JPH02168547A - 走査電子顕微鏡 - 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〕 本発明は、汚染による性能劣化を防止した走査電子顕微
鏡に関する。

〔従来の技術〕

近年、走査電子顕微鏡内で試料を加工しながらその試料
の表面の観察を行うことが盛んとなってきた。即ち、走
査電子顕微鏡内で試料を加熱したり、エツチングしたり
或いは試料上に物質を供給して膜を堆積したりすること
が行われるようになってきた。

この場合の問題は、試料から蒸発或いは脱離した物質、
又は試料に供給される物質が、走査電子顕微鏡の対物レ
ンズを始めとする電子光学系に付着してそれらを汚染し
、電子顕微鏡の最も重要な性能である分解能を損ねるこ
とである。以下では、前者の場合は試料から蒸発或いは
脱離した物質（試料）を蒸発源と呼び、後者の場合は試
料に供給される物質（供給源）を蒸発源と呼ぶ。

この問題に対して従来から採られている対策の一つは、
一定期間の観察を行ない、対物レンズ等に蒸発源からの
物質の付着が進んで分解能の劣化が許容できない程度に
なった時に、走査電子顕微鏡を分解して付着物を除去す
ることである。

他の一つは、第２図に示す方法である。この第２図にお
いて、１は真空に保たれた試料室であり、排気装置２や
遮蔽板３を有し、その遮蔽板３の先端（下端）に開口部
４が設けられている。そして、その開口部４の先方（下
方）に、蒸発源ともなる試料５が配置されている。６は
その試料５からの蒸発物質である。７は円筒形の鏡筒で
あり、試料室ｌの上面に垂直状態、で連結配置されてい
る。そして、この鏡筒７は、電子銃８を持ち、対物絞り
９の先（下）に円錐形の対物レンズ１０が、遮蔽板３の
開口部４に対応して、遮蔽板３に対して間隙１１を残し
て配置されている。

この電子顕微鏡においては、対物レンズ１０の試料室１
側に露出した表面１２の周囲を、その表面１２と相偵形
の円錐形の遮蔽板３で覆い、試料５から飛来する蒸発物
質６をその遮蔽板３に付着させ、対物レンズ１０や対物
絞り９への付着を防止させている。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、前者の方法は、走査電子顕微鏡を分解し
て付着物を除去するので、頻繁にその除去作業が必要と
なるという欠点がある。

また、第２図に示した後者の方法では、遮蔽板３が対物
レンズ１０の表面１２の全周を覆い開口部４は円錐形の
遮蔽板３の頂点だけという構造となっているので、対物
レンズ１０と遮蔽板３の間の隙間１１が排気装置２によ
り排気され難く、蒸発物質６のうち試料室１内に滞留し
ているものが徐々に隙間１１に侵入し、対物レンズ１０
等に付着して、分解能を劣化させるという問題があった
。

このため、前者の方法はど頻繁ではないにしても、付着
物質の除去作業が必要であった。

更に、従来の観察では、試料５を対物レンズ１０と対向
させているため、蒸発物質６が対物レンズｌＯの前面１
３に向かって飛来するので、対物レンズ１０の表面１２
ばかりでなく前面１３にも物質が付着し、更に蒸発物質
６は対物レンズ１０の先端開口部から侵入して対物レン
ズ１０内部及び対物絞り９に付着してしまうという問題
もあった。

本発明は以上のような点に鑑みてなされたもので、その
目的は、蒸発物質の付着による汚染を防止して、分解能
低下を効果的に防止することである。

〔課題を解決するための手段〕

このために本発明は、蒸発源を鏡筒の中心を通る一平面
を境として一方の側に配置すると共に、対物レンズにお
ける試料室内に露出した表面の上記平面を境として上記
蒸発源のある側を遮蔽板で覆って構成した。

〔実施例〕

以下、本発明の実施例について説明する。第１図（ａ）
、（ｂｌはその走査電子顕微鏡の一実施例を示す図であ
る。前述した第２図に示したものと同一のものには同一
の符号を付した。

本実施例では、試料室ｌの排気装置２が設置された側と
反対側に、円筒形の鏡筒７を横状Ｂ（水平状Ｂ）で配置
すると共に、対物レンズ１０に対応して設ける遮蔽板１
４を、その鏡筒７の中心（軸心）を通り試料室１を上下
に区割する平面（水平面）１５を境として、下側のみと
し、上側には設けない構造とした。この遮蔽板１４は、
対物レンズ１０と相似の円錐形を軸に沿って２分した半
円錐の形状である。そして、蒸発源１６は試料室■の底
部分に設置した。

この実施例では、遮蔽板１４と対物レンズ１０の表面１
２との間の隙間１７が、平面１５に沿って広い開口部１
８を持つことになり（第１図（ｂｌ参照）、排気装置２
によってその隙間１７が充分排気され、蒸発源１６から
の蒸発物質１９がその隙間１７に滞留することは・なく
、対物レンズ１０の表面１２への蒸発物質１９の付着を
防止することができる。

