JP6931555B2 - 走査電子顕微鏡 - Google Patents

Description

本発明は、走査電子顕微鏡に関する。

走査電子顕微鏡に搭載される反射電子検出器は、試料に電子線を照射することにより発生する反射電子を検出する。反射電子は、原子番号が大きいほど放出量が多くなるため、反射電子検出器で反射電子を検出することで得られる反射電子像では、試料の組成情報を得ることができる。

特許文献１には、反射電子像を観察する場合には反射電子検出器（半導体検出器）を対物レンズの直下の光軸上に配置し、反射電子像を観察しない場合には反射電子検出器を光軸から外れた退避位置に配置できるように構成された走査電子顕微鏡が開示されている。具体的には、反射電子検出器は移動支持体によって支持されており、移動支持体を走査電子顕微鏡カラムの外側に配置された駆動機構で操作することにより、反射電子検出器を光軸上と退避位置との間で移動させている。

特開平９−３５６７９号公報

しかしながら、特許文献１のように、反射電子検出器をストロークの長い移動支持体で支持する場合、外部からの振動が反射電子検出器に伝わりやすい。

対物レンズが対物レンズの下面から電場や磁場を漏洩させる場合、対物レンズの直下に配置された反射電子検出器が振動すると、漏洩電場や漏洩磁場を乱す原因となる。例えば、漏洩電場が乱れると、対物レンズを通過して試料に照射される１次ビーム（電子ビーム）の軌道が変動し、この結果、走査電子顕微鏡像の乱れ（ノイズ）となって現れる。

本発明は、以上のような問題点に鑑みてなされたものであり、本発明のいくつかの態様に係る目的の１つは、半導体検出器の振動を低減できる走査電子顕微鏡を提供することにある。

本発明に係る走査電子顕微鏡の一態様は、
電子源と、
前記電子源から放出された電子線を集束して試料に照射する対物レンズと、
前記試料に電子線を照射することにより発生した放射線を検出する半導体検出器と、
前記半導体検出器を支持している検出器支持部材と、
前記検出器支持部材に支持され、弾性部を有する第１部材と、
前記検出器支持部材を介して、前記半導体検出器を、放射線を検出する検出位置と、前記検出位置から外れた退避位置と、の間で移動させる移動機構と、
前記半導体検出器が前記検出位置に位置したときに、前記第１部材が接触する第２部材と、
を含み、
前記弾性部は、圧縮ばねであり、
前記第１部材は、前記圧縮ばねに接続された接触子を有し、
前記半導体検出器が前記検出位置に位置したときに、前記接触子が前記第２部材に接触する。
本発明に係る走査電子顕微鏡の一態様は、
電子源と、
前記電子源から放出された電子線を集束して試料に照射する対物レンズと、
前記試料に電子線を照射することにより発生した放射線を検出する半導体検出器と、
前記半導体検出器を支持している検出器支持部材と、
前記検出器支持部材に支持され、弾性部を有する第１部材と、
前記検出器支持部材を介して、前記半導体検出器を、放射線を検出する検出位置と、前記検出位置から外れた退避位置と、の間で移動させる移動機構と、
前記半導体検出器が前記検出位置に位置したときに、前記第１部材が接触する第２部材と、
を含み、
前記第１部材は、スプリングプローブである。
本発明に係る走査電子顕微鏡の一態様は、
電子源と、
前記電子源から放出された電子線を集束して試料に照射する対物レンズと、
前記試料に電子線を照射することにより発生した放射線を検出する半導体検出器と、
前記半導体検出器を支持している検出器支持部材と、
前記検出器支持部材に支持され、弾性部を有する第１部材と、
前記検出器支持部材を介して、前記半導体検出器を、放射線を検出する検出位置と、前記検出位置から外れた退避位置と、の間で移動させる移動機構と、
前記半導体検出器が前記検出位置に位置したときに、前記第１部材が接触する第２部材と、
を含み、
前記第１部材は、複数設けられている。
本発明に係る走査電子顕微鏡の一態様は、
電子源と、
前記電子源から放出された電子線を集束して試料に照射する対物レンズと、
前記試料に電子線を照射することにより発生した放射線を検出する半導体検出器と、
前記半導体検出器を支持している検出器支持部材と、
前記検出器支持部材に支持され、弾性部を有する第１部材と、
前記検出器支持部材を介して、前記半導体検出器を、放射線を検出する検出位置と、前記検出位置から外れた退避位置と、の間で移動させる移動機構と、
前記半導体検出器が前記検出位置に位置したときに、前記第１部材が接触する第２部材と、
を含み、
前記第２部材は、前記対物レンズの側方に設けられた板状の部材である。
本発明に係る走査電子顕微鏡の一態様は、
電子源と、
前記電子源から放出された電子線を集束して試料に照射する対物レンズと、
前記試料に電子線を照射することにより発生した放射線を検出する半導体検出器と、
前記半導体検出器を支持している検出器支持部材と、
前記検出器支持部材に支持され、弾性部を有する第１部材と、
前記検出器支持部材を介して、前記半導体検出器を、放射線を検出する検出位置と、前記検出位置から外れた退避位置と、の間で移動させる移動機構と、
前記半導体検出器が前記検出位置に位置したときに、前記第１部材が接触する第２部材と、
を含み、
前記第２部材が前記対物レンズの側方に位置するように、前記第２部材を支持する支持部材を含む。
本発明に係る走査電子顕微鏡の一態様は、
電子源と、
前記電子源から放出された電子線を集束して試料に照射する対物レンズと、
前記試料に電子線を照射することにより発生した放射線を検出する半導体検出器と、
前記半導体検出器を支持している検出器支持部材と、
前記検出器支持部材に支持され、弾性部を有する第１部材と、
前記検出器支持部材を介して、前記半導体検出器を、放射線を検出する検出位置と、前記検出位置から外れた退避位置と、の間で移動させる移動機構と、
前記半導体検出器が前記検出位置に位置したときに、前記第１部材が接触する第２部材
と、
を含み、
前記第２部材は、前記対物レンズの側面に形成された切欠きによって構成されている。

