(57)【要約】【課題】電子銃からの電子線を安定して供給すること、すなわち電子線の強度の変動を抑制することを目的とする。【解決手段】電子源と、前記電子源から電子を引き出すための電圧が印加される引出電極と、前記電子源から引き出された電子を加速するための電圧が印加される加速電極とを有する電子銃を備える荷電粒子線装置であって、前記引出電極を加熱する第一加熱部と、前記加速電極を加熱する第二加熱部と、をさらに備えることを特徴とする。【選択図】図１
2020047407.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電子源と、前記電子源から電子を引き出すための電圧が印加される引出電極と、前記電子源から引き出された電子を加速するための電圧が印加される加速電極とを有する電子銃を備える荷電粒子線装置であって、
前記引出電極を加熱する第一加熱部と、
前記加速電極を加熱する第二加熱部と、をさらに備えることを特徴とする荷電粒子線装置。
【請求項２】
請求項１に記載の荷電粒子線装置であって、
前記電子源と前記引出電極と前記加速電極を収容する筒体と前記加速電極との間に設けられ、前記加速電極から前記筒体への伝熱を抑制する断熱部をさらに備えることを特徴とする荷電粒子線装置。
【請求項３】
請求項２に記載の荷電粒子線装置であって、
前記断熱部は、チタン合金であることを特徴とする荷電粒子線装置。
【請求項４】
請求項３に記載の荷電粒子線装置であって、
前記チタン合金は、Ｔｉ−６Ａｌ−４Ｖであることを特徴とする荷電粒子線装置。
【請求項５】
請求項１に記載の荷電粒子線装置であって、
前記加速電極は、前記電子源の側に配置され円環形状を有する第一円環部と、加速された電子が照射される試料の側に配置され円環形状を有する第二円環部と、前記第一円環部と前記第二円環部との間に配置され円筒形状を有する円筒部を有し、
前記第一円環部が有する開口の大きさは、前記第二円環部が有する開口の大きさ以上であり、前記円筒部の内径よりも小さいことを特徴とする荷電粒子線装置。
【請求項６】
請求項５に記載の荷電粒子線装置であって、
前記円筒部の軸方向の長さを前記第一円環部が有する開口の大きさで除した値が１以上であることを特徴とする荷電粒子線装置。
【請求項７】
請求項５に記載の荷電粒子線装置であって、
前記第二円環部が有する開口の周りに、内側が高い傾斜面が形成されることを特徴とする荷電粒子線装置。
【請求項８】
請求項５に記載の荷電粒子線装置であって、
前記第一円環部の外径が、前記円筒部または前記第二円環部の外径よりも大きく、
前記電子源と前記引出電極と前記加速電極を収容する筒体と前記第二円環部との間に設けられ、前記加速電極から前記筒体への伝熱を抑制する断熱部をさらに備えることを特徴とする荷電粒子線装置。
【請求項９】
請求項８に記載の荷電粒子線装置であって、
前記断熱部は真空シールを含むことを特徴とする荷電粒子線装置。
【請求項１０】
請求項５に記載の荷電粒子線装置であって、
前記加速電極の内部に、ＮＥＧポンプが配置されることを特徴とする荷電粒子線装置。
【請求項１１】
請求項１０に記載の荷電粒子線装置であって、
前記円筒部の側面に拡散口が設けられることを特徴とする荷電粒子線装置。
【請求項１２】
請求項５に記載の荷電粒子線装置であって、
前記円筒部の外周に、ヒータが配置されることを特徴とする荷電粒子線装置。
【請求項１３】
請求項１に記載の荷電粒子線装置であって、
前記引出電極と前記加速電極とが対向し合う面に黒体被覆が形成されることを特徴とする荷電粒子線装置。
【請求項１４】
請求項１に記載の荷電粒子線装置であって、
前記引出電極の側面に排気口が設けられ、
前記第一加熱部は前記排気口を避けるように設けられることを特徴とする荷電粒子線装置。
【請求項１５】
請求項１に記載の荷電粒子線装置であって、
前記引出電極を覆うように配置され、仮想光源の位置を制御するための電圧が印加される制御電極をさらに備え、
前記第一加熱部は前記制御電極を加熱することによって前記引出電極を加熱することを特徴とする荷電粒子線装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は荷電粒子線装置に係り、特に試料に照射される電子線を供給する電子銃に関する。
【背景技術】
【０００２】
荷電粒子線装置は、電子線のような荷電粒子線を試料に照射し、試料から放出される透過電子や二次電子、反射電子、Ｘ線などを検出することにより、試料を観察するための画像を生成する装置である。生成される画像の画質は試料に照射される電子線に依存し、空間分解能が高く明瞭で明るい画像を高速かつ再現性良く得るには、高輝度の電子線を安定して供給できる電子銃が求められる。そのような電子銃として、冷陰極電界放出電子銃（Ｃｏｌｄ  Ｆｉｅｌｄ  Ｅｍｉｓｓｉｏｎ  Ｅｌｅｃｔｒｏｎ  Ｇｕｎ：以下、ＣＦＥ電子銃）やショットキー電子銃（Ｓｃｈｏｔｔｋｙ  Ｅｍｉｓｓｉｏｎ  Ｅｌｅｃｔｒｏｎ  Ｇｕｎ：以下、ＳＥ電子銃）がある。加熱して用いるＳＥ電子銃に対し、ＣＦＥ電子銃は室温で用いられるものの、電子線を安定して供給するために陰極の周辺を１０−９Ｐａ以下の極高真空に維持する必要がある。なお、真空度が高いとは真空室内の気圧の値が小さいことを意味する。
【０００３】
特許文献１には、電子線の照射中でも陰極周辺を極高真空に維持するために、陰極から電子を引き出すための電圧が印加される引出電極をヒータにより加熱するとともに、陰極を含むチャンバーとヒータを含むチャンバーとを独立して真空排気することが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開昭５５−１０６２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら特許文献１では、引出電極やヒータから放出されるガスに着目しているものの、電子源である陰極から引き出された電子を加速するための電圧が印加される加速電極から放出されるガスやイオン、電子について言及されていない。加速電極から放出されるガスやイオン、電子は電子源周辺の真空度を低下させ、電子銃から供給される電子線の強度を変動させ、安定した電子線の供給の妨げとなる。
