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発明の名称 電界放出形電子顕微鏡
発行国 日本国特許庁(JP)
公報種別 公開特許公報(A)
公開番号 特開平6−162978
公開日 平成6年(1994)6月10日
出願番号 特願平4−316780
出願日 平成4年(1992)11月26日
代理人 【弁理士】
【氏名又は名称】小川 勝男
発明者 佐藤 雄司 / 市橋 幹雄
要約 目的
多段加速方式電子銃を搭載した電界放出形電子顕微鏡において電子顕微鏡を観察している状態で、陰極から引出される電子線量(引出電流)を常時一定にすること。

構成
電界放出形電子顕微鏡の多段加速方式電子銃において引出電圧発生電源,初段加速電圧発生電源,加速電圧発生電源,フラッシング電源を具備し、新たに設けた高電圧制御手段で引出電流を一定にするため引出電圧の昇圧分に同期して初段加速電圧を昇圧する。
特許請求の範囲
【請求項1】電界放出陰極とこの陰極から電子を電界放出させる引出電極と引出電極に設けられた小孔から出た電子線を加速する2段以上の加速電極と引出電圧を制御する引出電圧発生電源と引出電流を検出する手段と初段の加速電圧に印加する電圧を制御する初段加速電圧発生電源を有する電界放出形電子顕微鏡において、引出電流を一定にするよう引出電圧を可変すると同時に引出電圧に連動し初段の加速電圧を可変するよう高電圧制御手段を設けたことを特徴とする電界放出形電子顕微鏡。
発明の詳細な説明
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、電界放出形電子顕微鏡における引出電流を一定に保ちかつ電子銃の軸を一定に保つものに関する。
【0002】
【従来の技術】従来の装置は、特開昭60−117534号に記載のように、引出電極に印加する引出電圧の変化に連動して初段加速電極に印加する電圧を変化させるようになっていった。
【0003】電界放出形電子顕微鏡の引出電流を一定に保つため引出電圧を昇圧することは、通常電界放出形電子顕微鏡で実施されている。但し、観察時は、引出電圧を一定にして使用しているため引出電流の時間経過による低下がおこっていた。
【0004】従来、一定の引出電圧に対しある比で、初段の加速電極に印加する電圧を設定した後一定にして使用していた。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、引出電流を一定にして電子顕微鏡を使用することを目的としており、引出電流を一定にした状態で、電子銃部の光軸を一定に保つ電界放出形電子顕微鏡を提供することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため、引出電流を一定にするよう引出電圧を可変するのと同時に引出電圧の変化に連動し初段加速電極に印加する電圧を変化させ、静電レンズ作用を一定にし電子銃部の光軸のずれをなくすよう構成したものである。
【0007】
【作用】引出電流を検出し、引出電流を一定とするよう引出電圧を昇圧する。引出電圧を昇圧時、初段の加速電極へ印加する電圧を引出電圧に連動し同時に昇圧するようになるので、多段形電子銃の場合、陰極に印加される加速電圧は一定のままで行える。
【0008】
【実施例】以下、本発明の一実施例を図1により説明する。図1は3段加速方式の電界放出形電子顕微鏡の電子銃及び電源を記述している。
【0009】加速電圧発生電源9で発生した電圧V0 を、電界放出形電子銃の陰極1に印加し、引出電圧発生電源6で発生した電圧V1 を陽極2に印加する。
【0010】初段加速電極3には、初段加速電圧発生電源7により電圧V2 が印加される。陰極1の先端は、鋭くとがっており引出電極2に印加されたV1 電圧により、電子が陰極1の先端から引出される。初段加速電極3に印加されたV2 電圧により引出された電子は、静電レンズ作用を受ける。加速電圧V0 は、初段加速電極3に印加されたV2 電圧と他の加速電極4に等しく分割抵抗10で分割された電圧V3 の総和となっている。電圧V3 は(V0−V2)/2となる。
【0011】また陰極1をフラッシングするためフラッシング電源8が結線されている。
【0012】陰極1,陽極2,初段加速電極3および加速電極4は、真空容器5により高真空に保たれている。フラッシングにより、陰極1先端部を静浄した後加速電圧V0 が印加され、引出電圧V1 が印加される。
【0013】陰極1から引出された電子線はV0 電圧により加速され放出される。放出された電子線は陽極2の小孔を通過し、V2 電圧により静電レンズ作用を受け平行ビームとなる。また陽極2へ流れ込むエミッション電流i1 は、引出電圧発生電源6内に持つ検出回路により検出される。
【0014】通常、電界放出形電子線では、設定された引出電流値になるよう引出電圧V1を昇圧し、数分間引出電流を一定にするよう定電流制御をする。その間V1 は少しずつ昇圧される。その後、V1 電圧を固定し定電圧制御とし、静電レンズ作用をV2 電圧で与えほぼ平行ビームとなるよう一定の比(V2/V1=一定)に設定する。
【0015】V2 電圧が一定の値に設定された後、電子顕微鏡の観察を行う。この場合引出電圧V1 が一定のため、陰極1から引出される電子線量は、陰極1表面へのガス等の付着により低下する。陰極1から引出される電子線量は、陽極2へ流れるエミッション電流i1 と陽極2の小孔を通過する電流i2 の和となる。陰極1から引出される電子線量にエミッション電流i1 は比例するためi1 電流検出をしている。陰極1から引出される電子線量を常に一定にするため、第2図に示すように引出電圧発生電源6で定電流制御を常時行う。この場合V1 電圧は少しずつ上昇するが、V1 電圧の上昇分を高電圧制御手段11で検出し、静電レンズ作用が一定となるよう初段加速電圧発生電源7のV2 電圧をV1 電圧上昇による変化分に対応し同時に上昇するよう高電圧制御手段11で制御する。
【0016】
【発明の効果】本発明によれば、電界放出形電子銃(冷陰極形)のもつ放出電流の経時変化(低下)をなくし、放出電流を一定に保つことが出来るので、電界放出形電子顕微鏡を使った像観察やX線の元素分析に効果大である。
【0017】また、フラッシングによる陰極の清浄のためにV0,V1,V2 電圧を一度落して再度印加する頻度を減らすことが出来る。




 

 


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