JP2002075264A - Rough-vacuum scanning electron microscope - Google Patents
Rough-vacuum scanning electron microscopeInfo
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、試料室内部を低真
空に維持し、試料のチャージアップを防止すると共に水
分を含んだ試料の観察を行うことができる低真空走査電
子顕微鏡に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a low-vacuum scanning electron microscope capable of maintaining the inside of a sample chamber at a low vacuum, preventing charge-up of the sample, and observing a sample containing moisture.
【０００２】[0002]
【従来の技術】走査電子顕微鏡では、試料上に電子ビー
ムを細く集束すると共に、試料上の所定範囲を電子ビー
ムで走査するようにしている。試料に電子ビームを照射
することによって２次電子が発生するが、この２次電子
を検出し、この検出信号を一次電子ビームの走査と同期
した陰極線管に供給し、試料の走査像を表示するように
している。2. Description of the Related Art In a scanning electron microscope, an electron beam is narrowly focused on a sample and a predetermined range on the sample is scanned with the electron beam. When the sample is irradiated with an electron beam, secondary electrons are generated. The secondary electrons are detected, and the detection signal is supplied to a cathode ray tube synchronized with the scanning of the primary electron beam to display a scanned image of the sample. Like that.
【０００３】このような走査電子顕微鏡の基本構成を図
１を参照して説明する。１は対物レンズであり、対物レ
ンズの上部には図示していないが電子ビームを発生し加
速する電子銃やコンデンサレンズなどが設けられてい
る。一次電子ビーム２はコンデンサレンズと対物レンズ
１とによって細く集束され、試料３に照射される。ま
た、図示していないが、対物レンズの上部には、試料上
で一次電子ビーム２を２次元的に走査するための走査コ
イルが配置されている。The basic configuration of such a scanning electron microscope will be described with reference to FIG. Reference numeral 1 denotes an objective lens. Although not shown, an electron gun and a condenser lens for generating and accelerating an electron beam are provided above the objective lens. The primary electron beam 2 is narrowly focused by the condenser lens and the objective lens 1 and irradiates the sample 3. Although not shown, a scanning coil for two-dimensionally scanning the primary electron beam 2 on the sample is arranged above the objective lens.
【０００４】試料３への電子ビーム２の照射によって２
次電子が発生するが、２次電子は電源４から３００Ｖ程
度の電圧が印加されたメッシュ状のコレクター５に集め
られる。コレクター５によって集められた２次電子は、
２次電子検出器７に導かれる。２次電子検出器７は、コ
ロナリング電源８から１０ｋＶ程度の高電圧が印加され
るコロナリング９と、２次電子が加速されて入射するシ
ンチレータ１０と、シンチレータの光を電気信号に変換
する光電子増倍管１１より構成されている。The irradiation of the sample 3 with the electron beam 2
Secondary electrons are generated, and the secondary electrons are collected by the mesh-shaped collector 5 to which a voltage of about 300 V is applied from the power supply 4. The secondary electrons collected by the collector 5 are
It is guided to the secondary electron detector 7. The secondary electron detector 7 includes a corona ring 9 to which a high voltage of about 10 kV is applied from a corona ring power supply 8, a scintillator 10 into which secondary electrons are accelerated and incident, and a photoelectron that converts light of the scintillator into an electric signal. It comprises a multiplier tube 11.
【０００５】２次電子検出器７によって検出された２次
電子信号は、図示していないが増幅器や輝度やコントラ
ストを調整する信号処理回路等を経て一次電子ビームの
走査に同期した陰極線管に輝度変調信号として供給され
る。その結果、陰極線管の画面上には試料の特定の２次
元領域の２次電子走査像が表示されることになる。[0005] The secondary electron signal detected by the secondary electron detector 7 is passed through an amplifier, a signal processing circuit for adjusting the brightness and contrast, not shown, to a cathode ray tube synchronized with the scanning of the primary electron beam. It is supplied as a modulation signal. As a result, a secondary electron scanning image of a specific two-dimensional area of the sample is displayed on the screen of the cathode ray tube.
【０００６】[0006]
【発明が解決しようとする課題】試料３が絶縁物試料の
場合や、試料に水分が含まれている場合には、試料が入
れられる試料室の真空度を低くすることが行われてい
る。しかしながら、試料室内部の真空度を低くすると、
コロナリング９に高電圧が印加されていることから、放
電現象が発生し、像の観察が不可能となってしまう。When the sample 3 is an insulating sample or when the sample contains moisture, the degree of vacuum in the sample chamber in which the sample is placed is reduced. However, when the degree of vacuum inside the sample chamber is reduced,
Since a high voltage is applied to the corona ring 9, a discharge phenomenon occurs, making it impossible to observe an image.
