JPH036615B2 - - Google Patents
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- JPH036615B2 JPH036615B2 JP56030266A JP3026681A JPH036615B2 JP H036615 B2 JPH036615 B2 JP H036615B2 JP 56030266 A JP56030266 A JP 56030266A JP 3026681 A JP3026681 A JP 3026681A JP H036615 B2 JPH036615 B2 JP H036615B2
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- Japan
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- sample
- hole
- center point
- objective lens
- lens
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- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims description 11
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 claims description 8
- 230000004907 flux Effects 0.000 claims description 5
- 239000011324 bead Substances 0.000 claims 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 9
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 4
- 238000010894 electron beam technology Methods 0.000 description 3
- 238000000034 method Methods 0.000 description 3
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 2
- 230000004075 alteration Effects 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 230000005415 magnetization Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
- H01J37/26—Electron or ion microscopes; Electron or ion diffraction tubes
- H01J37/28—Electron or ion microscopes; Electron or ion diffraction tubes with scanning beams
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- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Electron Sources, Ion Sources (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、走査型電子顕微鏡およびその類似装
置に関する。
置に関する。
従来の走査型電子顕微鏡では、第１図に示すよ
うに、電磁式対物レンズａの下極ｂよりも下方に
試料ｃが配置されるようになつているので、焦点
距離が長く、収差係数も大きいため、分解能が60
〜70Å程度しか出ないという問題点がある。
うに、電磁式対物レンズａの下極ｂよりも下方に
試料ｃが配置されるようになつているので、焦点
距離が長く、収差係数も大きいため、分解能が60
〜70Å程度しか出ないという問題点がある。
そこで、分解能をあげるために、試料ｃを対物
レンズａのレンズ中心点（この点ｇは下極ｂより
も上方にある。）の近傍へ載置することも考えら
れるが、このような手段では次のような問題点が
ある。
レンズａのレンズ中心点（この点ｇは下極ｂより
も上方にある。）の近傍へ載置することも考えら
れるが、このような手段では次のような問題点が
ある。
(1) 試料ｃを下極ｂよりも上方へ配置するため、
下極ｂの穴径を大きくしなければならず、した
がつて試料ｃを下極ｂの下方に載置して試料像
