电子束装置以及具备该电子束装置的X射线产生装置和扫描电子显微镜制造方法及图纸

本发明专利技术的课题在于提供高分辨率且能够小型化的电子束装置、以及具备该电子束装置的X射线产生装置和扫描电子显微镜。电子束装置(1)具备：阴极(21)，所述阴极放射电子；阳极(23)，所述阳极是形成电场以便借助从阴极(21)放射出的电子来形成电子束的电极，且形成有供电子束穿过的第1孔(23a)；形成有开口(31)的光阑部件(30)，所述光阑部件遮挡穿过阳极(23)后的电子束的外周部；以及聚焦电极(40)，所述聚焦电极是形成电场以便使穿过开口(31)后的电子束聚焦的电极，由形成有供电子束穿过的第2孔(41)的一个单孔电极构成。

Electron beam device and X-ray generating device and scanning electron microscope with the electron beam device

The subject of the present invention is to provide a high resolution and miniaturized electron beam device, an X-ray generating device with the electron beam device and a scanning electron microscope. The electron beam device (1) has: a cathode (21), which emits electrons from the cathode; an anode (23), which forms an electric field to form an electron beam by means of electrons emitted from the cathode (21), and forms a first hole (23a) through which the electron beam is fed; an aperture component (30) with an opening (31), which shields the outer part of the electron beam after passing through the anode (23), and a focus. The focus electrode (40) is an electrode that forms an electric field to focus an electron beam passing through an opening (31), and is composed of a single hole electrode forming a second hole (41) through which an electron beam is fed.