【０００７】本発明は、このような点に鑑みてなされた
もので、その目的は、低い真空度でも２次電子を効率よ
く検出することができる低真空走査電子顕微鏡を実現す
るにある。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of such a point, and an object of the present invention is to realize a low-vacuum scanning electron microscope capable of efficiently detecting secondary electrons even at a low degree of vacuum.
【０００８】[0008]
【課題を解決するための手段】請求項１の発明に基づく
低真空走査電子顕微鏡は、電子銃から発生し加速された
一次電子ビームをコンデンサレンズと対物レンズによっ
て試料上に細く集束すると共に、試料上の一次電子ビー
ムの照射範囲を２次元的に走査し、試料への一次電子ビ
ームの照射によって発生した２次電子を２次電子検出器
によって検出し、検出信号に基づいて試料の２次電子像
を得るようにした走査電子顕微鏡において、対物レンズ
として内側磁極と外側磁極とを備えたセミインレンズタ
イプの対物レンズを用いて対物レンズの磁場が試料上に
及ぶように構成し、試料が入れられる試料室とその上部
の電子ビームの通路との間を差動排気するための微小径
のオリフィスと、オリフィスの試料側に加速電極を設
け、オリフィスの上部に２次電子検出器を配置し、試料
からの２次電子を対物レンズの磁場によって光軸近傍に
拘束し、拘束された２次電子を加速電極に基づく電場に
よって上方に導き、オリフィスを通過させて２次電子検
出器に導くようにしたことを特徴としている。According to a first aspect of the present invention, there is provided a low-vacuum scanning electron microscope which focuses a primary electron beam generated and accelerated from an electron gun on a sample by a condenser lens and an objective lens. The irradiation range of the primary electron beam is two-dimensionally scanned, the secondary electrons generated by the irradiation of the primary electron beam on the sample are detected by a secondary electron detector, and the secondary electrons of the sample are detected based on the detection signal. In a scanning electron microscope for obtaining an image, a semi-in-lens type objective lens having an inner magnetic pole and an outer magnetic pole is used as an objective lens so that the magnetic field of the objective lens reaches the sample, and the sample is inserted. A small-diameter orifice for differentially evacuating the sample chamber between the sample chamber and the electron beam path above it, and an accelerating electrode on the sample side of the orifice are provided. A secondary electron detector is arranged in the detector, secondary electrons from the sample are constrained in the vicinity of the optical axis by the magnetic field of the objective lens, the constrained secondary electrons are guided upward by an electric field based on the accelerating electrode, and passed through the orifice. The secondary electron detector.
【０００９】請求項１の発明では、対物レンズとして内
側磁極と外側磁極とを備えたセミインレンズタイプの対
物レンズを用いて対物レンズの磁場が試料上に及ぶよう
に構成し、試料が入れられる試料室とその上部の電子ビ
ームの通路との間を差動排気するための微小径のオリフ
ィスと、オリフィスの試料側に加速電極を設け、オリフ
ィスの上部に２次電子検出器を配置し、試料からの２次
電子を対物レンズの磁場によって光軸近傍に拘束し、拘
束された２次電子を加速電極に基づく電場によって上方
に導き、オリフィスを通過させて２次電子検出器に導く
ようにしたので、絶縁物試料であっても試料表面へのチ
ャージが抑制された状態で、２次電子像の観察を行うこ
とができる。According to the first aspect of the present invention, a semi-in-lens type objective lens having an inner magnetic pole and an outer magnetic pole is used as an objective lens so that the magnetic field of the objective lens extends over the sample, and the sample is placed therein. A micro-diameter orifice for differentially evacuating between the sample chamber and the path of the electron beam above it, an acceleration electrode on the sample side of the orifice, a secondary electron detector above the orifice, and a sample Are confined in the vicinity of the optical axis by the magnetic field of the objective lens, and the constrained secondary electrons are guided upward by an electric field based on the accelerating electrode, passed through the orifice, and guided to the secondary electron detector. Therefore, even in the case of an insulator sample, observation of a secondary electron image can be performed in a state where charge on the sample surface is suppressed.
