JP2009205891A - Secondary electron-reflected electron detecting device, and scanning electron microscope having secondary electron-reflected electron detecting device - Google Patents

Secondary electron-reflected electron detecting device, and scanning electron microscope having secondary electron-reflected electron detecting device Download PDF

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To selectively detect a secondary electron signal and a reflected electron signal regarding a secondary electron-reflected electron detecting device and a scanning electron microscope having the secondary electron-reflected electron detecting device. <P>SOLUTION: This is a secondary electron-reflected electron detecting device which detects secondary electrons or reflected electrons generated from a test piece of an electron microscope and includes a secondary electron detecting part 30 which is composed of a corona ring 31, a scintillator 32 to receive the secondary electrons, and a light pipe 33, a reflected electron detecting part 20 which is composed of a scintillator to receive the reflected electrons and a light guide 21 which guides generated light from the scintillator and has a prescribed length, a jointing part 34 to joint the light guide 21 and the light pipe 33, and a photomultiplier 35 which receives light from any of the scintillators that have received secondary electrons or reflected electrons. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は2次電子・反射電子検出装置及び2次電子・反射電子検出装置を有する走査電子顕微鏡に関し、更に詳しくは2次電子と反射電子を選択的に検出することができる2次電子・反射電子検出装置の改良に関する。   The present invention relates to a secondary electron / reflected electron detector and a scanning electron microscope having a secondary electron / reflected electron detector, and more specifically, a secondary electron / reflector capable of selectively detecting secondary electrons and reflected electrons. The present invention relates to improvement of an electronic detection device.

図8は走査電子顕微鏡(SEM)の構成概念図である。電子銃1から出射された電子ビームEBは、コンデンサレンズ2で集束された後、絞り3により不要な成分を除去された後、偏向器4を通過する。この時、偏向器4は試料6上を2次元方向に電子ビームが走査するように偏向する。偏向器4の下段に配置される対物レンズ5は、試料6上に電子ビームを細く絞って照射する。なお、絞り3は、対物レンズ5の内部にあってもよい。   FIG. 8 is a conceptual diagram of the configuration of a scanning electron microscope (SEM). The electron beam EB emitted from the electron gun 1 is focused by the condenser lens 2, and unnecessary components are removed by the diaphragm 3, and then passes through the deflector 4. At this time, the deflector 4 deflects the sample 6 so that the electron beam scans in a two-dimensional direction. The objective lens 5 arranged at the lower stage of the deflector 4 irradiates the sample 6 with a finely focused electron beam. The diaphragm 3 may be inside the objective lens 5.

このように試料6上を電子ビームEBが照射(走査)すると、試料6の表面からは各種の信号が発生する。7は試料6から発生する2次電子e1を検出する2次電子検出器である。該2次電子検出器7は、高電圧が印加されるコロナリングと、高電圧が印加された該コロナリングにより形成される電界によって引き寄せられた2次電子を受けて、その2次電子信号を対応する光(光信号)に変換するシンチレータとを備えている。8は電子ビームEBの通過穴を備え、試料6表面から放出される反射電子e2を検出する反射電子検出器である。該反射電子検出器8は、反射電子を受けて該反射電子を対応する光(光信号)に変換するシンチレータを備えている。   When the electron beam EB is irradiated (scanned) on the sample 6 in this way, various signals are generated from the surface of the sample 6. Reference numeral 7 denotes a secondary electron detector that detects secondary electrons e1 generated from the sample 6. The secondary electron detector 7 receives secondary electrons attracted by a corona ring to which a high voltage is applied and an electric field formed by the corona ring to which a high voltage is applied, and outputs the secondary electron signal. And a scintillator for converting into corresponding light (optical signal). Reference numeral 8 denotes a reflected electron detector that has a passage hole for the electron beam EB and detects reflected electrons e2 emitted from the surface of the sample 6. The backscattered electron detector 8 includes a scintillator that receives backscattered electrons and converts the backscattered electrons into corresponding light (optical signal).

2次電子検出器7において上記光信号は光電子増倍管(PMT:図示せず)により電気信号に変換される。一方、反射電子検出器8において上記光信号は光電子増倍管(図示せず)により電気信号に変換される。これら双方の光電子増倍管により電気信号に変換された2次電子信号と反射電子信号とは続く電気的処理回路により処理された後、2次電子像又は反射電子像として選択的にCRT又はLCD等の表示装置によって表示される。この場合において、2次電子検出器7は、高真空の状態で用いられるのに対し、反射電子検出器8は比較的低真空の状態で用いられる。   In the secondary electron detector 7, the optical signal is converted into an electric signal by a photomultiplier tube (PMT: not shown). On the other hand, in the backscattered electron detector 8, the optical signal is converted into an electrical signal by a photomultiplier tube (not shown). The secondary electron signal and the reflected electron signal converted into electric signals by both of these photomultiplier tubes are processed by a subsequent electric processing circuit, and then selectively selected as a secondary electron image or a reflected electron image by CRT or LCD. Are displayed by a display device. In this case, the secondary electron detector 7 is used in a high vacuum state, whereas the reflected electron detector 8 is used in a relatively low vacuum state.

ここで、2次電子と反射電子とを選択的に検出する際には、2次電子検出器の先端もしくはその近傍に正または負の電圧をかけることのできる電極を設け、電極にかける電圧により試料より生じた純粋な2次電子信号と反射電子により生じた二次的な2次電子信号を区別するようにした技術が知られている(例えば特許文献1参照)。   Here, when the secondary electrons and the reflected electrons are selectively detected, an electrode capable of applying a positive or negative voltage is provided at or near the tip of the secondary electron detector, and depending on the voltage applied to the electrodes. A technique is known in which a pure secondary electron signal generated from a sample is distinguished from a secondary secondary electron signal generated by reflected electrons (see, for example, Patent Document 1).

