JP6518442B2 - Electron detector and scanning electron microscope - Google Patents

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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。   The present invention relates to an electron detection apparatus and a scanning electron microscope, and more particularly to an electron detection apparatus for detecting secondary electrons emitted from a sample and a scanning electron microscope including the electron detection apparatus.

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。   When a sample is irradiated with a primary electron beam (electron beam), secondary electrons obtained by exciting atoms on the surface are emitted from the sample. The surface of the sample can be observed by detecting the secondary electrons. Therefore, a scanning electron microscope for observing the surface of a sample is provided with an electron detection device for detecting secondary electrons emitted from the sample.

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)。   By the way, when a sample is irradiated with a primary electron beam, secondary electrons are emitted radially from the sample around the optical axis of the primary electron beam. On the other hand, the conventional electron detection device is arranged at only one place in the direction around the optical axis of the primary electron beam, and detects only a part of secondary electrons emitted radially from the sample. (See, for example, Patent Document 1).

特開平11−67139号公報Japanese Patent Application Laid-Open No. 11-67139

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。   However, in the case of a generally used cylindrical electronic detection device conventionally used, the detection surface for detecting secondary electrons is circular, and the size thereof is limited. Only part of the electrons can be detected. Therefore, since the amount of signal that can be detected is small, the S / N, which is the ratio of the signal based on secondary electrons to noise, is bad.

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。   Then, an object of this invention is to provide the scanning electron microscope provided with the electronic detection apparatus which can acquire the good detection signal of S / N, and the said electronic detection apparatus.

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、
前記検知部は、
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、
前記シンチレータ部の内側に設けられた、電位を安定させる環状のシールド部と、
前記検知部及び前記シールド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と、を備え、
前記シンチレータ部は、前記一次電子線の光軸を囲うように設けられ、二次電子の入射する面が、前記一次電子線の光軸と平行かつ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。
In order to achieve the above object, the electronic detection device of the present invention is
An electron detection apparatus for detecting secondary electrons emitted from a sample based on a primary electron beam irradiated to the sample, comprising:
And an annular detection unit configured to surround an optical axis of the primary electron beam and detecting secondary electrons emitted from the sample.
The detection unit is
An annular scintillator unit for converting secondary electrons emitted from the sample into light;
A light detection unit that detects light emitted from the scintillator unit;
A light guide unit for guiding the light emitted from the scintillator unit to the light detection unit;
An annular shield portion provided inside the scintillator portion for stabilizing the potential;
An annular spectroscope provided inside the detection unit and the shield unit for dispersing secondary electrons emitted from the sample in a direction perpendicular to the optical axis of the primary electron beam ;
The scintillator unit is provided so as to surround the optical axis of the primary electron beam, and a surface on which the secondary electrons are incident is formed along a ring parallel to the optical axis of the primary electron beam. Do.
In addition, in order to achieve the above object, a scanning electron microscope of the present invention is characterized by including the electron detection device of the above configuration.

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。そして、一次電子線の光軸を囲うように設けられ、二次電子の入射する面が、一次電子線の光軸と平行かつ環状に沿って形成されるシンチレータ部の内側には、電位を安定させる環状のシールド部が形成される。そして、検知面S及びシールド部の内側に設けられた環状の分光器により、試料から放出された二次電子が一次電子線の光軸と垂直な方向に分散され、シンチレータ部により光に変換される。シンチレータ部から放出される光が導光部により光検出部へ集光され、光検出部により光が検出される。 In the electron detection device configured as described above or a scanning electron microscope provided with the electron detection device, the detection surface S of the secondary electrons is a surface parallel to the optical axis of the primary electron beam and annular so as to surround the optical axis. As a result, secondary electrons (electron energy) emitted radially from the sample can be generally detected in the direction around the optical axis. The potential of the primary electron beam is stabilized on the inner side of a scintillator section which is provided to surround the optical axis of the primary electron beam and in which the surface on which the secondary electrons are incident is formed along the ring parallel to the optical axis of the primary electron beam. An annular shield portion is formed. Then, secondary electrons emitted from the sample are dispersed in a direction perpendicular to the optical axis of the primary electron beam by the annular spectroscope provided inside the detection surface S and the shield portion, and converted into light by the scintillator portion. Ru. The light emitted from the scintillator unit is condensed on the light detection unit by the light guide unit, and the light detection unit detects the light.