【００１０】請求項２の発明では、試料高さ情報及び試
料室内圧力情報に基づいて前記加速電極に印加する加速
電圧を制御するようにした。請求項３の発明では、対物
レンズに開口を設け、開口部分に２次電子検出器を配置
した。According to the second aspect of the present invention, the acceleration voltage applied to the acceleration electrode is controlled based on the sample height information and the sample chamber pressure information. According to the third aspect of the present invention, an opening is provided in the objective lens, and a secondary electron detector is disposed in the opening.
【００１１】請求項４の発明では、対物レンズの開口部
分の上部の一次電子ビームの通路上に減速電極を設け
た。請求項５の発明では、２次電子検出器を、２次電子
を引きつけるための高電圧が印加されるコロナリング
と、シンチレータと、シンチレータの光を検出する光電
子増倍管より構成した。According to a fourth aspect of the present invention, the deceleration electrode is provided on the path of the primary electron beam above the opening of the objective lens. In the invention of claim 5, the secondary electron detector is constituted by a corona ring to which a high voltage for attracting secondary electrons is applied, a scintillator, and a photomultiplier tube for detecting light of the scintillator.
【００１２】請求項６の発明では、２次電子検出器を対
物レンズの上部に配置した。In the invention of claim 6, the secondary electron detector is arranged above the objective lens.
【００１３】[0013]
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施の形態を詳細に説明する。図２は、本発明に基づく低
真空走査電子顕微鏡の一例を示したもので、２０は走査
電子顕微鏡の鏡筒である。鏡筒２０の上部には電子銃室
２１が配置されている。電子銃室２１内には、熱電子銃
や電界放射型電子銃などの電子銃が設けられている。Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings. FIG. 2 shows an example of a low-vacuum scanning electron microscope according to the present invention, and reference numeral 20 denotes a lens barrel of the scanning electron microscope. An electron gun chamber 21 is arranged above the lens barrel 20. In the electron gun chamber 21, an electron gun such as a thermoelectron gun or a field emission electron gun is provided.
【００１４】電子銃から発生し加速された一次電子ビー
ムＥＢは、コンデンサレンズ２２と対物レンズ２３によ
って試料室２４内に配置された試料２５上に細く集束さ
れる。対物レンズ２３としては、内側磁極２６と外側磁
極２７とを備えたセミインレンズ型の対物レンズが用い
られている。対物レンズ２３の上部には、一次電子ビー
ムＥＢを偏向するための走査コイル２８が設けられてい
る。走査コイル２８には、図示していない走査信号発生
回路から、試料２５の所定領域を一次電子ビームで走査
するための走査信号が供給される。The primary electron beam EB generated and accelerated by the electron gun is narrowly focused on a sample 25 placed in a sample chamber 24 by a condenser lens 22 and an objective lens 23. As the objective lens 23, a semi-in-lens type objective lens having an inner magnetic pole 26 and an outer magnetic pole 27 is used. Above the objective lens 23, a scanning coil 28 for deflecting the primary electron beam EB is provided. A scanning signal for scanning a predetermined region of the sample 25 with the primary electron beam is supplied from a scanning signal generating circuit (not shown) to the scanning coil 28.
【００１５】対物レンズ２３の内側磁極２６の底部に
は、微小開口を有したオリフィス２９が設けられてい
る。このオリフィス２９により、電子銃室２１から対物
レンズ２３内部の各空間と、試料室２４内とは差動排気
される。すなわち、電子銃室２１や対物レンズ２３上部
の空間は、排気管３０を介して拡散ポンプ等により高真
空に排気されている。At the bottom of the inner magnetic pole 26 of the objective lens 23, an orifice 29 having a minute opening is provided. Due to the orifice 29, each space inside the objective lens 23 from the electron gun chamber 21 and the inside of the sample chamber 24 are differentially evacuated. That is, the space above the electron gun chamber 21 and the objective lens 23 is evacuated to high vacuum by a diffusion pump or the like via the exhaust pipe 30.
【００１６】試料室２４には、３つのバルブ３１，３
２，３３が設けられているが、バルブ３１は排気管３０
との接続のために設けられており、走査電子顕微鏡を低
真空で使用する際にはこのバルブは閉じられている。バ
ルブ３２はロータリーポンプ（図示せず）に接続され、
バルブ３３はバリアブルリークバルブに接続されてい
る。このバルブ３２，３３の開閉により、試料室２４内
は所望の低真空に維持される。The sample chamber 24 has three valves 31, 3
2, 33 are provided, but the valve 31 is
The valve is closed when the scanning electron microscope is used at a low vacuum. The valve 32 is connected to a rotary pump (not shown),
The valve 33 is connected to a variable leak valve. By opening and closing the valves 32 and 33, the inside of the sample chamber 24 is maintained at a desired low vacuum.