また、反射電子検出器としては、一方の表面に電子照射を受けて光を発生する電子→光変換膜を設けると共に対向する裏面に発生した光を所望の方向に反射させる反射箔を設けた検知板と、該反射箔で反射した光を受けてその表面での全反射により伝播させる光伝播体と、該光伝播体の端部にあって伝播光を検知する光検知器とを具備した反射電子検知器が知られている(例えば特許文献2参照)。
特開平6−267484号公報(段落009〜0012、図1,図2) 実開昭55−89256号公報(第4頁第2行〜第5頁第2行、第2図)
In addition, as a backscattered electron detector, an electron-to-light conversion film that emits light upon receiving electron irradiation is provided on one surface and a reflective foil that reflects light generated on the opposite back surface in a desired direction is provided. Reflection comprising a plate, a light propagating body that receives light reflected by the reflecting foil and propagates by total reflection on the surface, and a light detector at the end of the light propagating body that detects propagating light An electronic detector is known (see, for example, Patent Document 2).
JP-A-6-267484 (paragraphs 009 to 0012, FIGS. 1 and 2) Japanese Utility Model Publication No. 55-89256 (page 4, line 2, to page 5, line 2, FIG. 2)

従来のSEMに備えられた2次電子検出器と反射電子検出器は、2次電子検出器と反射電子検出器がそれぞれ独立に存在し、検出部に繋がる増幅器もそれぞれ独立に存在する。このように、検出部と増幅部が各々独立にあるため、各々の制御とユーザの操作が複雑となる。更に、部品構成と部品数が2系統必要なため、コストが高くなるという問題がある。   In the secondary electron detector and the backscattered electron detector provided in the conventional SEM, the secondary electron detector and the backscattered electron detector exist independently of each other, and amplifiers connected to the detection unit also exist independently. As described above, since the detection unit and the amplification unit are independent of each other, each control and user operation are complicated. Furthermore, there is a problem that the cost increases because two parts configuration and the number of parts are required.

2次電子検出系は、2次電子を受けて発光するシンチレータと、例えば10kvの電圧が印加されるコロナリングと、ライトガイドと、それに続くPMTとからなる2次電子検出器と、該PMTの出力を増幅する増幅器から構成されている。   The secondary electron detection system includes a scintillator that emits light upon receiving secondary electrons, a corona ring to which a voltage of, for example, 10 kv is applied, a light guide, and a secondary electron detector that follows the PMT, It consists of an amplifier that amplifies the output.

また、反射電子検出系は、
1)反射電子を受けて発光するシンチレータと、それに続くPMTと、該PMTの出力を増幅する増幅器からなるもの、
2)反射電子を検出する半導体検出器(PNジャンクション)と、該半導体検出器の出力を増幅する高利得増幅器とからなるもの、
3)反射電子を受けて電気信号を発生するマルチチャネルプレート(MCP)とそれ専用の高利得増幅器とからなるもの、
とがある。現在は2)が主流となっている。
The backscattered electron detection system is
1) A scintillator that emits light upon receiving reflected electrons, a PMT that follows the scintillator, and an amplifier that amplifies the output of the PMT,
2) A semiconductor detector (PN junction) for detecting reflected electrons and a high gain amplifier for amplifying the output of the semiconductor detector,
3) A multi-channel plate (MCP) that receives reflected electrons to generate an electrical signal and a dedicated high-gain amplifier,
There is. Currently, 2) is the mainstream.

その理由は、1)は光の伝達からシンチレータとライトガイドが厚く太くなり、高分解能の短WD(ワークディスタンス:対物レンズから試料までの距離)が実現できない。
2)は小型化でき、高感度で短WD化が可能である。しかし、小型のため長WDでは感度が低下するという問題がある。一方、大口径化して感度を向上させると応答速度が低下し、スロースキャンの画像しか得られない。
3)はコストと反射電子像を受けるMCPの寿命が制限されるという問題がある。
The reason is that 1) the scintillator and the light guide are thick and thick due to the transmission of light, and high resolution short WD (work distance: distance from the objective lens to the sample) cannot be realized.
2) can be miniaturized, and can be highly sensitive and have a short WD. However, because of the small size, there is a problem that the sensitivity is lowered with a long WD. On the other hand, when the diameter is increased to improve the sensitivity, the response speed is lowered, and only a slow scan image can be obtained.
3) has a problem that the cost and the lifetime of the MCP receiving the reflected electron image are limited.

本発明はこのような課題に鑑みてなされたものであって、2次電子像と反射電子像を簡単な構成で選択的に得ることができる2次電子・反射電子検出装置及び2次電子・反射電子検出装置を有する走査電子顕微鏡を提供することを目的としている。   The present invention has been made in view of such problems, and a secondary electron / reflected electron detector and a secondary electron / reflected electron detector capable of selectively obtaining a secondary electron image and a reflected electron image with a simple configuration. An object of the present invention is to provide a scanning electron microscope having a backscattered electron detector.

(1)請求項1記載の発明は、試料から発生する2次電子又は反射電子を検出する2次電子・反射電子検出装置であって、所定の電圧が印加されて2次電子を引き寄せるコロナリングと該2次電子を受けるシンチレータと該2次電子に基づき該シンチレータから発生する光を案内するライトパイプよりなる2次電子検出部と、反射電子を受けるシンチレータと該反射電子に基づき該シンチレータから発生する光を導くライトガイドよりなる反射電子検出部と、前記ライトガイドと前記ライトパイプとを接合する接合部と、2次電子又は反射電子を受けた前記何れかのシンチレータからの光を受ける光電子像倍管と、を有することを特徴とする。   (1) The invention described in claim 1 is a secondary electron / reflected electron detection device for detecting secondary electrons or reflected electrons generated from a sample, and corona ring for attracting the secondary electrons by applying a predetermined voltage. And a scintillator that receives the secondary electrons, a secondary electron detector comprising a light pipe that guides light generated from the scintillator based on the secondary electrons, a scintillator that receives reflected electrons, and generated from the scintillator based on the reflected electrons Photoelectron image receiving light from one of the scintillators that has received secondary electrons or reflected electrons, and a junction that joins the light guide and the light pipe; And a double tube.

(2)請求項2記載の発明は、前記ライトガイドは、1次電子線が通過するための穴が設けられていると共に臨界角以下に曲げられたアクリル板から構成され、該アクリル板の表面及び裏面にはアルミニウムコーティングが施されていることを特徴とする。   (2) The invention according to claim 2 is characterized in that the light guide is formed of an acrylic plate which is provided with a hole through which a primary electron beam passes and is bent to a critical angle or less, and the surface of the acrylic plate. The back surface is provided with an aluminum coating.

(3)請求項3記載の発明は、前記接合部では、固定リングにより前記ライトガイドの接続端部と前記ライトパイプとが接合され、接着により固定されていることを特徴とする。   (3) The invention according to claim 3 is characterized in that, in the joint portion, the connection end portion of the light guide and the light pipe are joined by a fixing ring and fixed by adhesion.

(4)請求項4記載の発明は、請求項1乃至3何れか記載の2次電子・反射電子検出装置を試料室内部に備えた走査電子顕微鏡であることを特徴とする。
(5)請求項5記載の発明は、前記試料室内部の真空度を測定する真空度検出器を備え、該真空度検出器による検出値が所定の閾値よりも低真空である場合には、前記コロナリングに所定電圧が印加されず、これにより前記2次電子・反射電子検出装置は反射電子検出装置として動作し、該真空検出器による検出値が所定の閾値よりも高真空である場合には、前記コロナリングに所定電圧が印加され、これにより前記2次電子・反射電子検出装置は2次電子検出装置として動作することを特徴とする。
(4) The invention according to claim 4 is a scanning electron microscope provided with the secondary electron / reflected electron detection device according to any one of claims 1 to 3 in a sample chamber.
(5) The invention according to claim 5 comprises a vacuum detector for measuring the degree of vacuum inside the sample chamber, and when the value detected by the vacuum detector is lower than a predetermined threshold, When a predetermined voltage is not applied to the corona ring, the secondary electron / backscattered electron detector operates as a backscattered electron detector, and the detected value by the vacuum detector is higher than a predetermined threshold. Is characterized in that a predetermined voltage is applied to the corona ring, whereby the secondary electron / reflected electron detector operates as a secondary electron detector.

