JPH0127549B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は反射電子検出装置に関し、特に、低速
の反射電子を検出するに最適な反射電子検出装置
に関する。

走査電子顕微鏡において、0.2〜5KVの低加速
電圧で電子ビームを試料に照射し、該試料から発
生する低速の反射電子を検出すれば、試料の表面
部分の分析を行うことができる。特に、試料上の
一点に電子ビームの照射点を固定し、試料への電
子ビームの照射角度を走査すれば、所謂エレクト
ロン・チヤンネリング・パターンを得ることがで
きるが、この際、該電子ビームの加速電圧を低く
し、試料からの低速の反射電子を検出すれば、得
られたパターンから結晶材料の表面層の解析を行
うことができる。ところで、反射電子の検出器と
しては、シンチレータを用いたものと半導体を用
いたものとがあるが、前者は２次電子検出器を兼
用したもので、通常は試料から離れたところに配
置されているため、その検出立体角は小さく、
Ｓ／Ｎ比の良い像を得るには、電子ビームの照射
電流を大きくしなければならず、結果として分解
能が低下する。又、この立体角を大きくしても、
シンチレータの発光強度は、シンチレータへの入
射電子のエネルギーの約3/2乗に比例するので加
速電圧が低くなると充分な発光が得られない。従
来の太陽電池を利用した半導体検出器も低速の電
子に対しての感度は低く、この検出器は専ら高加
速電圧の走査電子顕微鏡における検出器として利
用されている。すなわち、該半導体検出器を低速
反射電子の検出器として用いたとしても、表面の
Ｐ層は2μm程度の厚さを有し、得られる検出信号
は極めて微弱であり、この信号を高利得直流増幅
器を用いて増幅しようとしても、検出器から該増
幅器に至るまでに該信号に高周波及び商用周波数
の誘導ノイズが混入してしまい、信号自体該ノイ
ズに埋もれてしまつて、Ｓ／Ｎ比の良い像あるい
はパターンを得ることができない。

本発明は上述した点に鑑みてなされたもので、
半導体検出器を低速の電子の検出器として用い、
更に、高利得直流増幅器の使用を可能とする反射
電子検出装置を提供することを目的とする。

本発明に基づく反射電子検出装置は、走査電子
顕微鏡の鏡筒内に配置され、試料への電子ビーム
の照射に基づき該試料から発生する反射電子を検
出するための半導体検出器と、該試料からの反射
電子が入射する面を除き該半導体検出器を覆う如
く配置され、該検出器を絶縁体を介して支持する
支持体と、該検出器から鏡筒外の直流増幅器に信
号を導くための導線と、該鏡筒に設けられた該導
線の通過孔と、該通過孔に配置されたフイードス
ルーと、該鏡筒内の導線を覆う如く配置された第
１のシールド部材と、該鏡筒外の導線を覆う如く
配置された第２のシールド部材とを備え、該検出
器の支持体を該フイードスルーに取付け、該フイ
ードスルー及び第１と第２のシールド部材を該鏡
筒から電気的に絶縁したことを特徴としている。

以下本発明の一実施例を添付図面に基づき詳述
する。

図中１は対物レンズであり、該対物レンズによ
つて収束された電子ビームは試料２に照射され
る。図示しないが、該対物レンズ１の上部には、
電子銃、収束レンズ、偏向コイル等が配置されて
おり、該偏向コイルに供給される走査信号に応じ
て該試料２上の電子ビーム照射位置あるいは電子
ビームの照射角度は走査される。該試料２への電
子ビームの照射に基づき、該試料からは反射電子
が発生するが、該反射電子はＰ層３とＮ層４から
なる半導体検出器５によつて検出される。該検出
器５は導電性支持体６に絶縁体７を介して取付け
られているが、該支持体６は電子ビーム通過孔を
有し、該検出器５の試料２に対向する面以外を略
覆うような形状に形成されている。該検出器５に
よつて検出された信号は、導線８，９によつて鏡
筒１０の外側に配置された利得が５万〜10万倍の
高利得直流増器１１に供給される。該導線８，９
の中間には、フイードスルー１２に絶縁体１３を
介して取付けられた導電性端子１４が介在されて
いる。該フイードスルー１２は、鏡筒１０に設け
られた導線の通過孔１５を塞ぐように該鏡筒１０
に絶縁体１６を介して取付けられており、該取付
け部分における真空漏れを防ぐためにＯリング１
７が設けられている。又、該フイールドスルー１
２には、前記検出器５の支持体７が固定されてい
る。該鏡筒１０内の導線８，９は、導電性シール
ド部材１８によつて覆われており、該鏡筒の外の
導線は、導電性シールド部材１９によつて覆われ
ている。更に、該フイールドスルー１２の外側に
は、シールドケース２０が配置されており、該フ
イールドスルー１２、支持体７、シールド部材１
８，１９、シールドケース２０は、全て鏡筒１０
に対して電気的に絶縁され、高利得直流増幅器１
１のシヤーシ２１に電気的に接続されている。