を観察する場合には、大きくした下極ｂの穴部
からの漏れ磁束が増え、２次電子のコレクシヨ
ンが悪くなつたり、磁性試料の磁化などのため
に、Ｓ／Ｎが悪くなつて像質が悪くなる。
下極ｂの穴径を大きくしなければならず、した
がつて試料ｃを下極ｂの下方に載置して試料像
を観察する場合には、大きくした下極ｂの穴部
からの漏れ磁束が増え、２次電子のコレクシヨ
ンが悪くなつたり、磁性試料の磁化などのため
に、Ｓ／Ｎが悪くなつて像質が悪くなる。
(2) 試料位置を変えても走査ビームの光軸との交
点が変わらず、最適なレンズ条件を使えないた
め、像質が悪くなる。
点が変わらず、最適なレンズ条件を使えないた
め、像質が悪くなる。
なお、第１図において、符号ｄは検出器、ｅ
は増幅器、ｆはブラウン管をそれぞれ示してい
る。
は増幅器、ｆはブラウン管をそれぞれ示してい
る。
本発明は、これらの問題点を解決しようとする
もので、試料の配置位置をかえても、いずれの場
合も良質な試料像が得られるようにして汎用性の
向上をはかつた走査型電子顕微鏡およびその類似
装置を提供することを目的とする。
もので、試料の配置位置をかえても、いずれの場
合も良質な試料像が得られるようにして汎用性の
向上をはかつた走査型電子顕微鏡およびその類似
装置を提供することを目的とする。
このため、本発明の走査型電子顕微鏡およびそ
の類似装置は、上極と下極との間にレンズ中心点
を有する電磁式対物レンズをそなえ、上記レンズ
中心点の近傍へ試料を配置しうるように、上記試
料を通過させうる穴部が上記下極に形成されると
ともに、上記下極よりも下方に上記試料を配置す
る場合に上記穴部からの漏れ磁束を減少させるべ
く、上記穴部にこの穴部よりも小さい小穴部を有
する磁極片が着脱可能に設けられ、且つ、上記試
料を上記レンズ中心点の近傍に配置する場合と上
記下極よりも下方に配置する場合とで、走査ビー
ムの光軸との交点位置を変えるべく、交点位置切
換機構が設けられたことを特徴としている。
の類似装置は、上極と下極との間にレンズ中心点
を有する電磁式対物レンズをそなえ、上記レンズ
中心点の近傍へ試料を配置しうるように、上記試
料を通過させうる穴部が上記下極に形成されると
ともに、上記下極よりも下方に上記試料を配置す
る場合に上記穴部からの漏れ磁束を減少させるべ
く、上記穴部にこの穴部よりも小さい小穴部を有
する磁極片が着脱可能に設けられ、且つ、上記試
料を上記レンズ中心点の近傍に配置する場合と上
記下極よりも下方に配置する場合とで、走査ビー
ムの光軸との交点位置を変えるべく、交点位置切
換機構が設けられたことを特徴としている。
以下、図面により本発明の一実施例としての走
査型電子顕微鏡について説明すると、第２図はそ
の試料を対物レンズ下極よりも下方に配置した場
合の作用を示す模式図、第３図はその試料を対物
レンズの中心点近傍に配置した場合の作用を示す
模式図、第４図はその交点位置切換機構のブロツ
ク図、第５，６図はいずれもその走査ビームの光
軸の交点位置を説明するための模式図である。
査型電子顕微鏡について説明すると、第２図はそ
の試料を対物レンズ下極よりも下方に配置した場
合の作用を示す模式図、第３図はその試料を対物
レンズの中心点近傍に配置した場合の作用を示す
模式図、第４図はその交点位置切換機構のブロツ
ク図、第５，６図はいずれもその走査ビームの光
軸の交点位置を説明するための模式図である。
第２，３図に示すごとく、鏡筒内下部には、電
磁式の対物レンズ１が設けられており、この対物
レンズ１は、中心点Ｇが上極２と下極３との間に
存するレンズとして構成されている。
磁式の対物レンズ１が設けられており、この対物
レンズ１は、中心点Ｇが上極２と下極３との間に
存するレンズとして構成されている。
ところで、対物レンズ下極３には、試料４や試
料台等を通過させうる穴部３ａが形成されてお
り、これにより試料４をレンズ中心点Ｇの近傍へ
配置できるようになつている。なお、この下極３
の穴部径DUNは通常実機では15mmφ以上に設定さ
れる。
料台等を通過させうる穴部３ａが形成されてお
り、これにより試料４をレンズ中心点Ｇの近傍へ
配置できるようになつている。なお、この下極３
の穴部径DUNは通常実機では15mmφ以上に設定さ
れる。
また、上極２における穴部径DUPも通常実機で
は15mmφ以上で例えば20〜30mmφに設定されてい
る。
は15mmφ以上で例えば20〜30mmφに設定されてい
る。
また、これらの穴部径DUP，DUNの比DUP／DUN
が、0.6〜1.6となるように設定されている。
が、0.6〜1.6となるように設定されている。
さらに、第２図に示すように下極３の穴部３ａ
に螺着しうる磁極片５が設けられており、この磁
極片５には、穴部３ａよりも小径の小穴部５ａが