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。   According to the present invention, since secondary electrons emitted radially from the sample can be generally detected along the direction around the optical axis of the primary electron beam, the amount of signal that can be detected is increased, and S / N ( It is possible to obtain a detection signal with a good ratio of a signal based on secondary electrons and noise.

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。It is a schematic block diagram which shows an example of a structure of the scanning electron microscope of this invention. 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。It is a top view which shows the structural example of the electronic detection apparatus which concerns on 1st Embodiment of this invention. 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。It is sectional drawing which shows an example of a structure of the annular | circular shaped spectrometer used by the electron detection apparatus which concerns on 1st Embodiment. 実施例1に係る導光部を示す構成図である。FIG. 2 is a configuration diagram showing a light guide unit according to a first embodiment. 実施例2に係る導光部を示す構成図である。FIG. 7 is a configuration diagram showing a light guide unit according to a second embodiment. 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。It is a top view which shows the structural example of the electronic detection apparatus which concerns on 2nd Embodiment of this invention. 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。It is a circuit diagram which shows an example of a circuit structure of an electrical system containing the circuit which produces | generates the voltage applied to the mesh electrode of each step | stage of the dynode part in the electronic detection apparatus concerning 2nd Embodiment.

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。   Hereinafter, modes for carrying out the present invention (hereinafter, referred to as “embodiments”) will be described in detail with reference to the drawings. The present invention is not limited to the embodiments, and various numerical values and the like in the embodiments are examples. In the present specification and the drawings, the same components or components having substantially the same functions will be denoted by the same reference numerals, and overlapping descriptions will be omitted.

<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。
<Scanning Electron Microscope>
Before describing the electronic detection device of the present invention, a scanning electron microscope of the present invention including the electronic detection device will be described. FIG. 1 is a schematic view showing an example of the configuration of a scanning electron microscope of the present invention.

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。   As shown in FIG. 1, the scanning electron microscope 1 includes at least an electron optical system 10 and an electron detection device 20, and identifies the sample 2 based on secondary electrons detected by the electron detection device 20. The electron optical system 10 irradiates the sample 2 with a primary electron beam. The electron detection apparatus 20 is a secondary electron detection apparatus that excites atoms on the surface of the sample 2 and detects secondary electrons emitted by irradiating the sample 2 with the primary electron beam by the electron optical system 10.

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。   The electron optical system 10 includes an electron gun 11, a focusing lens 12, an X-direction scanning deflector 13, a Y-direction scanning deflector 14, an objective lens 15, and the like. The electron gun 11 emits a thin electron beam called an electron probe. The focusing lens 12 is for adjusting the thickness of the electron beam emitted from the electron gun 11, and is, for example, a magnetic field lens utilizing the action of a magnet.

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。   The X-direction scanning deflector 13 is for scanning the primary electron beam irradiated to the sample 2 in the X direction (left and right direction in the drawing). The Y-direction scanning deflector 14 is for scanning the primary electron beam irradiated to the sample 2 in the Y direction (the direction perpendicular to the paper surface). The electron beam emitted from the electron gun 11 is two-dimensionally scanned by the X-direction scanning deflector 13 and the Y-direction scanning deflector 14. The objective lens 15 is for focusing to determine the final diameter of the primary electron beam to be irradiated to the sample 2 and is made of, for example, a magnetic lens as the focusing lens 12.

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。   When the sample 2 is irradiated with the primary electron beam, secondary electrons are emitted radially from the sample 2 around the optical axis O of the primary electron beam. The electron detection device 20 detects secondary electrons (electron energy) emitted from the sample 2. Here, the electron detection device 20 is disposed between the sample 2 and the objective lens 15, but the present invention is not limited to this. The electron detection device 20 can be disposed at an arbitrary position in the optical path of the electron optical system 10. It is.

