JPH0349142A - 走査形電子顕微鏡及びその類以装置 - Google Patents
走査形電子顕微鏡及びその類以装置Info
- Publication number
- JPH0349142A JPH0349142A JP1182700A JP18270089A JPH0349142A JP H0349142 A JPH0349142 A JP H0349142A JP 1182700 A JP1182700 A JP 1182700A JP 18270089 A JP18270089 A JP 18270089A JP H0349142 A JPH0349142 A JP H0349142A
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- lens
- sample
- secondary electrons
- electron
- electron beam
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- 238000010894 electron beam technology Methods 0.000 claims abstract description 21
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims abstract description 11
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims description 11
- 230000001678 irradiating effect Effects 0.000 claims 2
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 claims 1
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- 230000005684 electric field Effects 0.000 description 8
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- 239000002245 particle Substances 0.000 description 3
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- 238000010884 ion-beam technique Methods 0.000 description 1
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
本発明は、走査形電子顕微鏡及びその類似装置に係り、
特に低加速領域において高分解能でかつ二次電子の高検
出効率に好適な荷電粒子光学系に関する。
特に低加速領域において高分解能でかつ二次電子の高検
出効率に好適な荷電粒子光学系に関する。
走査形電子顕微鏡の分解能を向上させるために、特開昭
６１−２９４７４６に記載されているような光学系（図
４）が用いられている。すなわち、レンズの収差を極力
小さくするために試料をレンズの内部に配置したインレ
ンズ形対物レンズを用いている、このような光学系にお
いても低加速領域においては分解能は低下する。 一方、色収差を低減するために、特公昭６３−３４５８
８に記載されているような光学系が考案されている。こ
の光学系は、電子線が試料を照射する直前まで高加速電
圧で、試料照−射時に減速して低加速電圧化するもので
ある。この場合、レンズ通過時の電子線のエネルギーが
高いので、レンズ収差を小さくできる。すなわち、高分
解能化が図れる。 以上の観点から、低加速領域で従来以上の高分解能を得
るためには１両者の光学系を組合せれば可能となる。す
なわち、試料はレンズの内部に配置し、この試料に負の
電圧を印加して減速すればよい、ただ、この場合問題と
なるのは二次電子の検出である。試料がレンズの外部に
ある従来の場合には、特公昭６３−３４５８８に示され
ているように、−吹型子線の減速電界で二次電子が加速
されるまでに二次電子検出器の電界で二次電子を検出、
するように構成すればよかった。しかし、試料をレンズ
の内部に配置したインレンズ形では、二次電子検出器を
レンズの内部に配置できないために特開昭６１−２９４
７４６のように二次電子検出器はレンズの外部に配置せ
ざるを得なくなる。 この場合、二次電子は減速電界により加速され。 そのために二次電子検出器の電界で二次電子を十分に吸
引できず、二次電子の検出効率が低下するという問題が
生じる。 （発明が解決しようとする！！！！題）本発明の目的は
