JP2006324119A - Electron gun - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、走査型電子顕微鏡、透過型電子鏡およびそれらの応用装置に搭載される電子銃の高性能化に関する。 The present invention relates to enhancement of the performance of electron guns mounted on scanning electron microscopes, transmission electron mirrors, and their application devices.
電子顕微鏡およびその応用装置において、試料に大電流の電子線を照射するためには、電子源から出射する角度の大きな電子まで利用する必要が生じるが、電子源から電子を引き出し、所望のエネルギーの電子線を出射させるための電子銃レンズの収差が大きいと、試料面上に大電流で小さなプローブを形成して、平行性の良い照射電子線を形成することができなくなる。 In order to irradiate a specimen with a large-current electron beam in an electron microscope and its application device, it is necessary to use even electrons with a large angle emitted from the electron source. If the aberration of the electron gun lens for emitting the electron beam is large, it becomes impossible to form a small probe with a large current on the sample surface and form an irradiation electron beam with good parallelism.
通常、高輝度の電子線が得られる電子源としては、電界放出電子を利用する電界放出電子源やショットキー放出電子を利用するショットキー電子源が使用される。これらの電子源を搭載した電子銃レンズとしては、引き出し電極とアノード電極から構成される静電レンズが一般に用いられている。電子源には加速電圧V0が印加され、電子源と対向する引き出し電極の間には引き出し電圧V1が印加されており、引き出し電圧を調整して電子源表面の電界強度を制御することにより、電子源から電界放出あるいはショットキー放出させる電子線の強度を制御することができる。引き出し電極を通過した電子線は通常アース電位に設定されるアノード電極から加速電圧V0に相当するエネルギーで出射される。この引き出し電極とアノード電極は静電レンズを形成して電子線に集束作用を与えるが、加速電圧と引き出し電圧によりこの2枚の電極の印加電圧が定まってしまうため、集束レンズ作用を調整することはできない。 Usually, a field emission electron source using field emission electrons or a Schottky electron source using Schottky emission electrons is used as an electron source from which a high-brightness electron beam can be obtained. As an electron gun lens equipped with these electron sources, an electrostatic lens composed of an extraction electrode and an anode electrode is generally used. An acceleration voltage V0 is applied to the electron source, and an extraction voltage V1 is applied between the extraction electrode facing the electron source. By adjusting the extraction voltage and controlling the electric field strength on the surface of the electron source, the electron It is possible to control the intensity of the electron beam that causes field emission or Schottky emission from the source. The electron beam that has passed through the extraction electrode is emitted from the anode electrode, which is normally set to the ground potential, with energy corresponding to the acceleration voltage V0. This extraction electrode and anode electrode form an electrostatic lens to give the electron beam a converging action. The applied voltage of these two electrodes is determined by the acceleration voltage and the extraction voltage, so the focusing lens action must be adjusted. I can't.
この電子銃レンズで電子線の集束作用を制御するためには、さらに一枚電極を追加することにより実現できるが、一般的には静電レンズの収差は大きく、大電流をとるために電子源側の出射角を大きく取ると、レンズの収差により電子線の輝度が大幅に劣化してしまう。または、レンズ作用を調整するためには、電子銃レンズの後段にコンデンサレンズを配置することで、照射電子線のレンズ作用を調整することができる。しかし、コンデンサレンズに電子線を入射させるためには、静電レンズから平行に近い条件で電子線を出射させなければならず、静電レンズに強いレンズ作用を生じさせてしまう結果、静電レンズの収差が大きくなってしまう。 In order to control the focusing effect of the electron beam with this electron gun lens, it can be realized by adding one more electrode. Generally, however, the electrostatic lens has a large aberration, and an electron source is used to take a large current. If the emission angle on the side is made large, the luminance of the electron beam is greatly deteriorated due to the aberration of the lens. Alternatively, in order to adjust the lens action, the lens action of the irradiated electron beam can be adjusted by arranging a condenser lens after the electron gun lens. However, in order for an electron beam to enter the condenser lens, the electron beam must be emitted from the electrostatic lens under nearly parallel conditions, resulting in a strong lens action on the electrostatic lens. The aberration becomes large.
これらの問題は、電子銃レンズに磁界レンズを重畳して作用させることにより解決する These problems are solved by superimposing a magnetic lens on the electron gun lens.