【０００６】
そこで本発明は、電子銃からの電子線を安定して供給すること、すなわち電子線の強度の変動を抑制することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために本発明は、電子源と、前記電子源から電子を引き出すための電圧が印加される引出電極と、前記電子源から引き出された電子を加速するための電圧が印加される加速電極とを有する電子銃を備える荷電粒子線装置であって、前記引出電極を加熱する第一加熱部と、前記加速電極を加熱する第二加熱部と、をさらに備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、電子銃からの電子線を安定して供給すること、すなわち電子線の強度の変動を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】実施例１に係る荷電粒子線装置の一例である走査電子顕微鏡の概略図である。
【図２】実施例１の加速電極の周辺の構成を示す概略図である。
【図３】実施例１のベーキングプロセスを説明する図である。
【図４】実施例２の加速電極の周辺の構成を示す概略図である。
【図５】実施例２の加速電極のアスペクト比と反射電子の関係を説明する図である。
【図６】実施例２の加速電極の変形例を示す概略図である。
【図７】実施例３の加速電極の周辺の構成を示す概略図である。
【図８】実施例４の加速電極の周辺の構成を示す概略図である。
【図９】実施例５の加速電極の周辺の構成を示す概略図である。
【図１０】実施例６の加速電極の周辺の構成を示す概略図である。
【図１１】実施例６のベーキングプロセスを説明する図である。
【図１２】実施例７の加速電極の周辺の構成を示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、図面を参照して、本発明の荷電粒子線装置の実施例について説明する。荷電粒子線装置は、荷電粒子線を試料に照射し、試料から放出される二次粒子を検出することにより、試料を観察するための画像を生成する装置である。例えば、電子線を試料に照射することにより試料の画像を生成する走査電子顕微鏡および透過電子顕微鏡などの様々な装置がある。以下では、荷電粒子線装置の一例として、走査電子顕微鏡について説明する。
【実施例１】
【００１１】
図１を用いて本実施例の走査電子顕微鏡の全体構成について説明する。走査電子顕微鏡は、電子線を試料に照射し、試料から放出される二次電子や反射電子等を検出することにより試料を観察する装置である。観察用の画像は、集束させた電子線で試料を走査することにより、電子線が照射された位置と二次電子等の検出量とが関連付けられて生成される。走査電子顕微鏡は、筒体１２５と試料室１１３を備え、筒体１２５の中は第一真空室１１９と第二真空室１２６、第三真空室１２７に分けられる。以下、各室について説明する。
【００１２】
第一真空室１１９は、イオンポンプ１２０と非蒸発ゲッター（Ｎｏｎ−Ｅｖａｐｏｒａｂｌｅ  Ｇｅｔｔｅｒ：  ＮＥＧ）ポンプ１１８によって真空排気され、１０−８Ｐａ台以下、より好的には１０−９Ｐａから１０−１０Ｐａ台の極高真空にされる。第一真空室１１９の外部にはアウターヒータ１０７が備えられ、第一真空室１１９の内部には電子銃が収容される。電子銃は、試料１１２に照射される電子線１１５を供給し、電子源１０４と引出電極１０２と加速電極１０１とを有する。以下、電子銃の各部について説明する。
【００１３】
電子源１０４は、例えばナノメートルオーダに先鋭化されたタングステンの単結晶であり、先端に電界を集中させることにより電子が引き出される。電子源１０４はフィラメント１０６に接続され、フィラメント１０６はホルダ１３０に支持される。なお、電子源１０４とフィラメント１０６とホルダ１３０は同電位である。ホルダ１３０は、碍子１１６を介して筒体１２５に取り付けられ、接地電位である筒体１２５とは碍子１１６により電気的に絶縁される。
【００１４】
引出電極１０２は、電子源１０４を覆うようなカップ形状を有し、電子源１０４と対向する面の中央に直径０．１ｍｍから１０ｍｍ程度の開口１２３を有する。引出電極１０２と電子源１０４との間には電圧が印加されるので、電子源１０４と同電位であるホルダ１３０と引出電極１０２は碍子１１７により電気的に絶縁される。引出電極１０２の側面には、開口１２３よりも十分に大きな排気コンダクタンスを有する排気口１０５が設けられ、排気口１０５からの真空排気により電子源１０４周辺が高い真空度に維持される。また引出電極１０２の周囲にはヒータ１０３が、排気口１０５を避けるように設けられる。
【００１５】
加速電極１０１は、直径０．１ｍｍから１０ｍｍ程度の開口１２４を中央に有する金属円環であり、引出電極１０２の下方に配置され、第一真空室１１９と第二真空室１２６を隔てる。加速電極１０１の構成については図２を用いて後述する。
【００１６】
第二真空室１２６はイオンポンプ１２１によって真空排気される。第二真空室１２６は、加速電極１０１の開口１２４を介して第一真空室１１９につながっており、差動排気される第一真空室１１９との圧力差は１００倍程度である。第二真空室１２６にはコンデンサレンズ１１０が配置される。コンデンサレンズ１１０は、必要に応じて二つ以上配置されても良い。またコンデンサレンズ１１０は第二真空室１２６と第三真空室１２７を隔てる。
【００１７】
第三真空室１２７はイオンポンプ１２２によって真空排気される。第三真空室１２７は、コンデンサレンズ１１０を介してつながっている第二真空室１２６と差動排気される。第三真空室１２７には検出器１１４が配置される。
【００１８】
試料室１１３はターボ分子ポンプ１０９によって真空排気される。試料室１１３には試料１１２と対物レンズ１１１が配置され、対物レンズ１１１は第三真空室１２７と試料室１１３を隔てる。試料室１１３は、対物レンズ１１１を介してつながっている第三真空室１２７と差動排気される。
【００１９】
次に電子源１０４から電子が引き出されてから観察用の画像が生成されるまでのプロセスを説明する。電子源１０４と引出電極１０２との間に１ｋＶから６ｋＶ程度の電圧が引出電圧として印加されることにより、電界が集中した電子源１０４の先端からトータル電流１２８として電子が引き出される。放射状に引き出されたトータル電流１２８の一部が開口１２３を通過して電子線１２９になり、引出電極１０２の下方に進む。