(1)請求項1記載の発明によれば、2次電子検出部と反射電子検出部の出力を選択的にPMTで検出することが可能になり、2次電子像と反射電子像とを簡単な構成で得ることができる。   (1) According to the first aspect of the invention, it is possible to selectively detect the outputs of the secondary electron detection unit and the backscattered electron detection unit with the PMT, and the secondary electron image and the backscattered electron image can be easily obtained. Can be obtained with a simple configuration.

(2)請求項2記載の発明によれば、反射電子を入射して発光したシンチレータの光信号を減衰することなくPMTまで導くことができる。
(3)請求項3記載の発明によれば、反射電子の光信号と2次電子の光信号とを効率よくPMTに導くことができる。
(2) According to the invention described in claim 2, it is possible to guide the optical signal of the scintillator that has emitted light by entering reflected electrons to the PMT without being attenuated.
(3) According to the invention described in claim 3, the optical signal of the reflected electrons and the optical signal of the secondary electrons can be efficiently guided to the PMT.

(4)請求項4記載の発明によれば、前記したような特徴を持つ走査電子顕微鏡を実現することができ、2次電子像と反射電子像とを選択的に観察することが可能となる。
(5)請求項5記載の発明によれば、真空度検出器の出力に応じて、2次電子像を観察するか反射電子像を観察するかを決めることができる。その場合において、今2次電子像を観察しているのか、反射電子像を観察しているのかをディスプレイ上に表示することもできる。
(4) According to the invention described in claim 4, it is possible to realize a scanning electron microscope having the characteristics as described above, and to selectively observe a secondary electron image and a reflected electron image. .
(5) According to the invention described in claim 5, it is possible to decide whether to observe the secondary electron image or the reflected electron image in accordance with the output of the vacuum detector. In that case, it is possible to display on the display whether the secondary electron image is being observed or whether the reflected electron image is being observed.

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。
[実施の形態1]
図1は、本発明の一実施の形態を示す構成図である。図において、図8と同一のものは、同一の符号を付して示す。図において、6は試料、EBは電子ビームである。1次電子線としての電子ビームEBが試料6に照射されると、該試料6からは2次電子e1と反射電子e2が放出される。2次電子e1と反射電子e2は1次電子ビームEBが入ってきた方と逆方向に向かって放出される。2次電子e1は、0〜50eVのエネルギーを有し、反射電子e2は略1次電子線の電子ビームのエネルギーを有している。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
[Embodiment 1]
FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of the present invention. In the figure, the same components as those in FIG. 8 are denoted by the same reference numerals. In the figure, 6 is a sample and EB is an electron beam. When the sample 6 is irradiated with an electron beam EB as a primary electron beam, secondary electrons e1 and reflected electrons e2 are emitted from the sample 6. The secondary electrons e1 and the reflected electrons e2 are emitted in the direction opposite to the direction in which the primary electron beam EB enters. The secondary electron e1 has an energy of 0 to 50 eV, and the reflected electron e2 has an energy of an electron beam of a substantially primary electron beam.

20は、1次電子線の電子ビームの通過穴45を備え、試料6からの反射電子e2を検出する反射電子検出部である。該反射電子検出部20において、21は反射電子e2が衝突して発光するシンチレータ(図示せず)の発生光を所定の場所まで案内するライトガイドである。   Reference numeral 20 denotes a reflected electron detector that includes a passage hole 45 for an electron beam of a primary electron beam and detects reflected electrons e2 from the sample 6. In the reflected electron detector 20, reference numeral 21 denotes a light guide that guides light generated by a scintillator (not shown) that emits light when the reflected electrons e2 collide to a predetermined location.

30は試料6からの2次電子e1を検出する2次電子検出部である。2次電子検出部30において、31は2次電子e1を引きつけて加速するために例えば10kVの電圧が印加されるコロナリング、32は該コロナリング31に接触して配置され、入射された2次電子e1が衝突することにより発光するシンチレータ、33は該シンチレータ32からの発生光(光信号)を導くライトパイプ、34はライトガイド21とライトパイプ33を接合する接合部、35は光信号を受けてその光信号を電気信号に変換する光電子増倍管(PMT)である。該シンチレータ32の表面には、コロナリング31に印加された電圧が均一になるように、更にシンチレータ32の発生光がライトパイプ33に十分届くようにアルミニウム蒸着膜が付けられている。   Reference numeral 30 denotes a secondary electron detection unit that detects secondary electrons e1 from the sample 6. In the secondary electron detector 30, 31 is a corona ring to which a voltage of, for example, 10 kV is applied in order to attract and accelerate the secondary electrons e 1, and 32 is disposed in contact with the corona ring 31 and is incident on the incident secondary A scintillator that emits light when the electron e1 collides, 33 is a light pipe that guides light (optical signal) generated from the scintillator 32, 34 is a joint that joins the light guide 21 and the light pipe 33, and 35 receives an optical signal. The photomultiplier tube (PMT) converts the optical signal into an electrical signal. On the surface of the scintillator 32, an aluminum vapor deposition film is attached so that light generated by the scintillator 32 can reach the light pipe 33 sufficiently so that the voltage applied to the corona ring 31 becomes uniform.

前記反射電子e2による発光光(光信号)を案内するライトガイド21はその一端でライトパイプ33と接合される。該ライトガイド21の材料としては、例えばアクリル板が用いられる。また、別の材料として、YAG(イットリューム・アルミニウム・ガーネット),YAP(イットリューム・アルミニウム・リン),プラスチック等を使用することができる。ここで、シンチレータ32とライトガイド21が一体化されている構成を用いることができる。   The light guide 21 for guiding the light emitted by the reflected electrons e2 (optical signal) is joined to the light pipe 33 at one end thereof. As a material for the light guide 21, for example, an acrylic plate is used. As another material, YAG (yttrium, aluminum, garnet), YAP (yttrium, aluminum, phosphorus), plastic, or the like can be used. Here, a configuration in which the scintillator 32 and the light guide 21 are integrated can be used.

