JP2016126955A - 電子検出装置および走査電子顕微鏡 - Google Patents

Abstract

【課題】Ｓ／Ｎの良い検出信号を取得可能な電子検出装置を提供する。【解決手段】二次電子の検知面（受光面）Ｓを、一次電子線の光軸Ｏの周りに当該光軸Ｏと平行になるように形成し、検知面Ｓの内側に円環状の分光器３０を配置する。分光器３０の外側に、内面が検知面Ｓとなるシールド部２１を円環状に設け、その外側にシンチレータ部２２を円環状に設け、試料から放出される二次電子をシンチレータ部２２で光に変換し、シンチレータ部２２から放出される光を検出信号として導出する。【選択図】図２

Description

本発明は、電子検出装置および走査電子顕微鏡に関し、特に、試料から放出される二次電子を検出する電子検出装置および当該電子検出装置を備える走査電子顕微鏡に関する。

試料に一次電子線（電子ビーム）を照射すると、試料からは、表面の原子を励起して得られる二次電子が放出される。この二次電子を検出することによって試料の表面を観察することができる。そのため、試料の表面を観察する走査電子顕微鏡は、試料から放出された二次電子を検出する電子検出装置を備えている。

ところで、試料に一次電子線を照射すると、試料からは、一次電子線の光軸を中心として二次電子が放射状に放出される。これに対して、従来の電子検出装置は、一次電子線の光軸の軸周り方向において、一箇所だけに配置されており、試料から放射状に放出される二次電子の一部のみを検出するようになっていた（例えば、特許文献１参照）。

特開平１１−６７１３９号公報

しかしながら、従来使用されている一般的な円筒状の電子検出装置の場合、二次電子を検知する検知面が円形であり、その大きさに限りがあるため、試料から放射状に放出される二次電子の一部しか検出することができない。したがって、検出できる信号量が少ないため、二次電子に基づく信号とノイズとの比であるＳ／Ｎが悪かった。

そこで、本発明は、Ｓ／Ｎの良い検出信号を取得可能な電子検出装置および当該電子検出装置を備える走査電子顕微鏡を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明の電子検出装置は、
試料に照射された一次電子線に基づいて、前記試料から放出される二次電子を検出する電子検出装置であって、
前記一次電子線の光軸を囲うように設けられた、前記試料から放出される二次電子を検出する環状の検知部を備え、
前記検知部には、前記光軸と平行な面を有する検知面が環状に沿って形成されている
ことを特徴とする。
また、上記目的を達成するために、本発明の走査電子顕微鏡は、上記構成の電子検出装置を備えることを特徴とする。

上記構成の電子検出装置、あるいは、当該電子検出装置を備える走査電子顕微鏡において、二次電子の検知面Ｓが、一次電子線の光軸と平行な面であって当該光軸を囲うように環状に設けられているので、試料から放射状に放出される二次電子（電子エネルギー）を、光軸の軸周り方向において全体的に検知できる。

本発明によれば、試料から放射状に放出される二次電子を、一次電子線の光軸の軸周り方向に沿って全体的に検知できるので、検出できる信号量が多くなり、Ｓ／Ｎ（二次電子に基づく信号とノイズとの比）の良い検出信号を取得できる。

本発明の走査電子顕微鏡の構成の一例を示す概略構成図である。 本発明の第１実施形態に係る電子検出装置の構成例を示す平面図である。 第１実施形態に係る電子検出装置で用いる円環状の分光器の構成の一例を示す断面図である。 実施例１に係る導光部を示す構成図である。 実施例２に係る導光部を示す構成図である。 本発明の第２実施形態に係る電子検出装置の構成例を示す平面図である。 第２実施形態に係る電子検出装置におけるダイノード部の各段のメッシュ電極に印加する電圧を生成する回路を含む電気系の回路構成の一例を示す回路図である。

以下、本発明を実施するための形態（以下、「実施形態」と記述する）について図面を用いて詳細に説明する。本発明は実施形態に限定されるものではなく、実施形態における種々の数値などは例示である。本明細書および図面において、同一の構成要素又は実質的に同一の機能を有する構成要素には同一の符号を付することとし、重複する説明は省略する。