【００２０】
電子源１０４と加速電極１０１との間に典型的には１ｋＶから３０ｋＶ、より好的には３０ｋＶから６０ｋＶ程度の電圧が加速電圧として印加されることにより、電子線１２９が加速される。加速電圧が高いほど、試料１１２が深穴や深溝を持ち三次元的に入り組んだ構造であっても試料１１２の底を観察でき、また試料１１２から放出される反射電子の量が増えるので観察用の画像が明瞭になる。
【００２１】
加速された電子線１２９の一部は開口１２４を通過し、電子線１１５として第二真空室１２６に進む。電子線１１５はコンデンサレンズ１１０で集束されるとともに、図示していない対物絞りを通過させられることにより、電流量と試料１１２に照射される開き角が調整される。その後、電子線１１５は対物レンズ１１１でさらに集束され、図示していない偏向コイルで偏向されることにより試料１１２を走査する。
【００２２】
電子線１１５が走査する試料１１２からは二次電子や反射電子が放出される。放出された二次電子や反射電子を検出器１１４が検出することで観察用の画像が生成される。
【００２３】
なお電子線１２９になりえなかったトータル電流１２８は引出電極１０２に衝突して電子衝撃脱離（Ｅｌｅｃｔｒｏｎ  Ｓｔｉｍｕｌａｔｅｄ  Ｄｅｓｏｒｐｔｉｏｎ：以下ＥＳＤ）を引き起こす。また電子線１１５として開口１２４を通過できなかった電子線１２９の一部も加速電極１０１に衝突してＥＳＤを引き起こす。ＥＳＤにより、引出電極１０２や加速電極１０１から原子や分子、イオンが励起されて真空中に放出されるとともに、反射電子が生成される。
【００２４】
放出される原子や分子はＥＳＤガスと呼ばれ、電子銃内の真空度を低下させるとともに、電子源１０４に付着し、電子源１０４から引き出される電子の量を変化させるため、安定した電子線の供給の妨げとなる。
【００２５】
また放出されるイオンは、引出電極１０２や加速電極１０１と電子源１０４等との電位差によって加速されて電子源１０４やフィラメント１０６、ホルダ１３０に衝突し、多量のガスと二次電子を発生させる。発生した二次電子は、引出電極１０２や加速電極１０１に向けて加速されながら移動し、ＥＳＤガス等と反応して、さらにイオンを生成する。二次電子の発生とイオンの生成が繰り返されることにより、電極間になだれ的にイオンと二次電子が増加し、電極間に放電を生じさせる。電極間の放電は空間の電位を変化させ、電子源１０４から引き出される電子の量を変化させるため、安定した電子線の供給の妨げとなる。また場合によっては放電によって電子源１０４が破損し、電子を引き出せなくなる。
【００２６】
さらに引出電極１０２や加速電極１０１から生成される反射電子は、電子銃内に広がり、電子源１０４や引出電極１０２、加速電極１０１に衝突し、ＥＳＤガスやイオン、反射電子をさらに生成する。二次的、三次的に生成される反射電子の一部は、碍子１１７等の絶縁物に衝突し、碍子１１７等を帯電させる。帯電量は経時的に変化し、所定の帯電量になると微小放電を起こす。微小放電は空間の電位を変化させ、電子源１０４から引き出される電子の量を変化させるため、安定した電子線の供給の妨げとなる。また微小放電によっても電子源１０４が破損することがある。
【００２７】
そこで本実施例では、引出電極１０２をヒータ１０３で加熱するとともに、アウターヒータ１０７で電子銃全体を加熱することによって、引出電極１０２と加速電極１０１の表面や内部のガスを熱脱離させ、引出電極１０２と加速電極１０１を清浄化する。引出電極１０２とともに加速電極１０１が清浄化されることにより、引出電極１０２と加速電極１０１にＥＳＤが生じた場合でもＥＳＤガスやイオン、反射電子の放出が抑制され、電子銃からの電子線を安定して供給することができる。
【００２８】
また引出電極１０２が電子源１０４を覆うようなカップ構造を有することで、引出電極１０２から放出される反射電子は引出電極１０２の内部に閉じ込められ、実質的に碍子１１７等に到達できず、微小放電は生じない。
【００２９】
さらに、加速電極１０１からのＥＳＤガスの放出が抑制されることにより、電子銃内の真空度の低下を抑えられるので、電子源１０４と加速電極１０１を同一の第一真空室１１９内に配置し、単一のイオンポンプ１２０で排気できる。すなわち、特許文献１のように別個の真空ポンプで排気する差動排気構造を採用することなく、電子源１０４の周辺を極高真空に維持できる。イオンポンプは重量が重く、磁場を発生するので、電子銃を機械振動させたり、電子線１１５を曲げたりすることで、観察用の画像を悪化させる。しかしながら本実施例によれば、必要なイオンポンプの数を減らせるので、画像への悪影響を低減できるとともに、走査電子顕微鏡の小型化とコストダウンを図ることができる。
【００３０】
また本実施例の各構成の特徴と、その特徴により得られる効果について以降で説明する。引出電極１０２は、電子源１０４に対向した平面部と、平面部に対して十分に小さな開口１２３を有するとともに、電子源１０４を覆うカップ構造であるので、引出電極１０２の外部の電位が引出電極１０２の内部に侵入することを防ぐ。この結果、電子源１０４の先端の電界が引出電圧で一意に決まり、トータル電流１２８の量の再現性が保たれる。従って、試料１１２に照射される電子線１１５の電流に対して引出電圧が一意に決まるために、静電レンズ作用も一意に決まる。この結果、試料１１２の観察用の画像の再現性が保たれる。
【００３１】
加速電極１０１も、引出電極１０２に対して平面部を有するので、平行平板によって電位が形成され、加速電圧に応じて電極間の電位が一意に決まる。従って、静電レンズ作用が一意に決まり、観察用の画像の再現性が保たれる。
【００３２】
また、開口１２３と開口１２４の周辺に、互いに向き合うテーパ形状を持たせたバトラーレンズ構造としても良い。バトラーレンズ構造とすることにより、両電極が形成する静電レンズ作用の収差を小さくでき、電子線１１５のぼけによる分解能の低下を防止できる。
【００３３】