34はその接合部である。40はPMT35の出力を増幅するプリアンプ、41は該プリアンプ40の出力を受けるメインアンプである。プリアンプ40は、PMT35からの電流信号を電圧信号に変換する電流/電圧変換抵抗R1と、アンプU1と、アンプU1の入出力間に接続された帰還抵抗R2と、分圧抵抗R3,R4とで構成される。   Reference numeral 34 denotes the joint. A preamplifier 40 amplifies the output of the PMT 35 and a main amplifier 41 receives the output of the preamplifier 40. The preamplifier 40 includes a current / voltage conversion resistor R1 that converts a current signal from the PMT 35 into a voltage signal, an amplifier U1, a feedback resistor R2 connected between the input and output of the amplifier U1, and voltage dividing resistors R3 and R4. Composed.

ここで、分圧抵抗R3,R4の値としてこの識別記号をそのまま用いるとすると、プリアンプ40のゲインは、1+(R3/R4)で与えられる。41はプリアンプ40の出力を受けて、パワーを供給するメインアンプである。該メインアンプ41はアンプU2から構成されており、ここではバッファアンプとして機能している。   If this identification symbol is used as it is as the value of the voltage dividing resistors R3 and R4, the gain of the preamplifier 40 is given by 1+ (R3 / R4). A main amplifier 41 receives the output of the preamplifier 40 and supplies power. The main amplifier 41 is composed of an amplifier U2, and functions as a buffer amplifier here.

図2はライトガイド21の構成例を示す図である。図1と同一のものは、同一の符号を付して示す。図において、21がライトガイドである。該ライトガイド21としては、例えばアクリル板が用いられる。21aは該ライトガイド21内に形成されたシンチレータである。該シンチレータ21aは、電子ビームEBの通過用の穴45に対してドーナツ状に形成されている。該ライトガイド21は、例えばアクリル板を臨界角(例えば可視光の臨界角はナトリウムD線の場合で42°)以内の39°と35°に曲げて構成されている。   FIG. 2 is a diagram illustrating a configuration example of the light guide 21. The same components as those in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals. In the figure, 21 is a light guide. As the light guide 21, for example, an acrylic plate is used. A scintillator 21 a is formed in the light guide 21. The scintillator 21a is formed in a donut shape with respect to the hole 45 for passing the electron beam EB. The light guide 21 is configured, for example, by bending an acrylic plate at 39 ° and 35 ° within a critical angle (for example, the critical angle of visible light is 42 ° in the case of sodium D-line).

曲げ角を臨界角以内に抑えているので、光がライトガイドの外部に漏れることはない。アクリル板の表面等には、反射電子/2次電子の帯電除去(シンチレータ発光伝達漏れの防止を含む)のため、接続端部より例えば15mmまで、表面,裏面,側面にアルミニウム(AL)コーティングされている。このため、試料のワークディスタンス(WD)が5mm〜50mm以上において、反射電子と2次電子による帯電を防ぐことができる。この実施の形態によれば、ライトガイドとしてアクリル板を用いることができる。ここで、別の材料として、シンチレータとライトガイドが一体化されたYAG,YAP又はプラスチックからなるシンチレータと同形状の板材に形成して用いてもよい。   Since the bending angle is kept within a critical angle, light does not leak outside the light guide. The surface of the acrylic plate, etc. is coated with aluminum (AL) on the front, back, and side surfaces, for example, up to 15 mm from the connection end to remove the backscattered / secondary electron charges (including prevention of leakage of scintillator light emission). ing. For this reason, when the work distance (WD) of the sample is 5 mm to 50 mm or more, charging by reflected electrons and secondary electrons can be prevented. According to this embodiment, an acrylic plate can be used as the light guide. Here, as another material, a scintillator made of YAG, YAP, or plastic in which the scintillator and the light guide are integrated may be formed and used.

また、ライトガイド21とライトパイプ33の接合部をコロナリング31の位置からPMT35側に配置することにより、帯電による微小放電を防止することができる。2次電子検出部30のコロナリング31を現状径のままとすることで、ライトガイドアルミニウム蒸着面からコロナリング31の10kV表面までの空間距離を8mm確保することができる。更に沿面距離20mmを確保することができる。これにより、コロナリング31からライトガイド21への微小放電を避けることができる。   Further, by arranging the joint between the light guide 21 and the light pipe 33 on the PMT 35 side from the position of the corona ring 31, it is possible to prevent a minute discharge due to charging. By keeping the current diameter of the corona ring 31 of the secondary electron detector 30, it is possible to secure a space distance of 8 mm from the light guide aluminum deposition surface to the 10 kV surface of the corona ring 31. Furthermore, a creepage distance of 20 mm can be ensured. Thereby, the micro discharge from the corona ring 31 to the light guide 21 can be avoided.

また、ライトガイド接続端部とライトパイプ33は、固定リングを取り付け後、接着固定するようにする。図3は本発明の接合部34の構成例を示す図である。図1と同一のものは、同一の符号を付して示す。図において、21は反射電子の光信号を伝達するライトガイド、33は2次電子の光信号を伝達するライトパイプである。37は接合部34に設けられた固定リングである。該固定リング37でライトガイド21とライトパイプ33とを接合した後、接着固定する。固定リング37は、接着補強のために用いられる。38は、ライトガイド21をライトパイプ33の中に挿入するための切り込みである。この実施の形態によれば、ライトガイド接続端部とライトパイプ間を確実に固定することが可能となる。このように構成された装置の動作を説明すれば、以下通りである。   The light guide connecting end and the light pipe 33 are bonded and fixed after the fixing ring is attached. FIG. 3 is a diagram showing a configuration example of the joint portion 34 of the present invention. The same components as those in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals. In the figure, 21 is a light guide that transmits an optical signal of reflected electrons, and 33 is a light pipe that transmits an optical signal of secondary electrons. Reference numeral 37 denotes a fixing ring provided at the joint 34. After the light guide 21 and the light pipe 33 are joined by the fixing ring 37, they are bonded and fixed. The fixing ring 37 is used for adhesion reinforcement. Reference numeral 38 denotes a cut for inserting the light guide 21 into the light pipe 33. According to this embodiment, it is possible to securely fix the light guide connecting end and the light pipe. The operation of the apparatus configured as described above will be described as follows.

SEMで導電性試料を観察する場合、分解能が良いことから2次電子検出が多用されている。非導電性試料は、表面に導電性蒸着膜をコーティングした後、2次電子像を観察するのが通常の方法である。これを便宜上HIVC(High Vacuum)と呼ぶことにする。一方、非導電性試料を数Pa〜300Pa等の低真空で、2次電子ではなく反射電子を用いて試料帯電の無い像観察ができる。これを便宜上LOVC(Low Vacuum)と呼ぶことにする。   When observing a conductive sample with an SEM, secondary electron detection is frequently used because of its good resolution. The non-conductive sample is usually observed by observing a secondary electron image after coating the surface with a conductive vapor deposition film. This will be referred to as HIVC (High Vacuum) for convenience. On the other hand, a non-conductive sample can be observed with a low vacuum of several Pa to 300 Pa or the like, using a reflected electron instead of a secondary electron, and image observation without sample charging. This is called LOVC (Low Vacuum) for convenience.