＜走査電子顕微鏡＞
本発明の電子検出装置について説明する前に、当該電子検出装置を備える本発明の走査電子顕微鏡について説明する。図１は、本発明の走査電子顕微鏡の構成の一例を示す概略構成図である。

図１に示すように、走査電子顕微鏡１は、電子光学系１０と電子検出装置２０とを少なくとも備えており、電子検出装置２０で検出した二次電子に基づいて試料２を特定する。電子光学系１０は、一次電子線を試料２に照射する。電子検出装置２０は、電子光学系１０によって試料２に一次電子線を照射することで、試料２の表面の原子を励起して放出される二次電子を検出する二次電子検出装置である。

電子光学系１０は、電子銃１１、集束レンズ１２、Ｘ方向走査用偏向器１３、Ｙ方向走査用偏向器１４および対物レンズ１５等によって構成されている。電子銃１１は、電子プローブと呼ばれる細い電子線を出射する。集束レンズ１２は、電子銃１１から出射される電子線の太さを調整するためのものであり、例えば、磁石の作用を利用した磁界レンズからなる。

Ｘ方向走査用偏向器１３は、試料２に照射する一次電子線をＸ方向（図の左右方向）に走査するためのものである。Ｙ方向走査用偏向器１４は、試料２に照射する一次電子線をＹ方向（紙面に垂直な方向）に走査するためのものである。このＸ方向走査用偏向器１３およびＹ方向走査用偏向器１４により、電子銃１１から出射される電子線は、二次元的に走査される。対物レンズ１５は、試料２に照射する一次電子線の最終的な径を決める焦点合わせのためのものであり、例えば、集束レンズ１２と同様に磁界レンズからなる。

試料２に一次電子線を照射すると、試料２からは、一次電子線の光軸Ｏを中心として二次電子が放射状に放出される。電子検出装置２０は、試料２から放出される二次電子（電子エネルギー）を検出する。ここでは、試料２と対物レンズ１５との間に電子検出装置２０を配置する構成としているが、これに限られるものではなく、電子光学系１０の光路中の任意の位置に配置することが可能である。

また、電子検出装置２０は、試料２から放射状に放出される二次電子を直接検出する構成のものに限られるものではない。例えば、電子光学系１０の光軸Ｏに沿った光路中にドーナツ状の反射板を配置しておき、試料２から放出され、当該反射板で反射される二次電子を検出するようにしてもよい。

電子検出装置２０の検出信号は、例えば増幅等の信号処理を施された後、表示装置（図示せず）に送られ、当該表示装置に二次電子の量に応じた明るさの変化を示す画像として表示される。

＜電子検出装置＞
電子検出装置２０は、本発明の電子検出装置であり、一次電子線の光軸Ｏを囲うように設けられた、試料２から放出される二次電子を検出する環状の検知部を備え、この検知部には、光軸Ｏと平行な面を有する検知面（受光面）が環状に沿って形成されていることを特徴としている。ここで、「平行」とは、一次電子線の光軸Ｏに対して厳密に平行である場合の他、実質的に平行である場合も含む意味であり、設計上あるいは製造上生ずる種々のばらつきの存在は許容される。また、「環状」には、円環状の他、矩形状や楕円状も含まれるものとする。

電子検出装置２０の二次電子の検知面が、一次電子線の光軸Ｏを囲む環状に沿って形成されていると、試料２から放射状に放出される二次電子（電子エネルギー）を、一次電子線の光軸Ｏの軸周り方向に沿って全体的に検知できる。これにより、電子検出装置２０によって検出できる信号量が、光軸Ｏの軸周り方向において一部の電子しか検出することができなかった従来の電子検出装置に比べて多くなるため、二次電子に基づく信号とノイズとの比であるＳ／Ｎの良い検出信号を取得することができる。以下に、本発明の電子検出装置の実施形態について具体的に説明する。