上述した如き構成において、半導体検出器５の
Ｐ層３の厚さは、波長が短い低速反射電子に対し
ての最高感度のエリアが表面に近いところに存在
しているため、極めて薄く（1μm以下）され、感
度良く低速反射電子の検出が行われるように構成
されている。又、該半導体検出器は、通常その表
面が絶縁体（Si O₂）の保護膜で覆われている
が、この絶縁体表面が試料からの低速反射電子で
帯電しないように、この実施例ではこの保護膜が
除去されている。尚、この保護膜は、検出器表面
の汚染により電流リークが発生しないようよう
に、PN接合の境界部分にのみ設けるようにして
も良い。該半導体検出器５によつて検出された微
弱信号は、導線８，９、端子１４を介して高利得
直流増幅器１１に供給されて増幅された後に、図
示はしていないが、主増幅器を介して陰極線管に
輝度変調信号として供給される。ここで、該検出
器５、導線８，９、端子１４等は、鏡筒１０から
電気的に絶縁されている支持体７、シールド部材
１８，１９、シールドケース２０によつてシール
ドされているため、微弱な検出信号に、鏡筒１０
等から高周波等の誘導ノイズが混入する恐れはな
い。従つて、該高利得直流増幅器１１を誘導ノイ
ズの影響なしに良好に動作させることができ、微
弱な検出信号のみが高い利得で増幅されるため、
低速反射電子に基づく像あるいは回折パターンを
高分解能で観察することが可能となる。

以上詳述した如く、本発明は、低速反射電子の
検出を可能とするもので、本発明を使用するこに
より、試料表面の分析あるいは解析を高分解能で
行うことができる。尚、本発明は上述した実施例
に限定されることなく幾多の変形が可能である。
例えば、Ｐ層を試料に対向して配置したが、Ｎ層
を試料に対向させても良い。

【図面の簡単な説明】

添付図面は、本発明の一実施例である反射電子
検出装置を示す図である。 １……対物レンズ、２……試料、５……半導体
検出器、６……検出器支持体、８，９……導線、
１０……鏡筒、１１……高利得直流増幅器、１２
……フイードスルー、１４……端子、１６……絶
縁体、１８，１９……シールド部材、２０……シ
ールドケース。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 走査電子顕微鏡の鏡筒内に配置され、試料へ
   の電子ビームの照射に基づき該試料から発生する
   反射電子を検出するための半導体検出器と、該試
   料からの反射電子が入射する面を除き該半導体検
   出器を覆う如く配置され、該検出器を絶縁体を介
   して支持する支持体と、該検出器から鏡筒外の直
   流増幅器に信号を導くための導線と、該鏡筒に設
   けられた該導線の通過孔と、該通過孔に配置され
   たフイードスルーと、該鏡筒内の導線を覆う如く
   配置された第１のシールド部材と、該鏡筒外の導
   線を覆う如く配置された第２のシールド部材とを
   備え、該検出器の支持体を該フイードスルーに取
   付け、該フイードスルー及び第１と第２のシール
   ド部材を該鏡筒から電気的に絶縁したことを特徴
   とする反射電子検出装置。 ２ 該半導体検出器表面の少なくとも一部には、
   保護膜が設けられていない特許請求の範囲第１項
   記載の反射電子検出装置。