【００１７】対物レンズ２３の一部には、開口３４が設
けられており、その開口部分には、２次電子検出器３５
が設けられている。２次電子検出器３５は、コロナリン
グ３６とシンチレータ３７、および光電子増倍管３８よ
り構成されている。An opening 34 is provided in a part of the objective lens 23, and a secondary electron detector 35 is provided in the opening.
Is provided. The secondary electron detector 35 includes a corona ring 36, a scintillator 37, and a photomultiplier tube 38.
【００１８】図３はオリフィス２９部分の詳細図であ
る。オリフィス２９は、オリフィス固定用ガイド４０を
介して対物レンズ２３の内側磁極２６の先端部に取り付
けられている。オリフィス２９の中心部分には、一次電
子ビームを通すための微小開口４１が穿たれている。オ
リフィス２９の底部には、絶縁層４２を介して加速電極
４３が取り付けられている。この加速電極４３には、図
示していない電源から１０Ｖ程度の電圧が印加される。
対物レンズ２３内の開口３４部分の上部には、減速電極
４４が配置されているが、この減速電極４４には例え
ば、−１０Ｖの電圧が印加される。このような構成の動
作を次に説明する。FIG. 3 is a detailed view of the orifice 29. The orifice 29 is attached to the tip of the inner magnetic pole 26 of the objective lens 23 via an orifice fixing guide 40. At the center of the orifice 29, a small opening 41 for passing a primary electron beam is formed. An accelerating electrode 43 is attached to the bottom of the orifice 29 via an insulating layer 42. A voltage of about 10 V is applied to the acceleration electrode 43 from a power supply (not shown).
A deceleration electrode 44 is disposed above the opening 34 in the objective lens 23. For example, a voltage of -10 V is applied to the deceleration electrode 44. The operation of such a configuration will now be described.
【００１９】まず、低真空下における試料２５の像観察
について説明する。最初に電子銃室２１から対物レンズ
２３内の電子ビーム通過領域を排気管３０を介して、例
えば、拡散ポンプで真空排気し、それらの領域の真空度
を１×１０-1Ｐａ程度とする。また、試料室２４内部を
バルブ３２と３３をオープンにし、バルブ３２を介して
ロータリーポンプで試料室内を排気すると共に、バルブ
３３を介して大気あるいは窒素ガス等を試料室２４内に
導入し、この試料室内の真空度を１０〜３００Ｐａ程度
の低真空に維持する。First, observation of an image of the sample 25 under a low vacuum will be described. First, the electron beam passage area in the objective lens 23 from the electron gun chamber 21 is evacuated through the exhaust pipe 30 by, for example, a diffusion pump, and the degree of vacuum in those areas is set to about 1 × 10 −1 Pa. The valves 32 and 33 are opened inside the sample chamber 24, the sample chamber is evacuated with a rotary pump through the valve 32, and the atmosphere or nitrogen gas is introduced into the sample chamber 24 through the valve 33. The degree of vacuum in the sample chamber is maintained at a low vacuum of about 10 to 300 Pa.
【００２０】鏡筒２０と試料室２４内部を所望の真空度
にした後、電子銃室２１内の電子銃から一次電子ビーム
を発生し加速させる。一次電子ビームＥＢはコンデンサ
レンズ２２と対物レンズ２３により試料２５に細く集束
される。更に一次電子ビームＥＢは、走査コイル２８に
よって２次元的に走査される。一次電子ビームＥＢによ
って試料２５からは２次電子seが発生する。After the interior of the lens barrel 20 and the inside of the sample chamber 24 are evacuated to a desired degree, a primary electron beam is generated from the electron gun in the electron gun chamber 21 and accelerated. The primary electron beam EB is narrowly focused on the sample 25 by the condenser lens 22 and the objective lens 23. Further, the primary electron beam EB is two-dimensionally scanned by the scanning coil 28. Secondary electrons se are generated from the sample 25 by the primary electron beam EB.
