JPH04192246A - 環境制御型走査電子顕微鏡 - Google Patents
環境制御型走査電子顕微鏡Info
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- JPH04192246A JPH04192246A JP2321553A JP32155390A JPH04192246A JP H04192246 A JPH04192246 A JP H04192246A JP 2321553 A JP2321553 A JP 2321553A JP 32155390 A JP32155390 A JP 32155390A JP H04192246 A JPH04192246 A JP H04192246A
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- 238000007599 discharging Methods 0.000 claims abstract description 4
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- 239000001301 oxygen Substances 0.000 abstract description 3
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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
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野］
本発明は環境制御型走査電子顕微鏡（
Ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌ Ｓｃａｎｎｉｎｇ
Ｅｌｅｃｔｒｏｎ Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｙ）に関する
ものである。
Ｅｌｅｃｔｒｏｎ Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｙ）に関する
ものである。
環境制御型走査電子顕微鏡（ＥＳＥＭと略称する）は、
試料室に水蒸気、窒素などの低圧力の気体を導入し、試
料からの、２次電子がこれらの気・体をイオン化するこ
とによる電子増幅作用を利用した電子顕微鏡であって、
鏡筒と試料室との間、例えば対物レンズの先端に形成し
た圧力制限アパーチャにより、試料室内の気体が鏡筒内
へ容易に侵入して鏡筒内の圧力を低下させないように構
成されている。
試料室に水蒸気、窒素などの低圧力の気体を導入し、試
料からの、２次電子がこれらの気・体をイオン化するこ
とによる電子増幅作用を利用した電子顕微鏡であって、
鏡筒と試料室との間、例えば対物レンズの先端に形成し
た圧力制限アパーチャにより、試料室内の気体が鏡筒内
へ容易に侵入して鏡筒内の圧力を低下させないように構
成されている。
このような電子顕微鏡では、電子銃から放出された１次
電子はコンデンサレンズ、対物レンズ等により、圧力制
限アパーチャを通して試料上に集束され、偏光器によっ
て２次元的に走査される。
電子はコンデンサレンズ、対物レンズ等により、圧力制
限アパーチャを通して試料上に集束され、偏光器によっ
て２次元的に走査される。
その結果、試料から放出された２次電子は、気体をイオ
ン化しつつ、正の所定電位に高められた２次電子検出器
に捕捉され、同時にイオン化した電子も２次電子検出器
に捕捉される。
ン化しつつ、正の所定電位に高められた２次電子検出器
に捕捉され、同時にイオン化した電子も２次電子検出器
に捕捉される。
しかして従来の構成では、電子を捕捉する２次電子検出
器は、圧力制限アパーチャの金属部分を供用している。
器は、圧力制限アパーチャの金属部分を供用している。
［発明が解決しようとする課題］
上記の如き従来の技術に於いては、２次電子検出器の感
度を上げようとし、試料室圧力を増したり、試料と２次
電子と検出器間の距離を長くすると、１次電子がこれら
気体中を走行時に、気体と衝突を起す確率が増加し、非
衝突で試料上達する１次電子線が少くなり、Ｓ／Ｎ比が
かえって低下する作用が起り、一定値以上にＳ／Ｎ比を
同上させることができないという問題点があった。
度を上げようとし、試料室圧力を増したり、試料と２次
電子と検出器間の距離を長くすると、１次電子がこれら
気体中を走行時に、気体と衝突を起す確率が増加し、非
衝突で試料上達する１次電子線が少くなり、Ｓ／Ｎ比が
かえって低下する作用が起り、一定値以上にＳ／Ｎ比を
同上させることができないという問題点があった。