本発明に係る2次電子・反射電子検出装置は、HIVCとLOVC機能を備えたSEMの試料室内で使用され、2次電子検出器部30(シンチレータ32と10kVに印加されるコロナリング31とライトパイプで構成)と、反射電子検出部20(ライトガイド21と該ライトガイド21内に設けられたシンチレータ21aで構成)が接合部34で一体に接合され、それに続くPMT35と該PMT35に続くアンプ部40,41は各々の像観察で共用される。そして、メインアンプ41の出力は信号処理部(図示せず)に送られ、ディスプレイ(図示せず)で表示できるように処理される。   The secondary electron / backscattered electron detection device according to the present invention is used in a sample chamber of an SEM having an HIVC and LOVC function, and a secondary electron detector section 30 (scintillator 32 and corona ring 31 and light applied to 10 kV). And a backscattered electron detector 20 (consisting of a light guide 21 and a scintillator 21a provided in the light guide 21) are joined together at a joint 34, followed by a PMT 35 and an amplifier section following the PMT 35. 40 and 41 are shared by each image observation. The output of the main amplifier 41 is sent to a signal processing unit (not shown) and processed so that it can be displayed on a display (not shown).

本発明にかかる2次電子・反射電子検出装置は、HIVC時に2次電子検出部30のコロナリング31に10kV(所定電圧)が印加される。そして、シンチレータ32からの光信号はライトパイプ33を介してPMT35に入力し、該PMT35で電気信号に変換され、2次電子信号としてプリアンプ40に送られる。   In the secondary electron / backscattered electron detector according to the present invention, 10 kV (predetermined voltage) is applied to the corona ring 31 of the secondary electron detector 30 at the time of HIVC. The optical signal from the scintillator 32 is input to the PMT 35 via the light pipe 33, converted into an electrical signal by the PMT 35, and sent to the preamplifier 40 as a secondary electron signal.

一方、LOVC時は、2次電子検出部30のコロナリング31に印加される電圧がオフになる。そして、反射電子検出部20のシンチレータ21aからの光信号が一体化されたライトガイド21を通じてPMT35に送られ、反射電子信号として電気信号に変換され、反射電子信号としてプリアンプ40に送られる。   On the other hand, during LOVC, the voltage applied to the corona ring 31 of the secondary electron detector 30 is turned off. Then, an optical signal from the scintillator 21a of the reflected electron detector 20 is sent to the PMT 35 through the integrated light guide 21, converted into an electric signal as a reflected electron signal, and sent to the preamplifier 40 as a reflected electron signal.

この実施の形態によれば、コロナリング31への所定電圧の印加/不印加により、2次電子検出部30と反射電子検出部20の出力を選択的にPMT35で検出することが可能になり、2次電子像と反射電子像を簡単な構成で選択的に得ることができる。   According to this embodiment, it becomes possible to selectively detect the outputs of the secondary electron detector 30 and the backscattered electron detector 20 by the PMT 35 by applying / not applying a predetermined voltage to the corona ring 31. A secondary electron image and a reflected electron image can be selectively obtained with a simple configuration.

HIVCとLOVCの機能を有するSEM(図8参照)の試料室にピラニー管等を用いた真空度検出器を設け、試料室内の真空度を検出する。この真空度検出器は、HIVC時は10-2Paより高真空(低圧力)を検出し、LOVC時は、それより圧力の高い数Pa〜300Paを検出することができるようになっている。 A vacuum degree detector using a Pirani tube or the like is provided in the sample chamber of the SEM (see FIG. 8) having the functions of HIVC and LOVC, and the degree of vacuum in the sample chamber is detected. This vacuum degree detector can detect a vacuum (low pressure) higher than 10 −2 Pa at the time of HIVC, and can detect several Pa to 300 Pa at a higher pressure at LOVC.

SEM(例えば図8参照)の制御部は、前記真空度検出器で検出した真空度が10-2Paより高真空であった場合、2次電子検出部30のコロナリング31へ10kVの電圧を印加する。この結果、図1に示す装置は2次電子検出装置として働き、2次電子検出部30の出力がPMT35へ入力され、該PMT35で電気信号に変換され、続くアンプ部に入力される。このアンプ部40,41の出力がSEMの信号処理系に入力され、付属のディスプレイに2次電子像として表示される。 When the degree of vacuum detected by the vacuum detector is higher than 10 −2 Pa, the control unit of the SEM (see FIG. 8 for example) applies a voltage of 10 kV to the corona ring 31 of the secondary electron detector 30. Apply. As a result, the apparatus shown in FIG. 1 functions as a secondary electron detector, and the output of the secondary electron detector 30 is input to the PMT 35, converted into an electrical signal by the PMT 35, and input to the subsequent amplifier section. The outputs of the amplifier sections 40 and 41 are input to the signal processing system of the SEM and displayed as a secondary electron image on the attached display.

SEM(例えば図8参照)の制御部は、前記真空度検出器で検出した真空度が数Pa〜300Paであった場合、2次電子検出部30のコロナリング31へ印加されている印加電圧10kVをオフにする。試料室を数Pa〜300Paの真空度にする場合は、例えば試料室に設けられたニードル弁を開く。この結果、試料室内の圧力は上昇して真空度は下がり、図1に示す装置は反射電子検出装置として働き、反射電子検出部20の出力がPMT35へ入力され、該PMT35で電気信号に変換され、続くアンプ部に入力される。このアンプ部40,41の出力がSEMの信号処理系に入力され、付属のディスプレイに反射電子像として表示される。   When the degree of vacuum detected by the vacuum detector is several Pa to 300 Pa, the controller of the SEM (see, for example, FIG. 8) applies an applied voltage of 10 kV applied to the corona ring 31 of the secondary electron detector 30. Turn off. When the sample chamber is set to a vacuum degree of several Pa to 300 Pa, for example, a needle valve provided in the sample chamber is opened. As a result, the pressure in the sample chamber increases and the degree of vacuum decreases, and the apparatus shown in FIG. 1 functions as a backscattered electron detector, and the output of the backscattered electron detector 20 is input to the PMT 35 and converted into an electrical signal by the PMT 35. Is input to the subsequent amplifier section. The outputs of the amplifiers 40 and 41 are input to the signal processing system of the SEM and displayed as a reflected electron image on the attached display.

このように、この実施の形態によれば、真空度検出器の出力に応じて、2次電子像又は反射電子像を自動的に選択表示できる。その場合において、今2次電子像を観察しているのか、反射電子像を観察しているのかをディスプレイ上に表示することも可能となる。   Thus, according to this embodiment, a secondary electron image or a reflected electron image can be automatically selected and displayed according to the output of the vacuum detector. In that case, it is possible to display on the display whether the secondary electron image is being observed or the reflected electron image is being observed.

