JPH05258700A - 走査像観察方法および走査電子顕微鏡 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 光軸に平行な面、あるいは、大きな傾斜角の
面の観察を倍率に無関係に常に高分解能で鮮明に得るこ
とができる走査像観察方法および走査電子顕微鏡を実現
する。 【構成】 操作部１４により、試料５の内、光軸に平
行、あるいは平行に近い面を観察するモードとした場
合、各レンズの結像点の位置は、焦点深度を深くするた
めに制御部１３により制御される。まず、第２の集束レ
ンズ３の結像点Ｑは、対物レンズ４の主面４ｓの後方
（試料側）に移動させられる。この結果、通常の走査電
子顕微鏡像の観察モードに比べ、数分の１〜１／１０の
ビーム半径が対物レンズ４の主面４ｓ上で得られる。対
物レンズ４は、点Ｑを虚光源として試料面上に点Ｑの像
を結ぶ。このため、試料に入射する電子ビームの開き角
αは、小さくなり、結果として焦点深度は通常の走査電
子顕微鏡像観察時に比べ、数倍から１桁大きな値とな
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、傾斜した試料面の観察
を行うに最適な走査像観察方法および走査電子顕微鏡に
関する。

【０００２】

【従来の技術】走査電子顕微鏡において、大型試料を高
速で移動させ、かつ、高精度で位置決めする試料ステー
ジでは、位置決めの精度向上のため、ゴニオメータステ
ージなどが有する試料の傾斜動や回転動は利用しない
か、または、ステージに組み込まれないことが多い。こ
のような装置で、電子光学系の光軸に平行な面、あるい
は、傾斜角の大きな面を観察する場合には、電子ビーム
の中心軸と光軸との成す入射角θを大きく傾斜させて試
料に入射させれば、観察視野の周辺で、ある程度、試料
の側面も観察することができる。図１はこのような状態
を示したもので、試料Ｓは、凸部Ｓ_１，Ｓ_２を有してい
る。凸部Ｓ_１の側面の一方は、電子ビーム光軸に沿って
配置されており、もしこの面が光軸に接している時は、
電子ビーム光軸に中心軸を有するＥＢ_１で走査を行って
も側面の観察は出来ない。一方、凸部Ｓ_２の側面は、光
軸から離れており、この面は、電子ビームの中心軸が光
軸と角度θ傾けられた電子ビームＥＢ_２を用い、ＥＢ_２
を±Δθの範囲で走査すれば、凸部Ｓ_２の側面の観察は
可能となる。なお、ＯＬは対物レンズの主面である。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】試料の凹凸の側面のみ
を観察する場合、従来の装置では試料面の走査領域と観
察用陰極線管の走査領域を共に凹凸の側面に制限し、像
（制限視野像）を観察する手法があったが、入射角θを
中心に偏向する角度±Δθを小さくし、この側面の領域
を中高倍で観察する機構がなかった。また、従来の装置
では、高倍率で観察しようとすると、入射角θが小さく
なり、側面の観察には不適当であった。更に、従来の装
置では、高分解能の像を得るために、試料に入射するビ
ームの開き角αは、大きな値、例えば、５ｍｒａｄとな
り、従って、焦点深度も小さな値となった。例えば、倍
率が１００倍で、光軸に垂直な面に対しても、０．２ｍ
ｍ程度であった。従って、光軸に平行な凹凸の側面を観
察する場合には、倍率が小さい場合でも、入射角θを中
心として視野のｔａｎθ／３ぐらいの範囲しか鮮明な像
が得られないし、凹凸の周期が短いと電子ビームが凹凸
の隙間に入り込めないという欠点を有している。図２は
このような状態を示したもので、走査の中心がＥＢ_３の
場合はΔθの走査によってＥＢ_４とオーバーラップする
ので側面のみの像は得られず、また、ＥＢ_４の場合は、
凸部Ｓ_１により、凸部Ｓ_２の側面の観察が邪魔される。

【０００４】更にまた、焦点深度を深くするために、試
料に入射するビームの開き角αを小さくすると、輝度の
保存則から電子銃の光源の大きさを十分に縮小して高分
解能の像を得るためには、プローブ電流を小さくしなけ
ればならない。従って、画像のノイズ成分は焦点深度と
分解能を両立させるときには増大してしまう。