また引出電極１０２とホルダ１３０とを電気的に絶縁する碍子１１７は、高くても６ｋＶ程度の引出電圧に対して耐圧できればよいので、長大にする必要ない。従って、加速電圧が３０ｋＶを超える場合であっても、碍子１１６のみを長大にすれば良く、比較的小型であって低価格な構成で３０ｋＶ以上の加速電圧を実現できる。
【００３４】
さらに、加速電極１０１からのＥＳＤガス、イオンの放出、反射電子の散逸を抑制できるので、電子銃からの電子線が大電流であって加速電圧が高くても安定して電子線を供給できる。例えばトータル電流１２８が３０μＡ以上、より好適には５０μＡ以上であっても第一真空室１１９の圧力上昇は１０−１０Ｐａ台以下に留まる。さらに、加速電圧を３０ｋＶ以上、より好適には４５ｋＶ以上にしても圧力上昇と放電は起こらず安定して電子線を供給できる。本実施例の構成によれば大電流、高加速の電子銃を実現でき、走査電子顕微鏡が生成する画像の明瞭化や、観察時間の高速化、深遠な深穴の底の観察などを再現性良く実現できる。
【００３５】
さらに、加速電極１０１からのＥＳＤガス、イオンの放出、反射電子の散逸を抑制できるので、電子源１０４の先端と引出電極１０２との間の距離を狭くしても良い。電子源１０４と引出電極１０２との間の距離を狭くすることにより、引出電極１０２と加速電極１０１の間に形成される静電レンズを短焦点で用いることができ、収差による輝度の低下や、軸ズレ時の制御性の悪化、仮想光源位置の制御性の悪化を防止できる。仮想光源位置の制御性の観点から、電子源１０４の先端と引出電極１０２との間の距離は５ｍｍ以下、より好適には２ｍｍ以下とするのが好ましい。このような距離とすることにより、加速電圧を３０ｋＶより大きくした場合、より好適には４５ｋＶ以上にした場合でも、実光源が形成されず、高加速条件においても電子銃を実用的に使用できる。
【００３６】
また、引出電圧が低くなると静電レンズの集束作用が強くなり、実光源が掲載されて電子顕微鏡が使用できなくなる。そこで引出電圧の値をＶ１、加速電圧の値をＶ０としたとき、Ｖ０／Ｖ１≦１０の条件で使用する電子銃では、電子源１０４の先端と引出電極１０２との間の距離を１０ｍｍ以下にする。また１０≦Ｖ０／Ｖ１≦１５の条件を一時的にでも使用する電子銃では、電子源１０４の先端と引出電極１０２との間の距離を５ｍｍ以下にする。１５≦Ｖ０／Ｖ１≦２５の条件を一時的にも使用する電子銃では、電子源１０４の先端と引出電極１０２との間の距離を２ｍｍ以下にする。Ｖ０／Ｖ１≧２５の条件を一時的にも使用する電子銃では、電子源１０４の先端と引出電極１０２との間の距離を１ｍｍ以下にする。特に仕事関数が３．０ｅＶ以下の材料、例えばＬａＢ６やＣｅＢ６、またはナノワイヤやナノチューブを電子源１０４に用いた場合、引出電圧が低くなり、仮想光源の位置を制御しづらくなる。そこで仕事関数が３．０ｅＶ以下の材料を用いた電子源１０４では、電子源１０４の先端と引出電極１０２との間の距離を上記の条件に応じて設定することが好ましい。
【００３７】
また、加速電極１０１からのＥＳＤガス、イオンの放出、反射電子の散逸を抑制できるので、引出電極１０２の開口１２３を拡大しても安定して電子線を供給できる。開口１２３の大きさを、例えば直径１ｍｍ以上、より好適には２ｍｍ以上にした場合、引出電極１０２の後段のレンズの軸調整が容易になるので、ユーザの操作時間が短くなり、走査電子顕微鏡の使い勝手を向上できる。
【００３８】
図２を用いて加速電極１０１の構成を説明する。加速電極１０１は、加速電極１０１の外周に配置される断熱部２０１を介して筒体１２５に接続される。断熱部２０１は加速電極１０１から筒体１２５への伝熱を抑制する部材である。
【００３９】
断熱部２０１は熱伝導率が小さい材料で構成され、典型的には熱伝導率が４０Ｗ／ｍＫ以下、より好適には２０Ｗ／ｍＫ以下の材料、例えばＳＵＳやチタン、チタン合金、アルミナ、ジルコニアなどで構成される。また、熱伝導率が１０Ｗ／ｍＫ以下の材料であるＴｉ−６Ａｌ−４Ｖ等で断熱部２０１が構成されることが好ましい。なお断熱部２０１を絶縁物で構成する場合は、表面を金属でコーティングするか、電子線１２９が衝突しえない位置に配置して、断熱部２０１の帯電を防ぐ。
【００４０】
また断熱部２０１の厚みは典型的には５ｍｍ以下、より好適には２ｍｍ以下とすることが好ましい。また、断熱部２０１に穴をあけて熱伝導の経路の面積を狭めることにより、断熱性を向上させても良い。なお断熱部２０１の厚みが薄いほど断熱性は増すものの機械強度は低下するので、円柱や円盤などのような中心軸に対して対称性をもつ構造にすることにより機械強度を補強しても良い。
【００４１】
加速電極１０１の外周に断熱部２０１が配置されることにより、加速電極１０１の加熱が促進される。例えば、引出電極１０２がヒータ１０３で加熱されて３００℃から７００℃程度の高温に達したとき、引出電極１０２からの輻射熱が対向する加速電極１０１に到達する。引出電極１０２からの輻射熱は小さいものの、断熱部２０１が設けられることにより、筒体１２５への伝熱が抑制されるので、加速電極１０１の加熱が促進される。加速電極１０１をより高温に加熱することにより、加速電極１０１の表面及び内部のガスが熱脱離し、加速電極１０１が清浄化される。なお加速電極１０１から放出されるＥＳＤガスやイオンの放出量は、約１００℃の温度上昇により１桁低減できる。
【００４２】
また、引出電極１０２と加速電極１０１は互いに対向する平面部を有し、引出電極１０２が輻射熱を放出する面積が増えるとともに、加速電極１０１が輻射熱を受け取る面積が増えるので、加速電極１０１への入熱が増え、加速電極１０１の温度が上昇しやすくなる。
【００４３】
本構成により、加速電極１０１を高温に加熱でき、電子線１２９の一部が加速電極１０１に衝突してもＥＳＤガスやイオンの発生量を低減できる。この結果、第一真空室１１９の真空度を低下させることがなく、放電の発生も防止できるので、安定して電子線を供給できる。
【００４４】
また断熱部２０１により、筒体１２５への伝熱が抑制されるため、耐熱温度が１００℃程度であるコンデンサレンズ１１０の温度上昇を防ぐことができる。すなわち、アウターヒータ１０７やヒータ１０３により電子銃全体を高温に加熱する場合であっても、加速電極１０１の下方に配置されたコンデンサレンズ１１０の断線などの不具合を防止できる。