ことができる。例えば、(特許文献1)には、図6に示すような引き出し電極4を磁極の一部として含む磁界レンズ3と、磁界レンズ3の終端とアノード電極5とで形成される静電レンズ2で所望の加速電圧まで加速する構成が開示されている。また、例えば(特許文献2)には、図7に示すような磁界レンズ3中に引き出し電極4及びアノード電極5を配置する構成が開示されている。
be able to. For example, (Patent Document 1) includes a
試料の損傷や帯電を防ぐために、電子顕微鏡観察では数kV以下の加速電圧が用いられることが多い。(特許文献1)では、引き出し電圧より低い加速電圧については記載されていない。また、磁界レンズと静電レンズとが分離しているので、静電レンズと磁界レンズ間の光軸のずれが問題となる。(特許文献2)では引き出し電圧より低い加速電圧について記載されているが、引き出し電極4とアノード電極5から形成される静電レンズ2の間隔が磁極間隔に比べて小さい構成となっている。このような構成では、引き出し電圧や加速電圧の変化に対して、静電レンズ2のレンズ作用が大きく変化するとともに、どうしても静電レンズ2のレンズ作用が大きな条件で用いる場合が生じてしまうので、電子銃全体の収差が大きくなってしまうという問題が生じていた。
In order to prevent the sample from being damaged or charged, an accelerating voltage of several kV or less is often used in electron microscope observation. (Patent Document 1) does not describe an acceleration voltage lower than the extraction voltage. Further, since the magnetic lens and the electrostatic lens are separated, the optical axis shift between the electrostatic lens and the magnetic lens becomes a problem. (Patent Document 2) describes an acceleration voltage lower than the extraction voltage, but the interval between the
本発明の目的は、以下の方法で達成できる。
まず、電子源近傍に磁界レンズを配置して、磁界レンズを短焦点化するために、下磁極と上磁極との磁極間隔を短くする構成とする。次に、引き出し電極とアノード電極に印加する電圧の変化に対して、静電レンズの作用の変化を小さくするためには、引き出し電極の入り口とアノード電極の終端部との距離を大きくとる必要がある。ここで、磁極と電極を同一の電磁極とすると、磁極間隔も広がってしまい、磁界レンズを短焦点にすることができなくなる。したがって、磁極と電極とはそれぞれ分離した構造として、磁極間隔より電極間隔が大きくなるような構成とすればよい。すなわち、引き出し電圧を印加して出射させた電子線を、引き出し電極とアノード電極の間で所望のエネルギーに加速あるいは減速させる区間内に、磁界レンズで集束させる手段を設ければよい。
The object of the present invention can be achieved by the following method.
First, a magnetic lens is arranged in the vicinity of the electron source, and the magnetic pole interval between the lower magnetic pole and the upper magnetic pole is shortened in order to shorten the magnetic lens. Next, in order to reduce the change in the action of the electrostatic lens with respect to the change in the voltage applied to the extraction electrode and the anode electrode, it is necessary to increase the distance between the entrance of the extraction electrode and the end portion of the anode electrode. is there. Here, if the magnetic pole and the electrode are the same electromagnetic pole, the magnetic pole interval is widened and the magnetic lens cannot be made short-focused. Therefore, a structure in which the magnetic pole and the electrode are separated from each other may be configured such that the electrode interval is larger than the magnetic pole interval. That is, it is only necessary to provide means for focusing the electron beam emitted by applying the extraction voltage with the magnetic lens in a section where the electron beam is accelerated or decelerated to a desired energy between the extraction electrode and the anode electrode.
本発明によれば、静電レンズと磁界レンズ間の光軸のずれがなく、加速電圧、引き出し電圧が大きく変動しても静電レンズのレンズ作用の変化が小さく、磁界レンズでつねに高輝度な電子線を集束して出射させることができる電子源を搭載した電子銃を実現することができる。 According to the present invention, there is no deviation of the optical axis between the electrostatic lens and the magnetic lens, the change in the lens action of the electrostatic lens is small even when the acceleration voltage and the extraction voltage fluctuate greatly, and the magnetic lens always provides high brightness. An electron gun equipped with an electron source capable of focusing and emitting an electron beam can be realized.