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。   In addition, the electron detection device 20 is not limited to one configured to directly detect secondary electrons emitted radially from the sample 2. For example, a donut-shaped reflector may be disposed in the optical path along the optical axis O of the electron optical system 10, and secondary electrons emitted from the sample 2 and reflected by the reflector may be detected. Good.

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。   The detection signal of the electronic detection device 20 is subjected to signal processing such as amplification, for example, and then sent to a display device (not shown) to show the change in brightness according to the amount of secondary electrons to the display device. It is displayed as an image.

<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。
<Electronic detection device>
The electron detection device 20 is an electron detection device according to the present invention, and includes an annular detection unit provided to surround the optical axis O of the primary electron beam, for detecting secondary electrons emitted from the sample 2. The detection portion is characterized in that a detection surface (light receiving surface) having a surface parallel to the optical axis O is formed along an annular shape. Here, "parallel" is a meaning including the case of being substantially parallel as well as the case of being strictly parallel to the optical axis O of the primary electron beam, and various variations occurring in design or manufacture The presence of is acceptable. Further, "annular" includes, in addition to annular, rectangular and elliptical shapes.

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。   When the detection surface of the secondary electrons of the electron detector 20 is formed along an annulus surrounding the optical axis O of the primary electron beam, the secondary electrons (electron energy) emitted radially from the sample 2 It can be detected entirely along the direction around the optical axis O of the electron beam. As a result, the amount of signal that can be detected by the electron detection device 20 is larger than that of the conventional electron detection device in which only a part of electrons can be detected in the direction around the optical axis O. It is possible to obtain a good detection signal of S / N which is the ratio of the signal based on noise to noise. Hereinafter, an embodiment of the electronic detection device of the present invention will be specifically described.

[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。
First Embodiment
FIG. 2 is a plan view showing an example of the configuration of the electronic detection device according to the first embodiment of the present invention. As shown in FIG. 2, in the electron detector 20A according to the first embodiment, the detection surface (light receiving surface) S of the secondary electron as the detection unit is a surface parallel to the optical axis O of the primary electron beam. It is annularly formed to surround the optical axis O. That is, the detection surface S is formed over the entire circumference of the annular detection portion, and the detection surface S is also formed in an annular shape. By making the detection surface S annular, the distance from the optical axis O to the detection surface S can be made uniform in the direction around the optical axis O of the primary electron beam, and a detection signal with high accuracy is acquired be able to. Further, an annular spectroscope 30, for example, is disposed inside the detection surface S and between the optical axis O and the like. That is, the annular spectroscope 30 is provided at the center of the electron detection device 20A. The spectroscope 30 disperses the secondary electrons emitted radially from the sample 2 in the direction perpendicular to the optical axis O of the primary electron beam.

(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。
(Annular spectrometer)
FIG. 3 is a cross-sectional view showing an example of the configuration of an annular spectroscope. In FIG. 3, the spectroscope 30 has two electrodes 31 and 32 arranged concentrically around the optical axis O (rotation axis Q) and a space defined between the two electrodes 31 and 32. It has two electrodes 33 and 34 of the same potential as the electrodes 31 and 32 provided so as to be closed. Spectroscope 30 is further different from electrode 35 which is provided in a space surrounded by two electrodes 31 and 32 and two electrodes 33 and 34 and which can apply different potentials from these electrodes 31 to 34. And an electrode 36 to which a potential can be applied.

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。   Each of the electrodes 31 to 36 has a rotationally symmetrical shape having one rotation center axis Q. Therefore, in the case of the configuration example of FIG. 3, the electrodes 31, 32 and 36 are cylindrical surface electrodes, and the electrodes 33, 34 and 35 are annular flat electrodes. Further, a slit 37 is formed in the electrode 34 on the lower surface side, and a slit 38 is formed in the outer electrode 32. Since the electrodes 34 and 32 have a rotationally symmetrical shape with one rotation center axis Q as a center, the slit 37 is an annular slit, and the slit 38 is a cylindrical slit.