、低加速領域で高分解能化を図り、かつ二次電子の高検
出効率が得られる電子光学系を提供することにある。
６１−２９４７４６に記載されているような光学系（図
４）が用いられている。すなわち、レンズの収差を極力
小さくするために試料をレンズの内部に配置したインレ
ンズ形対物レンズを用いている、このような光学系にお
いても低加速領域においては分解能は低下する。 一方、色収差を低減するために、特公昭６３−３４５８
８に記載されているような光学系が考案されている。こ
の光学系は、電子線が試料を照射する直前まで高加速電
圧で、試料照−射時に減速して低加速電圧化するもので
ある。この場合、レンズ通過時の電子線のエネルギーが
高いので、レンズ収差を小さくできる。すなわち、高分
解能化が図れる。 以上の観点から、低加速領域で従来以上の高分解能を得
るためには１両者の光学系を組合せれば可能となる。す
なわち、試料はレンズの内部に配置し、この試料に負の
電圧を印加して減速すればよい、ただ、この場合問題と
なるのは二次電子の検出である。試料がレンズの外部に
ある従来の場合には、特公昭６３−３４５８８に示され
ているように、−吹型子線の減速電界で二次電子が加速
されるまでに二次電子検出器の電界で二次電子を検出、
するように構成すればよかった。しかし、試料をレンズ
の内部に配置したインレンズ形では、二次電子検出器を
レンズの内部に配置できないために特開昭６１−２９４
７４６のように二次電子検出器はレンズの外部に配置せ
ざるを得なくなる。 この場合、二次電子は減速電界により加速され。 そのために二次電子検出器の電界で二次電子を十分に吸
引できず、二次電子の検出効率が低下するという問題が
生じる。 （発明が解決しようとする！！！！題）本発明の目的は
、低加速領域で高分解能化を図り、かつ二次電子の高検
出効率が得られる電子光学系を提供することにある。
低加速電圧で高分解能を得るためには、試料をレンズの
内部に配置したインレンズ形でかっこの試料に負の電圧
を印加して一次電子線を減速させればよいことはすでに
述べた。この光学系で、二次電子の高検出効率化を図る
ためには、−吹型子線の減速電界で加速された二次電子
の大半をレンズ通過後検出器の方に向かって進むように
すればよい、そのためには、検出器を軸対称にしてこの
検出器とレンズとの間に補助レンズを設は二次電子の軌
道を変化させれば可能となる。 ［作用］ まず、試料照射の直前に電子線の減速を行えば、低加速
電圧でも高分解能が得られることは従来技術からも分か
る。この場合、試料から出てきた二次電子は、上記減速
電界により逆に加速される。 いま、加速電圧を■。とじ、試料にＶＲの電圧が印加さ
れているとすると、−吹型子線のエネルギーはＶｓ”：
Ｖ＠ −ＶＲ１二次電子のエネルギーはＶＲとなる。 もちろん、Ｖｓ＃Ｖ、であるため、−吹型子線の軌道と
二次電子線の軌道とは異なる。 ここで、第２図に示すように二次電子が軌道６１のよう
に検出器７の近傍で十分に拡がっておれば、検出器の電
界により二次電子を十分検出できるが、軌道６２のよう
に検出器７の近傍で二次電子が集束しておればほとんど
検出できない、そこで、対物レンズ３に補助レンズ８を
付加しておき、このレンズ作用により二次電子の軌道６
２を軌道６３になるようにすれば、検出効率の向上がは
がれることになる。 ［実施例］ 本発明の一実施例を第１図により説明する。 電子銃１からでた電子線２は、幾つかのレンズ（本実施
例では対物レンズ３以外省＃ｉ）により細く絞られて試
料４上を照射する。この電子線２は偏向器５により試料
４上で二次元的に走査される。 また、試料４からでてきた二次電子６は、二次電子検出
器７により検出されて映像信号となる。 ここで、試料４は電子線２を減速するために負の電圧Ｖ
Ｒが印加されている。このとき、出てきた二次電子６は
この減速電圧ＶＦＩにより逆に加速されるが、補助レン
ズ８により検出器７の電界が染みだしている領域に二次
電子６が十分に到達できるようにする。もちろん、加速
電圧■。と減速電圧ＶＲの条件によって補助レンズ８の
動作条件は異なるが、前もって求めておけば上記動作条
件の設定を自動化することもできる。 軌道をわずかに変化させるだけのものであり、またこの
領域を通過している一次電子線のエネルギーは高いので
、第３図の一次電子線軌道２１であっても一次電子線２
にはほとんど影響を与えない。 しかし、例えわずかな影響でも問題になるような場合に
は、−水雷子線軌道２１のように対物レンズ３の物点を
補助レンズ８の中心近傍になるようにしておけばこの影
響は完全に無視できる。 このようにして、低加速電圧でも高分解能な二次電子像
を得ることができる。なお、二次電子検出器７にはシン
チレータ、チャンネルプレート等いずれを用いても実現
できる。 本実施例では試料４を対物レンズの内部に配置したが、