このような走査電子顕微鏡では、半導体検出器が検出位置に位置したときに、半導体検出器に設けられた第１部材が第２部材に接触するため、外部の振動に起因する半導体検出器の振動を低減できる。したがって、走査電子顕微鏡像のノイズを低減できる。

本実施形態に係る走査電子顕微鏡の構成を示す図。 移動機構による反射電子検出器の移動の様子を説明するための図。 移動機構による反射電子検出器の移動の様子を説明するための図。 反射電子検出器およびプローブを模式的に示す平面図。 反射電子検出器およびプローブを模式的に示す側面図。 プローブを模式的に示す断面図。 プレートおよびプレート支持部材を模式的に示す側面図。 プレートおよびプレート支持部材を模式的に示す側面図。 プレートおよびプレート支持部材を模式的に示す斜視図。 プローブがプレートに接触している様子を模式的に示す側面図。 プローブがプレートに接触している様子を模式的に示す断面図。 第１変形例に係る走査電子顕微鏡の対物レンズの近傍を模式的に示す側面図。 第１変形例に係る走査電子顕微鏡の対物レンズの近傍を模式的に示す断面図。 第２変形例に係る走査電子顕微鏡の対物レンズの近傍を模式的に示す側面図。 第２変形例に係る走査電子顕微鏡の対物レンズの近傍を模式的に示す断面図。

以下、本発明の好適な実施形態について図面を用いて詳細に説明する。なお、以下に説明する実施形態は、特許請求の範囲に記載された本発明の内容を不当に限定するものではない。また、以下で説明される構成の全てが本発明の必須構成要件であるとは限らない。

以下では、本発明に係る走査電子顕微鏡が備える半導体検出器が試料に電子線を照射することにより発生した反射電子を検出する検出器である例について説明するが、当該半導体検出器は反射電子を検出する検出器に限定されない。例えば、前記半導体検出器は、試料に電子線を照射することにより発生した二次電子を検出する検出器であってもよい。また、前記半導体検出器は、試料に電子線を照射することにより発生したＸ線を検出する検出器であってもよい。放射線は、電子（二次電子や反射電子）およびＸ線を含む。

１． 走査電子顕微鏡
まず、本実施形態に係る走査電子顕微鏡について、図面を参照しながら説明する。図１は、本実施形態に係る走査電子顕微鏡１００の構成を示す図である。なお、図１では、走査電子顕微鏡１００を構成する各部を簡略化して図示している。

走査電子顕微鏡１００では、電子プローブで試料Ｓの表面を走査したときに電子プローブの照射点から放出される電子（二次電子および反射電子）を検出して画像化することができる。この結果、走査電子顕微鏡１００では、走査電子顕微鏡像（二次電子像および反射電子像）を取得することができる。