［第１実施形態］
図２は、本発明の第１実施形態に係る電子検出装置の構成例を示す平面図である。図２に示すように、第１実施形態に係る電子検出装置２０Ａは、検知部としての二次電子の検知面（受光面）Ｓが、一次電子線の光軸Ｏと平行な面であって当該光軸Ｏの周りを囲むように円環状に形成されている。すなわち、検知面Ｓは、円環状の検知部の全周にわたって形成されており、検知面Ｓも円環状に形成されている。検知面Ｓを円環状とすることにより、一次電子線の光軸Ｏの軸周り方向において、光軸Ｏから検知面Ｓまでの距離を均等にすることができ、精度のよい検出信号を取得することができる。また、検知面Ｓの内側であって光軸Ｏとの間には、例えば円環状の分光器３０が配置されている。すなわち、円環状の分光器３０は、電子検出装置２０Ａの中心部に設けられている。分光器３０は、試料２から放射状に放出される二次電子を一次電子線の光軸Ｏと垂直な方向に分散させる。

（円環状の分光器）
図３は、円環状の分光器の構成の一例を示す断面図である。図３において、分光器３０は、光軸Ｏ（回転軸Ｑ）を中心とした同心円状に配置された２つの電極３１，３２と、これら２つの電極３１，３２の間に画定される空間を閉じるように設けられた、電極３１，３２と同電位の２つの電極３３，３４とを有している。分光器３０はさらに、２つの電極３１，３２と２つの電極３３，３４とに囲まれた空間内に設けられた、これらの電極３１〜３４とは異なる電位を印加できる電極３５と、さらに異なる電位を印加できる電極３６とを有している。

これらの電極３１〜３６はいずれも、１つの回転中心軸Ｑを有する回転対称な形状となっている。したがって、図３の構成例の場合では、電極３１，３２，３６は円筒面電極となり、電極３３，３４，３５は円環形状の平面電極となる。また、下面側の電極３４にはスリット３７が形成され、外側の電極３２にはスリット３８が形成されている。電極３４および電極３２が１つの回転中心軸Ｑを中心とする回転対称な形状であることから、スリット３７は円環型のスリットとなり、スリット３８は円筒型のスリットとなる。

スリット３７には、メッシュが張られている。このスリット３７は、試料２から放出される二次電子を取り込む入口スリットとなる。スリット３８は、取り込まれた二次電子を放出する出口スリットとなる。１つの回転中心軸Ｑ上に試料２上の二次電子を放出する電子放出点Ｒをおくことで、回転中心軸Ｑと一次電子線の光軸Ｏとが一致する。ここで、「一致」とは、回転中心軸Ｑと一次電子線の光軸Ｏとが厳密に一致する場合の他、実質的に一致する場合も含む意味であり、設計上あるいは製造上生ずる種々のばらつきの存在は許容される。

上記構成の分光器３０において、電極３１〜３４によって囲まれた空間内の電極３５と電極３６とを適当な電位にすることで、入口スリット３７から入ってきた二次電子は最初減速されながら偏向作用を受け、続いて加速されながら偏向作用を受ける。ここで、二次電子は、試料２の電子放出点Ｒから放出角度θ±Δθで放出されるものとする。減速の度合いはΔθの値がプラス側に大きいほど強いので、結果として強い偏向作用を受け、Δθの値がマイナス側に大きいほど弱い偏向作用を受ける。

その結果、試料２の電子放出点Ｒから放出角度θ±Δθで放出された二次電子は、電極３２付近で収束し、特定のエネルギー範囲にある二次電子だけが出口スリット３８から回転中心軸Ｑと垂直な方向に放出される。このようにして、分光器３０は、試料２の電子放出点Ｒから放出される二次電子を一次電子線の光軸Ｏ（即ち、回転中心軸Ｑ）と垂直な方向に放射状に分散させることができる。

図２において、分光器３０の出口スリット３８の外側には、円環状に形成された、電位を安定させるシールド部２１が設けられている。シールド部２１は、分光器３０の外枠と同じ電位、即ち接地電位に保たれたグリッド（メッシュ電極）によって構成されており、分光器３０側の面が二次電子を検知する検知部としての検知面Ｓとなる。シールド部２１の外側には、円環状に形成された薄いシンチレータ部２２が設けられている。シンチレータ部２２には、場合によって数［ｋＶ］から十数［ｋＶ］程度の電圧が印加される。シンチレータ部２２は、その外周に設けられた光透過材質からなるシンチレータ保持材２３によって保持されている。