以下に、本発明の実施例について、図面を参照して詳細に説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
図1は本実施例の動作を説明するための構成を示したものである。本実施例では、電子源として電界放出電子源1を搭載する。電界放出電子源1は、フランジ16により固定された電圧導入端子17に支持されており、上部から鏡筒内に吊り下げられる構造としている。フランジ16はアラインメント機構15により水平方向に移動可能であり、電界放出電子源1と引き出し電極4との水平方向の位置調整ができる構造としている。電界放出電子源1には加速電圧V0が印加されている。引き出し電極4は絶縁体で構成される円筒形状の支持部9により支持されている。電界放出電子源1と引き出し電極4との間に引き出し電圧V1を印加することによって、電界放出による電子線101が放出される。電界放出電子源1からの放出電流は通常、1−100μAの範囲で調整される。引き出し電極4により加速された電子線101は、アノード電極5を通過後に加速電圧まで達する。ここで、電子線101は磁界レンズ3の上磁極6と下磁極7の間の漏れ磁界により、レンズ作用を受ける。また、電子線101は、引き出し電極4とアノード電極5により形成される静電レンズ2の集束作用を受ける。
FIG. 1 shows a configuration for explaining the operation of this embodiment. In this embodiment, a field
図4に静電レンズの構造の詳細を示す。加速電圧V0を変化させれば、この静電レンズの強さは大きく変化する。引き出し電圧V1が加速電圧V0より小さい場合には静電レンズは加速条件となり、おもに引き出し電極4側でレンズ作用を受ける。一方、引き出し電圧V1が加速電圧V0より大きい場合には減速条件となり、アノード電極5側で強いレンズ作用を受けるので、低加速電圧で用いる場合には特に静電レンズの影響を受けやすい。また、加速電圧V0が一定の条件でも、引き出し電圧V1が変化すれば、この静電レンズ作用は変化する。電界放出電子源1から電界放出させる前には、フラッシングと呼ばれる表面加熱処理により電子源表面を清浄化する必要があるが、このフラッシング処理で電界放出電子源1の先端部の曲率半径が大きくなることにより、フラッシング処理毎に一定の放出電流を得るための引き出し電圧V1は徐々に増加する。通常、電子源の新品時にはフラッシング直後の引き出し電圧V1は3kV前後であるが、使用を重ねていくとフラッシング直後の引き出し電圧V1が6kV以上まで増加する。
FIG. 4 shows details of the structure of the electrostatic lens. If the acceleration voltage V0 is changed, the strength of the electrostatic lens changes greatly. When the extraction voltage V1 is smaller than the acceleration voltage V0, the electrostatic lens is in an acceleration condition and mainly receives the lens action on the
また、フラッシング処理直後は電子源表面は清浄であり表面の仕事関数が小さくなっているが、表面吸着分子により表面の仕事関数は徐々に増加し、電界放出電流が低下していく。したがって、使用中に減少してしまった放出電流を増加させるためには、引き出し電圧V1をフラッシング直後から例えば1kV以上増加させる調整を行う必要がある。本実施例で用いる静電レンズの機能としては、電子線101を電界放出電子源1から引き出し、所望の加速電圧V0を与えることで、静電レンズの集束作用はできるだけ小さいほうが、レンズ収差が小さく、引き出し電圧V1、加速電圧V0の変化に対するレンズ作用の変化の影響も少ない。
Immediately after the flushing process, the surface of the electron source is clean and the work function of the surface is small, but the work function of the surface gradually increases due to surface adsorbed molecules, and the field emission current decreases. Therefore, in order to increase the emission current that has decreased during use, it is necessary to adjust the extraction voltage V1 to be increased by, for example, 1 kV or more immediately after flushing. As a function of the electrostatic lens used in this embodiment, the electron beam 101 is drawn from the field