走査電子顕微鏡１００は、図１に示すように、電子源２と、コンデンサーレンズ４と、偏向器５と、対物レンズ６と、試料ステージ７と、二次電子検出器８と、反射電子検出器１０と、を含む。走査電子顕微鏡１００は、さらに、後述するプローブ１１０（第１部材
）と、プレート１２０（第２部材）と、プレート支持部材１３０（支持部材）と、を含む（図２および図３参照）。

電子源２は、電子線を放出する。電子源２は、例えば、公知の電子銃である。電子線は、光軸ＯＡに沿って進行する。

コンデンサーレンズ４は、電子源２から放出された電子線を集束させる。コンデンサーレンズ４は、例えば、光軸ＯＡに沿って複数（図示の例では２つ）配置される。

偏向器５は、コンデンサーレンズ４および対物レンズ６で集束された電子線（電子プローブ）を偏向させる。偏向器５は、電子プローブで試料Ｓ上を走査するために用いられる。

対物レンズ６は、電子源２から放出された電子線を集束して試料Ｓに照射する。対物レンズ６は、試料Ｓの直前に配置された電子プローブを形成するためのレンズである。対物レンズ６は、例えば、磁場および電場を発生させ、磁場と電場を重畳させて電子プローブを形成する。走査電子顕微鏡１００では、対物レンズ６として、対物レンズから電場が漏れているタイプのものを用いる。対物レンズ６の漏洩電場は、試料Ｓ近傍に形成される。

走査電子顕微鏡１００は、上述した光学系の他に、レンズや絞りなどを備えていてもよい。

試料ステージ７には、試料Ｓが載置される。試料ステージ７は、試料Ｓを支持し、試料Ｓを移動させることができる。試料ステージ７は、試料Ｓを移動させるための駆動機構を有している。

二次電子検出器８は、電子線が試料Ｓに照射されることにより試料Ｓから発生した二次電子を検出する。二次電子検出器８は、図示の例では、対物レンズ６の下方（試料ステージ７側）に配置されている。なお、二次電子検出器８の位置は特に限定されず、対物レンズ６の上方（電子源２側）に配置されていてもよい。走査電子顕微鏡１００では、二次電子検出器８の出力信号に基づき、二次電子像が生成される。

反射電子検出器１０は、電子線が試料Ｓに照射されることにより試料Ｓから発生した反射電子を検出する。走査電子顕微鏡１００では、反射電子検出器１０の出力信号に基づき、反射電子像が生成される。

反射電子検出器１０は、検出器支持部材１２によって支持されている。検出器支持部材１２は、試料室チャンバー１３の外に配置されている移動機構１４によって操作可能となっている。検出器支持部材１２は、棒状の部材であり、その先端に反射電子検出器１０が取り付けられている。移動機構１４は、反射電子検出器１０を、光軸ＯＡ上であって反射電子を検出する検出位置と、検出位置（光軸ＯＡ上）から外れた退避位置と、の間で移動させる。移動機構１４は、検出器支持部材１２を介して、反射電子検出器１０を光軸ＯＡと直交する方向に移動させる。移動機構１４は、モーター等の駆動で検出器支持部材１２を介して反射電子検出器１０を移動させるように構成されていてもよいし、手動で検出器支持部材１２を介して反射電子検出器１０を移動させるように構成されていてもよい。

図２および図３は、移動機構１４による反射電子検出器１０の移動の様子を説明するための図である。なお、図２は、反射電子検出器１０を検出位置に配置した状態を図示している。図３は、反射電子検出器１０を退避位置に配置した状態を図示している。

検出位置は、試料Ｓから放出された反射電子を検出可能な位置である。図示の例では、検出位置は、対物レンズ６の下方（試料ステージ７側）である。すなわち、検出位置は、対物レンズ６と試料ステージ７（試料Ｓ）との間である。反射電子検出器１０が検出位置に位置したときに、反射電子検出器１０は対物レンズ６の漏洩電場中に位置する。

退避位置は、検出位置（光軸ＯＡ）から外れた位置である。退避位置に反射電子検出器１０を移動させることで、反射電子検出器１０が観察や分析の邪魔にならない。

本実施形態では、反射電子検出器１０が検出位置に配置されたときに（図２参照）、反射電子検出器１０に設けられたプローブ１１０が対物レンズ６の側方に配置されたプレート１２０に押し当てられ接触する。