【００４５】
また、加速電極１０１に電子線１２９の一部が衝突することにより生成される反射電子２０３は、引出電極１０２に向かって放出されるものの、バトラーレンズが作る電位勾配によって中心方向に曲げられて加速電極１０１に衝突する。このため、高温に加熱されていない部材への再衝突が防がれ、二次的なＥＳＤガスやイオンの放出を抑制できる。また、碍子１１７等の絶縁物の帯電を防ぐことができる。
【００４６】
図３を用いて本実施例のベーキングプロセスを説明する。まず、アウターヒータ１０７で電子銃全体を１００℃から３００℃程度に加熱し、１時間から２時間程度のベーキングをする。その後、さらにヒータ１０３を動作させ、引出電極１０２を３００℃から７００℃程度に加熱し、２時間から１２０時間程度のベーキングをする。この間、引出電極１０２からの輻射熱によって、加速電極１０１は２００℃から５００℃程度に加熱される。その後、アウターヒータ１０７の動作を止め、ヒータ１０３のみによる加熱を１時間から２時間程度してベーキングプロセスが終了する。なおベーキングの時間は、真空度が目標値に到達したか否かに応じて調整される。またベーキングプロセスは電子銃の電子源１０４が交換される毎に実施される。
【００４７】
このようなベーキングプロセスを電子銃が使用される前に実施することにより、引出電極１０２だけでなく加速電極１０１からＥＳＤガス等を熱脱離させるので、電子線の照射中の真空度の低下や放電の発生を防ぐことができ、安定して電子線を供給できる。
【実施例２】
【００４８】
実施例１では、加速電極１０１から発生する反射電子２０３をバトラーレンズが作る電位勾配によって加速電極１０１に衝突させて反射電子２０３の散逸を防止することについて説明した。本実施例では加速電極１０１の構造を変更することにより、加速電極１０１から発生する反射電子２０３の散逸をさらに防止することについて説明する。なお加速電極１０１以外の構成は実施例１と同じであるので説明を省略する。
【００４９】
図４を用いて、本実施例の加速電極１０１について説明する。本実施例の加速電極１０１は、第一円環部２５０と円筒部２１０、第二円環部２１１を有する。以下、各部について説明する。
【００５０】
第一円環部２５０は、第一の開口２１２を中央に有する金属円環であり、引出電極１０２の下方に引出電極１０２と向き合うように配置される。第一の開口２１２は、電子線１２９が第一円環部２５０に衝突することなく通過可能な大きさの直径を有する。なお第一円環部２５０は、第一円環部２５０の外周に配置される断熱部２０１を介して筒体１２５に接続される。断熱部２０１の材質は実施例１と同様である。
【００５１】
円筒部２１０は、第一円環部２５０と同じ外径を有する円筒形状の部材であり、第一円環部２５０の下面、すなわち試料１１２の側の面に接続される。円筒部２１０の内径は、電子線１２９が円筒部２１０に衝突しない程度に第一の開口２１２の直径よりも十分に大きい。
【００５２】
第二円環部２１１は、直径０．１ｍｍから１０ｍｍ程度の第二の開口２１３を中央に有する金属円環であり、第一円環部２５０及び円筒部２１０と同じ外径を有し、第一円環部２５０と向き合うように、円筒部２１０の下面、すなわち試料１１２の側の面に接続される。第二円環部２１１は、第一円環部２５０との間に静電レンズ作用が生じないように、第一円環部２５０と同電位にされる。第一円環部２５０や円筒部２１０に衝突することなく第二円環部２１１に達した電子線１２９の一部は、第二の開口２１３を通過し電子線１１５として第二真空室１２６に進む。なお、加速電極１０１が配置される第一真空室１１９は、第二の開口２１３を介してつながる第二真空室１２６と差動排気される。第二の開口２１３は精密に機械加工して真円形状にし、電子線１２９の外周部分を均等に遮蔽して電子線１１５の形状を真円にする。この結果、試料１１２上に集束される最終的な電子線の形状も真円を保つことができ、分解能を向上することができる。この精密加工を行うために、第二円環部２１１はモリブデンやＳＵＳなどの硬い材料を用いる。
【００５３】
第一円環部２５０と円筒部２１０、第二円環部２１１を有する加速電極１０１は、断熱部２０１を介して筒体１２５に接続されるので、ヒータ１０３で加熱された引出電極１０２の輻射熱やアウターヒータ１０７により高温に加熱される。その結果、実施例１の加速電極１０１と同様に、本実施例の加速電極１０１からもＥＳＤガス等が熱脱離され、電子線の照射中にＥＳＤが生じた場合でもＥＳＤガスやイオン、反射電子の放出が抑制され、電子銃からの電子線を安定して供給できる。
【００５４】
なお本実施例の加速電極１０１では、電子線１２９が第一円環部２５０や円筒部２１０に衝突することなく第二円環部２１１に到達するので、第一円環部２５０や円筒部２１０では電子線１２９による反射電子が生成されない。また第二の開口２１３の周囲で第二円環部２１１に衝突する電子線１２９によって生成される反射電子２０３は、第一円環部２５０と円筒部２１０、第二円環部２１１によって囲われる空間に閉じ込められ、いずれかの内壁への衝突を繰り返した後に消失する。第一円環部２５０と円筒部２１０、第二円環部２１１を有する加速電極１０１は、アウターヒータ１０７等の加熱によりＥＳＤガス等が熱脱離されているので、反射電子２０３が衝突を繰り返しても、ＥＳＤガスやイオン、反射電子の放出が抑制される。この結果、第一の開口２１２よりも引出電極１０２側に進む反射電子２０３は減少し、引出電極１０２と加速電極１０１の間の加速空間への反射電子２０３の散逸を防止するので、二次的に生成されるＥＳＤガス等が低減され、電子銃からの電子線を安定して供給できる。
【００５５】
図５を用いて、第一円環部２５０と円筒部２１０、第二円環部２１１によって囲われる空間に反射電子２０３を閉じ込める確率と、円筒部２１０の軸方向の長さＬと第一の開口２１２の直径ａの比率Ｌ／ａである加速電極１０１のアスペクト比の関係について説明する。図５（ａ）は反射電子２０３の散乱角度と強度の関係を示す模式図であり、図５（ｂ）は図５（ａ）の関係に加えて、電子線の加速条件（加速電圧１５ｋＶ〜６０ｋＶ）、第二円環部２１１の材料（モリブデン、ＳＵＳ）、電位分布を考慮して、反射電子２０３の軌道をシミュレーションし、反射電子２０３を閉じ込める確率と加速電極１０１のアスペクト比Ｌ／ａとの関係にまとめたグラフである。