上述の実施の形態では、真空度検出器の出力に応じて、自動的に反射電子検出装置又は2次電子検出装置として動作させる場合を例にとって説明した。しかしながら、本発明はこれに限るものではなく、SEMに付属のボタンを切替えることにより、2次電子像観察モードか又は反射電子像観察モードかを手動により切り替えるようにすることができる。その場合、試料室の真空度が予め分かっている必要がある。つまり、真空度が10-2Paより高真空の場合には、オペレータがSEM付属の2次電子像観察モードのボタンを押し、真空度が数Pa〜300Paの場合には、反射電子観察モードのボタンを押すようにする。この結果、SEMの制御部は、押されたボタンの種類によって、2次電子像又は反射電子像を検出してディスプレイにその画像を表示することができる。 In the above-described embodiment, the case where it is automatically operated as a backscattered electron detection device or a secondary electron detection device according to the output of the vacuum detector has been described as an example. However, the present invention is not limited to this, and it is possible to manually switch between the secondary electron image observation mode and the reflected electron image observation mode by switching a button attached to the SEM. In that case, the degree of vacuum in the sample chamber needs to be known in advance. That is, when the degree of vacuum is higher than 10 −2 Pa, the operator presses the secondary electron image observation mode button attached to the SEM, and when the degree of vacuum is several Pa to 300 Pa, the reflected electron observation mode is selected. Press the button. As a result, the control unit of the SEM can detect the secondary electron image or the reflected electron image depending on the type of the pressed button and display the image on the display.

HIVCからLOVCへの変換、又はLOVCからHIVCへの変換は、試料室の真空度の調整と2次電子検出部20のコロナリング31への10kVの印加をオンにするかオフにするかを切り替えることで容易に行なうことができる。   Conversion from HIVC to LOVC, or conversion from LOVC to HIVC switches between adjusting the vacuum degree of the sample chamber and applying 10 kV to the corona ring 31 of the secondary electron detector 20 on or off. This can be done easily.

そして、試料室に取り付けられた本発明に係る2次電子・反射電子検出装置により検出される2次電子信号と反射電子信号の強度によって、それぞれでPMTへ印加する電圧を調整することにより、最適化された画像を観察することができるようになる。   Optimal by adjusting the voltage applied to the PMT according to the intensity of the secondary electron signal and the reflected electron signal detected by the secondary electron / backscattered electron detector according to the present invention attached to the sample chamber. The digitized image can be observed.

その最適化の方法として、制御のリンクデータを備えることもある。例えば、
1)SEMの集束レンズの励磁電流制御によって試料の照射電流が可変できる。
2)試料と対物レンズ間の距離、即ちWDを可変することにより2次電子と反射電子信号強度が変わるので、PMTの印加電圧を最適化することができる。
3)電子ビームの加速電圧を可変することによって、2次電子と反射電子信号強度が変わるので、PMTの印加電圧を最適化することができる。
As an optimization method, control link data may be provided. For example,
1) The irradiation current of the sample can be varied by controlling the excitation current of the focusing lens of the SEM.
2) Since the secondary electron and reflected electron signal intensity changes by varying the distance between the sample and the objective lens, that is, WD, the voltage applied to the PMT can be optimized.
3) By changing the acceleration voltage of the electron beam, the secondary electron and reflected electron signal intensity changes, so that the voltage applied to the PMT can be optimized.

また、加速電圧可変、WD可変によりSEMの解像度(電子ビーム径)が変化するため、観察できる倍率を2次電子像と反射電子像で上限値をそれぞれ設定することもある。
[実施の形態2]
2次電子検出部30のシンチレータ32は、試料6より発生した2次電子(エネルギー:0.2〜50eV)がシンチレータ32(φ25mm)に接した外周に取り付けられたコロナリング31(10kVが印加されている)の10kVの電界で加速される軌道を飛行してシンチレータ(φ25mm)の中心部に略5mm径に集束される。そのため、その後のライトパイプ33、PMT35で光伝達漏れが殆ど皆無である。
Further, since the resolution (electron beam diameter) of the SEM changes due to variable acceleration voltage and variable WD, an upper limit value may be set for each of the secondary electron image and the reflected electron image for the observable magnification.
[Embodiment 2]
The scintillator 32 of the secondary electron detector 30 is applied with a corona ring 31 (10 kV) attached to the outer periphery where secondary electrons (energy: 0.2 to 50 eV) generated from the sample 6 are in contact with the scintillator 32 (φ25 mm). And is focused to a diameter of about 5 mm at the center of the scintillator (φ25 mm). Therefore, there is almost no light transmission leakage in the subsequent light pipe 33 and PMT 35.

しかしながら、反射電子検出部20のシンチレータ21aは、図2にその断面を示したように、シンチレータ21aで発光した反射電子信号がシンチレータライトガイド21(厚さ2mm、表面と裏面をアルミニウム蒸着で鏡面仕上げ)表面と裏面の鏡面間を散乱しながら、ライトパイプ33に導かれる。そして、その後のPMT35に光伝達される。この間における光伝達漏れが予測される項目は次の通りである。
1)厚さ方向の漏れの対策処置は、シンチレータライトガイド21(厚さ2mm、表面と裏面をアルミニウム蒸着で鏡面仕上げ)内で光漏れが生じる。その対策は、厚さ方向の漏れの対策処置は、シンチレータライトガイド21を表面研磨仕上げし、表面と裏面をアルミニウム蒸着で鏡面仕上げする。ライトガイド21の曲げはアクリル材料の臨界角42°未満に抑える。
However, the scintillator 21a of the backscattered electron detector 20 has a scintillator light guide 21 (thickness of 2 mm, mirror-finished front and back surfaces with aluminum vapor deposition) as shown in FIG. ) It is guided to the light pipe 33 while being scattered between the mirror surfaces of the front surface and the back surface. Then, the light is transmitted to the subsequent PMT 35. The items for which light transmission leakage during this period is predicted are as follows.
1) As a countermeasure against leakage in the thickness direction, light leakage occurs in the scintillator light guide 21 (thickness 2 mm, mirror-finished with aluminum deposition on the front and back surfaces). As a countermeasure against the leakage in the thickness direction, the scintillator light guide 21 is subjected to surface polishing and the front and back surfaces are mirror-finished by aluminum vapor deposition. The bending of the light guide 21 is suppressed to a critical angle of less than 42 ° of the acrylic material.

