JPH03194840A - 走査電子顕微鏡による試料の観察方法およびその装置 - 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］ この発明は複数台の反射電子検出器を用いた走査電子顕
微鏡による試料の観察方法およびその装置に関するもの
である。

［従来の技術］ 反射電子は、試料の組成１表面の凹凸、結晶性。

磁性などに関する情報を持っており、原子番号が大きく
なるに従って反射電子強度が増し、入射角と反射角が等
しくなる方向に最大の強度を持っており、またブラック
条件の前後で強度が大きく変わる性質を持っている。

そして反射電子検出器を用いた走査電子顕微鏡による試
料の観察方法としては、光軸に関して対称に置いた一対
の反射電子検出器からの信号を演算することによって試
料の組成像および凹凸像に関する情報を得ている。

また最近のものでは、１０ｔｏ〜１０　１１Ａ程度のプ
ローブ電流でも充分ＳＮ比の良い像が得られ、平均原子
番号差０．３程度を分離することも可能である。

このような走査電子顕微鏡による試料の観察方法におい
て、例えば大気中に存在する微細な汚れが試料表面に付
着していたような場合には、正確な観察を行うことがで
きず、そのために試料のクリーニングが必要となる。

また観察したい箇所が試料内部に存在する場合には、試
料に特殊な処理を施して観察したい箇所をエツチングし
て露出させる必要がある。

従来の走査電子顕微鏡による試料の観察方法において、
このような試料の前処理を行うには、走査電子顕微鏡の
試料室に試料を装着する前に、洗浄装置や研磨機など、
別の装置を用いてクリーニングやエツチングを行い、ま
た特殊な場合にはエツチング液を用いて前処理を行い、
前処理を終えた試料を走査電子顕微鏡の試料室へ装着し
、真空排気を行って試料へ電子ビームを照射していた。

［発明が解決しようとする課題］ 上記のような従来の走査電子顕微鏡による試料の観察方
法は以上のように、試料の前処理は走査電子顕微鏡の試
料室に試料を装着する前に、洗浄装置や研磨機などの別
の装置を用いてクリーニングやエツチングを行っており
、 ■試料を機械的に研磨する方法では、正確な組成観察を
行うまでの再現性を得ることができない。

またエツチング液を用いる方法においても、その再現性
が悪く、且つ利用できる試料の種類が限定され、その作
業にも特殊な配慮を必要とする。

■走査電子顕微鏡の試料室へ装着するために、クリーニ
ングやエツチングを既に終了した試料を一度大気中に晒
すことになる。

■観察途中でのクリーニングやエツチングを行うことが
できず、結果を観察しながらその結果に対処した前処理
を行う、いわゆる最適条件での観察ができない等の問題
点があった。

この発明はかかる課題を解決するためになされたもので
、再現性に優れ、且つ最適条件で観察を行うことができ
る走査電子顕微鏡による試料の観察方法およびその装置
を得ることを目的としている。

［課題を解決するための手段］ この発明にかかる走査電子顕微鏡による試料の観察方法
は、走査電子顕微鏡で観察を行う前に、前処理としてイ
オン照射装置を用いて試料表面にイオンビームを照射し
、試料のクリーニングおよびエツチングを行うこととし
たものであり、この発明にかかる走査電子顕微鏡による
試料の観察装置は、試料表面にイオンビームを照射する
イオン照射装置を走査電子顕微鏡の真空室内に設けるこ
ととしたものである。

［作用］ この発明においては、走査電子顕微鏡の真空室内に設け
られたイオン照射装置で試料表面にイオンビームを照射
して試料のクリーニングやエツチングを行うことができ
るので、走査電子顕微鏡による試料の観察を行う場合に
、最適条件で再現性よく観察することが可能となる。

［実施例］ 以下、この発明の実施例を図面について説明する。第１
図はこの発明にかかる走査電子顕微鏡による試料の観察
方法およびその装置の一実施例を説明するための模式的
断面図で、図において（１）は電子銃、（２）は電子ビ
ーム、（３）は試料、（４）は試料（３）から発生した
反射電子、（５ａ）、　（５ｂ）はそれぞれ反射電子検
出器、（９）は排気管であり、ここまでの構成は２台の
反射電子検出器を対向させて設置した従来の走査電子顕
微鏡と同様で、各反射電子検出器（５ａ＞、　（５ｂ）
からの検出信号（Ｓａ）。