例えば、静電レンズの引き出し電極は引き出し電極入り口部21が直径D1、引き出し電極出口が直径D2(D2>D1)のすり鉢形状をしており、アノード電極はアノード電極入り口が直径D3、引アノード電極終端部が直径D4(D3>D4)のすり鉢形状をしている。引き出し電極入り口部21の直径は1mm程度であり、電極入り口部21の光軸近傍の電位はほぼ引き出し電圧に等しい。アノード電極の終端部22には直径1mm程度の電極孔あるいは固定絞り23が配置されており、電極終端部22の光軸近傍の電位はほぼアノード電圧に等しい。与えられた引き出し電圧V1および加速電圧V0に対して、引き出し電極入り口部21とアノード電極終端部22の間の距離Lが大きいほど、電極間の電界強度が減少することにより、静電レンズの集束レンズ作用は小さくなる。ここで、すり鉢形状の頂角θ1およびθ2が108°の形状に加工されていれば球面収差が小さくなる条件もあるが、主に減速条件で用いるか、加速条件で用いるかによって、頂角の最適条件は異なる結果となる。そこで、電子線を所望のエネルギーに加速あるいは減速させる区間、ここでは引き出し電極入り口部21とアース電極終端部22との間隔を例えば20mm以上大きくとる構成とした。
For example, the lead-out electrode of the electrostatic lens has a mortar shape in which the lead-out
図5に磁界レンズ3の構造の詳細を示す。磁界レンズの特性は、上磁極6と下磁極7との間隔SM、上磁極の内径DM1および下磁極の内径DM2の和
SD=SM+DM1+DM2でほぼ決定される。焦点距離を短くするほど、色収差、球面収差は小さくなり、磁界レンズの励磁を強くすると、磁界レンズの焦点距離はSDの1/4程度まで短くすることができる。また、同一の焦点距離の条件では、強励磁条件で動作させるほうが球面収差が小さくなる。本実施例では、磁界レンズ3を鏡筒の外側に配置する構成としたので、DM1とDM2は大きくなる。したがって、磁界レンズ3の焦点距離を短くするために、上磁極6と下磁極7との間隔SMは例えば10mm以下に短くとり、さらに磁界レンズのレンズ主面位置を電界放出電子源1側に近づけるために上磁極の下端部を電子源とほぼ同じ高さとする構成とした。
FIG. 5 shows details of the structure of the
上述のように、引き出し電圧、加速電圧が変化しても静電レンズのレンズ作用が小さく、主に磁界レンズで集束作用を制御することを可能とするためには、静電レンズの引き出し電極入り口部21とアノード電極終端部22の間の距離Lを20mm以上の長さに取り、磁界レンズの上磁極6と下磁極7の間隔SMを10mm以下にすればよい。一般には、磁界レンズ3の下磁極7の上端部24が静電レンズ2のアノード終端部22より電子源1側に配置する構成とすればよい。
As described above, the lens action of the electrostatic lens is small even when the extraction voltage and the acceleration voltage change, and in order to be able to control the focusing action mainly by the magnetic field lens, The distance L between the
電子源1近傍は、支持部9、引き出し電極4により静電レンズ2と隔てられており、イオンポンプなどの真空ポンプ11によりほぼ独立に差動排気される。静電レンズ2のアノード電極5外側に、静電レンズ作用に影響を及ぼさない範囲で複数の排気孔12を設けることにより、静電レンズ内は真空ポンプ13を用いて真空排気される。焼き出し時には、鏡筒全体を200℃以上で焼き出しするとともに、引き出し電極部分を内部ヒータ14で400℃程度まで長時間加熱処理することにより、電子源1近傍は電子顕微鏡動作時でマイナス8乗パスカル程度の真空度に保たれている。磁気レンズ3のコイル部15の被覆材はポリイミドあるいはポリアミドイミドにより構成されており、200℃以上の温度で取り外さないで焼き出しが可能な構造である。
上記の構成とすることにより、加速電圧、引き出し電圧が大きく変動しても静電レンズのレンズ作用が小さく、鏡筒の外側に配置した磁界レンズで電子線の集束を制御することが可能となり、つねに高輝度な電子線を出射させることができる電子銃を実現することができる。
The vicinity of the
With the above configuration, the lens action of the electrostatic lens is small even when the acceleration voltage and the extraction voltage fluctuate greatly, and it becomes possible to control the focusing of the electron beam with a magnetic lens arranged outside the lens barrel. An electron gun capable of always emitting a high-intensity electron beam can be realized.