特に加速電圧が低くなるとＳ／Ｎの低下がひどく、高分
解能の観察ができない問題点があった。
解能の観察ができない問題点があった。
本発明はこの様な従来の問題点に鑑みてなされたもので
、１次電子線の散乱を可能な限り小さくして２次電子検
出器のＳ／Ｎ比を大きくする手段を提供することを目的
とする。
、１次電子線の散乱を可能な限り小さくして２次電子検
出器のＳ／Ｎ比を大きくする手段を提供することを目的
とする。
〔発明の概要］
（１）請求項（１）記載の本発明によれば、電子銃から
の電子を対物レンズによって試料室内の試料上に集束さ
せると共に、該電子を偏光器によって走査させ、試料か
ら得られる２次電子を前記試料室内の気体に衝突させて
該気体をイオン化させ、その結果得られる電子を前記２
次電子と共に２次電子検出器で捕捉するようになした環
境制御型走査電子顕微鏡において、前記対物レンズを先
細りの外形を有する対物レンズとして構成し、該対物レ
ンズの先端に近接して試料を配設すると共に、試料から
離して前記２次電子検出器を配設し、試料と２次電子検
出器との間の２次電子の通路内に、前記気体を放出する
ためのノズルを設けたことを特徴とする環境制御型走査
電子顕微鏡が得られる。
の電子を対物レンズによって試料室内の試料上に集束さ
せると共に、該電子を偏光器によって走査させ、試料か
ら得られる２次電子を前記試料室内の気体に衝突させて
該気体をイオン化させ、その結果得られる電子を前記２
次電子と共に２次電子検出器で捕捉するようになした環
境制御型走査電子顕微鏡において、前記対物レンズを先
細りの外形を有する対物レンズとして構成し、該対物レ
ンズの先端に近接して試料を配設すると共に、試料から
離して前記２次電子検出器を配設し、試料と２次電子検
出器との間の２次電子の通路内に、前記気体を放出する
ためのノズルを設けたことを特徴とする環境制御型走査
電子顕微鏡が得られる。
（２）また、請求項（２）記載の本発明によれば、電子
銃からの電子を対物レンズによって試料室内の試料上に
集束させると共に、該電子を偏光器によって走査させ、
試料から得られる２次電子を前記試料室内の気体に衝突
させて該気体をイオン化させ、その結果得られる電子を
前記２次電子と共に２次電子検出器で捕捉するようにな
した環境制御型走査電子顕微鏡において、前記対物レン
ズを先細りの外形を有する対物レンズとして構成すると
共に、該対物レンズの先端と試料との間の１次電子線の
通路を排気するための排管を前記対物レンズの下方に配
設し、試料から離して前記２次電子検出器を配設し、試
料と前記２次電子検出器との間の２次電子の通路内に、
前記気体を放出するためのノズルを設けたことを特徴と
する環境制御型走査電子顕微鏡が得られる。
銃からの電子を対物レンズによって試料室内の試料上に
集束させると共に、該電子を偏光器によって走査させ、
試料から得られる２次電子を前記試料室内の気体に衝突
させて該気体をイオン化させ、その結果得られる電子を
前記２次電子と共に２次電子検出器で捕捉するようにな
した環境制御型走査電子顕微鏡において、前記対物レン
ズを先細りの外形を有する対物レンズとして構成すると
共に、該対物レンズの先端と試料との間の１次電子線の
通路を排気するための排管を前記対物レンズの下方に配
設し、試料から離して前記２次電子検出器を配設し、試
料と前記２次電子検出器との間の２次電子の通路内に、
前記気体を放出するためのノズルを設けたことを特徴と
する環境制御型走査電子顕微鏡が得られる。
〔作用］
本発明に於いては、対物レンズ先端から試料上の距離は
十分小さくし、しかもこの空間の気体圧力を十分低く保
ったまま、試料からの２次電子が検出器上の通路の一部
に気体を充満させることが可能である。従って、１次電
子線は散乱の少い条件を満し、２次電子は検出器に達す
る迄にほとんどそのエネルギーを失うまで気体分子と衝
突させ、大きい２次電子増倍作用を起すことができる。
十分小さくし、しかもこの空間の気体圧力を十分低く保
ったまま、試料からの２次電子が検出器上の通路の一部
に気体を充満させることが可能である。従って、１次電
子線は散乱の少い条件を満し、２次電子は検出器に達す
る迄にほとんどそのエネルギーを失うまで気体分子と衝
突させ、大きい２次電子増倍作用を起すことができる。
従って１次電子線の衝突による雑音の増加や、非衝突電
子の減少による信号の減少が防げ、２次電子検出器の信
号出力を大きくすることができる。
子の減少による信号の減少が防げ、２次電子検出器の信
号出力を大きくすることができる。
従って検出器のＳ／Ｎ比を大幅に向上することができる
。
。
また、請求項（２）記載の本発明によれば、１次回子線
