JPH01292282A - 二次電子検出器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 荷電粒子線装置の二次電子検出器に関する。

〔発明の概要〕

荷電粒子を試料に照射し、生じた二次電子を対物レンズ
を通過させて後、検出する様にした荷電粒子線装置の二
次電子検出器において、該二次電子検出器を、軸対称形
状のシンチレータ−及び、負電位の部材で構成すること
により、軸ズレ及び非点収差を防止すると共に、効率よ
く二次電子を検出する様にしたものである。

〔従来の技術〕

荷電粒子線装置、例えは、走査型電子顕微鏡における二
次電子検出方法の従来例を第３図に示す。

対物レンズ２の磁界内に設置された試料３に、電子ビー
ム１が照射されることにより生じた二次電子４は、対物
レンズ２の上方にとりだされ、二次電子検出器により検
出される。二次電子検出器は、シンチレータ−５、ライ
トガイド６及び光電子増倍管７より構成されている。シ
ンチレータ−５には、通常＋１Ｑｋｖ程度の高電圧９が
印加され、その周囲には接地電位のシールド筒８が設け
られている。近年、試料の帯電・損傷を避けるため５に
Ｖ以下の低加速電圧が特に要求されている。第３図に示
した構成では、電子ビーム１の加速電圧が、５ｋｖ程度
以下になると、高圧が印加された二次電子検出器による
非対称電界により、電子ビーム１は偏向され、軸ズレ、
非点収差が生じる。その結果、分解能、操作性が低下す
る。

この点を解決する為に、種々提案がなされている。その
−例を第４図に示す（時開５９−９８４３）。これは、
複数の二次荷電粒子検出器５ａ。

５ｂ等が設けられると共に、これらの検出器相互間を通
過した二次荷電粒子の逸出分４Ｃを戻して、上記検出器
へ導くべく、上記二次荷電粒子の逸出分の進行の向きを
変更させる電界発生機構１０が設けられているものであ
る。これにより、軸ズレ。

非点収差の発生を防止し、かつ効率よく二次電子を検出
することを企図したものである。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、例えば第４図に示す例において、２ケの
検出器を対向させて設置する場合は、非点収差の発生は
避けられず、また十分な精度で光軸より等距離に設置す
ることは困難であり、軸ズレの発生は避けられない。ま
た、二次荷電粒子の逸出分の一部は、再び検出器間を通
過してしまうものもあり、検出効率は十分とはいえない
。

さらに、複数の検出器を設けることにより、構成が複雑
になる問題もある。

本発明の目的は、軸ズレ及び非点収差の発生を大幅に低
減し、かつ、二次電子の検出効率を向上させて、分解能
及び操作性を向上させることである。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的を達成するために本発明が採用する主たる手段
は、軸対称形状の一次荷電粒子通過孔を有し、正の高電
圧が印加されるシンチレータ−と、軸対称形状の一次荷
電粒子通過孔を有し、試料に対し負の電圧が印加された
部材とを、具備し、各々が一次街電粒子光軸を軸として
、軸対称に配置され、該部材の端部は、該シンチレータ
−よりも、試料側につきでる様に配置されるか（図２２
）、該シンチレータ−の内側に配置されるか（図２ｂ）
、あるいは、シンチレータ−の上方に近接して配置され
る（図２０）様にした事を特徴とする二次電子検出器で
ある。

〔作用〕

上記の構成により、二次電子検出器から生ずる電界は、
−次荷電粒子光軸を軸として軸対称に分布するため、−
次荷電粒子線の軸ズレ、非点収差は極めて小さくおさえ
られる。また、試料からの二次電子は効率よく検出され
る。