図４は、反射電子検出器１０およびプローブ１１０を模式的に示す平面図（上面図）である。図５は、反射電子検出器１０およびプローブ１１０を模式的に示す側面図である。

反射電子検出器１０は、図４および図５に示すように、半導体検出器１０２と、検出器取付け台座１０４と、接続部材１０６と、を有している。

半導体検出器１０２は、検出器支持部材１２によって支持されている。半導体検出器１０２は、例えば、円環状の検出領域を有している。円環状の検出領域の中心には、試料Ｓに照射される電子線を通過させるための穴１０１が設けられている。半導体検出器１０２は、ＰＮジャンクションを利用した検出器であり、半導体検出器１０２に電子（反射電子）が入射すると、入射した電子に応じた強度の電気信号を出力する。半導体検出器１０２から出力された電気信号は、端子１０５を介して、検出器支持部材１２内の配線（図示せず）を通り、試料室チャンバー１３の外の信号処理装置（図示せず）に送られる。信号処理装置では、電気信号の増幅、アナログ−デジタル変換などが行われる。

半導体検出器１０２は、検出器取付け台座１０４に取り付けられている。検出器取付け台座１０４は、接続部材１０６にねじ１０３によってねじ止め（固定）されている。

接続部材１０６は、検出器支持部材１２と半導体検出器１０２を接続するための部材である。接続部材１０６は、さらに、検出器支持部材１２とプローブ１１０を接続している。

プローブ１１０は、検出器支持部材１２によって支持されている。プローブ１１０は、反射電子検出器１０に設けられている。具体的には、プローブ１１０は、プローブ台座１０７とプローブ固定プレート１０８とに挟まれて固定されている。プローブ台座１０７は、接続部材１０６にねじ１０９ａでねじ止め（固定）されている。プローブ台座１０７とプローブ固定プレート１０８とは、ねじ１０９ｂでねじ止め（固定）されている。

プローブ１１０は、複数設けられている。図示の例では、プローブ１１０が２つ設けられているが、その数は特に限定されない。プローブ１１０は、反射電子検出器１０に１つ設けられていてもよい。

図６は、プローブ１１０を模式的に示す断面図である。

プローブ１１０は、図６に示すように、筐体１１２と、ピン１１４（接触子）と、コイルスプリング１１６（弾性部）と、を有している。

筐体１１２の形状は、例えば、円筒状である。筐体１１２内には、コイルスプリング１
１６が収容されている。

ピン１１４は、筐体１１２の一方の端部から突出している。ピン１１４は、コイルスプリング１１６に接続されている。

コイルスプリング１１６は、筐体１１２内に収容されている。コイルスプリング１１６は、ピン１１４を、ピン１１４の突出方向に付勢する。コイルスプリング１１６は、圧縮ばねである。なお、ピン１１４を突出方向に付勢するための部材（弾性部）は、コイルスプリング１１６（圧縮ばね）に限定されず、その他の弾性部材を用いてもよい。

プローブ１１０では、ピン１１４がコイルスプリング１１６によって突出方向に付勢されるため、ピン１１４をプレート１２０に安定的に接触させることができる。

プローブ１１０は、例えば、スプリングプローブ（コンタクトプローブ）である。スプリングプローブ（コンタクトプローブ）は、プリント基板や電子部品の検査の際に、プリント基板や電子部品に接触させて電気的接続を行うために用いられるプローブである。

図７および図８は、プレート１２０およびプレート支持部材１３０を模式的に示す側面図である。なお、図７および図８は、プレート１２０およびプレート支持部材１３０を見る方向が異なっている。

プレート１２０は、図７および図８に示すように、対物レンズ６の側方に配置されている。プレート１２０は、プレート支持部材１３０によって支持されている。プレート１２０は、対物レンズ６に接していない。プレート１２０は、例えば、板状の部材である。プレート１２０は、プローブ１１０（ピン１１４）が押し当てられる当て面１２２を有している。プレート１２０は、反射電子検出器１０が検出位置に配置されたときに、プローブ１１０が当て面１２２に押し当てられて接触する位置に配置されている。

図９は、プレート１２０およびプレート支持部材１３０を模式的に示す斜視図である。

プレート支持部材１３０は、台座１３２と、支持プレート１３４と、を含んで構成されている。台座１３２は、対物レンズフランジ６０に固定されている。支持プレート１３４は、台座１３２に固定されている。すなわち、支持プレート１３４は、台座１３２を介して、対物レンズフランジ６０に固定されている。支持プレート１３４は、板状の部材であり、対物レンズフランジ６０に固定された台座１３２から対物レンズ６の下部まで延在している。支持プレート１３４の一方の端部は台座１３２に接続され、他方の端部はプレート１２０に接続されている。