の通路を排気する真空配管を設けたので、１次電子線の
散乱はより少くなり、この排管の２次電子通路に相当す
る部分に切欠きを設ける等、２次電子の移動を確保する
手段を設けることによ゛ リ、２次電子の検出効率
の劣化を防止することができる。
の通路を排気する真空配管を設けたので、１次電子線の
散乱はより少くなり、この排管の２次電子通路に相当す
る部分に切欠きを設ける等、２次電子の移動を確保する
手段を設けることによ゛ リ、２次電子の検出効率
の劣化を防止することができる。
第１図は本発明の一実施例に係る環境制御型走査電子顕
微鏡の主要部の概略断面図である。電子銃１から放出さ
れた電子線はコンデンサレンズ２及び上極３ａ、下極３
ｂを存する円錐形状の対物レンズ３で、対物レンズ３の
先端の圧力半眼アパーチャ１５を通して試料室１０内の
試料４上に集束され、偏光器８ａ、８ｂにより試料４上
を走査される。対物レンズ３は試料４を図で紙面に直角
の方向（電子光学系の軸に直交しかつ紙面内の回転中心
軸を有する）に傾けることが可能なよう、小さい頂角を
持つ円錐形をしている。
微鏡の主要部の概略断面図である。電子銃１から放出さ
れた電子線はコンデンサレンズ２及び上極３ａ、下極３
ｂを存する円錐形状の対物レンズ３で、対物レンズ３の
先端の圧力半眼アパーチャ１５を通して試料室１０内の
試料４上に集束され、偏光器８ａ、８ｂにより試料４上
を走査される。対物レンズ３は試料４を図で紙面に直角
の方向（電子光学系の軸に直交しかつ紙面内の回転中心
軸を有する）に傾けることが可能なよう、小さい頂角を
持つ円錐形をしている。
対物レンズの外側の試料室１０内には、試料４の傾斜時
に邪魔にならない位置に２次電子検出器５が設けられて
いる。この検出器５には試料４との間に３００〜５００
■の電圧が印加される。試料４と検出器５との間の電圧
のため、試料４がら放出される２次電子が加速される。
に邪魔にならない位置に２次電子検出器５が設けられて
いる。この検出器５には試料４との間に３００〜５００
■の電圧が印加される。試料４と検出器５との間の電圧
のため、試料４がら放出される２次電子が加速される。
検出器５に入射した電子の信号は検出器５に接続された
増幅・信号処理を行う回路に入力される。
増幅・信号処理を行う回路に入力される。
検出器５の近くには試料室１０外のガスポンへ１１から
の気体（水草気、酸素等）をバルブ７を通して放出させ
るノズル６が設けられている。
の気体（水草気、酸素等）をバルブ７を通して放出させ
るノズル６が設けられている。
また、ノズル６と試料４との間でかつガス放出ノズル６
の近傍には、試料室１０の圧力が上昇しないように気体
を排気する排管１２．１３が設けられている。
の近傍には、試料室１０の圧力が上昇しないように気体
を排気する排管１２．１３が設けられている。
さらに、対物レンズ３と試料４との間には、試料４の傾
斜時に邪魔にならない位置に２次電子の通路をふさがな
いように、排気のための配管９が設けられ、試料室１０
との境界を形成する圧力制限アパーチャ１４から侵入し
た気体が、鏡筒１１との境界を形成する圧力制限アパー
チャ１５から鏡筒１１内へ入る量を少くし、それによっ
て鏡筒内の圧力が上昇することを抑えている。
斜時に邪魔にならない位置に２次電子の通路をふさがな
いように、排気のための配管９が設けられ、試料室１０
との境界を形成する圧力制限アパーチャ１４から侵入し
た気体が、鏡筒１１との境界を形成する圧力制限アパー
チャ１５から鏡筒１１内へ入る量を少くし、それによっ
て鏡筒内の圧力が上昇することを抑えている。
このような構成であるから、電子銃１がらの電子線に照
射された試料４から生した２次電子は、２次電子検出器
５に引っ張られて進み、２次電子検出器５に達する前に
ノズル６から放出される水蒸気、酸素等のガス分子に衝
突し、それによってガス分子をイオン化させる。このイ
オン化の結果生じた２次電子も、２次電子検出器５に引
っ張られて進み、他方、上記イオン化の結果生じた陽イ
オンは、試料４に引っ張られる。
射された試料４から生した２次電子は、２次電子検出器
５に引っ張られて進み、２次電子検出器５に達する前に
ノズル６から放出される水蒸気、酸素等のガス分子に衝
突し、それによってガス分子をイオン化させる。このイ
オン化の結果生じた２次電子も、２次電子検出器５に引
っ張られて進み、他方、上記イオン化の結果生じた陽イ
オンは、試料４に引っ張られる。
その結果、２次電子検出器５には、試料４からの２次電
子と、イオン化の結果生した２次電子が到達し、増幅作
用が行なわれたことになる。
子と、イオン化の結果生した２次電子が到達し、増幅作
用が行なわれたことになる。