〔実施例〕

第１図に、走査型電子顕微鏡における、本発明の実施例
を示す。−吹型子線１は、対物レンズ２の磁界内に設置
された試料３を照射し、生じた二次電子４ａ、４ｂ、４
ｃは、該磁界に拘束されて、対物レンズ２の上方にとり
だされる。対物レンズ上方には、＋１０ｋｖ程度の高電
圧９が印加されている。軸対称形状のシンチレータ−５
と、数１０Ｖ程度の負電圧１１が印加されている、軸対
称形状の部材１０とが、互いに十分な耐電圧を保つ間隙
、あるいは、沿面をへだてかつ、該部材が該シンチレー
タ−の内側で光軸ｌを同軸として、配置されている。シ
ンチレータ−５は、軸対称なガラス部材６に塗布された
蛍光体及びその上に蒸着された金属膜により構成されて
いる。ガラス部材６の周囲には、シンチレータ−と同じ
高電圧が印加されたライトガイド６′のために一部開放
された金属円筒１２が形成されており、碍子（図示して
いない）により、接地部分と絶縁されている。ガラス部
材６の金属円筒１２との境界面には、金属膜が蒸着され
ており、光が反射するようにしである。

対物レンズ上方にとりだされた二次電子４ａ。

４ｂ、４ｃは、シンチレータ−５と、部材１０の形成す
る電界により軌道を変更され、シンチレータ−５に入射
する。シンチレータ−にて発した光は、ガラス部材６と
その側壁に接続されているライトガイド６′を介して、
光電子増倍管７に導かれ電気信号に変換される。

なお、負電位の部材１０は第２図で示す様にその端部が
シンチレータ−よりも、試料側につきでる様に配置され
るか（図２ａ）、シンチレータ−孔の内側に配置される
ようにするか（図２ｂ、図１）あるいはシンチレータ−
の上方にある場合は、これに近接して配置される様にし
なければならない。さもないと、−吹型子ビームがシン
チレータ−の電界により加速電圧とともに変化する集束
作用をうけ光学系が変化したり、あるいは二次電子が集
束され、効率よく検出されない等、好ましくない結果を
生ずる。

また、ガラス部材６の部分を空間とし、金属円筒１２の
内面を金属膜蒸着してもよい。

なお、本実施例では走査型電子顕微鏡の場合を示したが
、イオンビーム装置等においても同様に適用できる。

〔発明の効果〕

シンチレータ−及び負電位の部材は、軸対称に形成され
ており、かつ、荷電粒子線光軸に対し良い精度で軸対称
に配置できるため、光軸ズレ、非点収差が大幅に低減さ
れる。

また、シンチレータ−と負電位の部材との適切な配置に
より、二次電子を効率良く検出できる。

以上により、荷電粒子線装置の分解能、操作性を大幅に
向上させることができる。

また複数の検出器を設ける必要がなく、構成が簡単にな
る効果もある。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の一実施例を示す走査型電子顕微鏡の
概略図、第２図ｆａ）〜［Ｃ１は、第１図の部分拡大図
であって、シンチレータ−５と負電位の部材１０との位
置関係を示す図である。第３図は、対物レンズ上方に設
置された１ケの二次電子検出器にて、二次電子を検出す
る様にした従来の走査型電子顕微鏡の概略図、第４図は
、複数の二次電子検出器及び二次電子反射部材を有する
ようにした従来の走査型電子顕微鏡の概略図である。 １・・・−吹型子線 ２・・・対物レンズ ３・・・試料 ４ａ、４ｂ、４ｃ・・・二次電子線 ５・・・シンチレータ １０・・・部材 以上 出願人　セイコー電子工業株式会社

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 軸対称形状の一次荷電粒子通過孔を有し、正の高電圧が
   印加されるシンチレーターと、軸対称形状の一次荷電粒
   子通過孔を有し、試料に対し負の電圧が印加された部材
   とを、具備し、 各々が一次荷電粒子光軸を軸として、軸対称に配置され
   、 該部材の端部は、該シンチレーターよりも、試料側につ
   きでる様に配置されるか、該シンチレーターの内側に配
   置されるか、あるいは、シンチレーターの上方に近接し
   て配置される様にした事を特徴とする二次電子検出器。