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。   A mesh is stretched in the slit 37. The slit 37 serves as an entrance slit for taking in secondary electrons emitted from the sample 2. The slit 38 is an exit slit that emits the taken-in secondary electrons. By placing an electron emission point R for emitting secondary electrons on the sample 2 on one rotation center axis Q, the rotation center axis Q coincides with the optical axis O of the primary electron beam. Here, "coincidence" means that the rotation central axis Q and the optical axis O of the primary electron beam strictly coincide with each other, and also includes the case where they substantially coincide. The presence of variations in is acceptable.

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。   In the spectroscope 30 configured as described above, by setting the electrodes 35 and 36 in the space surrounded by the electrodes 31 to 34 to an appropriate potential, the secondary electrons coming from the entrance slit 37 are deflected while being decelerated at first. Under the action, it is subjected to deflection while being accelerated. Here, secondary electrons are emitted from the electron emission point R of the sample 2 at an emission angle θ ± Δθ. The degree of deceleration is stronger as the value of Δθ is larger on the positive side, and as a result, the degree of deceleration is affected by a stronger deflection, and the value of Δθ is larger on the negative side.

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。   As a result, the secondary electrons emitted from the electron emission point R of the sample 2 at the emission angle θ ± Δθ converge near the electrode 32, and only the secondary electrons within a specific energy range from the exit slit 38 It is emitted in the direction perpendicular to Q. In this manner, the spectroscope 30 disperses the secondary electrons emitted from the electron emission point R of the sample 2 radially in the direction perpendicular to the optical axis O of the primary electron beam (ie, the rotation center axis Q). Can.

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。   In FIG. 2, on the outside of the exit slit 38 of the spectroscope 30, a shield portion 21 formed in an annular shape to stabilize the potential is provided. The shield unit 21 is constituted by a grid (mesh electrode) kept at the same potential as the outer frame of the spectroscope 30, ie, the ground potential, and the surface on the side of the spectroscope 30 serves as a detection unit for detecting secondary electrons. It becomes the detection surface S. A thin scintillator portion 22 formed in an annular shape is provided on the outside of the shield portion 21. In some cases, a voltage of about several [kV] to about several tens [kV] is applied to the scintillator unit 22. The scintillator portion 22 is held by a scintillator holding material 23 made of a light transmitting material provided on the outer periphery thereof.

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。   The shield unit 21 shields the potential of the scintillator unit 22 so as not to affect the electric field inside the spectroscope 30. The secondary electrons radially emitted from the exit slit 38 of the spectroscope 30 enter the scintillator section 22 through the shield section 21 made of a grid. The scintillator unit 22 is a fluorescent material, converts incident secondary electrons into light, and radiates the converted light radially through the scintillator holding material 23 made of a light transmitting material.

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。   The electron detection device 20A according to the first embodiment includes a light detection unit (light detector) 24 and a scintillator as shown in FIGS. 4 and 5 in addition to the shield unit 21, the scintillator unit 22 and the scintillator holding material 23. And a light guide unit 25 for guiding the light emitted from the unit 22 to the light detection unit 24. As the light guide part 25, those of various configurations can be used. Below, the concrete Example of the light guide part 25 is described.

(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。
Example 1
FIG. 4 is a configuration diagram showing the light guide unit according to the first embodiment. A plan view is shown in FIG. 4A and a side view is shown in FIG. 4B.

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。   As shown to FIG. 4A, the light guide part 25 which concerns on Example 1 consists of an elliptical shaped reflecting plate which has two focus. With respect to the light guide portion 25, the spectroscope 30 and the constituent members (the shield portion 21, the scintillator portion 22, etc.) disposed outside thereof have one of the reflecting plates whose center (rotational symmetry axis) is at an elliptical position. Are arranged to be located at the focal point P1 of The light detection unit 24 is formed of a general photomultiplier or the like, and is disposed such that its center is located at the other focal point P2 of the elliptical reflector.

