、真空容器内の圧力が第１閾
値を越えている場合や越えた場合には電子銃の立ち上げ
において次のステップに行くのを一時停止させ、真空容
器内の圧力が第１閾値以下になったら次のステップに行
くようにさせたり、真空容器内の圧力が第２閾値を越え
た場合やエミッション電流が所定の閾値を越えた場合に
は電子銃の立ち上げ動作を中止させる命令を持つプログ
ラムである。又、前記自動立ち上げ用データテーブル１
２には次のデータが蓄積されている。【００２０】Ｐ_1:第１圧力閾値（自動立ち上げ一時停止
用の値）で、放電等の異常事態に発展する可能性の高い
値Ｐ_2:第２圧力閾値（自動立ち上げ中断用の値（Ｐ₁＜Ｐ
₂））で、放電等の異常事態が発生し、エミッタが使用
出来ない異常圧力値Ｉｅｍａｘ：エミッション電流の閾値（自動立ち上げ中
断用の値）で、放電等の異常事態が発生する値Ｉｆ［Ｎ］：エミッタ加熱電流のテーブル（Ｎ＝１，
２，３，……．Ｎ）Ｔｅ：エミッタ加熱電流の増加の各ステップ時間Ｔｅｍａｘ：エミッタ加熱にかけられる最大時間で、エ
ミッタと引き出し電極間に電界を発生させない状態でこ
の時間より長い時間エミッタを加熱すると、エミッタの
電子放出部が大きな球状に変形し、使用出来なくなる限
界時間である。Ｖｓｕｐ：サプレッサ電圧Ｉｆｃ［Ｎ］：予想されるファラデーカップ電流値のテ
ーブル（Ｎ＝１，２，３，……，Ｎ）Ｉｆｃｍａｘ［Ｎ］：各引き出し電圧印加ステップでの
ファラデーカップ電流の臨界値のテーブルで、各ステッ
プにおいてこれ以上の電流が流れると、放電に至るよう
な圧力になっているか、エミッタが引き出し電極に所定
の距離より近づき、実質的な引き出し電圧が高くなって
いる等の異常事態に至る危険性のある電流値である。【００２１】Ｐ：前記式（３）のＰＱ：前記式（３）のＱＶｅｘ：計算によって得られる引き出し電圧Ｖｅｘｍａｘ：引き出し電圧の目標値尚、ＰとＱはＺｒＯ／Ｗエミッタを装着したときの典型
的な値が設定されている。【００２２】前記の如く構成された電界放出型電子銃の
自動立ち上げ動作は、自動立ち上げの為のプログラムと
自動立ち上げ用データテーブル１２からデータ中央制御
装置１３にロードされることにより始まる。大まかに
は、図２のフローに示す様に、初期状態から、エミッタ
の加熱、サプレッサ電圧の印加、引き出し電圧の印加の
順に行われる。又、各プロセスにおいて、真空容器５内
の圧力は真空計１７により常に測定されており、該測定
された圧力は真空計電源１８と第１安全装置１５を通じ
て中央制御装置１３で常にチェックされ、該圧力が第２
閾値Ｐ₂（例えば、１×１０^-5）を越え場合には、前記
第１安全装置１５は前記中央制御装置１３からの指令に
従って、放電等などの異常事態発生からエミッタ１の破
壊等を防止する安全対策の為に、初期状態、即ち、引き
出し電圧を０Ｖ、エミッタ加熱電流を０Ａ、サプレッサ
電圧を０Ｖに設定し、自動立ち上げを中止する。又、引
き出し電圧印加後には電子の放出が始まるが、ファラデ
ーカップ１９に繋がった電流計２０によりエミッション
電流に対応したファラデーカップ電流が測定されてお
り、該測定されたファラデーカップ電流は第２安全装置
１６を通じて前記中央制御装置１３でチェックされ、該
電流圧力が所定の閾値Ｉｅｍａｘを越え場合には、前記
と同様に放電等等の異常事態発生からエミッタ１の破壊
等を防止する安全対策の為に、前記第２安全装置１６は
前記中央制御装置１３からの指令に従って初期状態、即
ち、引き出し電圧を０Ｖ、エミッタ加熱電流を０Ａ、サ
プレッサ電圧を０Ｖに設定し、自動立ち上げを中断す
る。更に、前記測定された圧力が第１閾値Ｐ₁を越えて
いる場合若しくは越えた場合には、前記第１安全装置１
５は前記中央制御装置１３からの指令に従って、放電等
等の異常事態発生に発展させない安全対策の為に、次の
ステップに行くのを停止させる、即ち、その引き出し電
圧値、エミッタ加熱電流値、サプレッサ電圧値を適宜時
間（圧力が第１閾値Ｐ
_{1以下になるまでの時間）維持させる。} _{【００２３】先ず、制御装置１２の指令に従って、真空}
_{容器５内を真空ポンプ６により、例えば、１０} -7