【００２１】図４は試料から発生した２次電子seの振る
舞いを説明するための図であり、試料２５からの２次電
子は、セミインレンズタイプの対物レンズ２３の磁界Ｍ
により回転運動が与えられ、光軸上に集められる。光軸
上に集められた２次電子は、加速電極４３による電界Ｅ
1により上方に導かれる。従って、試料２５から発生し
た２次電子は、効率よく集められ、オリフィス２９の開
口を通ってオリフィスの上部に導かれる。FIG. 4 is a diagram for explaining the behavior of the secondary electrons se generated from the sample. The secondary electrons from the sample 25 are transmitted through the magnetic field M of the objective lens 23 of the semi-in-lens type.
Gives rotational motion and is collected on the optical axis. Secondary electrons collected on the optical axis are converted into an electric field E by the accelerating electrode 43.
Guided up by 1 . Therefore, the secondary electrons generated from the sample 25 are efficiently collected and guided to the upper part of the orifice through the opening of the orifice 29.
【００２２】対物レンズ２３内に入った２次電子は、減
速電極４４によって形成される電界Ｅ2によって対物レ
ンズ２３の上部への進行が防止される。対物レンズ２３
内の２次電子は、２次電子検出器のコロナリング３６に
よって形成される電界Ｅ3によって２次電子検出器３５
方向に引き寄せられ、加速されて２次電子検出器３５の
シンチレータ３７に衝突する。The secondary electrons entering the objective lens 23 are prevented from traveling to the upper part of the objective lens 23 by the electric field E 2 formed by the deceleration electrode 44. Objective lens 23
The secondary electrons in the secondary electron detector 35 are caused by an electric field E 3 formed by the corona ring 36 of the secondary electron detector.
It is drawn in the direction, accelerated, and collides with the scintillator 37 of the secondary electron detector 35.
【００２３】このように、試料２５から発生した２次電
子は、セミインレンズタイプの対物レンズ２３による磁
界、加速電極４３による電界、減速電極４による電界、
２次電子検出器３５からの電界により、効率よく検出器
３５に導かれ、検出される。なお、ワーキングディスタ
ンスが３mm、オリフィス絞りが１５０μm、加速電極電
圧が＋１０Ｖ、減速電極電圧が−１０Ｖ、試料から発生
する２次電子のエネルギーが３eVの場合、一次電子ビー
ムの加速電圧が１ｋＶでは、試料から発生する２次電子
の１００％を対物レンズ内部に配置した２次電子検出器
で捕獲することができた。また、一次電子ビームの加速
電圧が５ｋＶでは、試料から角度ー６０から＋６０°の
範囲に放出される２次電子の捕獲が可能であることが確
かめられた。As described above, the secondary electrons generated from the sample 25 are converted into a magnetic field by the semi-in-lens type objective lens 23, an electric field by the acceleration electrode 43, an electric field by the deceleration electrode 4,
The electric field from the secondary electron detector 35 efficiently guides and detects the light to the detector 35. When the working distance is 3 mm, the orifice aperture is 150 μm, the accelerating electrode voltage is +10 V, the decelerating electrode voltage is −10 V, and the energy of the secondary electrons generated from the sample is 3 eV, the accelerating voltage of the primary electron beam is 1 kV. 100% of the secondary electrons generated from the laser beam could be captured by the secondary electron detector arranged inside the objective lens. Further, it was confirmed that when the acceleration voltage of the primary electron beam was 5 kV, it was possible to capture secondary electrons emitted from the sample in the range of angles from −60 to + 60 °.
【００２４】なお、加速電極に印加される電圧は、試料
の高さ位置や試料室内の圧力によって変化させることが
好ましい。これにより、試料から発生した２次電子が効
率よく集められ、高い検出効果を得ることができる。図
５はこの制御を行うための回路を示しており、加速電極
４３には電圧制御装置５１によって制御される加速電極
電源５０を介して数Ｖ〜１０Ｖ程度の加速電圧が印加さ
れる。電圧制御装置５１には、現在の試料高さ情報と試
料室内圧力情報の信号が入力されており、電圧制御装置
５１は、予めメモリー５２に記憶されている試料高さ情
報と試料室内圧力の信号に応じた最適加速電圧のデータ
テーブルより、現在の状態に合った最適加速電圧を呼び
出し、加速電極電源５０へ送る。It is preferable that the voltage applied to the accelerating electrode be changed depending on the height position of the sample and the pressure in the sample chamber. Thereby, secondary electrons generated from the sample are efficiently collected, and a high detection effect can be obtained. FIG. 5 shows a circuit for performing this control. An acceleration voltage of about several V to 10 V is applied to the acceleration electrode 43 via an acceleration electrode power supply 50 controlled by a voltage control device 51. The voltage control device 51 receives a signal of the current sample height information and the signal of the sample chamber pressure information. The voltage control device 51 receives the sample height information and the signal of the sample chamber pressure stored in the memory 52 in advance. From the data table of the optimum acceleration voltage corresponding to the above, the optimum acceleration voltage suitable for the current state is called and sent to the acceleration electrode power supply 50.