シールド部２１は、シンチレータ部２２の電位が分光器３０の内部の電界に影響しないようにシールドする。分光器３０の出口スリット３８から放射状に放出された二次電子は、グリッドからなるシールド部２１を通してシンチレータ部２２に入射する。シンチレータ部２２は蛍光物質であり、入射する二次電子を光に変換し、変換した光を光透過材質からなるシンチレータ保持材２３を透して放射状に放出する。

第１実施形態に係る電子検出装置２０Ａは、シールド部２１、シンチレータ部２２およびシンチレータ保持材２３に加えて、図４および図５に示すように、光検出部（光検出器）２４と、シンチレータ部２２から放射される光を光検出部２４に導く導光部２５と、を有する。導光部２５としては、種々の構成のものを用いることができる。以下に、導光部２５の具体的な実施例について説明する。

（実施例１）
図４は、実施例１に係る導光部を示す構成図である。図４Ａに平面図を示し、図４Ｂに側面図を示している。

図４Ａに示すように、実施例１に係る導光部２５は、２つの焦点を有する楕円形状の反射板からなる。この導光部２５に対して、分光器３０及びその外側に配される構成部材（シールド部２１、シンチレータ部２２等）はその中心（回転対称軸）の位置が、楕円形状の反射板の一方の焦点Ｐ１に位置するように配置される。また、光検出部２４は、一般的なフォトマルチプライアなどからなり、その中心が楕円形状の反射板の他方の焦点Ｐ２に位置するように配置される。

上記の構成の楕円形状の反射板からなる導光部２５を用いる電子検出装置２０Ａにおいて、分光器３０の出口スリット３８から放出された二次電子は、シールド部２１のメッシュを抜けてシンチレータ部２２にあたり、当該シンチレータ部２２で光に変換されて放射状に放出される。シンチレータ部２２には二次電子を加速し、発光効率を高めるために、数［ｋＶ］以上の電圧が印加されることがある。しかし、分光器３０の出口スリット３８の外側には、分光器３０の外枠と同じ接地電位のシールド部２１が設けられているため、分光器３０の内部の電界には、シンチレータ部２２に印加される電圧の影響が及ばない。シンチレータ部２２から放射状に放出された光は、図中の矢印で示すように導光部２５の楕円形状の反射面（反射板）にて反射される。

このとき、分光器３０及びその外側に配される構成部材（シールド部２１、シンチレータ部２２等）はその中心が、楕円形状の反射板の一方の焦点Ｐ１に位置するように配置されている。したがって、分光器３０の回転対称軸を中心に円環状に放出される二次電子に基づいて、シンチレータ部２２から放射状に放出される光のほぼ全てが他方の焦点Ｐ２に集められる。この焦点Ｐ２の位置には光検出部２４が配置されているため、分光器３０から放射された二次電子に基づく放射状の光のほぼ全てを、光検出部２４によって効率的に検出することができる。光検出部２４の検出信号は、イメージ信号として表示装置（図示せず）に供給される。

（実施例２）
図５は、実施例２に係る導光部を示す構成図である。図５に示すように、実施例２に係る導光部２５は、開口部２５ａを有する放物形状の反射板からなる。この導光部２５に対して、分光器３０及びそれを囲む部材（シールド部２１、シンチレータ部２２等）はその中心（回転対称軸）が、放物形状の反射板の焦点Ｐ３に位置するように配置される。光検出部２４は、板状のフォトマルチプライアなどからなり、放物形状の反射板の開口部２５ａの近傍に開口をふさぐように配置される。

上記の構成の放物形状の反射板からなる導光部２５を用いる電子検出装置２０Ａにおいて、分光器３０の出口スリット３８から放出された二次電子は、シールド部２１のメッシュを抜けてシンチレータ部２２にあたり、当該シンチレータ部２２で光に変換されて放射状に放出される。接地電位のシールド部２１の作用については上記の場合と同様である。シンチレータ部２２から放射状に放出された光は、図中の矢印で示すように導光部２５の放物形状の反射面（反射板）にて反射される。