形成されていて、この小穴部５ａの直径DSは例
えば実機では10mmφ程度に設定される。
に螺着しうる磁極片５が設けられており、この磁
極片５には、穴部３ａよりも小径の小穴部５ａが
形成されていて、この小穴部５ａの直径DSは例
えば実機では10mmφ程度に設定される。
したがつて、穴部３ａに磁極片５を装着する
と、穴部３ａを通じての漏れ磁束を大幅に減少さ
せることができ、これにより試料４を対物レンズ
下極３よりも下方に配置した場合に、この磁極片
５を穴部３ａに装着すると、像質が大幅に向上す
るものである。
と、穴部３ａを通じての漏れ磁束を大幅に減少さ
せることができ、これにより試料４を対物レンズ
下極３よりも下方に配置した場合に、この磁極片
５を穴部３ａに装着すると、像質が大幅に向上す
るものである。
さらに、試料４を、第５図に示すごとく対物レ
ンズ下極３の下方に配置する場合と、第６図に示
すごとく対物レンズ中心点Ｇの近傍に配置する場
合とで、走査ビームＢの光軸Ａとの交点位置を切
換えることができるように、交点位置切換機構Ｃ
が接続されている。
ンズ下極３の下方に配置する場合と、第６図に示
すごとく対物レンズ中心点Ｇの近傍に配置する場
合とで、走査ビームＢの光軸Ａとの交点位置を切
換えることができるように、交点位置切換機構Ｃ
が接続されている。
この交点位置切換機構Ｃは、第４図に示すよう
に、異なつた値の直流電気信号を出力する第１お
よび第２の電源６，７と、各電源６，７からの信
号を上記試料４の配置状態に応じて切換える切換
スイツチ８とで構成されている。
に、異なつた値の直流電気信号を出力する第１お
よび第２の電源６，７と、各電源６，７からの信
号を上記試料４の配置状態に応じて切換える切換
スイツチ８とで構成されている。
すなわち、第２，５図に示すごとく、試料４が
対物レンズ下極３よりも下方に配置されている場
合は、切換スイツチ８がａ端子側に倒れて、電源
６からの信号を図示しない偏向部材へ供給するの
で、この信号値で決まる偏向角度の比（β／γ）
が設定され、これにより第５図に示すように、走
査ビームＢの光軸Ａとの交点位置は対物レンズ中
心点Ｇとなる。
対物レンズ下極３よりも下方に配置されている場
合は、切換スイツチ８がａ端子側に倒れて、電源
６からの信号を図示しない偏向部材へ供給するの
で、この信号値で決まる偏向角度の比（β／γ）
が設定され、これにより第５図に示すように、走
査ビームＢの光軸Ａとの交点位置は対物レンズ中
心点Ｇとなる。
また、第３，６図に示すごとく、試料４が対物
レンズ中心点Ｇの近傍に配置されている場合は、
切換スイツチ８がｂ端子側に倒れて、電源７から
の信号を上記偏向部材へ供給するので、この信号
値で決まる偏向角度の比〔β／γ′（≠β／γ）〕が
設定され、これにより第６図に示すように、走査
ビームＢの光軸Ａとの交点位置は試料４の前方磁
界によるレンズの前方焦点位置Ｆとなる。これに
より試料４に対する入射ビームの角度αがほぼ直
角となる。
レンズ中心点Ｇの近傍に配置されている場合は、
切換スイツチ８がｂ端子側に倒れて、電源７から
の信号を上記偏向部材へ供給するので、この信号
値で決まる偏向角度の比〔β／γ′（≠β／γ）〕が
設定され、これにより第６図に示すように、走査
ビームＢの光軸Ａとの交点位置は試料４の前方磁
界によるレンズの前方焦点位置Ｆとなる。これに
より試料４に対する入射ビームの角度αがほぼ直
角となる。
また、対物レンズ下極３の下方には、１つ又は
複数個の下部検出器９が配設されており、さらに
対物レンズ１の上方には、１つ又は複数個の上部
検出器１０が配設されていて、これらの検出器
９，１０はそれぞれ増幅器１１，１２を介して加
算器１３に接続されている。
複数個の下部検出器９が配設されており、さらに
対物レンズ１の上方には、１つ又は複数個の上部
検出器１０が配設されていて、これらの検出器
９，１０はそれぞれ増幅器１１，１２を介して加
算器１３に接続されている。
そして、この加算器１３は増幅器１４を介して
ブラウン管１５に接続されている。
ブラウン管１５に接続されている。
上述の構成により、例えば試料４を対物レンズ
下極３よりも下方に配置して、その像を観察する
場合は、第２図に示すごとく、下極３の穴部３ａ
に小穴部５ａ付きの磁極片５を装着し、切換スイ
ツチ８をａ端子側へ自動又は手動で倒せばよい。
下極３よりも下方に配置して、その像を観察する
場合は、第２図に示すごとく、下極３の穴部３ａ
に小穴部５ａ付きの磁極片５を装着し、切換スイ
ツチ８をａ端子側へ自動又は手動で倒せばよい。
その後は通常の手段により、電子ビームを試料
４上で２次元的に走査して、試料４から出る２次
電子等を主として下部検出器９で検出し、その検