【００５６】
図５（ａ）中の点線で示されるように反射電子２０３は余弦則に従った散乱角度と強度の関係で放出される。このためアスペクト比Ｌ／ａが大きいほど円筒部２１０の内壁に当たる反射電子２０３が増加し、第一の開口２１２を通過する反射電子２０３は減少する。その結果、図５（ｂ）に示されるように、アスペクト比Ｌ／ａが大きくなるほど反射電子２０３を閉じ込める確率が向上する。電子線１２９を第一円環部２５０に衝突させないように第一の開口２１２の直径ａを所定の大きさ以上にするので、アスペクト比Ｌ／ａを大きくするには、円筒部２１０の軸方向の長さＬを長くする必要がある。
【００５７】
ただし長さＬが長すぎると走査電子顕微鏡への実装が困難になるので、反射電子２０３を閉じ込める確率よりも実装の容易性を重視する場合には、アスペクト比Ｌ／ａは１から４程度に設定されることが望ましい。図５（ｂ）によれば、アスペクト比Ｌ／ａが１、２、３、４のとき、それぞれ反射電子２０３を５２％、８３％、９２％、９６％閉じ込めることができる。従って、アスペクト比を１から４程度にすることで比較的小型な構造において、十分な効果を発揮できる。なお、第一の開口２１２を通過する反射電子２０３は、加速空間の電位によって第一円環部２５０側に引き戻され、さらにバトラーレンズで集束されて加速電極１０１内に戻る。このため、反射電子２０３が加速空間へ散逸する割合はさらに低下する。
【００５８】
なお実装の容易性よりも反射電子２０３を閉じ込める確率をより重視する場合には、アスペクト比Ｌ／ａを大きくしても良く、例えばアスペクト比Ｌ／ａが５から８であれば９７％から９９％の反射電子を閉じ込められる。
【００５９】
また、第二円環部２１１の電子源１０４側の面である上面は平面とし、試料１１２側の面である下面では、第二の開口２１３のまわりにテーパを設け、第二の開口２１３の内周面の厚みを十分に薄くする。このような構成によって、反射電子２０３が第二の開口２１３を通過して第二真空室１２６へ進むことを阻止できる。第二の開口２１３を通過する反射電子２０３はフレアとなって観察用の画像を不明瞭にするので、反射電子２０３の通過を阻止することにより観察用の画像の画質を維持できる。
【００６０】
さらに図６に示すように、第二円環部２１１の上面の第二の開口２１３の周りに、内側が高い傾斜面、いわゆるテーパを形成させ、電子線１２９と第二円環部２１１との衝突角度２１４が小さくなるようにしても良い。衝突角度２１４が小さくなることで、第二円環部２１１から放出される反射電子２０３の多くは円筒部２１０の内周面に向かうので、第一の開口２１２を通過して加速空間に散逸する反射電子２０３の量をさらに低減できる。また、衝突角度２１４が小さくなることで、第二の開口２１３を通過してフレアとなる反射電子２０３をさらに低減できる。
【実施例３】
【００６１】
実施例２では、反射電子２０３の散逸をより防止する加速電極１０１の構造について説明した。本実施例では、反射電子２０３の散逸をより防止するとともに、より効率的に加熱できる加速電極１０１について説明する。なお加速電極１０１以外の構成は実施例１と同じであるので説明を省略する。
【００６２】
図７を用いて、本実施例の加速電極１０１について説明する。本実施例の加速電極１０１は、実施例２と同様に、第一円環部２５０と円筒部２１０、第二円環部２１１を有する。以下、各部について説明する。
【００６３】
第一円環部２５０は、実施例２と同様に、電子線１２９が衝突することなく通過可能な大きさの第一の開口２１２を中央に有する金属円環であり、引出電極１０２の下方に引出電極１０２と向き合うように配置される。なお本実施例の第一円環部２５０は、実施例２よりも大きな外径、すなわち円筒部２１０や第二円環部２１１よりも大きな外径を有し、外周に断熱部２０１は配置されない。
【００６４】
円筒部２１０は円筒形状の部材であり、第一円環部２５０の下面に接続される。円筒部２１０の内径は、実施例２と同様に、電子線１２９が円筒部２１０に衝突しない程度に第一の開口２１２の直径よりも十分に大きい。なお本実施例の円筒部２１０は、熱伝導率が小さい材料で構成されることが好ましく、例えばＳＵＳやチタン、チタン合金、アルミナ、ジルコニア、Ｔｉ−６Ａｌ−４Ｖ等で構成される。
【００６５】
第二円環部２１１は、実施例２と同様に、直径０．１ｍｍから１０ｍｍ程度の第二の開口２１３を中央に有する金属円環であり、円筒部２１０と同じ外径を有し、第一円環部２５０と向き合うように、円筒部２１０の下面に接続される。第二円環部２１１の外周には断熱部２０１が配置され、第二円環部２１１は断熱部２０１を介して筒体１２５に接続される。断熱部２０１の材質は実施例１と同様である。また第二円環部２１１は、実施例２と同様に、第一円環部２５０と同電位にされる。電子線１２９の一部が第二の開口２１３を通過し電子線１１５として第二真空室１２６に進むことと、第一真空室１１９が第二の開口２１３を介してつながる第二真空室１２６と差動排気されることは、実施例２と同様である。
【００６６】
本実施例によれば、実施例２よりも外径が大きい第一円環部２５０が引出電極１０２からの輻射熱を受けやすく、第一円環部２５０から筒体１２５までの伝熱経路が実施例２に比べて長くなるので、第一円環部２５０をより高温に加熱しやすくなる。その結果、電子線の照射中に第一円環部２５０から発生するＥＳＤガス等をさらに抑制でき、より安定して電子線を供給できる。
【実施例４】
【００６７】
実施例３では、第一円環部２５０の外径を大きくするとともに、第一円環部２５０から筒体１２５までの伝熱経路を長くすることにより、より効率的に加熱できる加速電極１０１について説明した。本実施例では、引出電極１０２と加速電極１０１の輻射率を向上させたり、引出電極１０２の周囲に反射材を配置したりすることについて説明する。なお加速電極１０１と引出電極１０２以外の構成は実施例１と同じであるので説明を省略する。
【００６８】