【０００５】本発明は、このような点に鑑みてなされた
もので、その目的は、光軸に平行な面、あるいは、大き
な傾斜角の面の観察を倍率に無関係に常に高分解能で鮮
明に得ることができる走査像観察方法および走査電子顕
微鏡を実現するにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明に基づく走査像観
察方法は、傾斜した試料面に対し、電子ビームを光軸か
ら角度θ偏向し、その状態で微小角度±Δθの範囲を走
査し、この走査に応じて試料から得られた信号を表示装
置に導き、試料の傾斜面の走査像を表示するようにした
走査像観察方法において、観察すべき試料面の傾斜角を
φ、人間の目の分解能をｒ、表示装置の表示領域の幅を
２Ｌとしたとき、試料に入射する電子ビームの開き角α
をほぼ、 （ｒ／２Ｌ）×｛１／ｔａｎ（φ−θ）｝≦α α≦２（ｒ／２Ｌ）×｛１／ｔａｎ（φ−θ）｝ （０＜Δθ＜＜φ−θ） としたことを特徴としている。

【０００７】また、本発明に基づく走査電子顕微鏡は、
電子ビームを試料上に細く集束するための集束レンズ
と、試料上の電子ビームの照射位置を走査するための偏
向手段と、試料への電子ビームの照射に基づいて得られ
た信号が供給され、電子ビームの走査と同期した表示手
段と、集束レンズの強度や偏向手段を制御する制御手段
とを備えており、該制御手段は、試料の傾斜面の走査像
を観察する際、傾斜した試料面に対し、電子ビームを光
軸から角度θ偏向し、その状態で微小角度±Δθの範囲
を走査し得るように偏向手段を制御し、観察すべき試料
面の傾斜角をφ、人間の目の分解能をｒ、表示装置の表
示領域の幅を２Ｌとしたとき、試料に入射する電子ビー
ムの開き角αがほぼ、 （ｒ／２Ｌ）×｛１／ｔａｎ（φ−θ）｝≦α α≦２（ｒ／２Ｌ）×｛１／ｔａｎ（φ−θ）｝ （０＜Δθ＜＜φ−θ） となるように集束レンズの強度を制御するようにしたこ
とを特徴としている。

【０００８】

【作用】本発明では、傾斜した試料面に対し、電子ビー
ムを光軸から角度θ偏向し、その状態で微小角度±Δθ
の範囲を走査し、この走査に応じて試料から得られた信
号を表示装置に導き、試料の傾斜面の走査像を表示する
場合、試料に入射する電子ビームの開き角αを最適な値
とする。

【０００９】

【実施例】以下、図面を参照して本発明の実施例を詳細
に説明する。図３は、本発明に基づく走査電子顕微鏡の
一実施例を示しており、１は走査電子顕微鏡の電子銃で
ある。電子銃１から発生した電子ビームＥＢは、集束レ
ンズ２，３と対物レンズ４によって試料５上に細く集束
される。６は偏向コイルであり、走査電源７からの走査
信号に応じて電子ビームＥＢを試料５上で走査する。走
査電源７からの走査信号は、同期装置８からの同期信号
に基づいて発生する。試料５への電子ビームの照射によ
って発生した、例えば、２次電子は、検出器９によって
検出される。検出器９の検出信号は、同期装置８から同
期信号が供給されている、第１の陰極線管１０に供給さ
れると共に、画像積算装置１１にも供給される。画像積
算装置１１は、同期装置８から同期信号も供給されてお
り、また、その出力は、第２の陰極線管１２に接続され
ている。１３は制御部であり、各集束レンズ２，３、対
物レンズ４、走査電源７、同期装置８などを制御する。
１４は操作部であり、高分解能モードと側面観察モード
との切り換えや、観察する傾斜面の領域や観察倍率など
を指定する。このような構成の動作を次に説明する。