２次電子に衝突しなかった気体分子は、ノズル６近傍に
配設された排管１２．１３を通して試料室１０の外部へ
排出される。
配設された排管１２．１３を通して試料室１０の外部へ
排出される。
排管１２．１３を通して試料室１０の外部へ排出されな
かった気体分子は、試料室１０内の真空度を低下させる
が、対物レンズ３と試料４との間には排管９が設けられ
、対物レンズ３と試料４との間、を排気しているので、
１１次電子に衝突する気体分子が格段に少なくなる。
かった気体分子は、試料室１０内の真空度を低下させる
が、対物レンズ３と試料４との間には排管９が設けられ
、対物レンズ３と試料４との間、を排気しているので、
１１次電子に衝突する気体分子が格段に少なくなる。
以上の如き本発明の実施例によれば、１次電子線の通路
は真空配管９によって、圧力制限アパーチャ１４の上（
１４と１５の間）は高真空にされ、１４より下は配管１
２．１３によって高真空にされる。従って低加速電圧で
も、圧力制限アパーチャ１５を出た１次電子線はあまり
散乱されることなく試料に到達するので信号強度を弱め
ることはなく、散乱で発生する雑音の増加も最小限にで
きる。
は真空配管９によって、圧力制限アパーチャ１４の上（
１４と１５の間）は高真空にされ、１４より下は配管１
２．１３によって高真空にされる。従って低加速電圧で
も、圧力制限アパーチャ１５を出た１次電子線はあまり
散乱されることなく試料に到達するので信号強度を弱め
ることはなく、散乱で発生する雑音の増加も最小限にで
きる。
配管９は２次電子の通路を確保するための切欠１６が形
成されているので、２次電子が検出器５に向うのを妨げ
ない。また、検出器５が作る２次電子の加速電界の形成
も妨げない。
成されているので、２次電子が検出器５に向うのを妨げ
ない。また、検出器５が作る２次電子の加速電界の形成
も妨げない。
２次電子が発生する試料４面と検出器５の間はノズル６
から放出された気体で低真空になっているため、２次電
子は十分気体分子と衝突し、そのポテンシャルエネルギ
ーをほぼ失ってから検出器に入射するため、その間に多
量の衝突で発生した２次電子を生成するので検出器５か
らは大きい信号出力が得られる。
から放出された気体で低真空になっているため、２次電
子は十分気体分子と衝突し、そのポテンシャルエネルギ
ーをほぼ失ってから検出器に入射するため、その間に多
量の衝突で発生した２次電子を生成するので検出器５か
らは大きい信号出力が得られる。
［発明の効果］
以上の如く本発明によれば、１次電子線の散乱を小さく
しつつ、２次電子検出器のＳ／Ｎを大きくすることがで
きる。
しつつ、２次電子検出器のＳ／Ｎを大きくすることがで
きる。
図は、本発明の一実施例に係る環境制御型走査電子顕微
鏡の主要部の概略断面図、である。 〔主要部分の符号の説明］ ５・・・・・・２次電子検出器、 ６・・・・・・ノズル、 ９．１２．１３・・・・・・排管。
鏡の主要部の概略断面図、である。 〔主要部分の符号の説明］ ５・・・・・・２次電子検出器、 ６・・・・・・ノズル、 ９．１２．１３・・・・・・排管。
Claims (2)
- （１）電子銃からの電子を対物レンズによって試料室内
の試料上に集束させると共に、該電子を偏向器によって
走査させ、試料から得られる２次電子を前記試料室内の
気体に衝突させて該気体をイオン化させ、その結果得ら
れる電子を前記２次電子と共に２次電子検出器で捕捉す
るようになした環境制御型走査電子顕微鏡において、 前記対物レンズを先細りの外形を有する対物レンズとし
て構成し、該対物レンズの先端に近接して試料を配設す
ると共に、試料から離して前記２次電子検出器を配設し
、試料と２次電子検出器との間の２次電子の通路内に、
前記気体を放出するためのノズルを設けたことを特徴と
する環境制御型走査電子顕微鏡。 - （２）電子銃からの電子を対物レンズによって試料室内
の試料上に集束させると共に、該電子を偏光器によって
走査させ、試料から得られる２次電子を前記試料室内の
気体に衝突させて該気体をイオン化させ、その結果得ら
れる電子を前記２次電子と共に２次電子検出器で捕捉す
るようになした環境制御型走査電子顕微鏡において、 前記対物レンズを先細りの外形を有する対物レンズとし
て構成すると共に、該対物レンズの先端と試料との間の
１次電子線の通路を排気するための排管を前記対物レン
ズの下方に配設し、試料から離して前記２次電子検出器
を配設し、試料と前記２次電子検出器との間の２次電子
の通路内に、前記気体を放出するためのノズルを設けた