図８を用いて本実施例の引出電極１０２と加速電極１０１について説明する。本実施例の引出電極１０２は、実施例１と同様に、電子源１０４を覆うようなカップ形状を有し、電子源１０４と対向する面の中央に直径０．１ｍｍから１０ｍｍ程度の開口１２３を有する。また本実施例の引出電極１０２の下面、すなわち加速電極１０１に対向する面には黒体被覆２３３が形成される。黒体被覆２３３は、炭素系の材料であり、例えばグラフェンやアモルファスカーボン、カーボンナノチューブ等である。なお、引出電極１０２が炭素系材料で構成されても良い。また引出電極１０２と筒体１２５との間の空間には、リフレクタ２３２が設けられる。リフレクタ２３２は金属製であって筒形状を有し、引出電極１０２と対向する面には鏡面が形成され、熱を反射する反射材として機能する。なお、静電レンズ作用が生じないように、リフレクタ２３２は引出電極１０２と同電位とされる。さらに、リフレクタ２３２の表面に金やＴｉＮのような輻射率の低い材料、または輻射熱の波長に応じて膜厚を制御した多層膜を成膜することで、さらに反射作用を強めても良い。
【００６９】
本実施例の加速電極１０１は、実施例２と同様に、第一円環部２５０と円筒部２１０、第二円環部２１１を有する。以下、各部について説明する。
【００７０】
第一円環部２５０は、実施例２と同様に、電子線１２９が衝突することなく通過可能な大きさの第一の開口２１２を中央に有する金属円環であり、引出電極１０２の下方に引出電極１０２と向き合うように配置される。また本実施例の第一円環部２５０の上面、すなわち引出電極１０２に対向する面には、引出電極１０２の下面と同様に、黒体被覆２３３が形成される。第一円環部２５０は、引出電極１０２と同様に、炭素系材料で構成されても良い。
【００７１】
円筒部２１０は円筒形状の部材であり、第一円環部２５０の下面に接続される。円筒部２１０は、実施例２と同様に、電子線１２９が円筒部２１０に衝突しない程度に第一の開口２１２の直径よりも十分に大きい内径と、第一円環部２５０と同じ外径を有する。なお本実施例の円筒部２１０は、実施例３と同様に、熱伝導率が小さい材料、例えばＴｉ−６Ａｌ−４Ｖ等で構成されることが好ましい。
【００７２】
第二円環部２１１は、実施例３と同様に、直径０．１ｍｍから１０ｍｍ程度の第二の開口２１３を中央に有する金属円環であり、円筒部２１０と同じ外径を有し、第一円環部２５０と向き合うように、円筒部２１０の下面に接続される。第二円環部２１１の外周には断熱部２０１が配置される。断熱部２０１の材質は実施例１と同様である。
【００７３】
断熱部２０１は真空シール２３０を介して筒体側断熱部２３１に接続される。真空シール２３０にはコンフラットフランジの無酸素銅ガスケットやメタルオーリング、ヘリコフレックスなどが用いられる。筒体側断熱部２３１は筒体１２５に接続され、断熱部２０１と同じ材質であって円環形状を有する。第二円環部２１１と断熱部２０１、真空シール２３０、筒体側断熱部２３１によって、第一真空室１１９は第二真空室１２６と隔てられ、第二の開口２１３を介することで第二真空室１２６と差動排気される。
【００７４】
本実施例によれば、黒体被覆２３３が形成された引出電極１０２と加速電極１０１の表面での輻射熱の放出量と吸収量が増加するとともに、リフレクタ２３２により輻射熱が反射されるので、引出電極１０２と加速電極１０１はより加熱されやすくなる。さらに、加速電極１０１は、断熱部２０１と真空シール２３０、筒体側断熱部２３１を介して筒体１２５に接続されるので、加速電極１０１から筒体１２５への伝熱がより抑制され、加速電極１０１はさらに加熱されやすくなる。これらの結果、電子線の照射中に引出電極１０２と加速電極１０１から発生するＥＳＤガス等をさらに抑制でき、より安定して電子線を供給できる。
【実施例５】
【００７５】
実施例２では、反射電子２０３の散逸をより防止する加速電極１０１の構造について説明した。本実施例では、反射電子２０３の散逸をより防止するとともに、より真空度を向上できる加速電極１０１について説明する。なお加速電極１０１以外の構成は実施例１と同じであるので説明を省略する。
【００７６】
図９を用いて、本実施例の加速電極１０１について説明する。本実施例の加速電極１０１は、第一円環部２５０と円筒部２１０、第二円環部２１１を有し、第一円環部２５０と第二円環部２１１は実施例２と同様である。以下、本実施例の円筒部２１０について説明する。
【００７７】
円筒部２１０は、電子線１２９が衝突しない程度の大きさの内径と、第一円環部２５０や第二円環部２１１と同じ外径を有する円筒形状の部材であり、第一円環部２５０の下面に接続される。円筒部２１０の内側であって電子線１２９が衝突しない位置に、ＮＥＧポンプ２４０が配置される。ＮＥＧポンプ２４０は、加熱による活性化によってガスを放出し、放出されるガスによって残留ガスを吸着する真空ポンプであり、例えば焼結されたピレットやシート等である。なおＮＥＧポンプ２４０は円筒部２１０の内壁や第一円環部２５０の下面に直接コーティングされても良い。
【００７８】
また円筒部２１０の側面には拡散口２４１が設けられ、ＮＥＧポンプ２４０から放出されるガスが拡散口２４１を通じて第二真空室１２６へ拡散される。なおＮＥＧポンプ２４０は、電子銃のベーキングプロセスでの加熱により活性化されるので、ＮＥＧポンプ２４０用のヒータを新たに設けなくても良い。
【００７９】
本実施例によれば、円筒部２１０の内側に配置されるＮＥＧポンプ２４０により、第一真空室１１９及び第二真空室１２６の真空度をさらに向上できる。真空度の向上により、電子線の照射中に加速電極１０１から発生するＥＳＤガス等をさらに抑制でき、より安定して電子線を供給できる。
【実施例６】
【００８０】
実施例５では、円筒部２１０の内側に配置されるＮＥＧポンプ２４０によって第一真空室１１９及び第二真空室１２６の真空度を向上させることについて説明した。本実施例では、さらに加熱できる加速電極１０１について説明する。なお加速電極１０１以外の構成は実施例１と同じであるので説明を省略する。
【００８１】
図１０を用いて、本実施例の加速電極１０１について説明する。本実施例の加速電極１０１は、実施例５にヒータ２５１が追加されて構成される。ヒータ２５１は、加速電極１０１を加熱するために、加速電極１０１の円筒部２１０の外周に拡散口２４１を避けるように設けられる。ヒータ２５１が設けられることにより、加速電極１０１の加熱が容易になる。その結果、電子線の照射中に加速電極１０１から発生するＥＳＤガス等をさらに抑制でき、より安定して電子線を供給できる。