【技术实现步骤摘要】
电子束装置以及具备该电子束装置的X射线产生装置和扫描电子显微镜
本专利技术涉及电子束装置以及具备该电子束装置的X射线产生装置和扫描电子显微镜。
技术介绍
在用于扫描电子显微镜、X射线产生装置等的电子束装置中，作为使电子束聚焦的电子透镜，使用磁场透镜、电场透镜。一般地，电场透镜与磁场透镜相比容易实现小型化。在专利文献1所记载的扫描电子显微镜中，将电子枪透镜以及物镜分别形成为电场透镜，从而使电子束装置小型化。专利文献1：日本特开平6－111745号公报电子束装置搭载于以X射线产生装置以及扫描电子显微镜为代表的各种设备。基于这样的背景，期望电子束装置本身的进一步小型化。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种高分辨率的小型电子束装置以及具备该电子束装置的X射线产生装置和扫描电子显微镜。本专利技术的电子束装置的一个方式构成为，具备：阴极，上述阴极放射电子；阳极，上述阳极是形成电场以便借助从上述阴极放射出的上述电子来形成电子束的电极，且形成有供上述电子束穿过的第1孔；形成有开口的光阑部件，上述光阑部件将穿过上述阳极后的上述电子束的一部分遮蔽；以及最末级的电子透镜，上述最末级的电子透镜是形成电场以便使穿过上述开口后的上述电子束聚焦的电极，由形成有供上述电子束穿过的第2孔的一个单孔电极构成。根据该结构，形成电场以便使电子束聚焦的最末级的电子透镜由一个单孔电极构成，因此，与例如像静电单透镜(einzellens)那样利用多个单孔电极来构成电子透镜的情况相比，能够实现小型化。因而，能够使电子束装置小型化。另外，根据该结构，聚焦特性差的电子束的外周部的电子束由光阑部件遮蔽，仅聚焦特性好的电子束的中心部分穿过光阑部件的开口，在此基础上，利用最末级的电子透镜使电子束聚焦。因此，能够抑制分辨率的降低。根据上述电子束装置的一个例子，上述光阑部件与上述单孔电极为相同电位。根据该结构，无需设置用于防止单孔电极与光阑部件之间的放电的绝缘距离。因此，能够缩短单孔电极与光阑部件之间的距离。因而，能够使电子束装置小型化。根据上述电子束装置的一个例子，作为赋予上述相同电位的方法，具备与赋予电位的配线不同的第1导通部件，上述第1导通部件使上述光阑部件与上述单孔电极在真空中导通。根据该结构，能够用一条配线对单孔电极与光阑部件这两方赋予电位，能够减少配线，能够简化电子束装置的结构。根据上述电子束装置的一个例子，上述阳极与上述光阑部件为相同电位。根据该结构，无需设置用于防止阳极与光阑部件之间的放电的绝缘距离。因此，能够缩短阳极与光阑部件之间的距离。因而，能够使电子束装置小型化。根据上述电子束装置的一个例子，作为赋予上述相同电位的方法，具备与赋予电位的配线不同的第2导通部件，上述第2导通部件使上述阳极与上述光阑部件在真空中导通。根据该结构，能够用一条配线对阳极与光阑部件这两方赋予电位，因此能够减少配线，能够简化电子束装置的结构。根据上述电子束装置的一个例子，沿着上述电子束的光轴的方向上的上述光阑部件与上述单孔电极之间的距离比上述第2孔的半径长。根据该结构，能够忽略由光阑部件导致的电场透镜的作用，因此能够不考虑透镜作用地设计光阑部件的开口孔径。根据上述电子束装置的一个例子，也可以构成为，上述阴极具有能够放射上述电子的平面即放射面，上述放射面的面积比上述第1孔的开口面积大。根据该结构，例如与阴极由比较尖锐的金属构成的情况相比，无需进行阴极相对于第1孔的高精度的位置调整，因此能够容易地组装电子束装置。根据上述电子束装置的一个例子，上述阴极为热电子放射型。根据该结构，例如与使用电场放射型的阴极的结构相比，电子束装置内的真空度可以较低，因此能够使用于对电子束装置内进行真空化的真空泵小型化。本专利技术的X射线产生装置具备上述电子束装置。本专利技术的扫描电子显微镜具备上述电子束装置。根据本专利技术的电子束装置以及具备该电子束装置的X射线产生装置和扫描电子显微镜，能够实现高分辨率且能够实现小型化。附图说明图1是电子束装置的一个实施方式的概略结构图。图2是图1的聚焦电极及其周边的放大图。图3是比较例的聚焦电极及其周边的放大图。图4是变形例的电子束装置的一部分的概略结构图。图5是变形例的电子束装置的一部分的概略结构图。图6是变形例的电子束装置的一部分的概略结构图。附图标记说明1：电子束装置；21：阴极；21a：放射面；23：阳极；23a：第1孔；24：电热部；30：光阑部件；31：开口；40：聚焦电极(最末级的电子透镜)；41：第2孔；70：第1导通部件；80：第2导通部件。具体实施方式如图1所示，电子束装置1具备：借助真空泵(省略图示)而使内部成为真空状态的真空腔10；以及被收容于真空腔10的电子枪20、光阑部件30和聚焦电极40。电子束装置1还具备对电子枪20、光阑部件30、聚焦电极40以及对象物50通电的控制装置60。电子束装置1使从电子枪20射出的电子束穿过光阑部件30，由此对电子束的外周部进行遮蔽，在此基础上，利用聚焦电极40使电子书聚焦并使其向对象物50的表面即聚焦面51照射。电子束装置1例如被用于X射线产生装置以及扫描电子显微镜。在电子束装置1被用于X射线产生装置的情况下，对象物50是X射线产生靶材，在电子束装置1被用于扫描电子显微镜的情况下，对象物50是被检查物。电子枪20具有平板状的阴极21、环状的控制电极22、环状的阳极23以及电热部24。阴极21是电子的产生源，能够使用电场放射型、肖特基型以及热电子放射型中的任一种。在本实施方式中，作为阴极21而使用热电子放射型。在本实施方式中，阴极21并未被直接通电加热，而是借助配置于附近的电热部24的通电加热而被加热至规定的温度从而放射热电子。阴极21、控制电极22以及阳极23在沿着电子束的光轴(图1的点划线)的方向即光轴方向Z上相互离开地排列配置。控制电极22在光轴方向Z上配置在阴极21与阳极23之间。控制电极22相对于阴极21被赋予负的电位，调整从阴极21放射的电子的量。随着控制电极22与阴极21之间的电位差变小，从阴极21放射的电子的量变多。阴极21具有能够放射电子的平面即放射面21a。在控制电极22形成有供从阴极21放射出的热电子穿过的第3孔22a。第3孔22a的形状例如为圆形。在阳极23形成有供电子束穿过的第1孔23a。第1孔23a的形状例如为圆形。在优选的例子中，阴极21的放射面21a的面积比形成于距阴极21最近的电极、在本实施方式中为控制电极22的第3孔22a的开口面积B大。在第3孔22a的形状为圆形、第3孔22a的半径为rb的情况下，求出第3孔22a的开口面积B的计算式为“B＝π×rb2”。光阑部件30相对于阳极23配置于与控制电极22相反侧。聚焦电极40相对于光阑部件30配置于与阴极21相反侧。换言之，光阑部件30配置于比聚焦电极40靠阴极21侧的位置。在光阑部件30形成有开口31，遮蔽穿过阳极23后的电子束的一部分。开口31的形状例如为圆形。开口31的直径能够考虑分辨率以及光量而任意地设定。在一个例子中，开口31的直径为2mm。聚焦电极40配置于距对象物50最近的位置，是形成电场以便将电子束聚焦于对象物50的聚焦面51的最末级的电极。聚焦电极40例如是在平板形成有第2孔41的单孔电极。第2孔41的形状例本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电子束装置，其特征在于，具备：阴极，所述阴极放射电子；阳极，所述阳极是形成电场以便借助从所述阴极放射出的所述电子来形成电子束的电极，且形成有供所述电子束穿过的第1孔；形成有开口的光阑部件，所述光阑部件将穿过所述阳极后的所述电子束的一部分遮蔽；以及最末级的电子透镜，所述最末级的电子透镜是形成电场以便使穿过所述开口后的所述电子束聚焦的电极，由形成有供所述电子束穿过的第2孔的一个单孔电极构成。

【技术特征摘要】
2017.06.16 JP 2017-1185991.一种电子束装置，其特征在于，具备：阴极，所述阴极放射电子；阳极，所述阳极是形成电场以便借助从所述阴极放射出的所述电子来形成电子束的电极，且形成有供所述电子束穿过的第1孔；形成有开口的光阑部件，所述光阑部件将穿过所述阳极后的所述电子束的一部分遮蔽；以及最末级的电子透镜，所述最末级的电子透镜是形成电场以便使穿过所述开口后的所述电子束聚焦的电极，由形成有供所述电子束穿过的第2孔的一个单孔电极构成。2.根据权利要求1所述的电子束装置，其特征在于，所述光阑部件与所述单孔电极为相同电位。3.根据权利要求2所述的电子束装置，其特征在于，具备与赋予电位的配线不同的第1导通部件，所述第1导通部件使所述光阑部件与所述单孔电极在真空中导通。4.根据权利要求1～3...

【专利技术属性】
技术研发人员：宫冈明宽，
申请(专利权)人：株式会社岛津制作所，
类型：发明
国别省市：日本,JP