プレート支持部材１３０は、プレート１２０の位置を調整可能に構成されている。図示の例では、台座１３２に形成された支持プレート１３４を固定（ねじ止め）するためのねじ穴１３６が、長穴となっている。そのため、台座１３２に対する支持プレート１３４の取付け位置が調整可能であり、支持プレート１３４の取付け位置を調整することでプレート１２０の位置を調整できる。

図１０は、プローブ１１０がプレート１２０に接触している様子を模式的に示す側面図である。図１１は、プローブ１１０がプレート１２０に接触している様子を模式的に示す断面図である。なお、図１１では、便宜上、プローブ１１０およびプレート１２０のみを図示している。

半導体検出器１０２（反射電子検出器１０）が退避位置から検出位置に移動すると、プ
ローブ１１０のピン１１４がプレート１２０の当て面１２２に押し当てられて接触する。当て面１２２にピン１１４が押し当てられてピン１１４が当て面１２２に接触することにより、コイルスプリング１１６が圧縮されてコイルスプリング１１６に弾性力が生じる。この弾性力によりピン１１４を当て面１２２に安定的に接触させることができる。このようにピン１１４が当て面１２２に弾性的に接触することにより、検出器支持部材１２を介して伝達される外部の振動に起因する半導体検出器１０２の振動を低減できる。

また、半導体検出器１０２を検出位置に配置する際には、電子線を通過させるための穴１０１を電子線が通過するように、半導体検出器１０２の検出位置の微調整が必要な場合がある。プローブ１１０では、ピン１１４が当て面１２２に弾性的に接触しているため、半導体検出器１０２の検出位置の微調整にも対応できる。すなわち、半導体検出器１０２の検出位置の微調整が行われた場合でも、ピン１１４を当て面１２２に安定的に接触させることができる。

２． 走査電子顕微鏡の動作
次に、走査電子顕微鏡１００の動作について説明する。

走査電子顕微鏡１００では、反射電子像を取得する際には、移動機構１４で検出器支持部材１２を介して、半導体検出器１０２を検出位置に移動させる（図２参照）。このとき、プローブ１１０のピン１１４が対物レンズ６の側方に配置されたプレート１２０に押し当てられて接触する（図１０および図１１参照）。これにより、ピン１１４がプレート１２０に弾性的に接触するため、外部の振動に起因する半導体検出器１０２の振動を低減できる。

電子源２から放出された電子線は、コンデンサーレンズ４および対物レンズ６で集束され、集束された電子線（電子ビーム）は反射電子検出器１０の穴１０１を通過して試料Ｓに照射される。電子ビームが試料Ｓに照射されることにより発生した反射電子は、反射電子検出器１０（半導体検出器１０２）で検出される。偏向器５によって電子ビームを試料Ｓ上で走査し、試料Ｓ上の各点から発生した反射電子を反射電子検出器１０で検出することで、反射電子像を得ることができる。

走査電子顕微鏡１００では、二次電子像を取得する際には、移動機構１４で検出器支持部材１２を介して、半導体検出器１０２を検出位置から退避位置に移動させる（図３参照）。これにより、半導体検出器１０２が二次電子検出器８による二次電子の検出を邪魔しない。

電子源２から放出された電子線は、コンデンサーレンズ４および対物レンズ６で集束され、集束された電子線（電子ビーム）は試料Ｓに照射される。電子ビームが試料Ｓに照射されることにより発生した二次電子は、二次電子検出器８で検出される。偏向器５によって電子ビームを試料Ｓ上で走査し、試料Ｓ上の各点から発生した二次電子を二次電子検出器８で検出することで、二次電子像を得ることができる。

本実施形態に係る走査電子顕微鏡１００は、例えば、以下の特徴を有する。

走査電子顕微鏡１００は、検出器支持部材１２に支持され、コイルスプリング１１６を備えたプローブ１１０と、半導体検出器１０２が検出位置に位置したときにプローブ１１０が接触するプレート１２０と、を含む。そのため、走査電子顕微鏡１００では、検出器支持部材１２を介して伝達される外部の振動に起因する半導体検出器１０２の振動を低減できる。

