JP2001110351A5 - - Google Patents

Description

【００１８】
検出器１０ａ，１０ｂにて検出された反射電子１２ａによる試料像は、試料８の凹凸に応じて明暗の陰影がついた像となる。その理由について簡単に説明する。いま、図１、図２に示すように、試料８の面に対して小さな角度をなす方向に反射した反射電子１２ａは、対物レンズ７の磁場中を通過するとき１８０゜の回転を受けて検出器１０ａ，１０ｂに入射するものとする。このとき、試料８の面に対して小さな角度で図１、図２の左方に飛び出した反射電子は対物レンズ７の磁場中で１８０゜回転されて図の右側に設置された検出器１０ａで検出され、試料８の面に対して小さな角度で図１、図２の右方に飛び出した反射電子は対物レンズ７の磁場中で１８０゜回転されて図の左側に設置された検出器１０ｂで検出される。図３は、試料表面の傾斜部を照射する一次電子線と反射電子を示す略図である。試料表面に図３（ａ）に示すような右下がりの傾斜部と、図３（ｂ）に示すような右上がりの傾斜部４１があったとして、そこを一次電子線４が走査する場合を考える。一次電子線４が図３（ａ）に示すような右下がりの傾斜部４１を照射するとき、その傾斜部４１から放出される反射電子５１は大部分が図の右方に向けて放出される。この右方に向けて放出された反射電子５１は、対物レンズ７の磁場中を通過するとき１８０゜回転するため図１において左側に設置された検出器１０ｂで多く検出され、右側の検出器１０ａではほとんど検出されない。従って、図３（ａ）に示すような右下がりの傾斜部４１は、検出器１０ａの検出信号をもとにした試料像には暗い部分として現れ、検出器１０ｂの検出信号をもとにした試料像には明るい部分として現れる。逆に、試料面に図３（ｂ）に示すような右上がりの傾斜部４２があった場合、そこから放出される反射電子５２の多くは図の左方に向けて進む。この反射電子５２は大部分が図１の右側に設置された検出器１０ａで検出され、左側に設置された検出器１０ｂではほとんど検出されない。従って、図３（ｂ）に示すような右上がりの傾斜部４２は、検出器１０ａの検出信号をもとにした試料像には明るい部分として現れ、検出器１０ｂの検出信号をもとにした試料像には暗い部分として現れる。

【００２２】
図６は、本発明による走査電子顕微鏡の他の例を示す要部概略図である。試料８面に対する反射電子１２ａの放出角度の範囲は、試料８に印加する電圧と、加速電極１３に印加する電圧により変化する。それぞれの電圧が大きくなると、反射電子１２ａは反射電子１２ｂの軌道に近づいていく。分解能との兼ね合いによりこれらの電圧を大きくせざるを得ない場合には、図６に示すように、対物レンズ１７よりも電子源（陰極１）側に反射板１４を配置し、試料８面に対して小さな角度をなす方向に放出した反射電子１２ａを反射板１４に衝突させる。検出器１０ａ，１０ｂには、電子を蛍光体に衝突させて信号として検出する効率を向上させるため＋１０ｋＶ程度の電圧が印加されている。そのため、反射電子１２ａの衝突により発生した二次電子１５を検出器１０ａ，１０ｂにて検出することができる。

Claims (13)