このとき、分光器３０及びその外側に配される構成部材（シールド部２１、シンチレータ部２２等）はその中心が、放物形状の反射板の焦点Ｐ３に位置するように配置されている。そのため、分光器３０から放出される放射状の光のほぼ全てが平行光となって放物形状の反射板の開口部２５ａに向かう。この開口部２５ａを塞ぐように光検出部２４が配置されているため、分光器３０から放射された放射状の光のほぼ全てを、光検出部２４によって効率的に検出することができる。光検出部２４の検出信号は、イメージ信号として表示装置（図示せず）に供給される。

上述したように、第１実施形態に係る電子検出装置２０Ａによれば、二次電子の検知面Ｓが、一次電子線の光軸Ｏと平行な面であって当該光軸Ｏを囲うように円環状に設けられているので、試料２から放射状に放出される二次電子（電子エネルギー）を、光軸Ｏの軸周り方向において全体的に検知できる。

そして、実施例１にあっては、導光部２５が楕円形状の反射板からなり、当該楕円形状の反射板の一方の焦点Ｐ１の位置に分光器３０及びその外側に配される構成部材（シールド部２１、シンチレータ部２２等）が配置され、他方の焦点Ｐ２の位置に光検出部２４が配置されている。これにより、分光器３０から放出される二次電子に基づいて、シンチレータ部２２から放出される光のほぼ全てを光検出部２４に集光できる。

また、実施例２にあっては、導光部２５が放物形状の反射板からなり、当該放物形状の反射板の焦点Ｐ３の位置に分光器３０及びその外側に配される構成部材（シールド部２１、シンチレータ部２２等）が配置され、その開口部に板状の光検出部２４が配置されている。これにより、分光器３０から放出される二次電子に基づいて、シンチレータ部２２から放出される光のほぼ全てを板状の光検出部２４に集光できる。

これにより、実施例１の場合も、実施例２の場合も、分光器３０から放射状に放出される二次電子に基づいてシンチレータ部２２から放出される光のほぼ全てを、光検出部２４によって効率的に検出することができる。その結果、試料２から放出される二次電子（電子エネルギー）について、電子検出装置２０Ａによって検出できる信号量が、従来の電子検出装置に比べて多くなるため、Ｓ／Ｎの良い検出信号を取得できる。

［第２実施形態］
図６は、本発明の第２実施形態に係る電子検出装置の構成例を示す平面図である。

図６に示すように、第２実施形態に係る電子検出装置２０Ｂは、検知部としての二次電子の検知面（受光面）Ｓが、一次電子線の光軸Ｏに平行な面であって当該光軸Ｏの周りを囲むように環状、好ましくは円環状に沿って形成されている。また、検知面Ｓの内側であって光軸Ｏとの間には、分光器３０が配置されている。すなわち、分光器３０は、電子検出装置２０Ｂの中心部に設けられている。分光器３０は、試料２から放射状に放出される二次電子を一次電子線の光軸Ｏと垂直な方向に分散させる。分光器３０としては、第１実施形態に係る電子検出装置２０Ａと同様に、先述した円環状の分光器（図３参照）を用いることができる。

この分光器３０の出口スリット３８の外側には、円環状に形成されたシールド部２１が設けられている。シールド部２１は、分光器３０の外枠と同じ電位、即ち接地電位に保たれたグリッドによって構成されており、その内面が二次電子を検知する検知面Ｓとなる。シールド部２１の外側には、電子増倍管としての機能を有する円環状に形成されたダイノード部２６が設けられている。

ダイノード部２６は、環状に形成された表面が電子放射材で覆われた複数のメッシュ電極が、一次電子線の光軸Ｏを中心とした同心円状に配置された多段構成となっている。ダイノード部２６の各段のメッシュ電極には、光軸Ｏ側（内側）から外側に向けて順に高くなるプラスの電圧が印加される。