【００１０】まず、通常の走査電子顕微鏡像を観察する
場合、電子銃１から発生した電子ビームは、第１と第２
の集束レンズ２，３と対物レンズ４とによって試料５上
に細く集束され、また、走査電源７から偏向コイル６へ
の走査信号の供給により、試料５上で電子ビームの走査
が行われる。試料５への電子ビームの照射によって発生
した２次電子は、検出器９によって検出され、その検出
信号は第１の陰極線管１０と画像積算装置１１とに供給
される。第１の陰極線管１０には、同期装置８から走査
電源７への同期信号と同じ同期信号が供給されており、
その結果、第１の陰極線管１０には試料５の電子ビーム
の走査領域の２次電子像が表示される。また、画像積算
装置１１においては、リアルタイムで画像処理が行わ
れ、その結果、画像積算装置１１より第２の陰極線管１
２には、ＳＮ比が改善された信号が供給され、その信号
に基づいた像が第２の陰極線管１２上に表示される。

【００１１】次に、操作部１４により、試料５の内、光
軸に平行、あるいは平行に近い面を観察するモード（以
下側面観察モードと称す）とした場合、各レンズの結像
点の位置は、焦点深度を深くするために制御部１３によ
り制御される。まず、第２の集束レンズ３の結像点Ｑ
は、対物レンズ４の主面４ｓの後方（試料側）に移動さ
せられる。この結果、対物レンズ絞り１５の穴径よりも
小さく、通常の走査電子顕微鏡像の観察モードに比べ、
数分の１〜１／１０のビーム半径が対物レンズ４の主面
４ｓ上で得られる。対物レンズ４は、点Ｑを虚光源とし
て高分解能モードのフォーカス点でフォーカスが合うよ
うに試料面上に点Ｑの像を結ぶ。このため、試料に入射
する電子ビームの開き角αは、小さくなり、結果として
焦点深度は通常の走査電子顕微鏡像観察時に比べ、数倍
から１桁大きな値となる。また、第１の集束レンズ２
は、このレンズの結像点Ｐが点Ｑに共役となり、通常の
走査電子顕微鏡像観察モードから側面観察モードに切り
換えたときにプローブ電流が変化しないように制御され
る。

【００１２】次に、偏向コイル６は、走査電源７からの
信号により、従来のように２段偏向によって電子ビーム
の中心軸が対物レンズ４の中心を通るように電子ビーム
の偏向を行う。側面観察モードでは、電子ビームの中心
軸と光軸とのなす任意の角θを中心に、任意の角度Δθ
だけ正負に偏向するよう、制御部１３は走査電源７を制
御する。なお、説明を簡単にするため、図に示した偏向
は、一次元のみ例示する。この側面観察モードにおいて
も、電子ビームの走査に応じて、検出器９により試料５
から発生した２次電子が検出される。検出器９の検出信
号は、第１の陰極線管１０に供給され、この第１の陰極
線管１０には、偏向コイル６による電子ビームの±Δθ
の走査範囲に対応した試料の領域の像が表示される。こ
の時、画像積算装置１１が持つ機能によって、第２の陰
極線管１２には、画像積算装置１１に記憶されている走
査範囲を制限していない広い領域の走査電子顕微鏡像を
表示することもでき、２つの陰極線管の表示画面を観察
することにより、第２の陰極線管１２上の像で試料の幅
広い領域を観察し、その中の注目すべき傾斜面の拡大像
を第１の陰極線管１０で観察することができる。

【００１３】次に、本発明の動作原理を図４を用いて詳
細に説明する。図４において、電子ビームが対物レンズ
４の中心Ｏを通り、光軸に対して角度θで偏向されて試
料５の側面に入射しており、角度θに比較して十分に小
さい、例えば、θの１／１０以下の角度±Δθでθの回
りを走査しているとする。レンズ系は、図３で説明した
焦点深度の深いモードとなっており、点Ｂでフォーカス
があっているものとする。試料の傾斜面は、図４のよう
に光軸に平行であるとする。点Ｂから光軸に引いた垂線
の足をＡとし、対物レンズ４の中心Ｏに対してＯＡ＝ｗ
であるとする。このとき、 ＡＢ＝ｗ・ｔａｎθ ＯＢ＝ｗ／ｃｏｓθ となる。次に、対物レンズ４の中心を通り、光軸に対し
てθ−Δθで偏向された電子ビームＥＢ_５と試料との交
点をＣ、ＢからＯＣに引いた垂線の足をＤ、ＡＢとＯＣ
の交点をＥとすれば、Δθ＜＜θの条件で、ＢＤはおお
よそＯＢ・Δθつまり ｗΔθ／ｃｏｓθ となる。従って、おおよそ次の関係式が導かれる。