半導体検出器１０２が振動すると、対物レンズ６から漏洩する電場（漏洩電場）が乱れて試料Ｓに照射される電子ビーム（一次ビーム）の軌道が変動し、走査電子顕微鏡像にノイズが含まれることがある。走査電子顕微鏡１００では、上記のように、半導体検出器１０２の振動を低減できるため、漏洩電場の乱れを低減でき、この結果、走査電子顕微鏡像のノイズを低減できる。本実施形態は、漏洩電場の乱れの影響の大きい低加速電圧時の観察において、特に有効である。

走査電子顕微鏡１００では、プローブ１１０は、圧縮ばねであるコイルスプリング１１６と、コイルスプリング１１６に接続されたピン１１４と、を有し、半導体検出器１０２が検出位置に位置したときに、ピン１１４がプレート１２０に接触する。そのため、走査電子顕微鏡１００では、検出器支持部材１２を介して伝達される外部の振動に起因する半導体検出器１０２の振動を低減できる。

走査電子顕微鏡１００では、プローブ１１０が複数設けられている。そのため、走査電子顕微鏡１００では、プローブ１１０が１つ設けられている場合と比べて、半導体検出器１０２の振動を低減できる。

走査電子顕微鏡１００では、プレート支持部材１３０は、プレート１２０が対物レンズ６の側方に位置するようにプレート１２０を支持している。さらに、プレート支持部材１３０は、プレート１２０の位置を調整可能に構成されている。そのため、走査電子顕微鏡１００では、プレート１２０を適切な位置に配置することができ、ピン１１４と当て面１２２とを所望の位置で接触させることができる。ピン１１４と当て面１２２とが接触する位置によってコイルスプリング１１６で発生する弾性力が変わるため、プレート１２０の位置を調整することで、コイルスプリング１１６で発生させる弾性力を調整することができる。

走査電子顕微鏡１００では、対物レンズ６は漏洩電場を発生させ、半導体検出器１０２が検出位置に位置したときに、半導体検出器１０２は対物レンズ６の漏洩電場中に位置している。走査電子顕微鏡１００では、半導体検出器１０２の振動を低減できるため、漏洩電場中において半導体検出器１０２が振動することにより生じる走査電子顕微鏡像のノイズを低減できる。

なお、上記では、対物レンズ６が漏洩電場を発生させる場合について説明したが、対物レンズ６が漏洩磁場を発生させてもよい。すなわち、対物レンズ６として、対物レンズから磁場が漏れているタイプのものを用いてもよい。この場合、半導体検出器１０２は、対物レンズ６の漏洩磁場中に配置される。このような場合でも、対物レンズ６が漏洩電場を発生させる場合と同様の作用効果を奏することができる。また、対物レンズ６が漏洩電場および漏洩磁場の両方を発生させる場合も同様である。

３． 走査電子顕微鏡の変形例
３．１． 第１変形例
次に、本実施形態に係る走査電子顕微鏡の第１変形例について、図面を参照しながら説明する。図１２は、第１変形例に係る走査電子顕微鏡の対物レンズ６の近傍を模式的に示す側面図である。図１３は、第１変形例に係る走査電子顕微鏡の対物レンズ６の近傍を模式的に示す断面図である。なお、図１２および図１３は、半導体検出器１０２が検出位置に位置している状態を図示している。

以下、第１変形例に係る走査電子顕微鏡において、上述した走査電子顕微鏡１００の構成部材と同様の機能を有する部材については同一の符号を付し、その詳細な説明を省略する。

本変形例では、図１２および図１３に示すように、プレート１２０が対物レンズ６に接している点で、上述した走査電子顕微鏡１００と異なる。

プレート１２０は、当て面１２２とは反対側の面１２４が対物レンズ６の側面に接している。そのため、プレート１２０にプローブ１１０が押し当てられた場合に、プレート１２０が動いてしまうことを防ぐことができる。例えば、対物レンズ６の側面が曲面である場合、プレート１２０の面１２４は、対物レンズ６の側面に沿った曲面である。これにより、より確実にプレート１２０が動いてしまうことを防ぐことができる。

本変形例では、上述した走査電子顕微鏡１００と同様の作用効果を奏することができる。さらに、本変形例では、プレート１２０が対物レンズ６に接しているため、プローブ１１０がプレート１２０に押し当てられて接触した際に、プレート１２０が動いてしまうことを防ぐことができる。