図７に、ダイノード部２６の各段のメッシュ電極に印加する電圧を生成する回路を含む電気系の回路構成の一例を示す。ここで、多段構成のダイノード部２６をｎ段の構成、即ちｎ個（ｎ段）のメッシュ電極（ダイノード）からなる構成とする。そして、ｎ段のメッシュ電極に印加する電圧を内側から外側に向けて順にＤ１，Ｄ２，・・・，Ｄｎ（Ｄ１＜Ｄ２＜・・・＜Ｄｎ）とする。

図７に示すように、ダイノード部２６に印加する電圧を生成する回路２８は、例えば、接地（ＧＮＤ）と直流電源ＨＶとの間に、ｎ＋１個の抵抗素子Ｒ１，Ｒ２，・・・，Ｒｎ＋１が直列に接続された分圧回路の構成となっている。そして、分圧回路２８において、抵抗素子Ｒ１，Ｒ２，・・・，Ｒｎ＋１の各接続ノードＮ１，Ｎ２，・・・，Ｎｎから、内側から外側に向けて順に高くなる電圧Ｄ１，Ｄ２，・・・，Ｄｎが導出され、各段のメッシュ電極に印加される。

各段のメッシュ電極に電圧Ｄ１，Ｄ２，・・・，Ｄｎが印加されたダイノード部２６において、内側の１段目のメッシュ電極（ダイノード）に二次電子が入射すると、複数個の二次電子が放出される。１段目のメッシュ電極から放出された二次電子が２段目のメッシュ電極に入射すると、さらに多くの二次電子が放出される。この過程が次々と繰り返されることによって二次電子が増倍されることになる。

ダイノード部２６の外側には、電子を収集する電子収集部の一例であるアノード部２７が円環状に設けられている。アノード部２７には、収集した二次電子の量に応じた電流が流れる。図７に示すように、アノード部２７と直流電源ＨＶとの間には電流計測器２９が接続されている。そして、アノード部２７で収集された電子の量に応じて、電流計測器２９によってアノード部２７に流れる電流の計測が行われる。

上記構成の第２実施形態に係る電子検出装置２０Ｂにおいて、分光器３０の出口スリット３８から放出された二次電子は、シールド部２１のメッシュを抜けた後、ダイノード部２６の１段目のメッシュ電極（ダイノード）に印加されたプラス電位によって加速される。なお、分光器３０の出口スリット３８の外側には、分光器３０の外枠と同じ接地電位のシールド部２１が設けられているため、分光器３０の内部の電界には、１段目のメッシュ電極に印加される電圧の影響が及ばない。

ダイノード部２６のメッシュ電極に衝突した二次電子は、外側に向かうに連れて増加する増倍作用を起こす。そして、最外側のメッシュ電極によって増倍された二次電子は、アノード部２７で収集される。これにより、アノード部２７に二次電子の量に応じた電流が流れ、この電流が電流計測器２９によって検出される。

上述したように、第２実施形態に係る電子検出装置２０Ｂによれば、二次電子の検知面Ｓが、一次電子線の光軸Ｏと平行な面であって当該光軸Ｏを囲うように円環状に設けられているので、試料２から放射状に放出される二次電子（電子エネルギー）を、光軸Ｏの軸周り方向において全体的に検知できる。そして、第２実施形態に係る電子検出装置２０Ｂでは、円環状の検知面Ｓで検知した二次電子を、円環状のダイノード部２６で増倍し、最外側に配置された円環状のアノード部２７で収集し、電流として検出するようにしている。

これにより、試料２から放出される二次電子（電子エネルギー）を効率的に検出することができる。その結果、試料２から放出される二次電子（電子エネルギー）について、電子検出装置２０Ｂによって検出できる信号量が、従来の電子検出装置に比べて多くなるため、Ｓ／Ｎの良い検出信号を取得できる。

＜変形例＞
なお、本発明は、上記の各実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載した発明の要旨を逸脱しない範囲内で種々の変形実施が可能である。

例えば、上記の各実施形態では、分光器３０を備え、当該分光器３０によって一次電子線の光軸Ｏに垂直な方向に分散させることによって得られる二次電子を円環状の検知面Ｓで検知するとしたが、本発明は分光器３０を備えない構成の場合にも適用可能である。また、検知面Ｓは、環状の検知部の全周にわたって連続に形成したが、検知面が形成されていない部分を含むように形成してもよい。