1. 電子線を発生する電子源と、前記電子線を集束するための集束レンズと、集束された電子線を細く絞って試料上に照射するための磁界形の対物レンズと、前記電子線を試料上で二次元的に走査するための偏向器と、電子線照射により試料から放出された信号を検出するために前記対物レンズよりも前記電子源側に配置された検出器と、前記検出器により検出された信号を試料像として表示するための表示手段と、試料に照射される電子線を減速するための電界を発生させる減速電界発生手段と、前記減速電界発生手段に印加する電圧を制御するための電圧制御手段とを具備し、
   前記電圧制御手段は試料から発生した信号のうち試料面に対して小さな角度をなす方向に放出された反射電子が前記検出器で検出されるように前記減速電界発生手段に印加する電圧を制御し、試料表面の凹凸に対応して明暗のついた試料像を得ることを特徴とする走査電子顕微鏡。
2. 請求項１記載の走査電子顕微鏡において、前記減速電界発生手段は試料に負の電圧を印加することで前記減速電界を発生することを特徴とする走査電子顕微鏡。
3. 請求項１又は２記載の走査電子顕微鏡において、試料より発生した反射電子を前記電子源の方向に加速する電界を発生する加速電界発生手段と、前記加速電界発生手段に印加する電圧を制御する電圧制御手段とを備えることを特徴とする走査電子顕微鏡。
4. 電子線を発生する電子源と、前記電子線を集束するための集束レンズと、集束された電子線を細く絞って試料上に照射するための磁界形の対物レンズと、前記電子線を試料上で二次元的に走査するための偏向器と、電子線照射により試料から放出された信号を検出するために前記対物レンズよりも前記電子源側に配置された検出器と、前記検出器により検出された信号を試料像として表示するための表示手段と、試料から発生した信号を加速するための電界を発生させる加速電界発生手段と、前記加速電界発生手段に印加する電圧を制御するための電圧制御手段とを具備し、
   前記電圧制御手段は試料から発生した信号のうち試料面に対して小さな角度をなす方向に放出された反射電子が前記検出器で検出されるように前記加速電界発生手段に印加する電圧を制御し、試料表面の凹凸に対応して明暗のついた試料像を得ることを特徴とする走査電子顕微鏡。
5. 請求項１〜４のいずれか１項記載の走査電子顕微鏡において、前記対物レンズは試料雰囲気中に漏洩磁場を発生することを特徴とする走査電子顕微鏡。
6. 請求項１〜５のいずれか１項記載の走査電子顕微鏡において、前記検出器を前記電子線の光軸に対して軸対称な位置に複数個設け、各検出器の検出信号により試料表面の凹凸に対して異なった明暗のついた試料像を得ることを特徴とする走査電子顕微鏡。
7. 請求項１〜６のいずれか１項記載の走査電子顕微鏡において、試料像の明暗を前記検出器で検出された反射電子の前記対物レンズの磁界による回転を考慮して試料表面の凹凸に対応付けることを特徴とする走査電子顕微鏡。
8. 請求項１〜７のいずれか１項記載の走査電子顕微鏡において、前記対物レンズよりも前記電子源側に前記電子線が通過する開口を有する導体板を備え、試料から放出された二次電子は大部分が前記開口を通過し、試料面に対して小さな角度をなす方向に放出された反射電子が前記導体板に衝突するように、前記導体板の開口寸法、前記減速電界あるいは前記加速電界の強さが設定されていることを特徴とする走査電子顕微鏡。
9. 請求項８記載の走査電子顕微鏡において、前記反射電子の衝突により前記導体板から放出された二次電子を検出方位として見込む位置に前記検出器を配置したことを特徴とする走査電子顕微鏡。
10. 請求項１〜９のいずれか１項記載の走査電子顕微鏡において、前記検出器よりも前記電子源側に第２の検出器を備え、前記試料から発生する二次電子と試料面に対して大きな角度をなす方向に放出された反射電子のいずれか一方又は両方を前記第２の検出器で検出することを特徴とする走査電子顕微鏡。
11. 請求項１〜１０のいずれか１項記載の走査電子顕微鏡において、試料面に対して小さな角度をなす方向に放出された反射電子による試料像を前記表示手段に表示することを特徴とする走査電子顕微鏡。
12. 請求項１〜１０のいずれか１項記載の走査電子顕微鏡において、前記表示手段に試料表面の凹凸の情報を表示することを特徴とする走査電子顕微鏡。
13. 電子線を発生する電子源と、前記電子線を収束するための集束レンズと、収束された電子線を試料上に照射するための磁界形の対物レンズと、前記電子線を試料上で二次元的に走査するための偏向器と、電子線照射により試料から放出された信号を検出するために前記対物レンズよりも前記電子線源側に配置された検出器と、前記検出器により検出された信号を試料像として表示するための表示手段と、試料に照射される電子線を減速するための電界を発生させる減速電界発生手段と、前記減速電界発生手段に印加する電圧を制御するための電圧制御手段とを備え、
    前記試料上の傾斜部で反射した後、前記対物レンズの収束磁場によって軌道を変えられた前記反射電子が前記検出器で検出されるように、前記電圧制御手段により前記減速電界発生手段に印加する電圧を制御することを特徴とする走査電子顕微鏡。