図2は本実施例の動作を説明するための構成を示したものである。本実施例では、電子源として電界放出電子源1を搭載する。電界放出電子源1は、フランジ16により固定された電圧導入端子17に支持されており、上部から鏡筒内に吊り下げられる構造となっている。電界放出電子源1と引き出し電極4との間の距離は例えば2mmから5mmの間に設定される。磁界レンズ3の上磁極は電子源に近づけたほうが望ましいが、電子源近傍の例えば支持部にコバールなどの磁性体を配置した場合には磁界の乱れを生じてしまうので、電子源まで磁界が漏れるのを軽減させたほうが望ましい。そのためには上磁極6の内径を小さくして電子源側の磁界の漏れを少なくする構造とした。磁界レンズ3の上磁極6の内径DM1は例えば15mm以下にした。上磁極6と下磁極7の間隔を10mm以下とし、下磁極7の内径DM2を20mm以上に大きくすることで、焦点距離約10mmの短焦点で強励磁の条件で動作させて、物面側の色収差係数、球面収差係数が10mm以下となるような条件が得られている。上磁極6の内径を小さくするためには上磁極6は鏡筒内に配置させる。上磁極6は鏡筒外の外磁路19とは数mmの間隔があり磁気抵抗を生じるが、磁束の量に変化を与えるものではない。
FIG. 2 shows a configuration for explaining the operation of this embodiment. In this embodiment, a field
また、上磁極6は絶縁碍子9を介してスペーサ10に支持されており、上磁極6の内側には引き出し電極4が固定されている。上磁極6の一部としては作用しないよう引き出し電極4は非磁性体の導電性部材を一部もしくは全部に含む構成としている。このような構成とすることで引き出し電極4と上磁極6の機能を分離させることができ、静電レンズ及び磁界レンズの動作を独立に最適化することができる。すなわち、引き出し電極4の入り口部21とアノード電極5の終端部22の間の距離でおおむね定まる静電レンズのレンズ作用を、前述した磁極の形状の最適化とは独立に調整することができる。また、引き出し電極の開口部の直径を例えば1mmから2mmまでの範囲に設定することにより、電界放出電子源1から放出された電子線の出射角をあらかじめ制限するとともに、開口部を小さくすることで静電レンズより電子源側の空間をほぼ独立に真空排気することができるので、電子源近傍を超高真空に維持することができる。引き出し電極4及び上磁極6には、電圧導入端子20を通じて引き出し電圧V1が印加されている。磁界レンズ3の下磁極7は、外磁路19に固定されており、外磁路19は鏡筒と同電位のアース電位である。
The upper
外磁路19は上下に分割されており、コイル8の交換が可能な構造としている。外磁路19の間のスペーサ10の上下には真空シールが施されており、大気中のコイル8と真空内とを分離している。スペーサ10に対して、上磁極6と下磁極7の中心軸は、ある許容値、たとえば10ミクロン以下の機械的精度で設計されている。静電レンズ2は非磁性体の導電性部材を一部もしくは全部に含む引き出し電極4及びアノード電極5から構成される。引き出し電極4の上面とアノード電極5の底面の間の距離が長くなるほど静電レンズ作用が小さくなるので、アノード電極5の終端部22は磁界レンズ3の下磁極の上端部24より試料側に配置されており、アノード電極5の上端部24は下磁極7の上端部とほぼ同じ高さで固定されており電気的にも接触している。
The outer
上記の構成とすることにより、静電レンズと磁界レンズ間の光軸のずれがなく、加速電圧、引き出し電圧が大きく変動しても静電レンズのレンズ作用の変化が小さく、磁界レンズでつねに高輝度な電子線を集束して出射させることができる電界放出電子源を搭載した電子銃を実現することができる。 With the above configuration, there is no deviation of the optical axis between the electrostatic lens and the magnetic lens, and even if the acceleration voltage and the extraction voltage fluctuate greatly, the change in the lens action of the electrostatic lens is small. An electron gun equipped with a field emission electron source that can focus and emit a bright electron beam can be realized.