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。   In the electron detecting device 20A using the light guiding portion 25 formed of the elliptical reflecting plate of the above configuration, the secondary electrons emitted from the exit slit 38 of the spectroscope 30 pass through the mesh of the shielding portion 21 and the scintillator portion 22 The light is converted to light by the scintillator unit 22 and emitted radially. A voltage of several [kV] or more may be applied to the scintillator unit 22 in order to accelerate secondary electrons and enhance the luminous efficiency. However, since the shield portion 21 having the same ground potential as the outer frame of the spectroscope 30 is provided outside the exit slit 38 of the spectroscope 30, the electric field inside the spectroscope 30 is applied to the scintillator portion 22. Not affected by the The light radially emitted from the scintillator unit 22 is reflected by the elliptical reflecting surface (reflecting plate) of the light guide 25 as shown by the arrows in the drawing.

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。   At this time, the spectroscope 30 and the constituent members (the shield portion 21, the scintillator portion 22 and the like) disposed outside the spectroscope 30 are disposed such that the centers thereof are located at one focal point P1 of the elliptical reflector. Therefore, based on the secondary electrons emitted annularly around the rotational symmetry axis of the spectroscope 30, substantially all of the light emitted radially from the scintillator portion 22 is collected at the other focal point P2. Since the light detection unit 24 is disposed at the position of the focal point P2, substantially all of the radial light based on the secondary electrons emitted from the spectroscope 30 can be efficiently detected by the light detection unit 24. it can. The detection signal of the light detection unit 24 is supplied as an image signal to a display (not shown).

(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。
(Example 2)
FIG. 5 is a configuration diagram illustrating a light guide unit according to a second embodiment. As shown in FIG. 5, the light guide 25 according to the second embodiment is formed of a parabolic reflector having an opening 25a. With respect to the light guide portion 25, the spectroscope 30 and members (the shield portion 21, the scintillator portion 22 etc.) surrounding the spectroscope 30 have their centers (rotational symmetry axes) located at the focal point P3 of the parabolic reflector. Will be placed. The light detection unit 24 is formed of a plate-shaped photomultiplier or the like, and is disposed in the vicinity of the opening 25a of the parabolic reflector so as to close the opening.

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。   In the electron detecting device 20A using the light guiding portion 25 formed of the parabolic reflector of the above configuration, the secondary electrons emitted from the exit slit 38 of the spectroscope 30 pass through the mesh of the shielding portion 21 and the scintillator portion The light is converted into light by the scintillator unit 22 and emitted radially. About the effect | action of the shield part 21 of a grounding potential, it is the same as that of said case. The light radially emitted from the scintillator unit 22 is reflected by the parabolic reflecting surface (reflecting plate) of the light guide 25 as indicated by the arrows in the drawing.

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。   At this time, the spectroscope 30 and the constituent members (the shield portion 21, the scintillator portion 22 and the like) disposed outside the spectroscope 30 are disposed such that the centers thereof are located at the focal point P3 of the parabolic reflector. Therefore, almost all of the radial light emitted from the spectroscope 30 becomes parallel light and travels to the opening 25a of the parabolic reflector. Since the light detection unit 24 is disposed so as to close the opening 25 a, substantially all of the radial light emitted from the spectroscope 30 can be efficiently detected by the light detection unit 24. The detection signal of the light detection unit 24 is supplied as an image signal to a display (not shown).

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。   As described above, according to the electronic detection device 20A according to the first embodiment, the detection surface S of the secondary electrons is a plane parallel to the optical axis O of the primary electron beam and so as to surround the optical axis O Since it is provided in an annular shape, secondary electrons (electron energy) emitted radially from the sample 2 can be generally detected around the optical axis O.

