JPS5812970B2 - デンカイホウシヤガタデンシジユウ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は電解放射形電子銃さらに詳しくは電界放射陰極
の支持方法に関するものである。

従来，電界放射形電子銃の陰極は陰極交換の容易さから
、第１図に示すような構造となっている。

ヘアピン形状のタングステン・フィラメント１を支持す
る金属支持棒（電極棒）ｚａ，２ｂは，ガラス等の絶縁
物よりなる支持板１８で固定されている。

このヘアピン形状のタングステン・フィラメント１の先
端に針状陰極（単結晶のタングステン・チップ）３を点
溶接してある。

この針状陰極３の先端は電解エッチングにより非常に尖
った針先になっている。

電極棒２ ａ ，２ ｂは，針状陰極３に電界放射のた
めの高電圧を印加し，またヘアピン状のタングステン・
フィラメント１に加熱電流を供給するための端子３ ａ
、 ３ ｂに、固定ネジ４ａ，４ｂによって、しっか
りと固定されている。

この構造においては，電子銃内に絶縁物を持込むことか
ら，散乱電子の照射による絶縁物の帯電現象が生じる。

この帯電現象により，電子の放射が抑制され，あるいは
放射電子ビームの不正偏向等の悪影響をうけて十分に高
い分解能が得られなかった。

第２図は電界放射形陰極を用いた走査形電子顕微鏡の一
構成例を示すものである。

この装置は鏡体部と像表示部との二つの部分に大別され
る。

鏡体部は真空容器５の内部に納められている。

この真空容器５の内部には電界放射陰極６、集束レンズ
７、走査コイル８，試料９，二次電子検出器１０が配置
されている。

電界放射陰極６には高電圧発生装置１１が接続され負の
高電圧（〜３０００ＫＶ）が印加される。

これにより，電界放射陰極６からは電子が放射され，そ
の中心部の電子が陽極２５に設けられた開口２５ａを通
って引き出され，集束レンズ７により試料９の表面に集
束される。

この集束コイル７の下部に配置された走査コイル８によ
り集束ビームは試料９上を走査する。

この電子衝撃によって試料表面より発生した二次電子等
を検出器１０で検出し，増幅器１５により増幅し，ブラ
ウン管１６の輝度変調端子に入力する。

このブラウン管１６の偏向コイル１７は上記した走査コ
イル８の走査電源１４と同期している。

かかる構成により試料９の表面像がブラウン管１６の画
面に表示される。

電界放射陰極６は長時間の電子放射で汚染されるため，
ときどきスイッチ１３を閉じ、フラツシング電源１２に
よりフラツシング（陰極を加熱することにより汚染物質
を蒸発させる）を行う。

この走査電顕の光学系は虚光源像（〜３０Å）をほほ２
倍に拡大する構成となっている。

最終的に得られる集束ビームの太さは，集束レンズ７の
収差を含めて約１００Åとなる。

電界放射陰極６からは約２０μＡの電流が放射されるが
，試料９に到達するのは約１ｎＡである。

すなわち，ほとんどの電子は電子銃内で散乱をくりかえ
しながら最終的には真空容器５の壁を通して接地に流れ
る。

このため，電子銃内にある絶縁物の支持板１８は散乱電
子により帯電を生じ，時間的に帯電と放電を繰り返えす
。

この帯電，放電により放射電子が不正偏向され，最終的
には像の動きを生じる。

このような像の動きにより，試料表面像はボケたものと
なり、鮮明な像の観察，記録を困難にする。

本発明はこの問題を解決し，像障害のない陰極構造を提
供せんとするものである。

第３図はその実施例で，絶縁物１８の表面にネサ処理（
酸化スズのコーテング，），金属あるいは導電性物資の
蒸着、塗布を行ったものである。

電極棒２ｂと絶縁物１８との間に金属製のシールドリン
グ２０ａ，２０ｂを設けて電極棒２ ａ 、 ２ ｂ間
の絶縁を保っている。

他の例として第４図に示すように絶縁物８に陰影部２４
ａを有する段部２４を設けることによって，電極棒２
ａ ，２ ｂ間の絶縁を保つようにすることも可能であ
る。

また，導電性秘膜をごく薄いものとし、電極棒２ａ ｔ
２ｂ間の抵抗値をヘアピン状タングステン・フィラメ
ント１の抵抗値の１０倍程度以上となるようにし，シ・
−ルドリング２０ａ ，２０ｂや段部２４の付設を省略
することも可能である。

第５図は他の実施例を示したもので，電極棒２ａ、２ｂ
の固定に金属ブロツク２１ａ、２ｌｂを用いてはさみこ
むようにしたすのである。

この場合，金属棒２ａ ，２ｂ相互間の絶縁を得るため
に一方の電極棒２ａに絶縁物円筒２２をかぶせている。

この絶縁物円筒２２は金属ブロック２１ａ，２ｌｂの内
側にかくれるようにしてあるので，帯電することはない
。

金属ブロック２１ａ，２ｌｂ相互間の固定はビス２３を
用いて強固に行なわれる。

以上の説明においては，すべて針状陰極３のごく近傍に
ある絶縁物支持板１８の電子衝撃による帯電，放電を問
題にしたが，電子銃全体の寸法が小さい場合などには，
第２図の真空シール用の絶縁体２１などの他の絶縁部分
にも同様の問題が生じるため，かかる絶縁物部分にも，
本発明による電子のシールド対策を施こすことが有効で
あり、本発明はこのような場合も含むものであることは
云うまでもない。

また，上記の実施例では主に絶縁物表面に帯電防止用の
導電性被膜を設ける例を示したが，これは絶縁物表面に
電子が衝撃するのを防ぐための他の構造（例えは，シー
ルド板，マスクなど）であってもよい。

以上，詳しく説明したごとく，本発明の電子銃構造によ
れば、電界放射型走査電顕などにおいて，高分解能像の
動き等の像障害を除去することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の電界放射形電子銃の陰極支持構造を示す
図，第２図は電界放射陰極を用いた走査型電子顕微鏡の
概略構成を示す図，第３図、第４図、第５図はいずれも
本発明の一実施例になる電子銃の陰極支持構造を示す図
である。 図において，１：タングステン・フィラメント，２ａ，
２ｂ：電極棒，３：針状陰極、１８：絶縁物支持板，１
９：導電性被膜、 ２０ａ ，２０ｂ ：シールドリン
グである。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 電界放射陰極を備えた電子銃において，該陰極を支
   持する絶縁物など電子銃内に露出した絶縁物の表面を導
   電性被膜，シールド板あるいはシールド円筒などで被っ
   たことを特徴とする電界放射型電子銃。