試料４を対物レンズ３の下側に配置し、二次電子検出器
７を対物レンズ３の上側にしてもよい。 また１以上では走査形電子顕微鏡に対する実施例につい
て述べたが、本発明はこれに限ることなく、類似の電子
線応用装置一般にも適用できる。 さらに本発明はイオン線のような荷電粒子線応用装置一
般に適用できることは言うまでもない。 ただ、正の電荷を持っている荷電粒子線の場合には、減
速電圧は正の値にする必要がある。 （発明の効果１ 本発明によれば、低加速領域でも電子線径を増大させる
ことなく二次電子を検出器の方に偏向することが可能と
なるので、高分解能でかつ二次電子の高検出効率が得ら
れる効果がある。
内部に配置したインレンズ形でかっこの試料に負の電圧
を印加して一次電子線を減速させればよいことはすでに
述べた。この光学系で、二次電子の高検出効率化を図る
ためには、−吹型子線の減速電界で加速された二次電子
の大半をレンズ通過後検出器の方に向かって進むように
すればよい、そのためには、検出器を軸対称にしてこの
検出器とレンズとの間に補助レンズを設は二次電子の軌
道を変化させれば可能となる。 ［作用］ まず、試料照射の直前に電子線の減速を行えば、低加速
電圧でも高分解能が得られることは従来技術からも分か
る。この場合、試料から出てきた二次電子は、上記減速
電界により逆に加速される。 いま、加速電圧を■。とじ、試料にＶＲの電圧が印加さ
れているとすると、−吹型子線のエネルギーはＶｓ”：
Ｖ＠ −ＶＲ１二次電子のエネルギーはＶＲとなる。 もちろん、Ｖｓ＃Ｖ、であるため、−吹型子線の軌道と
二次電子線の軌道とは異なる。 ここで、第２図に示すように二次電子が軌道６１のよう
に検出器７の近傍で十分に拡がっておれば、検出器の電
界により二次電子を十分検出できるが、軌道６２のよう
に検出器７の近傍で二次電子が集束しておればほとんど
検出できない、そこで、対物レンズ３に補助レンズ８を
付加しておき、このレンズ作用により二次電子の軌道６
２を軌道６３になるようにすれば、検出効率の向上がは
がれることになる。 ［実施例］ 本発明の一実施例を第１図により説明する。 電子銃１からでた電子線２は、幾つかのレンズ（本実施
例では対物レンズ３以外省＃ｉ）により細く絞られて試
料４上を照射する。この電子線２は偏向器５により試料
４上で二次元的に走査される。 また、試料４からでてきた二次電子６は、二次電子検出
器７により検出されて映像信号となる。 ここで、試料４は電子線２を減速するために負の電圧Ｖ
Ｒが印加されている。このとき、出てきた二次電子６は
この減速電圧ＶＦＩにより逆に加速されるが、補助レン
ズ８により検出器７の電界が染みだしている領域に二次
電子６が十分に到達できるようにする。もちろん、加速
電圧■。と減速電圧ＶＲの条件によって補助レンズ８の
動作条件は異なるが、前もって求めておけば上記動作条
件の設定を自動化することもできる。 軌道をわずかに変化させるだけのものであり、またこの
領域を通過している一次電子線のエネルギーは高いので
、第３図の一次電子線軌道２１であっても一次電子線２
にはほとんど影響を与えない。 しかし、例えわずかな影響でも問題になるような場合に
は、−水雷子線軌道２１のように対物レンズ３の物点を
補助レンズ８の中心近傍になるようにしておけばこの影
響は完全に無視できる。 このようにして、低加速電圧でも高分解能な二次電子像
を得ることができる。なお、二次電子検出器７にはシン
チレータ、チャンネルプレート等いずれを用いても実現
できる。 本実施例では試料４を対物レンズの内部に配置したが、
試料４を対物レンズ３の下側に配置し、二次電子検出器
７を対物レンズ３の上側にしてもよい。 また１以上では走査形電子顕微鏡に対する実施例につい
て述べたが、本発明はこれに限ることなく、類似の電子
線応用装置一般にも適用できる。 さらに本発明はイオン線のような荷電粒子線応用装置一
般に適用できることは言うまでもない。 ただ、正の電荷を持っている荷電粒子線の場合には、減
速電圧は正の値にする必要がある。 （発明の効果１ 本発明によれば、低加速領域でも電子線径を増大させる
ことなく二次電子を検出器の方に偏向することが可能と
なるので、高分解能でかつ二次電子の高検出効率が得ら
れる効果がある。
第１図は本発明の一実施例を示す電子光学系の縦断面図
、第２図は本発明の詳細な説明するための縦断面図、第
３図は一次電子線軌道を示す縦断面図、第４図は従来の
電子光学系の縦断面図である。 符号の説明 １・・・電子銃、２，２１．２２・・・−吹型子線、３
・・・対物レンズ、４・・・試料、５・・・偏向器、６
・・・二次電子、６１，６２．６３・・・二次電子軌道
、７・・・二次電子検出器、８・・・補助レンズ、９・
・・レンズ第２２ 第弘勿
、第２図は本発明の詳細な説明するための縦断面図、第