（Ｓｂ）を減算することにより試料の凹凸像を得ること
ができ、検出信号（Ｓａ）、　（Ｓｂ）を加算すること
により試料表面の凹凸の差を消して組成像を得ることが
できる。

（６）は試料（３）に対しイオンビームを照射するため
のイオン銃、（７）はイオン化ガスであり、このイオン
銃（６）とイオン化ガス（７）とにより、走査電子顕微
鏡の真空室内にイオン照射装置が構成されている。（８
ａ）、　（８ｂ）はそれぞれ反射電子検出器（５ａ＞、
　（５ｂ）に設けられた開閉可能なシャッタで、試料（
３）にイオンビームが照射されることにより試料（３）
の表面からエツチングされた微粒子が試料室内を飛び交
うことによる反射電子検出器（５ａ）。

（５ｂ）の汚れを防止するために設けられている。

第２図はこの発明の他の実施例を示す断面図で、第１図
と同一符号は同−又は相当部分を示し、（１０）はゲー
トバルブ、（１１）は試料台、（１２）は試料台駆動機
構である。

第２図に示すように、この実施例ではイオンビームが照
射されることによる電子銃（１）や試料室の汚れを防止
するなめに、開閉可能なゲートバルブ（１０）を設け、
試料台駆動機構（１２）により試料台（１１）を駆動し
、ゲートバルブを閉じてからイオンビームを照射するよ
うに構成したものである。

この発明は上述のように、走査電子顕微鏡により試料の
観察を行うための前処理として、試料にイオン照射装置
を用いて試料表面にイオンビームを照射し、試料のクリ
ーニングやエツチングを行うことにより、例えば試料に
イオンビームを照射して試料上の各組成間の輪郭をシャ
ープに浮き立たせることが可能となり、組成像、凹凸像
を対比させたり重ね合わせたりすることにより、より正
確な組成情報を得ることができるなど今までにない優れ
た再現性を有する凹凸像や組成像を得ることができる。

また試料表面にイオンビームを照射するにあたり、第１
図、第２図の各実施例に示すような装置を用いることに
より、クリーニングやエツチングを既に終了した試料を
大気中に晒すことがなくなり、観察途中でのクリーニン
グやエツチングを行うとかでき、結果を観察しながらそ
の結果に対処した試料の前処理を行うことができるよう
になる。

なお上記実施例では、反射電子検出器を２台備えた装置
を用いて説明しているが、反射電子検出器を複数台備え
た装置であれば、同様に実施することができる。

［発明の効果］ この発明は以上説明したように、反射電子検出器を複数
台設置した走査電子顕微鏡の真空室内に設けられたイオ
ン照射装置で試料表面にイオンビームを照射して試料の
クリーニングやエツチングを行うことができるので、最
適条件で再現性よく観察することができる等の効果があ
る。

【図面の簡単な説明】 第１図はこの発明の一実施例を示す断面図、第２図はこ
の発明の他の実施例を示す断面図。 （１）は電子銃、（２）は電子ビーム、（３）は試料、
（４）は反射電子、（５ａ）、　（５ｂ）はそれぞれ反
射電子検出器、（６）はイオン銃、（７）はイオン化ガ
ス、（８ａ）、　（８ｂ）はそれぞれシャッタ、（９）
は排気管、（ｌＯ）はゲートバルブ、（１１）は試料台
、（１２）は試料台駆動機構。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）所定角度方向に複数台の反射電子検出器を対向さ
   せて設置し、各反射電子検出器からの検出信号（Ｓａ）
   と（Ｓｂ）とを減算することにより試料の凹凸像を得、
   検出信号（Ｓａ）と（Ｓｂ）とを加算することにより試
   料表面の凹凸の差を消して組成像を得る走査電子顕微鏡
   による試料の観察方法において、前処理として、試料に
   イオンビームを照射し、試料のクリーニングまたは（及
   び）試料のエッチングを行う段階を備えたことを特徴と
   する走査電子顕微鏡による試料の観察方法。
2. （２）所定角度方向に複数台の反射電子検出器を対向さ
   せて設置し、各反射電子検出器からの検出信号（Ｓａ）
   と（Ｓｂ）とを減算することにより試料の凹凸像を得、
   検出信号（Ｓａ）と（Ｓｂ）とを加算することにより試
   料表面の凹凸の差を消して組成像を得る走査電子顕微鏡
   による試料の観察装置において、試料にイオンビームを
   照射するイオン照射装置を該走査電子顕微鏡の真空室内
   に設けたことを特徴とする走査電子顕微鏡による試料の
   観察装置。