３．２． 第２変形例
次に、本実施形態に係る走査電子顕微鏡の第２変形例について、図面を参照しながら説明する。図１４は、第２変形例に係る走査電子顕微鏡の対物レンズ６の近傍を模式的に示す側面図である。図１５は、第２変形例に係る走査電子顕微鏡の対物レンズ６の近傍を模式的に示す断面図である。なお、図１４および図１５は、半導体検出器１０２が検出位置に位置している状態を図示している。

以下、第２変形例に係る走査電子顕微鏡において、上述した走査電子顕微鏡１００の構成部材と同様の機能を有する部材については同一の符号を付し、その詳細な説明を省略する。

本変形例では、図１４および図１５に示すように、半導体検出器１０２が検出位置に位置したときに、プローブ１１０が対物レンズ６の側面に設けられた切欠き６１によって形成された当て面６２に押し当てられて接触している点で、上述した走査電子顕微鏡１００と異なる。

すなわち、本変形例では、半導体検出器１０２が検出位置に位置したときに、プローブ１１０（ピン１１４）が接触する部材が、対物レンズ６の側面に設けられた切欠き６１によって構成されている。そのため、本変形例に係る走査電子顕微鏡では、プレート１２０およびプレート支持部材１３０（図１０および図１１参照）が不要である。

なお、上記では、プローブ１１０が接触する部材が対物レンズ６の側面に設けられた切欠き６１によって構成されている例について説明したが、プローブ１１０が接触する部材は、プローブ１１０（ピン１１４）が押し当てられて接触する面（当て面）を有していればその構成は特に限定されない。

本変形例では、上述した走査電子顕微鏡１００と同様の作用効果を奏することができる。さらに、本変形例では、プレート１２０およびプレート支持部材１３０が不要であるため、走査電子顕微鏡１００の部品点数を減らすことができる。

なお、上述した実施形態及び変形例は一例であって、これらに限定されるわけではない。例えば各実施形態及び各変形例は、適宜組み合わせることが可能である。

本発明は、実施の形態で説明した構成と実質的に同一の構成（例えば、機能、方法および結果が同一の構成、あるいは目的及び効果が同一の構成）を含む。また、本発明は、実
施の形態で説明した構成の本質的でない部分を置き換えた構成を含む。また、本発明は、実施の形態で説明した構成と同一の作用効果を奏する構成又は同一の目的を達成することができる構成を含む。また、本発明は、実施の形態で説明した構成に公知技術を付加した構成を含む。

２…電子源、４…コンデンサーレンズ、５…偏向器、６…対物レンズ、７…試料ステージ、８…二次電子検出器、１０…反射電子検出器、１２…検出器支持部材、１３…試料室チャンバー、１４…移動機構、６０…対物レンズフランジ、６１…切欠き、６２…当て面、１００…走査電子顕微鏡、１０１…穴、１０２…半導体検出器、１０３…ねじ、１０４…検出器取付け台座、１０５…端子、１０６…接続部材、１０７…プローブ台座、１０８…プローブ固定プレート、１０９ａ…ねじ、１０９ｂ…ねじ、１１０…プローブ、１１２…筐体、１１４…ピン、１１６…コイルスプリング、１２０…プレート、１２２…当て面、１２４…面、１３０…プレート支持部材、１３２…台座、１３４…支持プレート、１３６…ねじ穴

Claims (12)

