JP2002134057A - 走査電子顕微鏡 - Google Patents
走査電子顕微鏡Info
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- 230000001678 irradiating effect Effects 0.000 claims 1
- 239000012212 insulator Substances 0.000 abstract description 6
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- Analysing Materials By The Use Of Radiation (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】絶縁物等の試料を金属コーテング無しに観察す
ることを容易にできる手段を提供する。 【解決手段】絶縁物等を観察するときに、試料チャージ
アップするような時にも、試料ステージ試料ホールダ固
定部に備えたAir／ガス導入部よりAirまたはガスを導入
し意図的に試料近傍にガス分子を存在させ、ガス分子に
より試料表面にチャージアップ（帯電）した電子を中和
させをチャージアップの無い二次電子検出器での画像が
得られる。また、表面観察も低加速電圧にて試料を金属
コーテング無しに観察ができる構造になっている。Air
／ガスの導入圧力はチャージアップの度合いにより調整
する。
ることを容易にできる手段を提供する。 【解決手段】絶縁物等を観察するときに、試料チャージ
アップするような時にも、試料ステージ試料ホールダ固
定部に備えたAir／ガス導入部よりAirまたはガスを導入
し意図的に試料近傍にガス分子を存在させ、ガス分子に
より試料表面にチャージアップ（帯電）した電子を中和
させをチャージアップの無い二次電子検出器での画像が
得られる。また、表面観察も低加速電圧にて試料を金属
コーテング無しに観察ができる構造になっている。Air
／ガスの導入圧力はチャージアップの度合いにより調整
する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、セラミックス、プ
ラスチック、酸化物、繊維等の絶縁物の試料を観察する
装置に好適な走査電子顕微鏡に関する。
ラスチック、酸化物、繊維等の絶縁物の試料を観察する
装置に好適な走査電子顕微鏡に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来の装置は、Ｎ−ＳＥＭ（Ｎａｔｕｒ
ａｌ Ｓｃａｎｎｉｎｇ Ｅｌｅｃｔｒｏｎ Ｍｉｃｒｏ
ｓｃｏｒｐｅ：以下Ｎ−ＳＥＭと略す），Ｗｅｔ−ＳＥ
Ｍと呼ばれており、試料室と電子銃室を差動排気方式と
し、観察試料を挿入する試料室と電子銃室を別々に排気
する専用の排気装置を有し、さらに試料室内を減圧可能
な構造としており、電子銃部を高真空状態、試料室内を
低真空状態の差動排気を行なっている。また、通常のＳ
ＥＭ（Ｓｃａｎｎｉｎｇ Ｅｌｅｃｔｒｏｎ Ｍｉｃｒｏ
ｓｃｏｒｐｅ：以下ＳＥＭと略す）検出器の二次電子検
出器は試料より発生した二次電子を引き込むため約１０
ｋＶ程度の後段印加電圧を検出器に印加しているが、試
料室内全体を低真空（１〜２７０Ｐａ）の状態にした場
合、二次電子を引き込むための約１０ｋＶの後段印加電
圧で試料室内は放電現象が発生してしまう。このためＮ
−ＳＥＭ用検出器として専用の反射電子検出器を備える
必要がある。
ａｌ Ｓｃａｎｎｉｎｇ Ｅｌｅｃｔｒｏｎ Ｍｉｃｒｏ
ｓｃｏｒｐｅ：以下Ｎ−ＳＥＭと略す），Ｗｅｔ−ＳＥ
Ｍと呼ばれており、試料室と電子銃室を差動排気方式と
し、観察試料を挿入する試料室と電子銃室を別々に排気
する専用の排気装置を有し、さらに試料室内を減圧可能
な構造としており、電子銃部を高真空状態、試料室内を
低真空状態の差動排気を行なっている。また、通常のＳ
ＥＭ（Ｓｃａｎｎｉｎｇ Ｅｌｅｃｔｒｏｎ Ｍｉｃｒｏ
ｓｃｏｒｐｅ：以下ＳＥＭと略す）検出器の二次電子検
出器は試料より発生した二次電子を引き込むため約１０
ｋＶ程度の後段印加電圧を検出器に印加しているが、試
料室内全体を低真空（１〜２７０Ｐａ）の状態にした場
合、二次電子を引き込むための約１０ｋＶの後段印加電
圧で試料室内は放電現象が発生してしまう。このためＮ
−ＳＥＭ用検出器として専用の反射電子検出器を備える
必要がある。
【０００３】上記のようにＮ−ＳＥＭを実現するために
は高価な構成となってしまう。
は高価な構成となってしまう。
【０００４】また、Ｎ−ＳＥＭの検出器として採用して
いる反射電子検出器は組成情報、凹凸情報が多く出てし
まい、二次電子検出器のような画質は得られにくい。
いる反射電子検出器は組成情報、凹凸情報が多く出てし