_{Ｐａ以下の超高真空にしておく。そして、電界放出型電}
_{子銃の自動立ち上げの初期状態、即ち、引き出し電圧Ｖ}
_{ｅｘ＝０Ｖ、エミッタ加熱電流Ｉｆ＝０Ａ、サプレッサ}
_{電圧Ｖｓｕｐ＝０Ｖの状態からスタートする。} _{【００２４】第１ステップのエミッタ１の加熱は以下の}
_{様に行われる（図３参照）。} _{【００２５】先ず、真空計電源１８を介しての真空計１}
_{７からの真空容器５内の圧力のチェックを第１安全装置}
_{１５を通じて制御装置１３は行い、該圧力が第１閾値Ｐ}
₁ （例えば、１０^-7Ｐａ）よりも大きければエミッタ１
の加熱プロセスに入らない。Ｐ₁以下であれば制御装置
１３は加速電圧電源１０を介してフィラメント加熱電源
７に指令を送り、フィラメント１１に加熱電流を流すこ
とにより、該フィラメントを通じてエミッタ１の加熱を
行う。該エミッタの加熱は自動立ち上げ用データテーブ
ル１２で指定されたエミッタ加熱電流Ｉｆ［Ｎ］（Ｎ＝
１，２，……Ｎ）を時間Ｔｅ（例えば１分）毎にステッ
プ状に与えていく。例えば、Ｉｆ［１］，Ｉｆ［２］，
Ｉｆ［３］，………として夫々１．０Ａ，１．１Ａ，
１．２Ａ，……といった具合に最終的なエミッタ加熱電
流Ｉｆ［Ｎ］まで増加させる。この際、前記フィラメン
ト１１や該フィラメントの周囲の材料が加熱されること
によりガスが放出されるが、この様なエミッタの加熱プ
ロセスの間、真空容器５内の圧力が第１閾値Ｐ₁を越え
たら次のステップへの進行を中断し、再び圧力が第１閾
値Ｐ₁以下になるのを待ち、圧力が第１閾値Ｐ₁以下に
なったら時間Ｔｅ待ち、次のステップへ進む（例えば、
図３に示す様に、エミッタ加熱電流がＩｆ［２］の
時）。又、真空容器５内の圧力が第２閾値Ｐ₂を越えた
らエミッタ加熱電流を０に戻し、自動立ち上げを中止す
る（例えば、図３に示す様に、エミッタ加熱電流がＩｆ
［４］の時）。尚、このエミッタ加熱電流Ｉｆ［Ｎ］は
エミッタ毎に異なり、予めテスト治具などでエミッタが
１８００°Ｋになるように測定された値が格納されてい
る。尚、電子銃自体の焼きだしが充分でない時はガスが
多く出るためエミッタの加熱に非常に時間がかかってし
まう場合がある。その為にエミッタの加熱にかけられる
最大時間Ｔｅｍａｘ（例えば、２０分）を越えたらエミ
ッタ加熱電流を０Ａに戻し、自動立ち上げのプロセスを
中止させる。【００２６】次にサプレッサ電圧Ｖｓｕｐ（例えば、−
３００Ｖ）の印加は、エミッタの加熱終了後直ちに行わ
れる。このプロセスは中央制御装置１３が、サプレッサ
電極４にサプレッサ電圧が印加される様に加速電圧源１
０を介してサプレッサ電圧電源８に指令を送る事により
行われる。【００２７】続いて、引き出し電圧の印加は次の様に行
われる（図４参照）。【００２８】中央制御装置１３の指令により、引き出し
電圧演算回路１４は自動立ち上げ用データテーブル１２
で指定された予想されるファラデーカップ電流Ｉｆｃ
［Ｎ］（Ｎ＝１，２，……Ｎ）（図４の破線）に基づい
て前記（３）式より順次引き出し電圧を演算し、前記中
央制御装置１３を介してその算出した引き出し電圧が引
き出し電極２に印加される様に、加速電圧源１０を介し
て引き出し電圧電源９に指令を送る。又、前記各引き出
し電圧の印加ステップにおいて、前記中央制御装置１３
は、ファラデーカップ電流の臨界値テーブルＩｆｃｍａ
ｘ［Ｎ］（Ｎ＝１，２，……Ｎ）（図４の実線）の各ス
テップの臨界値と実際に測定されたフラデーカップ電流
（図４の一点破線）を比較し、実測値が臨界値を越えた
場合には、前記引き出し電圧演算回路１４にそのステッ
プにおいて新たな引き出し電圧を再演算させる指令を送
る。先ず、例えば、前記引き出し電圧演算回路１４は、
予想されるファラデーカップ電流Ｉｆｃ［１］（例え
ば、５μＡ／ｓｔｒ（ｓｔｒは立体角））に成る様に前
記（３）式より引き出し電圧Ｖｅｘ₁を計算し、その算
出した引き出し電圧が引き出し電極２に印加される様
に、前記中央制御装置１３を通じ、加速電圧源１０を介
して引き出し電圧電源９に指令を送る。この引き出し電
圧の印加後、適当な時間Ｔｅｘ（例えば１０分）待つ。
その間に徐々にエミッション電流が増えてくるが、前記