【００１４】 ＢＣ＝ｗ・Δθ／（ｃｏｓθ・ｓｉｎθ） … （１） ＢＥ＝ｗ・Δθ／ｃｏｓ^２θ … （２） すなわち、θを中心に±Δθだけ偏向したとき、側面領
域では、点Ｂを中心に±ＢＣ、通常の平面方向に±ＢＥ
だけ電子ビームで試料を走査することになる。

【００１５】次に、±ＢＣを焦点深度ｄの大きさと比較
する。通常の走査電子顕微鏡では、最低倍率での観察の
ため、偏向角θの値は、４°から８°の範囲とすること
は十分可能である。ここで、ｗ＝２０ｍｍ、観察倍率を
４０倍としたとき、±ＡＢの長さが第２の陰極線管１２
上で±６０ｍｍとして観察されるとすれば、ＡＢ＝１．
５ｍｍであるから、偏向角θは次のようになる。

【００１６】

【数１】

【００１７】次に、Δθが０．１２８°、すなわち、
２．２４ｍｒａｄとすれば、（１），（２）式から、Ｂ
Ｃはおおよそ±０．６０ｍｍとなり、また、ＢＥは４８
μｍとなる。この結果、観察対象の試料の側面は第２の
陰極線管１２上でおおよそ１００倍の観察倍率（６０ｍ
ｍ／ＢＣ）で観察される。一方、ＢＥが４８μｍである
ため、第２の陰極線管１２上では、通常の平面であれ
ば、倍率が１３４０倍として観察されることになる。と
ころで、側面観察時の倍率は１００倍であるにも拘ら
ず、Ｂの長さはおよそ０．６０ｍｍであるから、従来の
装置のように、光軸に垂直な面に対して焦点深度が±
０．２ｍｍしか持たない場合には、光軸に平行な試料面
に対しては、 ｔａｎθ／３＝１／４０ の領域しか鮮明な像の観察ができない。以下この点につ
いて図５を用いてさらに詳しく述べる。

【００１８】取扱いを一般的にするため、観察する試料
面は、光軸に垂直な面ＢＡに対して、角度φだけ傾斜し
ているものとする。もちろんφは０＜Δθ＜＜φ−θを
満たすものとし、φの値がπ／２であれば、この試料面
は光軸に平行となる。また、点Ｏでビームの中心が光軸
に対してθだけ傾斜して通過し、試料面上の点Ｂでフォ
ーカスしているものとする。点Ｂにおいて、ビームの開
き角がα（半頂角）で集束しており、点Ｏにおけるビー
ムの偏向角がθを中心に ±Δθ＝±（θ−θ′） だけ偏向されており、点Ｏにおける偏向角θ′のビーム
中心が図のように試料面上の点Ｃで交わっているものと
する。半径ＯＢの円弧と直線ＯＣの交点をＤとすれば、
Δθ＝θ−θ′は十分に小さいので、

【００１９】

【数２】

【００２０】となる。また、ビームは偏向角θ′のとき
に、点Ｄに集束しているから、ビームの開き角α（半頂
角）だけＤＣから傾いた直線とＢＣとの交点をＦとし、
直線ＤＦと、中心がＤで半径がＤＣの円弧との交点をＧ
とすれば、 α＜＜θ，θ′＜＜１ｒａｄ さらに、

【００２１】

【数３】

【００２２】なので、 ∠ＤＢＦ＝∠ＧＣＧ＝φ−θ′ となる。従って、以下の通りとなる。

【００２３】ＣＤ＝ＢＣｓｉｎ（φ−θ′） ＧＣ＝ＣＤ・α ＦＣ＝ＧＣ／ｃｏｓ（φ−θ′） ＧＣ＝ＢＣ・α・ｓｉｎ（φ−θ′） ∴ＦＣ＝ＢＣ・α・ｔａｎ（φ−θ′） … （３） ここで、角度θを中心とした±Δθの偏向による観察倍
率Ｍ_１は、第１の陰極線管の表示領域の全長が２Ｌであ
るから、Ｍ_１＝Ｌ／ＢＣとなる。また、ビームの開き角
αが有限であることにより、試料面上では、±Δθの偏
向により２ＦＣのビーム径となるので、この値がＭ_１倍
されたときに、人間の目の分解能ｒ＝０．２ｍｍよりも
小さくなければならない。すなわちＭ_１×２ＦＣ≦ｒで
ある。従って、次の式が導かれる。