３図は一次電子線軌道を示す縦断面図、第４図は従来の
電子光学系の縦断面図である。 符号の説明 １・・・電子銃、２，２１．２２・・・−吹型子線、３
・・・対物レンズ、４・・・試料、５・・・偏向器、６
・・・二次電子、６１，６２．６３・・・二次電子軌道
、７・・・二次電子検出器、８・・・補助レンズ、９・
・・レンズ第２２ 第弘勿
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、電子銃からでた電子線を細く絞って試料に照射する
レンズ手段、該電子線を該試料上で二次元的に走査する
走査手段、該試料からでてくる二次電子を検出する検出
手段とからなる装置において、該試料には負の電圧を印
加し、かつ該レンズと該検出手段との間に補助レンズ手
段を設けたことを特徴とする走査形電子顕微鏡及びその
類似装置。 ２、試料は、レンズの内部に配置されたことを特徴とす
る請求項第１項記載の走査形電子顕微鏡及びその類似装
置。 ３、二次電子の検出手段は、電子光学軸に対して軸対称
であることを特徴とする請求項第１項記載もしくは第２
項記載のいずれかの走査形電子顕微鏡及びその類似装置
。 ４、レンズ手段の内、電子線を試料に照射する最終レン
ズの物点が補助レンズ手段の近傍になるように構成した
ことを特徴とする請求項第１項から第３項記載のいずれ
かの走査形電子顕微鏡及びその類似装置。 ５、電子は、すべてイオンであり、負の電圧は正の電圧
であることを特徴とする請求項第１項から第４項記載の
いずれかの走査形電子顕微鏡及びその類似装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1182700A JPH0349142A (ja) | 1989-07-17 | 1989-07-17 | 走査形電子顕微鏡及びその類以装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1182700A JPH0349142A (ja) | 1989-07-17 | 1989-07-17 | 走査形電子顕微鏡及びその類以装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0349142A true JPH0349142A (ja) | 1991-03-01 |
Family
ID=16122907
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1182700A Pending JPH0349142A (ja) | 1989-07-17 | 1989-07-17 | 走査形電子顕微鏡及びその類以装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0349142A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100440856B1 (ko) * | 2001-06-20 | 2004-07-19 | 현대자동차주식회사 | 자동차의 범퍼 |
| JP2008243485A (ja) * | 2007-03-26 | 2008-10-09 | Hitachi High-Technologies Corp | 走査電子顕微鏡 |
| EP1028452B1 (en) * | 1992-10-20 | 2012-03-28 | Hitachi, Ltd. | Scanning electron microscope |
-
1989
- 1989-07-17 JP JP1182700A patent/JPH0349142A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1028452B1 (en) * | 1992-10-20 | 2012-03-28 | Hitachi, Ltd. | Scanning electron microscope |
| KR100440856B1 (ko) * | 2001-06-20 | 2004-07-19 | 현대자동차주식회사 | 자동차의 범퍼 |
| JP2008243485A (ja) * | 2007-03-26 | 2008-10-09 | Hitachi High-Technologies Corp | 走査電子顕微鏡 |
| US8217363B2 (en) | 2007-03-26 | 2012-07-10 | Hitachi High-Technologies Corporation | Scanning electron microscope |
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