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。   In the first embodiment, the light guide 25 is formed of an elliptical reflector, and the spectroscope 30 and the component members disposed on the outside of the spectroscope 30 at the position of the focal point P1 of the elliptical reflector ((1) The shield unit 21 and the scintillator unit 22 are disposed, and the light detection unit 24 is disposed at the position of the other focal point P2. Thereby, substantially all of the light emitted from the scintillator unit 22 can be condensed on the light detection unit 24 based on the secondary electrons emitted from the spectroscope 30.

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。   Further, in the second embodiment, the light guide 25 is formed of a parabolic reflector, and the spectroscope 30 and the components disposed on the outside of the spectrometer 30 at the position of the focal point P3 of the parabolic reflector ( The shield unit 21 and the scintillator unit 22 are disposed, and the plate-like light detection unit 24 is disposed in the opening. Accordingly, it is possible to condense almost all of the light emitted from the scintillator unit 22 on the plate-like light detection unit 24 based on the secondary electrons emitted from the spectroscope 30.

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。   Thus, in both the first embodiment and the second embodiment, almost all of the light emitted from the scintillator unit 22 based on the secondary electrons emitted radially from the spectroscope 30 is detected by the light detection unit 24. It can be detected efficiently. As a result, for secondary electrons (electron energy) emitted from the sample 2, the amount of signal that can be detected by the electron detection device 20A is larger than that of the conventional electron detection device, so a detection signal with good S / N is obtained. it can.

[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。
Second Embodiment
FIG. 6 is a plan view showing a configuration example of an electronic detection device according to a second embodiment of the present invention.

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。   As shown in FIG. 6, in the electron detection device 20B according to the second embodiment, the detection surface (light receiving surface) S of the secondary electrons as the detection portion is a surface parallel to the optical axis O of the primary electron beam. It is formed along an annular shape, preferably an annular shape, so as to surround the optical axis O. In addition, a spectroscope 30 is disposed inside the detection surface S and between the optical axis O and the optical axis O. That is, the spectroscope 30 is provided at the center of the electron detection device 20B. The spectroscope 30 disperses the secondary electrons emitted radially from the sample 2 in the direction perpendicular to the optical axis O of the primary electron beam. As the spectroscope 30, as in the electron detection device 20A according to the first embodiment, the ring-shaped spectroscope (see FIG. 3) described above can be used.

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。   On the outside of the exit slit 38 of the spectroscope 30, a shield portion 21 formed in an annular shape is provided. The shield portion 21 is formed of a grid maintained at the same potential as the outer frame of the spectroscope 30, ie, the ground potential, and the inner surface thereof is a detection surface S for detecting secondary electrons. On the outside of the shield portion 21, a ring-shaped dynode portion 26 having a function as an electron multiplier is provided.

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。   The dynode portion 26 has a multi-stage configuration in which a plurality of mesh electrodes whose annularly formed surface is covered with an electron emitting material are arranged concentrically around the optical axis O of the primary electron beam. A positive voltage, which becomes higher in order from the optical axis O side (inner side) to the outer side, is applied to the mesh electrodes of each stage of the dynode portion 26.

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。   FIG. 7 shows an example of a circuit configuration of an electrical system including a circuit for generating a voltage to be applied to the mesh electrodes of each stage of the dynode unit 26. As shown in FIG. Here, the multi-stage dynode unit 26 is configured to have n stages, that is, n (n stages) mesh electrodes (dynodes). Then, the voltages applied to the n-stage mesh electrodes are D1, D2, ..., Dn (D1 <D2 <... <Dn) in order from the inside to the outside.

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。   As shown in FIG. 7, the circuit 28 for generating a voltage to be applied to the dynode unit 26 includes, for example, n + 1 resistance elements R1, R2, ..., Rn + 1 between ground (GND) and the DC power supply HV. Are connected in series to form a voltage divider circuit. Then, in the voltage dividing circuit 28, voltages D1, D2,... Sequentially increasing from the inside to the outside from the connection nodes N1, N2, ..., Nn of the resistance elements R1, R2, ..., Rn + 1. , Dn are derived and applied to the mesh electrodes of each stage.