【００８２】
図１１を用いて本実施例のベーキングプロセスを説明する。まず、アウターヒータ１０７で電子銃全体を１００℃から３００℃程度に加熱し、１時間から２時間程度のベーキングをする。その後、さらにヒータ１０３とヒータ２５１を動作させ、引出電極１０２を３００℃から７００℃程度に加熱するとともに、加速電極１０１を２００℃から６００℃程度に加熱し、２時間から１２０時間程度のベーキングをする。その後、アウターヒータ１０７の動作を止め、ヒータ１０３とヒータ２５１による加熱を１時間から２時間程度してベーキングプロセスが終了する。なおベーキングの時間は、真空度が目標値に到達したか否かに応じて調整される。またベーキングプロセスは電子銃の電子源１０４が交換される毎に実施される。
【００８３】
このようなベーキングプロセスを電子銃が使用される前に実施することにより、引出電極１０２だけでなく加速電極１０１からＥＳＤガス等を熱脱離させるので、電子線の照射中の真空度の低下や放電の発生を防ぐことができ、安定して電子線を供給できる。
【実施例７】
【００８４】
実施例１では、アウターヒータ１０７とヒータ１０３により電子銃全体を加熱することについて説明した。本実施例では、仮想光源の位置を制御するための電極である制御電極を電子銃に追加することについて説明する。なお電子銃以外の構成は実施例１と同じであるので説明を省略する。
【００８５】
図１２を用いて、本実施例の電子銃について説明する。本実施例の電子銃は、実施例１に制御電極３００とサプレッサ３０１、断熱部３０２が追加されて構成される。以下、制御電極３００とサプレッサ３０１、断熱部３０２について特に説明する。
【００８６】
制御電極３００は、引出電極１０２の下方に設けられ、引出電極１０２を覆うようなカップ形状を有し、引出電極１０２と対向する面の中央に電子線１２９が通過できる程度の大きさの開口が設けられる。制御電極３００と電子源１０４との間には、仮想光源の位置を制御するために０から１５ｋＶ程度の電圧が制御電圧として印加される。仮想光源の位置を一定に保つことにより、光学径の全体倍率も一定になり、観察用の画像の再現性が向上する。また制御電極３００の外周にはヒータ１０３が配置され、制御電極３００の下方には加速電極１０１が設けられる。
【００８７】
サプレッサ３０１は、電子源１０４の周囲に設けられ、電子源１０４から不必要な電子が引き出されることを抑制する。
【００８８】
断熱部３０２は、引出電極１０２に接続され、引出電極１０２から筒体１２５への伝熱を抑制する。断熱部３０２の材質や厚みは断熱部２０１と同様である。なお断熱部３０２を絶縁物で構成する場合は、表面を金属でコーティングするか、トータル電流１２８が衝突しえない位置に配置して、断熱部３０２の帯電を防ぐ。
【００８９】
本実施例の電子銃は、実施例１と同様に、図３に示すベーキングプロセスが実施される。すなわち、アウターヒータ１０７で電子銃全体を１００℃から３００℃程度で加熱し、１時間から２時間程度のベーキングをした後、さらにヒータ１０３を動作させ、制御電極３００を３００℃から７００℃程度に加熱し、２時間から１２０時間程度のベーキングをする。この間、制御電極３００からの輻射熱によって、引出電極１０２と加速電極１０１は２００℃から５００℃程度に加熱される。その後、アウターヒータ１０７の動作を止め、ヒータ１０３のみによる加熱を１時間から２時間程度してベーキングプロセスが終了する。ベーキングプロセスは電子銃の電子源１０４が交換される毎に実施され、ベーキングの時間は、真空度が目標値に到達したか否かに応じて調整される。
【００９０】
このようなベーキングプロセスを電子銃が使用される前に実施することにより、電子銃に制御電極３００が追加された場合であっても、電子線を照射中に電子銃から放出されるＥＳＤガス等を抑制でき、安定して電子線を供給できる。
【００９１】
なお、本発明は上記した実施例に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、本発明の電子源１０４は冷陰極電界放出電子源やショットキー電子源、熱電界放出電子源、熱電子源でも良い。また電子源１０４の材料はタングステンやＬａＢ６，ＣｅＢ６、カーボン系材料など、その他の材料でも良い。また上記した実施例は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。ある実施例の構成の一部を他の実施例の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施例の構成に他の実施例の構成を加えることも可能である。また、各実施例の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。
【符号の説明】
【００９２】
１０１…加速電極、１０２…引出電極、１０３…ヒータ、１０４…電子源、１０５…排気口、１０６…フィラメント、１０７…アウターヒータ、１０９…ターボ分子ポンプ、１１０…コンデンサレンズ、１１１…対物レンズ、１１２…試料、１１３…試料室、１１４…検出器、１１５…電子線、１１６…碍子、１１７…碍子、１１８…非蒸発ゲッターポンプ、１１９…第一真空室、１２０…イオンポンプ、１２１…イオンポンプ、１２２…イオンポンプ、１２３…開口、１２４…開口、１２５…筒体、１２６…第二真空室、１２７…第三真空室、１２８…トータル電流、１２９…電子線、１３０…ホルダ、２０１…断熱部、２０３…反射電子、２１０…円筒部、２１１…第二円環部、２１２…第一の開口、２１３…第二の開口、２１４…衝突角度、２３０…真空シール、２３１…筒体側断熱部、２３２…リフレクタ、２３３…黒体被覆、２４０…ＮＥＧポンプ、２４１…拡散口、２５０…第一円環部、２５１…ヒータ、３００…制御電極、３０１…サプレッサ、３０２…断熱部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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