まい、二次電子検出器のような画質は得られにくい。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】通常のＳＥＭでセラミ
ックス、プラスチック、酸化物、繊維等の絶縁物を観察
する場合は試料チャージアップ防止のために試料表面に
金属コーテングを施し、観察を行なうか、Ｎ−ＳＥＭに
て反射電子検出器像の観察を行なう。
ックス、プラスチック、酸化物、繊維等の絶縁物を観察
する場合は試料チャージアップ防止のために試料表面に
金属コーテングを施し、観察を行なうか、Ｎ−ＳＥＭに
て反射電子検出器像の観察を行なう。
【０００６】
【課題を解決するための手段】通常ＳＥＭで金属コーテ
ングを行なうと試料の表面情報が金属により覆われてし
まい、表面情報が得られなくなってしまう。またＮ−Ｓ
ＥＭでの反射電子検出器観察は試料室真空度により一次
電子の散乱と、試料より発生した反射電子の特性等によ
り主に高加速電圧での観察となってしまうため試料表面
の観察は困難である。
ングを行なうと試料の表面情報が金属により覆われてし
まい、表面情報が得られなくなってしまう。またＮ−Ｓ
ＥＭでの反射電子検出器観察は試料室真空度により一次
電子の散乱と、試料より発生した反射電子の特性等によ
り主に高加速電圧での観察となってしまうため試料表面
の観察は困難である。
【０００７】本発明は、通常ＳＥＭでセラミックス、プ
ラスチック、酸化物、繊維等の絶縁物を観察するとき
に、試料チャージアップするような時には、試料ステー
ジ試料ホールダ固定部に備えたAir／ガス導入部よりニ
ードルバルブにて導入圧力を調整し、Airまたはガスを
導入意図的に極試料近傍にガス分子を存在させる。ガス
分子は試料に照射する一次電子の一部と衝突し、このガ
ス分子はイオン化される。このイオン化されたガス分子
により試料表面にチャージアップ（帯電）した電子は中
和されチャージアップの無い二次電子検出器での画像が
得られる。また、表面観察も低加速電圧にて試料を金属
コーテング無しに観察ができる構造になっている。Air
／ガスの導入圧力はチャージアップの度合いにより調整
する。
ラスチック、酸化物、繊維等の絶縁物を観察するとき
に、試料チャージアップするような時には、試料ステー
ジ試料ホールダ固定部に備えたAir／ガス導入部よりニ
ードルバルブにて導入圧力を調整し、Airまたはガスを
導入意図的に極試料近傍にガス分子を存在させる。ガス
分子は試料に照射する一次電子の一部と衝突し、このガ
ス分子はイオン化される。このイオン化されたガス分子
により試料表面にチャージアップ（帯電）した電子は中
和されチャージアップの無い二次電子検出器での画像が
得られる。また、表面観察も低加速電圧にて試料を金属
コーテング無しに観察ができる構造になっている。Air
／ガスの導入圧力はチャージアップの度合いにより調整
する。
【０００８】また、本発明は従来のＮ−ＳＥＭ等で行な
っている排気系の改造とＮ−ＳＥＭ用の反射電子検出器
等の装備する必要がないため、単純な構成とすることが
可能である。
っている排気系の改造とＮ−ＳＥＭ用の反射電子検出器
等の装備する必要がないため、単純な構成とすることが
可能である。
【０００９】上記装置は、試料ステージ試料固定部にAi
r／ガス導入部を設置することで達成できる。
r／ガス導入部を設置することで達成できる。
【００１０】
【発明の実施の形態】以下本発明の実施例を図面を用い
て記述する。
て記述する。
【００１１】図１は本発明の一実施例を示す構成概略図
である。走査電子顕微鏡に、本発明の請求項１〜３に記
載した実施例である。
である。走査電子顕微鏡に、本発明の請求項１〜３に記
載した実施例である。
【００１２】図１において、電子銃1から取り出された
電子ビーム2は、収束レンズ3と対物レンズ4によって細
い電子ビームに収束され、走査電源5に接続された偏向
コイル6によって試料7上で走査される。電子線の照射に
よって試料からは、二次電子、反射電子、特性Ｘ線など
の信号が発生する。通常ＳＥＭでは観察時には二次電子
を二次電子検出器8で検出する。検出された二次電子信
号は信号増幅器9からの信号を映像信号回路10を通して
ＣＲＴ11の輝度変調端子に入力され、二次電子信号によ
る走査像が観察できるようになっている。試料7を固定
している試料ステージホールダ部12に試料室外（大気
中）からAir／ガス導入用の導入配管13を配管する。Air
／ガス導入配管は大気側に開閉用のバルブ14を配置す
る。このバルブの先にAir／ガス導入圧力調整用にニー
ドルバルブ15があり、試料チャージアップ障害の程度に
よりAir／ガス導入時に導入圧を調整することができ
る。
電子ビーム2は、収束レンズ3と対物レンズ4によって細
い電子ビームに収束され、走査電源5に接続された偏向