図3は、本実施例の動作を説明するための構成を示したものである。電子源としては、ショットキー電子源31を搭載する。ショットキー電子源31とサプレッサ電極32、引き出し電極4はそれぞれの中心軸が、ある許容値、例えば20ミクロン以下の機械的精度を維持して、フランジ16に固定された電圧導入端子17に支持されており、上部から鏡筒内に吊り下げられる構造となっている。ショットキー電子源31は約1800Kの温度に加熱されており、サプレッサ電極32はショットキー電子源31の先端から数百μm後退した位置に配置され、ショットキー電子源31に対してマイナス数百Vの電位に設定されており、ショットキー電子と同時に放出される熱電子を電子源側に戻す機能を持っている。電界放出電子源では電子源と引き出し電極4との距離が数mm以上離れているため、電子源と引き出し電極4とを互いに独立にして調整したほうが光軸調整に有利であるが、ショットキー電子源31を搭載した電子銃では、ショットキー電子源31とサプレッサ32及び引き出し電極4が1mm以下の距離を隔てて配置されているため、あらかじめ数10μm以下の機械精度で互いの位置を固定した構造としている。
FIG. 3 shows a configuration for explaining the operation of this embodiment. A
この電圧導入端子17はフランジに16に固定されており、フランジ16はアラインメント機構15により水平方向に移動可能であり、鏡筒側に固定された磁界レンズ3との光軸を調整可能である。上磁極6の内径を小さくするために上磁極6は鏡筒内に配置させる。上磁極6と鏡筒外の外磁路とは数mmの間隔があり磁気抵抗を生じるが、磁束の量に変化を与えるものではない。鏡体内の上磁極6の電位は鏡体と同電位か、引き出し電極4と同電位かのいずれかに設定されるが、鏡筒に固定された上磁極に対して、アラインメント機構15により引き出し電極が水平方向に移動可能であり、引き出し電極位置により上磁極6と引き出し電極4が近接した条件となる場合もあるので、上磁極は引き出し電極と同電位にするほうが望ましい。上磁極6を引き出し電極4と同電位に設定するためには、電圧導入端子により上磁極6に独立に電位を与える構造として引き出し電圧を設定するか、上磁極6に引き出し電極4をばね33状の物質を介して接触させることによって、上磁極6に引き出し電極4の電位を設定することができる。
The
磁界レンズ3の下磁極7は、外磁路19に固定されており、外磁路19は鏡筒と同電位のアース電位である。外磁路19は上下に分割されており、コイル8の交換が可能な構造としている。外磁路19の間のスペーサ10の上下には真空シールが施されており、大気中のコイル8と真空内とを分離している。スペーサ10に対して、上磁極6と下磁極7の中心軸は、ある許容値、たとえば10ミクロン以下の機械的精度で設計されている。静電レンズ2は引き出し電極4とアノード電極5から構成される。引き出し電極4の入り口部21とアノード電極5の終端部22の間の距離が長くなるほど静電レンズ作用が小さくなるので、このアノード電極5の終端部22は磁界レンズ3の下磁極の上端部24より試料側に配置されており、アノード電極5の上端部24は下磁極7の上端部とほぼ同じ高さで固定されており電気的にも接触している。アノード電極5は鏡筒に固定されているのに対して、引き出し電極4はアラインメント機構15により、水平方向に移動可能である。アノード電極5と引き出し電極4の間の距離を大きくとることによって、静電レンズ作用が著しく小さくなるので、静電レンズの軸ずれによる分解能劣化の度合いも無視できる程度になる。
The lower
上記の構成とすることにより、静電レンズと磁界レンズ間の光軸のずれがなく、加速電圧、引き出し電圧が大きく変動しても静電レンズのレンズ作用の変化が小さく、磁界レンズでつねに高輝度な電子線を集束して出射させることができるショットキー電子源を搭載した電子銃を実現することができる。 With the above configuration, there is no deviation of the optical axis between the electrostatic lens and the magnetic lens, and even if the acceleration voltage and the extraction voltage fluctuate greatly, the change in the lens action of the electrostatic lens is small. An electron gun equipped with a Schottky electron source capable of focusing and emitting a bright electron beam can be realized.
また、本発明による電子銃を検査装置等の電子線応用装置に用いることにより、
加速電圧、引き出し電圧が大きく変動しても静電レンズのレンズ作用の変化が小さく、磁界レンズでつねに高輝度な電子線を集束して出射させることが可能となり、分解能向上に寄与する。
In addition, by using the electron gun according to the present invention in an electron beam application apparatus such as an inspection apparatus,
Even if the acceleration voltage and the extraction voltage fluctuate greatly, the change in the lens action of the electrostatic lens is small, and a magnetic lens can always focus and emit a high-brightness electron beam, which contributes to improvement in resolution.
なお、上記実施例1から実施例3ではアノード電位をアース電位として説明したが、アノード電圧がアース電位でない条件においても、上記発明の目的を逸脱することなく実現することができる。 Although the anode potential is described as the ground potential in the first to third embodiments, the present invention can be realized without departing from the object of the present invention even under a condition where the anode voltage is not the ground potential.