のように、予想されるファラデーカップ電流Ｉｆｃ
［１］に対する引き出し電圧が計算されて引き出し電極
２に印加されているので、該引き出し電圧Ｖｅｘ₁が印
加されているステップにおいては、実際に発生するエミ
ッション電流は前記予想されるファラデーカップ電流Ｉ
ｆｃ［１］前後の値であることが殆どで、電子衝撃によ
るガス放出は少ない。この際、少なくとも、該引き出し
電圧Ｖｅｘ₁が印加されるステップにおいて与えられて
いるファラデーカップ電流の臨界値Ｉｆｃｍａｘ［１］
を越える事は通常状態ではない。該時間Ｔｅｘ経ったら
次のステップの予想されるファラデーカップ電流Ｉｆｃ
［２］に成る様に前記引き出し電圧演算回路１４は、引
き出し電圧Ｖｅｘ₂を計算し、該算出した引き出し電圧
を引き出し電極２に印加する。更に、時間Ｔｅｘ経った
ら次のステップの予想されるファラデーカップ電流Ｉｆ
ｃ［３］に成る様に引き出し電圧Ｖｅｘ₃を計算し、該
算出した引き出し電圧を引き出し電極２に印加する。【００２９】さて、前記エミッタ１自身のばらつきや真
空容器５内の圧力の関係により、ファラデーカップ電流
の実測値が予想に比べて大きく、臨界値を越えてしまう
場合がある（図４に示す様に、予想されるファラデーカ
ップ電流Ｉｆｃ［３］を与える引き出し電圧値Ｖｅｘ₃
の時）。その場合には次の（４）式に従って新たに前記
（３）式のＱを計算し直す。【００３０】Ｑ＝（Ｖｅｘ／Ｐ）−ｌｏｇ（Ｉｆｃ´）（４）（Ｉｆｃ´：ファラデーカップ電流の実測値）この（４）式で計算されるＱを用いて新たに前記（３）
式より予想されるファラデーカップ電流がＩｆｃ［３］
になる様に、引き出し電圧Ｖｅｘ₃´を計算し、それを
引き出し電極に印加する事で所望のファラデーカップ電
流が得られるようになる。この引き出し電圧Ｖｅｘ₃´
を印加して時間Ｔｅｘ経ったら次のステップの予想され
るファラデーカップ電流Ｉｆｃ［４］に成る様に前記と
同様に引き出し電圧演算回路１４により引き出し電圧Ｖ
ｅｘ₄を計算し、該算出した引き出し電圧を引き出し電
極２に印加する。【００３１】この様なプロセスを繰り返しながら、引き
出し電圧がＶｅｘｍａｘになるまで増加させて行き、自
動立ち上げを終了する。この時点から実際に電界放出型
電子銃が安定するまで更に数時間を要するが、この時点
での電界放出型電子銃はほぼ使用可能な状態となってい
る。尚、前記引き出し電圧値の印加プロセスにおいて、
図５に示す様に、真空容器５内の圧力が第１閾値Ｐ₁を
越えた場合には、該圧力が該閾値以下になるまでそのス
テップでの引き出し電圧を維持し、閾値以下担って前記
一定時間Ｔｅｘ経ったら、次のステップの引き出し電圧
を計算して、印加する。又、真空容器５内の圧力が第２
閾値Ｐ₂を越えた場合には、即く引き出し電圧，サプレ
ッサ電圧及びフィラメント加熱電流を全てを０に戻し、
自動立ち上げを中止する尚、前記実施例ではファラデー
カップ１９が陽極３の下側に配置したが、例えば、陽極
の上側でも良い。又、前記実施例ではエミッタ１からの
エミッション電流としてファラデーカップ１９で検出さ
れる電子に基づく電流をモニタしたが、その代わりに、
例えば、フィラメント１１に流れる電流をモニタしても
良い。更に、ショットキー領域の近傍の領域でも、前記
（３）式を若干変更する事で本発明の自動立ち上げが実
施出来る。【００３２】【発明の効果】本発明は電界放出型電子銃を自動的に
立ち上げるようにし、更に、放電等の異常事態に対する
安全対策を採用し、且つ、各引き出し電圧印加のステッ
プにおいてエミッション電流の臨界値信号を与える様に
成し、測定されたエミッション電流が前記臨界値に到達
した時に、放電の発生を未然に防げ、例え放電が発生し
ても、エミッタ等の破壊を未然に防ぐ事が出来る。又、
電子銃の立ち上げのスタート時点以外はオペレータは該
立ち上げ操作に従事している必要がなく、立ち上げ操作
が極めて簡単に成るばかりではなく、何時も安全な立ち
上げを行う事が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示したもので、電界放出
型電子銃の概略図である。