また、ライトガイド21を曲げずに2次電子検出部30を傾ける方法もある。図4は本発明の他の実施の形態を示す構成図である。図1と同一のものは、同一の符号を付して示す。図において、21は反射電子の光信号を伝達するためのライトガイド、31は2次電子を検出するためのコロナリング、33は2次電子の光信号を伝達するためのライトパイプ、36は2次電子検出器カバー、35は光信号を受けて電気信号に変換するPMTである。   There is also a method of tilting the secondary electron detector 30 without bending the light guide 21. FIG. 4 is a block diagram showing another embodiment of the present invention. The same components as those in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals. In the figure, 21 is a light guide for transmitting an optical signal of reflected electrons, 31 is a corona ring for detecting secondary electrons, 33 is a light pipe for transmitting an optical signal of secondary electrons, and 36 is 2 The secondary electron detector cover 35 is a PMT that receives an optical signal and converts it into an electrical signal.

この実施の形態は、反射電子の光信号を伝達するライトガイド21を直線状にしている。ライトガイド21を直線状にすると、光の漏れが少なくなり、効率よく反射電子信号をPMT35に導くことができる。ライトガイド21を直線状にすることにより、2次電子検出器30を傾ける必要がある。図では、傾いたライトパイプ33に、直線状にライトガイド21が挿入され、接合部34を形成していることが分かる。   In this embodiment, the light guide 21 that transmits the optical signal of the reflected electrons is linear. When the light guide 21 is linear, light leakage is reduced, and the reflected electron signal can be efficiently guided to the PMT 35. It is necessary to incline the secondary electron detector 30 by making the light guide 21 linear. In the figure, it can be seen that the light guide 21 is inserted linearly into the inclined light pipe 33 to form a joint 34.

ライトガイド21の側面方向の漏れの対策処置は、端面(外周)を鏡面仕上げし、その表面をアルミニウム蒸着で鏡面仕上げする。更に光線漏れの対策として、反射電子検出用のシンチレータの構成は、図5に示すようにアクリル材料の臨界角42°未満になるように、円形、楕円形、しゃもじ形にする。図5は反射電子検出器のシンチレータの構成例を示す図である。50はシンチレータ塗布面であり、この例では円状の塗布面を示している。51は電子ビームが通過するための穴である。   As countermeasures against leakage in the side direction of the light guide 21, the end surface (outer periphery) is mirror-finished and the surface is mirror-finished by aluminum vapor deposition. Further, as a countermeasure against light leakage, the configuration of the scintillator for detecting backscattered electrons is made circular, elliptical, and scooped so that the critical angle of the acrylic material is less than 42 ° as shown in FIG. FIG. 5 is a diagram showing a configuration example of the scintillator of the backscattered electron detector. Reference numeral 50 denotes a scintillator application surface, and in this example, a circular application surface is shown. 51 is a hole through which the electron beam passes.

次に、反射電子検出部のライトガイド21と2次電子検出部のライトパイプ33の接合部34の構成について説明する。図6は本発明の接合部の他の構成例を示す図である。34が接合部である。図のAは接合部34の断面形状を示している。51は反射電子光信号の入射領域、52は2次電子光信号の入射領域である。これから、ライトガイド21は四角柱であることが分かる。円形の方が好ましいが、コストを削減するために四角柱としている。反射電子検出部ライトガイド21と2次電子検出部ライトパイプ33の接合は直角面で行ない、光伝達漏れをなくする。   Next, the configuration of the joint 34 of the light guide 21 of the reflected electron detector and the light pipe 33 of the secondary electron detector will be described. FIG. 6 is a diagram showing another configuration example of the joint portion of the present invention. Reference numeral 34 denotes a joint. A in the figure shows the cross-sectional shape of the joint 34. Reference numeral 51 denotes an incident area for the reflected electron optical signal, and reference numeral 52 denotes an incident area for the secondary electron optical signal. From this, it can be seen that the light guide 21 is a quadrangular prism. A circular shape is preferable, but a quadrangular prism is used to reduce costs. The backscattered electron detector light guide 21 and the secondary electron detector light pipe 33 are joined at a right angle to eliminate light transmission leakage.

反射電子検出部ライトガイド21の表面と裏面は鏡面仕上げ後、アルミニウムコーティングで鏡面を造る。2次電子検出部30とライトガイド21は一体で作製し、コロナリング31と反対側に位置するライトパイプ33の部分は円錐台形状としている。円錐の傾きは、アクリルの臨界角である42°よりも小さくする。円錐台形部39は、図に示すように円錐面を含めて線部を鏡面仕上げ後、アルミニウムコーティングで鏡面を造っている。   The front and back surfaces of the backscattered electron detector light guide 21 are mirror-finished and then mirror-finished with an aluminum coating. The secondary electron detector 30 and the light guide 21 are manufactured integrally, and the portion of the light pipe 33 located on the opposite side of the corona ring 31 has a truncated cone shape. The inclination of the cone is made smaller than 42 ° which is the critical angle of acrylic. As shown in the figure, the truncated cone portion 39 is mirror-finished with an aluminum coating after mirroring the line portion including the conical surface.

図7は本発明に係る走査電子顕微鏡の構成概念図である。図8と同一のものは、同一の符号を付して示す。1は電子銃、EBは電子ビーム、2はコンデンサレンズ、3は絞り、4は偏向器、5は対物レンズ、6は試料である。10は試料6の上部に設けられた本発明に係る2次電子・反射電子検出装置である。該2次電子・反射電子検出装置10の内部構成は、図1又は図4に示すような構成となっている。   FIG. 7 is a structural conceptual diagram of a scanning electron microscope according to the present invention. The same components as those in FIG. 8 are denoted by the same reference numerals. 1 is an electron gun, EB is an electron beam, 2 is a condenser lens, 3 is a diaphragm, 4 is a deflector, 5 is an objective lens, and 6 is a sample. Reference numeral 10 denotes a secondary electron / backscattered electron detector according to the present invention provided on the top of the sample 6. The internal configuration of the secondary electron / reflected electron detection device 10 is as shown in FIG. 1 or FIG.

電子ビームEBを試料6に照射すると、該試料6からは反射電子e2と2次電子e1が放出される。反射電子e2と2次電子e1は本発明に係る2次電子・反射電子検出装置10に入力され、シンチレータにより光信号に変換され、該光信号はPMTにより電気信号に変換される。この電気信号は、SEMの内部にある信号処理部で信号処理がなされ、SEMに付属のディスプレイ(図示せず)上に、反射電子像又は2次電子像が選択的に表示される。   When the sample 6 is irradiated with the electron beam EB, reflected electrons e2 and secondary electrons e1 are emitted from the sample 6. The reflected electrons e2 and the secondary electrons e1 are input to the secondary electron / reflected electron detector 10 according to the present invention, converted into an optical signal by the scintillator, and the optical signal is converted into an electrical signal by the PMT. This electrical signal is subjected to signal processing by a signal processing unit inside the SEM, and a reflected electron image or a secondary electron image is selectively displayed on a display (not shown) attached to the SEM.