出信号によつてブラウン管１５を輝度変調し、こ
れにより試料像がブラウン管１５のスクリーン上
に表示されるため、これを観察すればよい。
４上で２次元的に走査して、試料４から出る２次
電子等を主として下部検出器９で検出し、その検
出信号によつてブラウン管１５を輝度変調し、こ
れにより試料像がブラウン管１５のスクリーン上
に表示されるため、これを観察すればよい。
このとき、走査ビームＢの光軸Ａがレンズ中心
点Ｇで交わつており、しかも磁極片５により漏れ
磁束が大幅に減少せしめられているので、像質が
よい。
点Ｇで交わつており、しかも磁極片５により漏れ
磁束が大幅に減少せしめられているので、像質が
よい。
また、試料４を対物レンズ中心点Ｇの近傍に配
置して、その像を観察する場合は、第３図に示す
ごとく、磁極片５を取り外し、試料４を対物レン
ズ下極３の穴部３ａを通じてレンズ中心点Ｇの近
傍へ挿入するとともに、切換スイツチ８をｂ端子
側へ自動又は手動で倒せばよい。
置して、その像を観察する場合は、第３図に示す
ごとく、磁極片５を取り外し、試料４を対物レン
ズ下極３の穴部３ａを通じてレンズ中心点Ｇの近
傍へ挿入するとともに、切換スイツチ８をｂ端子
側へ自動又は手動で倒せばよい。
その後は、同じく通常の手段により、電子ビー
ムを試料４上で２次元的に走査して、試料４から
出る２次電子等を主として上部検出器１０で検出
し、その検出信号によつてブラウン管１５を輝度
変調し、これにより試料像がブラウン管１５のス
クリーン上に表示されるため、これを観察すれば
よい。
ムを試料４上で２次元的に走査して、試料４から
出る２次電子等を主として上部検出器１０で検出
し、その検出信号によつてブラウン管１５を輝度
変調し、これにより試料像がブラウン管１５のス
クリーン上に表示されるため、これを観察すれば
よい。
これにより、分解能が70Å程度から30Å程度に
まであがり、しかも走査ビームＢの光軸Ａが前方
焦点位置Ｆで交わつているため、像質もよい。
まであがり、しかも走査ビームＢの光軸Ａが前方
焦点位置Ｆで交わつているため、像質もよい。
なお、磁極片５の穴部３ａへの装着手段として
は、螺着方式のほか、嵌め込み方式等各種の装着
手段を採用することができる。
は、螺着方式のほか、嵌め込み方式等各種の装着
手段を採用することができる。
上述のように、本発明では、試料４の位置は対
物レンズ１内の中心点Ｇ近傍と下極３の下方とに
選択的に設定されるのであつて、これらの位置に
適するように光軸ＡとビームＢとの交点位置を切
換えうる切換機構Ｃをもつており、具体的には、
異なつた値の直流電気信号を出力する２つの電源
を試料４の位置に応じて自動または手動で切換
え、さらに、この試料位置に応じて上部検出器１
０または下部検出器９で２次電子を検出するので
ある。
物レンズ１内の中心点Ｇ近傍と下極３の下方とに
選択的に設定されるのであつて、これらの位置に
適するように光軸ＡとビームＢとの交点位置を切
換えうる切換機構Ｃをもつており、具体的には、
異なつた値の直流電気信号を出力する２つの電源
を試料４の位置に応じて自動または手動で切換
え、さらに、この試料位置に応じて上部検出器１
０または下部検出器９で２次電子を検出するので
ある。
また、本発明は、走査型電子顕微鏡のほか、こ
れに類似の装置にも適用できる。
れに類似の装置にも適用できる。
以上詳述したように、本発明の走査型電子顕微
鏡およびその類似装置によれば次のような効果な
いし利点が得られる。
鏡およびその類似装置によれば次のような効果な
いし利点が得られる。
(1) 試料を対物レンズ下極の下方に配置すること
も、対物レンズ中心点近傍に配置することもで
き、汎用性が向上する。
も、対物レンズ中心点近傍に配置することもで
き、汎用性が向上する。
(2) 試料を上述のごとく異なつた位置に配して
も、それぞれの場合について良質の試料像を得
ることができる。
も、それぞれの場合について良質の試料像を得
ることができる。
第１図は従来の走査型電子顕微鏡における電子
ビーム収束系と検出系とを共に示す模式図であ
り、第２〜６図は本発明の一実施例としての走査
型電子顕微鏡を示すもので、第２図はその試料を
対物レンズ下極よりも下方に配置した場合の作用
を示す模式図、第３図はその試料を対物レンズの
中心点近傍に配置した場合の作用を示す模式図、
第４図はその交点位置切換機構のブロツク図、第
５，６図はいずれもその走査ビームの光軸の交点
位置を説明するための模式図である。 １……電磁式対物レンズ、２……上極、３……
下極、３ａ……穴部、４……試料、５……磁極
片、５ａ……小穴部、６，７……電源、８……切
換スイツチ、９……下部検出器、１０……上部検
出器、１１，１２……増幅器、１３……加算器、