1. 電子源と、
   前記電子源から放出された電子線を集束して試料に照射する対物レンズと、
   前記試料に電子線を照射することにより発生した放射線を検出する半導体検出器と、
   前記半導体検出器を支持している検出器支持部材と、
   前記検出器支持部材に支持され、弾性部を有する第１部材と、
   前記検出器支持部材を介して、前記半導体検出器を、放射線を検出する検出位置と、前記検出位置から外れた退避位置と、の間で移動させる移動機構と、
   前記半導体検出器が前記検出位置に位置したときに、前記第１部材が接触する第２部材と、
   を含み、
   前記弾性部は、圧縮ばねであり、
   前記第１部材は、前記圧縮ばねに接続された接触子を有し、
   前記半導体検出器が前記検出位置に位置したときに、前記接触子が前記第２部材に接触する、走査電子顕微鏡。
2. 電子源と、
   前記電子源から放出された電子線を集束して試料に照射する対物レンズと、
   前記試料に電子線を照射することにより発生した放射線を検出する半導体検出器と、
   前記半導体検出器を支持している検出器支持部材と、
   前記検出器支持部材に支持され、弾性部を有する第１部材と、
   前記検出器支持部材を介して、前記半導体検出器を、放射線を検出する検出位置と、前記検出位置から外れた退避位置と、の間で移動させる移動機構と、
   前記半導体検出器が前記検出位置に位置したときに、前記第１部材が接触する第２部材と、
   を含み、
   前記第１部材は、スプリングプローブである、走査電子顕微鏡。
3. 電子源と、
   前記電子源から放出された電子線を集束して試料に照射する対物レンズと、
   前記試料に電子線を照射することにより発生した放射線を検出する半導体検出器と、
   前記半導体検出器を支持している検出器支持部材と、
   前記検出器支持部材に支持され、弾性部を有する第１部材と、
   前記検出器支持部材を介して、前記半導体検出器を、放射線を検出する検出位置と、前記検出位置から外れた退避位置と、の間で移動させる移動機構と、
   前記半導体検出器が前記検出位置に位置したときに、前記第１部材が接触する第２部材と、
   を含み、
   前記第１部材は、複数設けられている、走査電子顕微鏡。
4. 電子源と、
   前記電子源から放出された電子線を集束して試料に照射する対物レンズと、
   前記試料に電子線を照射することにより発生した放射線を検出する半導体検出器と、
   前記半導体検出器を支持している検出器支持部材と、
   前記検出器支持部材に支持され、弾性部を有する第１部材と、
   前記検出器支持部材を介して、前記半導体検出器を、放射線を検出する検出位置と、前記検出位置から外れた退避位置と、の間で移動させる移動機構と、
   前記半導体検出器が前記検出位置に位置したときに、前記第１部材が接触する第２部材と、
   を含み、
   前記第２部材は、前記対物レンズの側方に設けられた板状の部材である、走査電子顕微鏡。
5. 電子源と、
   前記電子源から放出された電子線を集束して試料に照射する対物レンズと、
   前記試料に電子線を照射することにより発生した放射線を検出する半導体検出器と、
   前記半導体検出器を支持している検出器支持部材と、
   前記検出器支持部材に支持され、弾性部を有する第１部材と、
   前記検出器支持部材を介して、前記半導体検出器を、放射線を検出する検出位置と、前記検出位置から外れた退避位置と、の間で移動させる移動機構と、
   前記半導体検出器が前記検出位置に位置したときに、前記第１部材が接触する第２部材と、
   を含み、
   前記第２部材が前記対物レンズの側方に位置するように、前記第２部材を支持する支持部材を含む、走査電子顕微鏡。
6. 電子源と、
   前記電子源から放出された電子線を集束して試料に照射する対物レンズと、
   前記試料に電子線を照射することにより発生した放射線を検出する半導体検出器と、
   前記半導体検出器を支持している検出器支持部材と、
   前記検出器支持部材に支持され、弾性部を有する第１部材と、
   前記検出器支持部材を介して、前記半導体検出器を、放射線を検出する検出位置と、前記検出位置から外れた退避位置と、の間で移動させる移動機構と、
   前記半導体検出器が前記検出位置に位置したときに、前記第１部材が接触する第２部材と、
   を含み、
   前記第２部材は、前記対物レンズの側面に形成された切欠きによって構成されている、走査電子顕微鏡。
7. 請求項１ないし６のいずれか１項において、
   前記第１部材は、前記第２部材に弾性的に接触する、走査電子顕微鏡。
8. 請求項５において、
   前記支持部材は、前記第２部材の位置を調整可能に構成されている、走査電子顕微鏡。
9. 請求項１ないし８のいずれか１項において、
   前記検出位置は、前記対物レンズと前記試料との間である、走査電子顕微鏡。
10. 請求項１ないし９のいずれか１項において、
    前記対物レンズは、漏洩電場および漏洩磁場の少なくとも一方を発生させ、
    前記半導体検出器が前記検出位置に位置したときに、前記半導体検出器は前記対物レンズの漏洩電場中および前記対物レンズの漏洩磁場中の少なくとも一方に位置している、走査電子顕微鏡。
11. 請求項１ないし１０のいずれか１項において、
    前記半導体検出器は、反射電子または二次電子を検出する検出器である、走査電子顕微鏡。
12. 請求項１ないし１０のいずれか１項において、
    前記半導体検出器は、Ｘ線を検出する検出器である、走査電子顕微鏡。

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