JP5358296B2 - 荷電粒子線装置 - Google Patents
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Description
、対物レンズ20の下方に配置され、試料14はこの試料ステージに搭載する。薄膜試料14を透過した信号粒子(18a,18b)は、試料ステージ16に設けられた透過信号粒子の通過孔161を通過して、試料ステージの下方に設けられた透過信号検出器17で検出されるが、このとき、透過信号粒子の内、ステージの通過孔161を通過した信号粒子18aのみが透過信号検出器17に検出される。また、試料ステージ16と透過信号検出器17との間に絞り19を設け、透過信号検出器17で検出される透過信号粒子18aの散乱角を制限している。一方、対物レンズ20で発生する収束磁場は、対物レンズ下面よりも上部(電子源側)に形成されるため、試料14の表面から発生した二次信号粒子11は、対物レンズ下部に設けられた二次信号検出器13で発生する電界130に吸引され
、二次信号検出器13に検出される。
た信号像(暗視野信号像)(c)とを比較して示す。図3より、明視野信号像(b)と暗
視野信号像(c)とは、コントラストが反転していることがわかる。図6に示す従来技術においては、明視野信号粒子(18a)と暗視野信号粒子(18b)とが、全て試料下部の金属部に衝突して二次信号粒子12を発生させるため、二次信号検出器13に検出される信号情報は、両者が加算されたものになる。よって、上記説明の如く、コントラストが相殺されるため、高コントラストなSTEM像が得られない問題があった。
。一方、試料を散乱して透過した暗視野信号粒子18bは、透過信号変換部材に衝突して二次信号粒子12を発生する。この二次信号粒子12は、対物レンズ下方に配置した二次信号検出器13の電界に吸引されて、二次信号検出器13に検出される。よって、二次信号検出器13の信号は、図3(c)に示すような暗視野信号像となる。
、対物レンズ上方に配置された直交電磁界装置22によって、二次信号検出器9の方向に偏向されて、二次信号検出器9で検出される。
、荷電粒子の衝突で発光するシンチレータで構成することもできる。この場合には、対物レンズ下方の二次信号検出器13の代わりに、光を直接検出して電気信号に変換するホトマルチプライアを設ける。この方法は、暗視野透過信号粒子を二次信号粒子に変換する代わりに、光信号に変換することに対応する。
、同様に試料を対物レンズ磁界中に配置するインレンズ式の対物レンズを採用した荷電粒子線と同等の高い分解能が得られ、かつインレンズ式の対物レンズでは実現が困難な大形試料用のステージを採用することができる。
、大形試料の観察が可能な走査形電子顕微鏡では、透過形電子顕微鏡のように試料よりも下方に収束レンズを配置することができない。そのため、暗視野信号の散乱角の制御(最適化)ができない問題があった。
、二次信号検出器13が発生する電界のみで、二次電子を検出器側に吸引するようにしても良い。
、このような透過電子を検出しないような構成となっている。
。
、高効率で明視野透過信号粒子18a由来の二次信号粒子の検出を抑止することができる
。
、試料を透過した信号粒子のうち明視野透過信号粒子18aは、筒状構造304によって吸収され、その信号粒子が二次信号検出器13に検出されることはない。
Claims (12)
- 荷電粒子源と、当該荷電粒子源から放出される一次荷電粒子線を集束して試料上で走査する、対物レンズを含む荷電粒子光学系と、前記対物レンズの下方に配置された試料ステージと、前記対物レンズの上方に配置された第1の二次信号検出器と、前記対物レンズの下方に配置された第2の二次信号検出器と、を備えた荷電粒子線装置において、
前記試料が載置される面と、前記試料を透過した荷電粒子の衝突によって二次荷電粒子を放出する透過信号変換部材とを有し、前記試料ステージの上に設けられる試料台を備え、
前記透過信号変換部材は前記試料内で散乱しない透過荷電粒子が通過できる大きさの開口を有し、
前記試料ステージは前記透過信号変換部材の開口に対応する位置に開口を有し、
前記透過信号変換部材の開口、および前記試料ステージの開口を通過した透過信号粒子を検出する透過信号粒子検出手段を備え、
前記対物レンズが、前記透過信号変換部材の位置より強い集束磁場を前記試料位置に形成するように対物レンズの下方に配置される前記試料に向かって磁場を漏洩することにより、前記試料表面から発生した二次信号粒子が前記対物レンズの上方に進行して前記第1の二次信号検出器により検出され、および前記透過信号変換部材から放出された二次荷電粒子が前記第2の二次信号検出器の電界に吸引されて当該第2の二次信号検出器により検出されることを特徴とする荷電粒子線装置。 - 請求項1において、
前記透過信号粒子検出器と前記透過信号変換部材との間に、前記透過信号粒子検出手段に到達する透過信号粒子の一部を遮断する絞りを配置したことを特徴とする荷電粒子線装置。 - 請求項1において、
前記試料を搭載する試料台の試料搭載部の周囲に壁を設けることを特徴とする荷電粒子線装置。 - 請求項1において、
前記透過信号変換部材の開口部に0或いは正の電圧を印加する電源を備えたことを特徴とする荷電粒子線装置。 - 請求項4において、
前記電源は、印加する電圧を調整することができる可変電源であることを特徴とする荷電粒子線装置。 - 請求項1において、
前記透過信号変換部材を水平に配置したことを特徴とする荷電粒子線装置。 - 荷電粒子源と、当該荷電粒子源から放出される一次荷電粒子線を集束して試料上で走査する、対物レンズを含む荷電粒子光学系と、前記対物レンズの下方に配置された試料ステージと、前記対物レンズの前記荷電粒子源側に配置された第1の検出器と、前記試料の下方に配置された第2の検出器と、を備えた荷電粒子線装置において、
前記試料が載置される面と、前記試料を透過した荷電粒子の衝突によって二次荷電粒子を放出する透過信号変換部材とを有し、前記試料ステージの上に設けられる試料台を備え、
前記透過信号変換部材は前記試料内で散乱しない透過荷電粒子が通過できる大きさの開口を有し、
前記試料ステージは前記透過信号変換部材の開口に対応する位置に開口を有し、
前記透過信号変換部材の開口、および前記試料ステージの開口を通過した透過信号粒子を検出する透過信号粒子検出手段を備え、
当該対物レンズが、前記試料から放出される二次荷電粒子が前記第1の検出器に向かい、前記透過信号変換部材から放出された信号粒子が前記第2の検出器に到達するのを妨げない磁場を発生することにより、前記試料表面から発生した二次信号粒子が前記第1の検出器により検出され、および前記透過信号変換部材から放出された二次荷電粒子が前記第2の検出器の電界に吸引されて当該第2の検出器により検出されることを特徴とする荷電粒子線装置。 - 請求項7において、
前記透過信号粒子検出器と前記透過信号変換部材との間に、前記透過信号粒子検出手段に到達する透過信号粒子の一部を遮断する絞りを配置したことを特徴とする荷電粒子線装置。 - 請求項7において、
前記試料を搭載する試料台の試料搭載部の周囲に壁を設けることを特徴とする荷電粒子線装置。 - 請求項7において、
前記透過信号変換部材の開口部に0或いは正の電圧を印加する電源を備えたことを特徴とする荷電粒子線装置。 - 請求項10において、
前記電源は、印加する電圧を調整することができる可変電源であることを特徴とする荷電粒子線装置。 - 請求項7において、
前記透過信号変換部材を水平に配置したことを特徴とする荷電粒子線装置。
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