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。   In the dynode section 26 in which voltages D1, D2, ..., Dn are applied to the mesh electrodes of each stage, when secondary electrons are incident on the inner first mesh electrode (dynode), a plurality of secondary electrons are generated. Is released. When secondary electrons emitted from the first stage mesh electrode are incident on the second stage mesh electrode, more secondary electrons are emitted. The secondary electrons are multiplied by repeating this process one after another.

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。   On the outside of the dynode portion 26, an anode portion 27 which is an example of an electron collection portion for collecting electrons is annularly provided. A current according to the amount of collected secondary electrons flows through the anode portion 27. As shown in FIG. 7, a current measuring device 29 is connected between the anode 27 and the DC power supply HV. Then, in accordance with the amount of electrons collected by the anode unit 27, the current measuring device 29 measures the current flowing to the anode unit 27.

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。   In the electron detection device 20B according to the second embodiment of the above configuration, the secondary electrons emitted from the exit slit 38 of the spectroscope 30 pass through the mesh of the shield portion 21 and then the mesh of the first stage of the dynode portion 26 It is accelerated by the positive potential applied to the electrode (dynode). In addition, since the shield portion 21 having the same ground potential as the outer frame of the spectroscope 30 is provided outside the exit slit 38 of the spectroscope 30, the mesh of the first stage is applied to the electric field inside the spectroscope 30. It is not affected by the voltage applied to the electrodes.

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。   The secondary electrons colliding with the mesh electrode of the dynode portion 26 cause a multiplication effect which increases as going outward. Then, secondary electrons multiplied by the outermost mesh electrode are collected at the anode unit 27. As a result, a current corresponding to the amount of secondary electrons flows through the anode portion 27, and this current is detected by the current measuring device 29.

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。   As described above, according to the electron detection device 20B according to the second embodiment, the detection surface S of the secondary electron is a surface parallel to the optical axis O of the primary electron beam and so as to surround the optical axis O Since it is provided in an annular shape, secondary electrons (electron energy) emitted radially from the sample 2 can be generally detected around the optical axis O. Then, in the electron detection device 20B according to the second embodiment, the secondary electrons detected on the annular detection surface S are multiplied by the annular dynode portion 26, and the annular anode portion disposed at the outermost side. It collects at 27 and detects it as a current.

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。   Thereby, secondary electrons (electron energy) emitted from the sample 2 can be efficiently detected. As a result, for secondary electrons (electron energy) emitted from the sample 2, the signal amount that can be detected by the electron detection device 20B is larger than that of the conventional electron detection device, so a detection signal with good S / N is obtained it can.

<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。
<Modification>
The present invention is not limited to the embodiments described above, and various modifications can be made without departing from the scope of the invention described in the claims.

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。   For example, in each of the above embodiments, the spectrometer 30 is provided, and secondary electrons obtained by dispersing the secondary electron in a direction perpendicular to the optical axis O of the primary electron beam by the spectrometer 30 are detected by the annular detection surface S However, the present invention is also applicable to the configuration without the spectroscope 30. The detection surface S is formed continuously over the entire circumference of the annular detection portion, but may be formed to include a portion in which the detection surface is not formed.

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。   Specifically, for example, secondary electrons (electron energy) emitted radially from the sample 2 may be directly detected by the detection surface S. Further, a donut-shaped reflection plate is disposed in the light path of the electron optical system 10, and secondary electrons emitted from the sample 2 and reflected by the reflection plate are detected by the annular detection surface S. Good.

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。   In each of the above-described embodiments, the constituent members such as the shield portion 21, the scintillator portion 22, the dynode portion 26, the anode portion 27 and the like disposed outside the spectroscope 30 are annular, and the detection surface S is annular. However, the present invention is not limited to an annular shape, and may be, for example, a rectangular annular shape.