１４……増幅器、１５……ブラウン管、Ａ……走
査ビームの光軸、Ｂ……走査ビーム、Ｃ……交点
位置切換機構、Ｆ……前方焦点、Ｇ……対物レン
ズ中心点。
ビーム収束系と検出系とを共に示す模式図であ
り、第２〜６図は本発明の一実施例としての走査
型電子顕微鏡を示すもので、第２図はその試料を
対物レンズ下極よりも下方に配置した場合の作用
を示す模式図、第３図はその試料を対物レンズの
中心点近傍に配置した場合の作用を示す模式図、
第４図はその交点位置切換機構のブロツク図、第
５，６図はいずれもその走査ビームの光軸の交点
位置を説明するための模式図である。 １……電磁式対物レンズ、２……上極、３……
下極、３ａ……穴部、４……試料、５……磁極
片、５ａ……小穴部、６，７……電源、８……切
換スイツチ、９……下部検出器、１０……上部検
出器、１１，１２……増幅器、１３……加算器、
１４……増幅器、１５……ブラウン管、Ａ……走
査ビームの光軸、Ｂ……走査ビーム、Ｃ……交点
位置切換機構、Ｆ……前方焦点、Ｇ……対物レン
ズ中心点。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 上極と下極との間にレンズ中心点を有する電
磁式対物レンズをそなえ、上記レンズ中心点の近
傍へ試料を配置しうるように、上記試料を通過さ
せうる穴部が上記下極に形成されるとともに、上
記下極よりも下方に上記試料を配置する場合に上
記穴部からの漏れ磁束を減少させるべく、上記穴
部にこの穴部よりも小さい小穴部を有する磁極片
が着脱可能に設けられ、且つ、上記試料を上記レ
ンズ中心点の近傍に配置する場合と上記下極より
も下方に配置する場合とで、走査ビースの光軸と
の交点位置を変えるべく、交点位置切換機構が設
けられたことを特徴とする、走査型電子顕微鏡お
よびその類似装置。 ２ 上記の上極および下極の穴部径がそれぞれ15
mmφ以上で、且つ、上記上極の穴部径と上記下極
の穴部径との比が0.6〜1.6である特許請求の範囲
第１項に記載の走査型電子顕微鏡およびその類似
装置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56030266A JPS57145259A (en) | 1981-03-03 | 1981-03-03 | Scanning type electron microscope and its similar device |
| US06/347,863 US4437009A (en) | 1981-03-03 | 1982-02-11 | Scanning electron microscope or similar equipment |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56030266A JPS57145259A (en) | 1981-03-03 | 1981-03-03 | Scanning type electron microscope and its similar device |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS57145259A JPS57145259A (en) | 1982-09-08 |
| JPH036615B2 true JPH036615B2 (ja) | 1991-01-30 |
Family
ID=12298894
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP56030266A Granted JPS57145259A (en) | 1981-03-03 | 1981-03-03 | Scanning type electron microscope and its similar device |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4437009A (ja) |
| JP (1) | JPS57145259A (ja) |
Families Citing this family (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5978434A (ja) * | 1982-10-26 | 1984-05-07 | Akashi Seisakusho Co Ltd | 電磁式対物レンズ |
| JPS60155162U (ja) * | 1984-03-26 | 1985-10-16 | 日本電子株式会社 | 走査電子顕微鏡用対物レンズ |