【００２５】以上本発明の実施の形態を説明したが、本
発明はこの実施の形態に限定されない。例えば、減速電
極を設けたが、この減速電極は本発明にとって必須の構
成要素ではなく、この電極を設けなくともよい。また、
２次電子検出器の位置は対物レンズの中間部分であった
が、対物レンズの上部に２次電子検出器を配置してもよ
い。更に、図２においてバルブ３１をオープンとし、バ
ルブ３２と３３をクローズにすれば、高真空走査電子顕
微鏡として使用することができる。Although the embodiment of the present invention has been described above, the present invention is not limited to this embodiment. For example, although the deceleration electrode is provided, the deceleration electrode is not an essential component of the present invention, and the electrode may not be provided. Also,
Although the position of the secondary electron detector is located in the middle of the objective lens, the secondary electron detector may be arranged above the objective lens. Further, in FIG. 2, if the valve 31 is opened and the valves 32 and 33 are closed, it can be used as a high vacuum scanning electron microscope.
【００２６】[0026]
【発明の効果】以上説明したように、請求項１の発明で
は、対物レンズとして内側磁極と外側磁極とを備えたセ
ミインレンズタイプの対物レンズを用いて対物レンズの
磁場が試料上に及ぶように構成し、試料が入れられる試
料室とその上部の電子ビームの通路との間を差動排気す
るための微小径のオリフィスと、オリフィスの試料側に
加速電極を設け、オリフィスの上部に２次電子検出器を
配置し、試料からの２次電子を対物レンズの磁場によっ
て光軸近傍に拘束し、拘束された２次電子を加速電極に
基づく電場によって上方に導き、オリフィスを通過させ
て２次電子検出器に導くようにしたので、絶縁物試料で
あっても試料表面へのチャージが抑制された状態で、２
次電子像の観察を行うことができる。As described above, according to the first aspect of the present invention, a semi-in-lens type objective lens having an inner magnetic pole and an outer magnetic pole is used as an objective lens so that the magnetic field of the objective lens reaches the sample. A small diameter orifice for differentially evacuating between the sample chamber in which the sample is placed and the electron beam path above the sample chamber, and an accelerating electrode on the sample side of the orifice. An electron detector is arranged, secondary electrons from the sample are constrained in the vicinity of the optical axis by the magnetic field of the objective lens, and the constrained secondary electrons are guided upward by an electric field based on the accelerating electrode. Since the sample is guided to the electron detector, the charge on the sample surface is suppressed even if the sample is an insulating sample.
Observation of a secondary electron image can be performed.
【図１】従来の走査電子顕微鏡の一例を示す図である。FIG. 1 is a diagram showing an example of a conventional scanning electron microscope.
【図２】本発明に基づく走査電子顕微鏡の一例を示す図
である。FIG. 2 is a diagram showing an example of a scanning electron microscope according to the present invention.
【図３】オリフィス部分の詳細を示す図である。FIG. 3 is a diagram showing details of an orifice portion.
【図４】対物レンズの磁界と各電極による電界を示す図
である。FIG. 4 is a diagram showing a magnetic field of an objective lens and an electric field by each electrode.
【図５】各電極の電圧制御の様子を説明するための図で
ある。FIG. 5 is a diagram for explaining a state of voltage control of each electrode.