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)   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... scanning electron microscope, 2 ... sample, 10 ... electron optical system, 11 ... electron gun, 12 ... focusing lens, 13 ... X-direction scanning deflector, 14 ... Y-direction scanning deflector, 15 ... objective lens, 20 ... electron detection device, 20A ... electron detection device according to the first embodiment, 20B ... electron detection device according to the second embodiment, 21 ... shield unit, 22 ... scintillator unit, 24 ... light detection unit (light detector), Reference Signs List 25 light guiding part 26 dynode part 27 anode part 30 spectroscope S detection surface of secondary electrons (light receiving surface)

Claims (5)

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、
前記検知部は、
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、
前記シンチレータ部の内側に設けられた、電位を安定させる環状のシールド部と、
前記検知部及び前記シールド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と、を備え、
前記シンチレータ部は、前記一次電子線の光軸を囲うように設けられ、二次電子の入射する面が、前記一次電子線の光軸と平行かつ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。
An electron detection apparatus for detecting secondary electrons emitted from a sample based on a primary electron beam irradiated to the sample, comprising:
And an annular detection unit configured to surround an optical axis of the primary electron beam and detecting secondary electrons emitted from the sample.
The detection unit is
An annular scintillator unit for converting secondary electrons emitted from the sample into light;
A light detection unit that detects light emitted from the scintillator unit;
A light guide unit for guiding the light emitted from the scintillator unit to the light detection unit;
An annular shield portion provided inside the scintillator portion for stabilizing the potential;
An annular spectroscope provided inside the detection unit and the shield unit for dispersing secondary electrons emitted from the sample in a direction perpendicular to the optical axis of the primary electron beam ;
The scintillator unit is provided so as to surround the optical axis of the primary electron beam, and a surface on which the secondary electrons are incident is formed along a ring parallel to the optical axis of the primary electron beam. Electronic detection device.
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に記載の電子検出装置。
The light guiding portion comprises an elliptical reflector having two focal points,
The shield part and the scintillator part are arranged to be located on one focal point of the elliptical reflector,
The light detecting unit, the electronic detection device according to claim 1, characterized in that it is arranged to be located on the other focus of the reflector of the elliptical shape.
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に記載の電子検出装置。
The light guide comprises a parabolic reflector with an aperture having a focal point,
The shield part and the scintillator part are arranged to be located on the focal point of the parabolic reflector.
The light detecting unit, the electronic detection device according to claim 1, characterized in that arranged near the opening of the reflector of the parabolic shape.
前記シンチレータ部の形状は、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からのいずれか1項に記載の電子検出装置。
The shape of the said scintillator part is an annular ring shape centering on the optical axis of the said primary electron beam. The electron detection apparatus of any one of Claim 1 to 3 characterized by the above-mentioned.
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、
前記検知部は、
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、
前記シンチレータ部の内側に設けられた、電位を安定させる環状のシールド部と、
前記検知部及び前記シールド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と、を備え、
前記シンチレータ部は、前記一次電子線の光軸を囲うように設けられ、二次電子の入射する面が、前記一次電子線の光軸と平行かつ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。
An electron optical system that irradiates and scans a sample with a primary electron beam;
An electron detection apparatus that detects secondary electrons emitted from the sample based on a primary electron beam irradiated to the sample by the electron optical system;
The electronic detection device is
And an annular detection unit configured to surround an optical axis of the primary electron beam and detecting secondary electrons emitted from the sample.
The detection unit is
An annular scintillator unit for converting secondary electrons emitted from the sample into light;
A light detection unit that detects light emitted from the scintillator unit;
A light guide unit for guiding the light emitted from the scintillator unit to the light detection unit;
An annular shield portion provided inside the scintillator portion for stabilizing the potential;
An annular spectroscope provided inside the detection unit and the shield unit for dispersing secondary electrons emitted from the sample in a direction perpendicular to the optical axis of the primary electron beam ;
The scintillator unit is provided so as to surround the optical axis of the primary electron beam, and a surface on which the secondary electrons are incident is formed along a ring parallel to the optical axis of the primary electron beam. Scanning electron microscope.
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