なお、2次電子像を観察する場合、検出される信号に反射電子信号が微小ながら含まれる可能性がある。しかしながら、その割合は十分低いものであり、2次電子像を正確に表示することが可能となる。   When a secondary electron image is observed, there is a possibility that a reflected electron signal is included in the detected signal although it is minute. However, the ratio is sufficiently low, and the secondary electron image can be accurately displayed.

即ち、各実施の形態において、例えば2kV以上の加速電圧とされた電子ビームを試料に照射して、検出された2次電子に基づき2次電子像を観察する時に、2次電子信号に反射電子信号が混入する比率は、1/30程度となる。このように、混入される反射電子信号量に対して、検出される2次電子信号量は30倍程多いので、2次電子像として実質上問題はない。   That is, in each embodiment, for example, when a sample is irradiated with an electron beam having an acceleration voltage of 2 kV or higher and a secondary electron image is observed based on the detected secondary electrons, reflected electrons are reflected in the secondary electron signal. The ratio of signal mixing is about 1/30. As described above, since the detected amount of secondary electron signals is about 30 times as large as the amount of reflected electron signals mixed, there is substantially no problem as a secondary electron image.

以上、説明したように、本発明によれば2次電子検出部と反射電子検出部からの出力を選択的に検出することが可能になり、2次電子像と反射電子像を簡単な構成で選択的に得ることができる。   As described above, according to the present invention, it is possible to selectively detect the outputs from the secondary electron detection unit and the backscattered electron detection unit, and the secondary electron image and the backscattered electron image can be easily configured. Can be obtained selectively.

本発明の一実施の形態を示す構成図である。It is a block diagram which shows one embodiment of this invention. ライトガイドの構成例を示す図である。It is a figure which shows the structural example of a light guide. 本発明の接合部の構成例を示す図である。It is a figure which shows the structural example of the junction part of this invention. 本発明の他の実施の形態を示す構成図である。It is a block diagram which shows other embodiment of this invention. 反射電子検出器の構成例を示す図である。It is a figure which shows the structural example of a backscattered electron detector. 本発明の接合部の他の構成例を示す図である。It is a figure which shows the other structural example of the junction part of this invention. 本発明に係る走査電子顕微鏡の構成概念図である。1 is a conceptual diagram of a configuration of a scanning electron microscope according to the present invention. 走査電子顕微鏡の構成概念図である。It is a composition conceptual diagram of a scanning electron microscope.

符号の説明Explanation of symbols

20 反射電子検出器
21 ライトガイド
30 2次電子検出器
31 コロナリング
32 シンチレータ
33 ライトパイプ
34 接合部
35 PMT
40 プリアンプ
41 メインアンプ
45 EB通過穴
e1 2次電子
e2 反射電子
U1 アンプ
U2 アンプ
R1 抵抗
R2 抵抗
R3 抵抗
R4 抵抗
20 backscattered electron detector 21 light guide 30 secondary electron detector 31 corona ring 32 scintillator 33 light pipe 34 joint 35 PMT
40 Preamplifier 41 Main amplifier 45 EB passage hole e1 Secondary electron e2 Reflected electron U1 amplifier U2 amplifier R1 resistance R2 resistance R3 resistance R4 resistance

Claims (5)

試料から発生する2次電子又は反射電子を検出する2次電子・反射電子検出装置であって、
所定の電圧が印加されて2次電子を引き寄せるコロナリングと該2次電子を受けるシンチレータと該2次電子に基づき該シンチレータから発生する光を案内するライトパイプよりなる2次電子検出部と、
反射電子を受けるシンチレータと該反射電子に基づき該シンチレータから発生する光を導くライトガイドよりなる反射電子検出部と、
前記ライトガイドと前記ライトパイプとを接合する接合部と、
2次電子又は反射電子を受けた前記何れかのシンチレータからの光を受ける光電子像倍管と、
を有する2次電子・反射電子検出装置。
A secondary electron / reflected electron detector for detecting secondary electrons or backscattered electrons generated from a sample,
A corona ring that attracts secondary electrons by applying a predetermined voltage; a scintillator that receives the secondary electrons; and a secondary electron detector that includes a light pipe that guides light generated from the scintillator based on the secondary electrons;
A reflected electron detector comprising a scintillator that receives reflected electrons and a light guide that guides light generated from the scintillator based on the reflected electrons;
A joint for joining the light guide and the light pipe;
A photoelectron image multiplier that receives light from any of the scintillators that has received secondary or reflected electrons;
Secondary electron / backscattered electron detection device.
前記ライトガイドは、1次電子線が通過するための穴が設けられていると共に臨界角以下に曲げられたアクリル板から構成され、該アクリル板の表面及び裏面にはアルミニウムコーティングが施されていることを特徴とする請求項1記載の2次電子・反射電子検出装置。   The light guide is formed of an acrylic plate that is provided with a hole for the passage of a primary electron beam and is bent to a critical angle or less, and the front and back surfaces of the acrylic plate are coated with aluminum. The secondary electron / reflected electron detection device according to claim 1. 前記接合部では、固定リングにより前記ライトガイドの接続端部と前記ライトパイプとが接合され、接着により固定されていることを特徴とする請求項1又は2記載の2次電子・反射電子検出装置。   3. The secondary electron / reflected electron detection device according to claim 1, wherein the connection end of the light guide and the light pipe are joined to each other at the joint by a fixing ring and fixed by adhesion. 4. . 請求項1乃至3何れか記載の2次電子・反射電子検出装置を試料室内部に備えた走査電子顕微鏡。   A scanning electron microscope comprising the secondary electron / reflected electron detection device according to claim 1 in a sample chamber. 前記試料室内部の真空度を測定する真空度検出器を備え、
該真空度検出器による検出値が所定の閾値よりも低真空である場合には、前記コロナリングに所定電圧が印加されず、これにより前記2次電子・反射電子検出装置は反射電子検出装置として動作し、
該真空検出器による検出値が所定の閾値よりも高真空である場合には、前記コロナリングに所定電圧が印加され、これにより前記2次電子・反射電子検出装置は2次電子検出装置として動作することを特徴とする請求項4記載の走査電子顕微鏡。
A vacuum detector for measuring the vacuum inside the sample chamber;
When the value detected by the vacuum detector is a vacuum lower than a predetermined threshold value, a predetermined voltage is not applied to the corona ring, whereby the secondary electron / backscattered electron detector is used as a backscattered electron detector. Work,
When the value detected by the vacuum detector is higher than a predetermined threshold, a predetermined voltage is applied to the corona ring, whereby the secondary electron / reflected electron detection device operates as a secondary electron detection device. The scanning electron microscope according to claim 4, wherein:
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