ことを特徴とする環境制御型走査電子顕微鏡。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2321553A JP3038901B2 (ja) | 1990-11-26 | 1990-11-26 | 環境制御型走査電子顕微鏡 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2321553A JP3038901B2 (ja) | 1990-11-26 | 1990-11-26 | 環境制御型走査電子顕微鏡 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04192246A true JPH04192246A (ja) | 1992-07-10 |
| JP3038901B2 JP3038901B2 (ja) | 2000-05-08 |
Family
ID=18133853
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2321553A Expired - Lifetime JP3038901B2 (ja) | 1990-11-26 | 1990-11-26 | 環境制御型走査電子顕微鏡 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3038901B2 (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1540693A2 (en) * | 2002-09-18 | 2005-06-15 | FEI Company | Charged particle beam system |
| JP2005268224A (ja) * | 2004-03-16 | 2005-09-29 | Fei Co | 荷電粒子ビームシステム |
| JP5005866B2 (ja) * | 1999-11-29 | 2012-08-22 | カール・ツァイス・エヌティーエス・ゲーエムベーハー | 可変の圧力を有する走査電子顕微鏡用の検出器および該検出器を有する走査電子顕微鏡 |
| CN104033692A (zh) * | 2014-06-16 | 2014-09-10 | 鲁西化工集团股份有限公司 | 一种蒸汽冷凝液管道振动消除设备 |
| EP2880675A4 (en) * | 2012-07-30 | 2016-03-30 | Fei Co | ELECTRONIC MICROSCOPE GAS INJECTION SYSTEM WITH ENVIRONMENTAL SCAN (SEM) |
-
1990
- 1990-11-26 JP JP2321553A patent/JP3038901B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5005866B2 (ja) * | 1999-11-29 | 2012-08-22 | カール・ツァイス・エヌティーエス・ゲーエムベーハー | 可変の圧力を有する走査電子顕微鏡用の検出器および該検出器を有する走査電子顕微鏡 |
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| JP2005539360A (ja) * | 2002-09-18 | 2005-12-22 | エフ・イ−・アイ・カンパニー | 荷電粒子ビームシステム |
| EP1540693A4 (en) * | 2002-09-18 | 2010-06-09 | Fei Co | SYSTEM FOR LOADED PARTICLE RAYS |
| KR101015116B1 (ko) * | 2002-09-18 | 2011-02-16 | 에프이아이 컴파니 | 하전(荷電) 입자 빔 시스템 |
| JP2005268224A (ja) * | 2004-03-16 | 2005-09-29 | Fei Co | 荷電粒子ビームシステム |
| EP2880675A4 (en) * | 2012-07-30 | 2016-03-30 | Fei Co | ELECTRONIC MICROSCOPE GAS INJECTION SYSTEM WITH ENVIRONMENTAL SCAN (SEM) |
| CN104033692A (zh) * | 2014-06-16 | 2014-09-10 | 鲁西化工集团股份有限公司 | 一种蒸汽冷凝液管道振动消除设备 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3038901B2 (ja) | 2000-05-08 |
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