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公開番号2025072061
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-05-09
出願番号2023182564
出願日2023-10-24
発明の名称荷電粒子銃および荷電粒子線装置
出願人日本電子株式会社
代理人個人,個人,個人
主分類H01J 37/06 20060101AFI20250430BHJP(基本的電気素子)
要約【課題】1つのパルスに含まれる荷電粒子の数を多くできる荷電粒子銃を提供する。
【解決手段】荷電粒子線を放出する荷電粒子銃であって、エミッタ10と、エミッタ10から荷電粒子線を引き出す引出電極12と、一端が引出電極12に接続されたコンデンサ50と、抵抗52を介してコンデンサ50の一端に第1電圧を供給するオフセット電源60と、第2電圧を出力するパルス電源40と、基準パルス信号に基づいて、コンデンサ50の他端に第2電圧を供給するか基準電位を供給するかを切り替えるスイッチ回路30と、を含む。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
荷電粒子線を放出する荷電粒子銃であって、
エミッタと、
前記エミッタから荷電粒子線を引き出す引出電極と、
一端が前記引出電極に接続されたコンデンサと、
抵抗を介して前記コンデンサの前記一端に第１電圧を供給する第１電源と、
第２電圧を出力する第２電源と、
基準パルス信号に基づいて、前記コンデンサの他端に前記第２電圧を供給するか基準電位を供給するかを切り替えるスイッチ回路と、
を含む、荷電粒子銃。
続きを表示（約 870 文字）【請求項２】
請求項１において、
前記荷電粒子線のブランキングを行うブランカーを含み、
前記ブランカーは、前記基準パルス信号に同期したブランキング信号に応じて、前記荷電粒子線のブランキングを行う、荷電粒子銃。
【請求項３】
請求項２において、
前記ブランキング信号を生成するブランキング信号生成回路を含み、
前記スイッチ回路は、前記基準パルス信号が第１論理レベルの期間に前記第２電圧を供給し、前記基準パルス信号が第２論理レベルの期間に前記基準電位を供給し、
前記ブランカーは、前記ブランキング信号が第３論理レベルの期間に前記荷電粒子線をブランキングし、前記ブランキング信号が第４論理レベルの期間に前記荷電粒子線をブランキングせず、
前記ブランキング信号生成回路は、前記基準パルス信号の論理レベルが前記第２論理レベルから前記第１論理レベルに切り替わってから所定時間経過後に、前記ブランキング信号を前記第３論理レベルから前記第４論理レベルに切り替えて前記第４論理レベルを一定期間維持する、荷電粒子銃。
【請求項４】
請求項３において、
前記ブランキング信号生成回路は、前記所定時間および前記一定期間の少なくとも一方をユーザーによって指定された時間に設定する、荷電粒子銃。
【請求項５】
請求項１において、
前記スイッチ回路が、前記基準パルス信号に基づいて、前記コンデンサの他端に前記第２電圧を供給するか前記基準電位を供給するかを切り替えることによって、前記エミッタから放出される荷電粒子線のエミッション電流をパルス状に変化させる、荷電粒子銃。
【請求項６】
請求項１において、
前記第１電圧は、前記エミッタから荷電粒子線を放出させるために必要な電圧よりも低い電圧値に設定されている、荷電粒子銃。
【請求項７】
請求項１ないし６のいずれか１項に記載された荷電粒子銃を含む荷電粒子線装置。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、荷電粒子銃および荷電粒子線装置に関する。
続きを表示（約 1,700 文字）【背景技術】
【０００２】
走査電子顕微鏡や透過電子顕微鏡などの電子顕微鏡などに用いられる電子源として、特許文献１には、パルス状の電子線を照射できるパルス電子源が開示されている。
【０００３】
パルス電子源を実現する方法として、電子銃から放出される電子線をブランカーを用いて高速にブランキングして電子線をパルス状にする方法がある。この方法では、輝度の高いショットキー型電子銃や冷陰極電界放出型電子銃を使用することで、輝度の高いパルス電子源が得られる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
特開２０００－２０８０８０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上述したブランカーを用いて電子線をパルス状に放出する方法では、１つのパルスに含まれる電子の数が少ない。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明に係る荷電粒子銃の一態様は、
荷電粒子線を放出する荷電粒子銃であって、
エミッタと、
前記エミッタから荷電粒子線を引き出す引出電極と、
一端が前記引出電極に接続されたコンデンサと、
抵抗を介して前記コンデンサの前記一端に第１電圧を供給する第１電源と、
第２電圧を出力する第２電源と、
基準パルス信号に基づいて、前記コンデンサの他端に前記第２電圧を供給するか基準電位を供給するかを切り替えるスイッチ回路と、
を含む。
【０００７】
このような荷電粒子銃では、コンデンサの一端に第１電圧が供給され、コンデンサの他端に基準電位が供給されることによってコンデンサに第１電圧と基準電位の差に応じた電荷が蓄積された状態から、基準パルス信号に基づいてコンデンサの他端を基準電位から第２電圧に切り替えることによって、引出電極に印加される電圧をパルス状に変化させることができる。これにより、エミッション電流をパルス状に変化させることができ、１つのパルスに含まれる荷電粒子の数を増やすことができる。
【０００８】
本発明に係る荷電粒子装置の一態様は、上記荷電粒子銃を含む。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
第１実施形態に係る電子銃の構成を示す図。
第１実施形態に係る電子銃から放出される電子線のエミッション電流ＥＣを示すグラフ。
第１実施形態に係る電子銃から放出される電子線のエミッション電流ＥＣを示すグラフ。
パルス放出モードにおける、基準パルス信号ＳＡｐ、反転信号ＳＢ、電圧信号ＳＣ、エミッション電流ＥＣ０、ブランキング信号ＳＤ、およびエミッション電流ＥＣを示すグラフ。
連続放出モードにおける、基準連続信号ＳＡｃ、反転信号ＳＢ、電圧信号ＳＣ、エミッション電流ＥＣ０、およびエミッション電流ＥＣを示すグラフ
電子線をパルス状に放出する方法の比較例を示す図。
第２実施形態に係る電子銃の構成を示す図。
第２実施形態に係る電子線のエミッション電流ＥＣを示すグラフ。
パルス放出モードにおける、基準パルス信号ＳＡｐ、反転信号ＳＢ、電圧信号ＳＣ、エミッション電流ＥＣ０、およびエミッション電流ＥＣを示すグラフ。
パルス放出モードの変形例における、基準パルス信号ＳＡｐ、反転信号ＳＢ、電圧信号ＳＣ、エミッション電流ＥＣ０、およびエミッション電流ＥＣを示すグラフ。
第３実施形態に係る電子顕微鏡の構成を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明の好適な実施形態について図面を用いて詳細に説明する。なお、以下に説明する実施形態は、特許請求の範囲に記載された本発明の内容を不当に限定するものではない。また、以下で説明される構成の全てが本発明の必須構成要件であるとは限らない。
（【００１１】以降は省略されています）

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