具体的には、例えば、試料２から放射状に放出される二次電子（電子エネルギー）を直接検知面Ｓで検知するようにすることもできる。また、電子光学系１０の光路中にドーナツ状の反射板を配置しておき、試料２から放出され当該反射板で反射される二次電子を円環状の検知面Ｓで検知するようにしてもよい。

また、上記の各実施形態では、分光器３０の外側に配されるシールド部２１、シンチレータ部２２、ダイノード部２６、アノード部２７等の構成部材を円環状とし、検知面Ｓを円環状としたが、円環状に限られるものではなく、例えば矩形環状であってもよい。

１…走査電子顕微鏡、２…試料、１０…電子光学系、１１…電子銃、１２…集束レンズ、１３…Ｘ方向走査用偏向器、１４…Ｙ方向走査用偏向器、１５…対物レンズ、２０…電子検出装置、２０Ａ…第１実施形態に係る電子検出装置、２０Ｂ…第２実施形態に係る電子検出装置、２１…シールド部、２２…シンチレータ部、２４…光検出部（光検出器）、２５…導光部、２６…ダイノード部、２７…アノード部、３０…分光器、Ｓ…二次電子の検知面（受光面）

Claims (8)

1. 試料に照射された一次電子線に基づいて、前記試料から放出される二次電子を検出する電子検出装置であって、
   前記一次電子線の光軸を囲うように設けられた、前記試料から放出される二次電子を検出する環状の検知部を備え、
   前記検知部には、前記光軸と平行な面を有する検知面が環状に沿って形成されている
   ことを特徴とする電子検出装置。
2. 前記検知部の環状は、前記一次電子線の光軸を中心とする円環形状である
   ことを特徴とする請求項１に記載の電子検出装置。
3. 前記検知部の外側に設けられた、電位を安定させる環状のシールド部と、
   前記シールド部の外側に設けられた、前記試料から放出された二次電子を光に変換する環状のシンチレータ部と、
   前記シンチレータ部から放出された光を検出する光検出部と、
   前記シンチレータ部から放出された光を前記光検出部に導く導光部と、
   を有することを特徴とする請求項１または２に記載の電子検出装置。
4. 前記導光部は、２つの焦点を有する楕円形状の反射板からなり、
   前記シールド部および前記シンチレータ部は、前記楕円形状の反射板の一方の焦点上に位置するように配置され、
   前記光検出部は、前記楕円形状の反射板の他方の焦点上に位置するように配置されている
   ことを特徴とする請求項３に記載の電子検出装置。
5. 前記導光部は、焦点を有する開口部を備えた放物形状の反射板からなり、
   前記シールド部および前記シンチレータ部は、前記放物形状の反射板の焦点上に位置するように配置され、
   前記光検出部は、前記放物形状の反射板の開口部の近傍に配置される
   ことを特徴とする請求項３に記載の電子検出装置。
6. 前記検知部の外側に設けられた、電位を安定させる環状のシールド部と、
   前記シールド部の外側に設けられた、複数の環状電極からなる多段構成のダイノード部と、
   前記ダイノード部の外側に設けられた、前記ダイノード部から放出される二次電子を収集する環状の電子収集部と、
   を有することを特徴とする請求項１または２に記載の電子検出装置。
7. 前記検知部の内側に設けられた、前記試料から放出される二次電子を前記一次電子線の光軸と垂直な方向に分散させる環状の分光器を有する
   ことを特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載の電子検出装置。
8. 試料に一次電子線を照射し走査する電子光学系と、
   前記電子光学系によって前記試料に照射された一次電子線に基づいて、前記試料から放出される二次電子を検出する電子検出装置と、を備えた走査電子顕微鏡であって、
   前記電子検出装置は、
   前記一次電子線の光軸を囲うように設けられた、前記試料から放出される二次電子を検出する環状の検知部を備え、
   前記検知部には、前記光軸と平行な面を有する検知面が環状に沿って形成されている
   ことを特徴とする走査電子顕微鏡。

Images