また、蒸発物質１９は対物レンズ１０の表面１２に対し
て、平面１５によって分けられた蒸発源１６の側にのみ
飛来し反対側には飛来しない。よって、対物レンズ１０
の蒸発物質１６側のみを遮蔽板１４で覆えば足り、その
反対側は覆わなくても、物質の付着を防止できる。

また、蒸発源１６は対物レンズ１０の前面１３に対向し
てしないため、遮蔽板１４を蒸発物質１９の進行方向と
対物レンズ１０の位置関係に応じて僅かに対物レンズｌ
Ｏの前面１３の前方まで延長させる（第１図（ａ）、（
ｂ）参照）ことにより、その蒸介物質１９が対物レンズ
１０の前面１３に付着することも防止することができる
。これにより、試料５の表面で結晶成長を行ないながら
その表面を高分解能で観察することができる。

結晶成長に当たっては、それに先立ち試料５を加熱し、
表面の酸化膜や汚染物質を取り除く必要がある。本実施
例では、試料５を対物レンズ１０に対面させず、平面１
５に数置以下の角度で交差させて配置させることにより
、試料５の表面からの蒸発物質１９が対物レンズ１０に
付着することも防止される。

更に、本実施例では、遮蔽板１４の対物レンズ１０側に
ヒータ２０を設けている。このヒータ２０により、対物
レンズ１０の試料室１側に露出した表面１２が加熱され
るので、試料室ｌ内部及び隙間１７に僅かに付着する物
質を除去することができる。

〔実験例〕

第１図に示した走査電子顕微鏡において、蒸発源Ｉ６と
して分子線容器を装着し、試料５をＧａＡｓ結晶として
、結晶成長を行ないながら、その試料５の表面を観察し
た。Ｇａ及びＡｓの分子線容器は、平面１５よりも下に
設置した。また、試料５は平面１５と２度の角度で交差
させて配置した。

この条件で、対物レンズ１０の表面１２に遮蔽板を設け
なかった場合は、１週間で分解能が低下し、電子顕微鏡
を分解したところ、対物レンズ１０の表面１２の下側に
多量の付着物が堆積していた。

次に対物レンズ１０の表面全周を遮蔽板で覆った場合に
は、１ケ月で分解能の低下が認められ、電子顕微鏡を分
解したところ、対物レンズ１０の表面及び遮蔽板に少量
の付着物が堆積していた。

そこで、対物レンズ１０の表面１２の中心軸を通る平面
１５よりも下側だけを半円錐形の遮蔽板１４で覆った（
本実施例）ところ、１年間の間成長観察を行ったが、分
解能の低下は認められず、念の為走査顕微鏡を分解した
ところ、対物レンズ１０の表面には付着物は無かった。

本実験例では、遮蔽板１４の内面のヒータ２０により、
対物レンズ１０を１００’Ｃに加熱することにより、そ
の対物レンズ１ｏの表面への僅がなＡｓの付着物を随時
除去した。

〔変形例〕

なお、上記の説明では、遮蔽板１４を鏡筒７の中心を通
る平面を境として、片側に配置することとしているが、
反対側に僅かにはみ出しても開口部が狭くならなければ
同様な効果を生じることは言うまでもない。

〔発明の効果〕

以上述べたように本発明によれば、蒸発物質の付着によ
るｌη染を原因とした走査電子顕微鏡の分解能の低下を
、効果的に防止することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）は本発明の一実施例の走査電子顕微鏡の模
式図、（ｂｌは対物レンズと遮蔽板の関係を示す説明図
、第２図は従来の走査電子顕微鏡の模式図である。 １・・・試料室、２・・・排気装置、３・・・遮蔽板、
４・・・開口部、５・・・試料、６・・・蒸発物質、７
・・・円筒形の鏡筒、８・・・電子銃、９・・・対物絞
り、１０・・・対物レンズ、１１・・・隙間、１２・・
・対物レンズの表面、１３・・・対物レンズの前面、 １４・・・遮蔽板、１５・・・平面、１６・・・蒸発源
、１７・・・隙間、１８・・・開口部、１９・・・蒸発
物質、２０・・・ヒータ。 代理人　弁理士　長　尾　常　明

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）、鏡筒と、該鏡筒に連結した試料室と、上記鏡筒
   の先端で上記試料室内に突出する対物レンズとを具備し
   、上記試料室内部に蒸発源を備えた走査電子顕微鏡にお
   いて、 上記蒸発源を上記鏡筒の中心を通る一平面を境として一
   方の側に配置すると共に、上記対物レンズにおける上記
   試料室内に露出した表面の上記平面を境として上記蒸発
   源のある側を遮蔽板で覆ったことを特徴とする走査電子
   顕微鏡。