コイル6によって試料7上で走査される。電子線の照射に
よって試料からは、二次電子、反射電子、特性Ｘ線など
の信号が発生する。通常ＳＥＭでは観察時には二次電子
を二次電子検出器8で検出する。検出された二次電子信
号は信号増幅器9からの信号を映像信号回路10を通して
ＣＲＴ11の輝度変調端子に入力され、二次電子信号によ
る走査像が観察できるようになっている。試料7を固定
している試料ステージホールダ部12に試料室外（大気
中）からAir／ガス導入用の導入配管13を配管する。Air
／ガス導入配管は大気側に開閉用のバルブ14を配置す
る。このバルブの先にAir／ガス導入圧力調整用にニー
ドルバルブ15があり、試料チャージアップ障害の程度に
よりAir／ガス導入時に導入圧を調整することができ
る。
【００１３】図２はAir／ガス導入時のイオン化過程を
示す概略図である。
示す概略図である。
【００１４】図２において対物レンズ4より照射された
一次電子21は試料7に照射される。試料7はセラミック、
プラスチック等の絶縁物であるため試料上で帯電してし
まう。一方、対物レンズより照射された一次電子21の一
部は試料極近傍部に試料室外より導入されたAir／ガス
の気体分子22と衝突する。衝突した気体分子22は一次電
子21により気体分子の電子は外に弾き出されてイオン化
される。イオン化された気体分子23は試料上に帯電して
いる電子を中和させる。
一次電子21は試料7に照射される。試料7はセラミック、
プラスチック等の絶縁物であるため試料上で帯電してし
まう。一方、対物レンズより照射された一次電子21の一
部は試料極近傍部に試料室外より導入されたAir／ガス
の気体分子22と衝突する。衝突した気体分子22は一次電
子21により気体分子の電子は外に弾き出されてイオン化
される。イオン化された気体分子23は試料上に帯電して
いる電子を中和させる。
【００１５】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば本
発明は、セラミックス、プラスチック、酸化物、繊維等
の絶縁物を観察するときに、試料チャージアップするよ
うな時にも、試料ステージ試料ホールダ固定部に備えた
Air／ガス導入部よりAirまたはガスを導入し意図的に試
料近傍にガス気体分子を存在させ、ガス気体分子により
試料表面にチャージアップ（帯電）した電子を中和させ
をチャージアップの無い二次電子検出器での画像が得ら
れる。
発明は、セラミックス、プラスチック、酸化物、繊維等
の絶縁物を観察するときに、試料チャージアップするよ
うな時にも、試料ステージ試料ホールダ固定部に備えた
Air／ガス導入部よりAirまたはガスを導入し意図的に試
料近傍にガス気体分子を存在させ、ガス気体分子により
試料表面にチャージアップ（帯電）した電子を中和させ
をチャージアップの無い二次電子検出器での画像が得ら
れる。
【図１】本発明の一実施例である走査電子顕微鏡の構成
概略図。
概略図。
【図２】本発明の一実施例であるAir／ガス導入時のイ
オン化過程を示す概略図。
オン化過程を示す概略図。
1…電子銃、2…電子ビーム、3…収束レンズ、4…対物レ
ンズ、5…走査電源、6…偏向コイル、7…試料、8…二次
電子検出器、9…信号増幅器、10…映像信号回路、11…
ＣＲＴ、12…試料ステージホールダ、13…Air／ガス導
入配管、14…バルブ、15…ニードルバルブ、21…一次電
子、22…気体分子、23…イオン化された気体分子。
ンズ、5…走査電源、6…偏向コイル、7…試料、8…二次
電子検出器、9…信号増幅器、10…映像信号回路、11…
ＣＲＴ、12…試料ステージホールダ、13…Air／ガス導
入配管、14…バルブ、15…ニードルバルブ、21…一次電
子、22…気体分子、23…イオン化された気体分子。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 伊東 祐博 茨城県ひたちなか市大字市毛1040番地 株 式会社日立サイエンスシステムズ内 (72)発明者 片根 純一 茨城県ひたちなか市大字市毛1040番地 株 式会社日立サイエンスシステムズ内 (72)発明者 神田 公生 茨城県ひたちなか市大字市毛882番地 株 式会社日立製作所計測器グループ内 Ｆターム(参考） 2G001 AA03 BA05 BA07 BA14 CA01 CA03 GA01 GA06 GA12 HA13 JA12 JA14 JA20 5C001 AA08 BB03 CC04 5C033 UU03
Claims (4)
- 【請求項１】 試料の表面に電子線を収束して照射する
走査電子顕微鏡において、試料ステージ試料ホールダ固
定部に試料室外より電子線によりイオン化するガスを導
入することのできる装置を有するすることを特徴とする