２０ 鏡筒 ２１ 電子銃室 ２２ コンデンサレンズ ２３ 対物レンズ ２４ 試料室 ２５ 試料 ２６ 内側磁極 ２７ 外側磁極 ２８ 走査コイル ２９ オリフィス ３０，３１，３２，３３ バルブ ３４ 開口 ３５ ２次電子検出器 ３６ コロナリング Reference Signs List 20 lens barrel 21 electron gun chamber 22 condenser lens 23 objective lens 24 sample chamber 25 sample 26 inner magnetic pole 27 outer magnetic pole 28 scanning coil 29 orifice 30, 31, 32, 33 valve 34 opening 35 secondary electron detector 36 corona ring
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 小川 康司 東京都昭島市武蔵野二丁目６番38号 日本 電子テクニクス株式会社内 Ｆターム(参考） 2G001 AA03 BA07 CA03 GA01 GA06 GA09 GA10 GA13 HA12 HA13 JA02 JA14 KA03 5C033 DD03 DD09 NN01 NP01 NP05 UU02 UU04 ────────────────────────────────────────────────── ─── Continuing on the front page (72) Inventor Koji Ogawa 2-6-38 Musashino, Akishima-shi, Tokyo Japan Electronic Technics Co., Ltd. F-term (reference) 2G001 AA03 BA07 CA03 GA01 GA06 GA09 GA10 GA13 HA12 HA13 JA02 JA14 KA03 5C033 DD03 DD09 NN01 NP01 NP05 UU02 UU04
Claims (6)
ームをコンデンサレンズと対物レンズによって試料上に
細く集束すると共に、試料上の一次電子ビームの照射範
囲を２次元的に走査し、試料への一次電子ビームの照射
によって発生した２次電子を２次電子検出器によって検
出し、検出信号に基づいて試料の２次電子像を得るよう
にした走査電子顕微鏡において、対物レンズとして内側
磁極と外側磁極とを備えたセミインレンズタイプの対物
レンズを用いて対物レンズの磁場が試料上に及ぶように
構成し、試料が入れられる試料室とその上部の電子ビー
ムの通路との間を差動排気するための微小径のオリフィ
スと、オリフィスの試料側に加速電極を設け、オリフィ
スの上部に２次電子検出器を配置し、試料からの２次電
子を対物レンズの磁場によって光軸近傍に拘束し、拘束
された２次電子を加速電極の加速電圧に基づく電場によ
って上方に導き、オリフィスを通過させて２次電子検出
器に導くようにした低真空走査電子顕微鏡。1. A primary electron beam generated and accelerated from an electron gun is finely focused on a sample by a condenser lens and an objective lens, and an irradiation range of the primary electron beam on the sample is two-dimensionally scanned to a sample. In a scanning electron microscope in which a secondary electron generated by irradiation of a primary electron beam is detected by a secondary electron detector and a secondary electron image of a sample is obtained based on a detection signal, an inner magnetic pole and an outer A semi-in-lens type objective lens equipped with a magnetic pole is used so that the magnetic field of the objective lens reaches the sample, and the differential exhaust between the sample chamber in which the sample is placed and the path of the electron beam above it An orifice with a small diameter for the measurement and an accelerating electrode on the sample side of the orifice, a secondary electron detector placed above the orifice, and the secondary electrons from the sample are transferred to the magnetic field of the objective lens. A low-vacuum scanning electron microscope in which a secondary electron constrained in the vicinity of an optical axis by a field is guided upward by an electric field based on an accelerating voltage of an accelerating electrode, and is passed through an orifice to a secondary electron detector.
づいて前記加速電極に印加する加速電圧を制御するよう
にした請求項１記載の低真空走査電子顕微鏡。2. The low vacuum scanning electron microscope according to claim 1, wherein an accelerating voltage applied to said accelerating electrode is controlled based on information on a sample height and information on a pressure in a sample chamber.
次電子検出器を配置した請求項１記載の低真空走査電子
顕微鏡。3. An objective lens is provided with an opening, and two
The low vacuum scanning electron microscope according to claim 1, further comprising a secondary electron detector.
ビームの通路上に減速電極を設けた請求項３記載の低真
空走査電子顕微鏡。4. The low vacuum scanning electron microscope according to claim 3, wherein a deceleration electrode is provided on a path of the primary electron beam above the opening of the objective lens.
るための高電圧が印加されるコロナリングと、シンチレ
ータと、シンチレータの光を検出する光電子増倍管より
なる請求項１〜４のいずれかに記載の低真空走査電子顕
微鏡。5. The secondary electron detector according to claim 1, wherein the secondary electron detector comprises a corona ring to which a high voltage for attracting secondary electrons is applied, a scintillator, and a photomultiplier tube for detecting light of the scintillator. The low vacuum scanning electron microscope according to any one of the above.
置した請求項１に記載の低真空走査電子顕微鏡。6. The low vacuum scanning electron microscope according to claim 1, wherein the secondary electron detector is disposed above the objective lens.
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