【図２】本発明の動作の説明を補足するためのフロー
である。

【図３】本発明の動作の説明を補足するための時間に
対する圧力，エミッタ加熱電流の関係を示す。

【図４】本発明の動作の説明を補足するための時間に
対する予想されるエミッショク電流に対応した電流，引
き出し電圧の関係を示した図である

【図５】本発明の動作の説明を補足するための時間に
対する圧力，引き出し電圧の関係を示した図である

【図６】従来の電界放出型電子銃の概略を示す。

【符号の説明】

１エミッタ２引き出し電極３陽極４サプレッサ電極５真空容器６真空ポンプ７フィラメント加熱電源８サプレッサ電圧電源９引き出し電圧電源１０加速電圧電源１１フィラメント１２自動立ち上げ用データテーブル１３中央制御装置１４引き出し電圧演算回路１５第１安全装置１６第２安全装置１７真空計１８真空計電源１９ファラデーカップ２０電流計

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】時間経過に伴って所定のスケジュールに
従うエミッション電流値に基づいて電界放出型電子銃の
エミッタと引き出し電極の間に印加する引き出し電圧値
を順次各ステップ毎に算出し、該算出された引き出し電
圧を各ステップ毎に印加する際、該各ステップにおい
て、実測されたエミッション電流値が前記スケジュール
に従うエミッション電流の臨界値に到達した時、その時
のステップの引き出し電圧を実測されたエミッション電
流値に基づいて求め、その時に印加されていた引き出し
電圧を該求めた引き出し電圧に引き下げる様にした電界
放出型電子銃の立ち上げ方法。
【請求項２】電界放出型電子銃内の真空度をモニター
し、該電子銃の立ち上げに伴って前記真空度が第１の閾
値値に到達したら該真空度が第１の閾値に回復するまで
立ち上げ動作を待機させ、該真空度が第２の閾値に到達
したら電子銃の立ち上げ動作を中止させる様にした請求
項１記載の電界放出型電子銃の立ち上げ方法。