走査電子顕微鏡。 - 【請求項２】請求項１において前記ガスはAirまたは
N2、Ar、O2等観察試料により導入ガスを変えることが可
能なことを特徴とする走査電子顕微鏡。 - 【請求項３】 前記Air／ガス導入部は導入調整用のニ
ードルバルブを有することを特徴とする請求項１の走査
電子顕微鏡。 - 【請求項４】 試料の極近傍だけを低真空状態にできる
ことを特徴とする請求項１の走査電子顕微鏡。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000329793A JP2002134057A (ja) | 2000-10-24 | 2000-10-24 | 走査電子顕微鏡 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000329793A JP2002134057A (ja) | 2000-10-24 | 2000-10-24 | 走査電子顕微鏡 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002134057A true JP2002134057A (ja) | 2002-05-10 |
Family
ID=18806410
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000329793A Pending JP2002134057A (ja) | 2000-10-24 | 2000-10-24 | 走査電子顕微鏡 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2002134057A (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007294328A (ja) * | 2006-04-27 | 2007-11-08 | Hitachi High-Technologies Corp | 走査電子顕微鏡 |
| WO2010038534A1 (ja) * | 2008-09-30 | 2010-04-08 | 株式会社 日立ハイテクノロジーズ | 電子顕微鏡 |
| EP2061066A3 (en) * | 2007-11-13 | 2011-01-05 | Carl Zeiss NTS GmbH | System and method for processing an object with a charged particle beam |
| WO2012120726A1 (ja) * | 2011-03-04 | 2012-09-13 | 株式会社日立ハイテクノロジーズ | 電子顕微鏡用試料ホルダーおよび試料観察方法 |
| JP2014196543A (ja) * | 2013-03-29 | 2014-10-16 | Ｊｆｅスチール株式会社 | 方向性電磁鋼板の製造方法 |
| JP2017162645A (ja) * | 2016-03-09 | 2017-09-14 | 浜松ホトニクス株式会社 | 帯電処理装置及び電子源ユニット |
| JP2019131846A (ja) * | 2018-01-30 | 2019-08-08 | 三菱電機株式会社 | 積層造形装置 |
-
2000
- 2000-10-24 JP JP2000329793A patent/JP2002134057A/ja active Pending
Cited By (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| US8426811B2 (en) | 2008-09-30 | 2013-04-23 | Hitachi High-Technologies Corporation | Electron microscope |
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| US9159530B2 (en) | 2011-03-04 | 2015-10-13 | Hitachi High-Technologies Corporation | Electron microscope sample holder and sample observation method |
| DE112011105007B4 (de) * | 2011-03-04 | 2021-01-21 | Hitachi High-Tech Corporation | Probenhalter für ein Elektronenmikroskop und Probenuntersuchungsverfahren |
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