| US4864228A (en) * | 1985-03-15 | 1989-09-05 | Fairchild Camera And Instrument Corporation | Electron beam test probe for integrated circuit testing |
| US4912405A (en) * | 1985-08-16 | 1990-03-27 | Schlumberger Technology Corporation | Magnetic lens and electron beam deflection system |
| JPH0530279Y2 (ja) * | 1987-04-17 | 1993-08-03 | ||
| KR920000941B1 (ko) * | 1988-02-16 | 1992-01-31 | 후지쓰 가부시끼가이샤 | 전자빔 노광장치 |
| JPH077654B2 (ja) * | 1988-04-01 | 1995-01-30 | 株式会社日立製作所 | 走査型電子顕微鏡 |
| US5079428A (en) * | 1989-08-31 | 1992-01-07 | Bell Communications Research, Inc. | Electron microscope with an asymmetrical immersion lens |
| JP2875940B2 (ja) * | 1993-08-26 | 1999-03-31 | 株式会社日立製作所 | 試料の高さ計測手段を備えた電子ビーム装置 |
| JP2003331770A (ja) * | 2002-05-15 | 2003-11-21 | Seiko Instruments Inc | 電子線装置 |
| JP5350123B2 (ja) | 2009-08-10 | 2013-11-27 | 株式会社日立ハイテクノロジーズ | 荷電粒子線装置及び画像表示方法 |
| US8389962B2 (en) * | 2011-05-31 | 2013-03-05 | Applied Materials Israel, Ltd. | System and method for compensating for magnetic noise |
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| JPS54935A (en) * | 1977-06-06 | 1979-01-06 | Hitachi Ltd | Pattern detector |
| JPS5532298U (ja) * | 1978-08-24 | 1980-03-01 | ||
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Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5758689Y2 (ja) * | 1977-02-08 | 1982-12-15 | ||
| JPS5841642Y2 (ja) * | 1979-01-08 | 1983-09-20 | 株式会社島津製作所 | 電子線照射分析装置の試料ホルダ− |
-
1981
- 1981-03-03 JP JP56030266A patent/JPS57145259A/ja active Granted
-
1982
- 1982-02-11 US US06/347,863 patent/US4437009A/en not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS4851578A (ja) * | 1971-10-29 | 1973-07-19 | ||
| JPS54935A (en) * | 1977-06-06 | 1979-01-06 | Hitachi Ltd | Pattern detector |
| JPS5532298U (ja) * | 1978-08-24 | 1980-03-01 | ||
| JPS55115247A (en) * | 1979-02-28 | 1980-09-05 | Jeol Ltd | Scale factor controller for scanning electron microscope |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS57145259A (en) | 1982-09-08 |
| US4437009A (en) | 1984-03-13 |
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