1:電界放出電子源、2:静電レンズ、3:磁界レンズ、4:引き出し電極、5:アノード電極、6:上磁極、7:下磁極、8:コイル、9:支持部、10:スペーサ、11:真空ポンプ、12:排気孔、13:真空ポンプ、14:内部ヒータ、15:アラインメント機構、16:フランジ、17:電圧導入端子、18:ベローズ、19:外磁路、20:電圧導入端子、21:引き出し電極入り口、22:アノード電極終端部、23:固定絞り、24:下磁極の上端部、31:ショットキー電子源、32:サプレッサ、33:ばね、101:電子線、102:光軸。 1: field emission electron source, 2: electrostatic lens, 3: magnetic lens, 4: extraction electrode, 5: anode electrode, 6: upper magnetic pole, 7: lower magnetic pole, 8: coil, 9: support, 10: spacer 11: vacuum pump, 12: exhaust hole, 13: vacuum pump, 14: internal heater, 15: alignment mechanism, 16: flange, 17: voltage introduction terminal, 18: bellows, 19: external magnetic circuit, 20: voltage introduction Terminal: 21: Entrance of lead electrode, 22: Terminal end of anode electrode, 23: Fixed aperture, 24: Upper end of lower magnetic pole, 31: Schottky electron source, 32: Suppressor, 33: Spring, 101: Electron beam, 102: optical axis.
Claims (5)
前記引き出し電極及び前記アノード電極は非磁性の導電性部材を含み、前記磁界レンズの磁極を前記アノード電極の終端部より前記電子源側に配置することを特徴とする電子銃。 An electrostatic lens including an electron source, an extraction electrode that extracts an electron beam from the electron source, and an anode electrode that sets the electron beam to a desired acceleration voltage, and a magnetic lens that focuses the electron beam in the vicinity of the electron source In an electron gun with
The extraction gun and the anode electrode include a nonmagnetic conductive member, and the magnetic pole of the magnetic lens is disposed closer to the electron source than the terminal end of the anode electrode.
前記電子源から電子線を引き出す引き出し電極と前記電子線を所望の加速電圧に設定するアノード電極とを含む静電レンズと、
前記電子源の近傍に前記電子線を集束させる磁界レンズを備えた電子銃において、前記電子線を前記アノード電極で所望の加速電圧に設定するまでの加速あるいは減速区間内で前記電子線を集束させることを特徴とする電子銃。 An electron source,
An electrostatic lens including an extraction electrode that extracts an electron beam from the electron source and an anode electrode that sets the electron beam to a desired acceleration voltage;
In an electron gun including a magnetic lens for focusing the electron beam in the vicinity of the electron source, the electron beam is focused in an acceleration or deceleration period until the electron beam is set to a desired acceleration voltage by the anode electrode. An electron gun characterized by that.
前記電子源から電子線を引き出す引き出し電極と前記電子線を所望の加速電圧に設定するアノード電極とを含む静電レンズと、
前記電子源の近傍に前記電子線を集束させる磁界レンズを備えた電子銃において、
前記引き出し電極と前記アノード電極との間に前記磁界レンズを備えることを特徴とする電子銃。 An electron source,
An electrostatic lens including an extraction electrode that extracts an electron beam from the electron source and an anode electrode that sets the electron beam to a desired acceleration voltage;
In an electron gun provided with a magnetic lens for focusing the electron beam in the vicinity of the electron source,
An electron gun comprising the magnetic lens between the extraction electrode and the anode electrode.
前記磁界レンズは第一の磁極と第二の磁極を備え、
前記第一と第二の磁極間の距離は前記引き出し電極の入り口部とアノード電極の終端部間の距離よりも小さいことを特徴とする電子銃。 The electron gun according to claim 3,
The magnetic lens includes a first magnetic pole and a second magnetic pole,
The distance between said 1st and 2nd magnetic pole is smaller than the distance between the entrance part of said extraction electrode, and the terminal part of an anode electrode, The electron gun characterized by the above-mentioned.
前記電子源は電界放出型電子源あるいはショットキー型電子源であることを特徴とする電子銃。 The electron gun according to any one of claims 1 to 3,
The electron gun is a field emission electron source or a Schottky electron source.
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