【００２４】ＦＣ≦（ＢＣ・ｒ）／２Ｌ … （４） なお、プローブ径が点ＤにおいてＦＣより十分小さくな
るようにプローブ電流は制限され、かつ、輝度の高い電
子銃を用いているものとする。ここで、（３）式を
（４）式に代入して整理すれば、次の式が導かれる。

【００２５】 (r/2L)×｛1/tan(φ−θ) ｝≦α≦2(r/2L) ×｛1/tan(φ−θ) ｝…（５） すなわち、（５）式を満たす開き角αであれば、観察倍
率Ｍ_１に関係なく、常に陰極線管に表示される画像は、
鮮明になるという興味ある結果が得られる。もし、試料
面が光軸に平行であれば、φ＝π／２であるから、θが
θ′にほぼ等しい場合であれば、

【００２６】

【数４】

【００２７】となる。この結果、αが（ｒ／２Ｌ）・ｔ
ａｎθより小さければ、光軸に平行な試料面では、倍率
Ｍ_１に関係なく常に画像は鮮明となる。ここで、従来の
開き角α_０＝５×１０^−３ｍｒａｄ，ｒ＝０．２ｍｍ，
θ＝４．３°（光軸に垂直な試料面で倍率４０倍を得る
偏向角）を代入すると、 Ｌ_０＜（ｒ／２α_０）・ｔａｎθ＝２０ｍｍｔａｎθ＝
１．５ｍｍ となり、陰極線管や写真上の表示領域Ｌ＝６０ｍｍに対
して、 Ｌ_０／Ｌ＝ｔａｎθ／３＝１／４０ の領域しか鮮明に観察できないことになる。

【００２８】ここで、φ＝π／２において±Ｌの全域に
対して鮮明な像を得るためには、（６）式から、 α≦（０．２ｍｍ／２×６０ｍｍ）×ｔａｎ４．３° ＝１．２５×１０^−４ｒａｄ となる。この開き角αは、本発明におけるレンズ制御方
式および従来よりも多少小さな対物レンズ絞りの径を用
いることにより実現できる。そして、電子銃の輝度や回
折収差などに制御される観察倍率まで、観察倍率に関係
なく常に鮮明な像を得ることができる。

【００２９】ところで、開き角αを小さくすると、光源
の大きさに対する倍率が増すため、高倍にすることがで
きなくなる。従って、小さい倍率から最も高い倍率まで
ボケを発生させずに観察するためには、 α＝（ｒ／２Ｌ）×｛１／ｔａｎ（φ−θ′）｝ … （７） を満たす開き角αとすれば良いことになる。ここでΔθ
＝θ−θ′は十分に小さいので（前記の数値例参照）、
（７）式のφ−θ′はφ−θとしても良い。

【００３０】次に、陰極線管１２に表示される信号は、
画素積算後のものであるから、プローブ径ｄ_ｐがｄ_ｐ＜
＜ｒ／Ｍ_１となるように、プローブ電流Ｉｐを減少させ
たことによるＳ／Ｎの低下が補償されることになる。こ
のように、陰極線管１２上の画像は、陰極線管１０上で
選択した領域に対応して自動的に倍率Ｍ_１が定まり、か
つ、（７）式で与えられる開き角αを用いることによっ
て任意の倍率Ｍ_１で画像は鮮明となり、また、Ｓ／Ｎも
極めて優れたものとなる。

【００３１】次に、具体的な操作例を図６を用いて説明
する。図６（ａ）に示すような凹凸試料２０に電子ビー
ムＥＢを照射したとき、観察できる試料２０の側面に照
射される電子ビームの範囲を一点鎖線で示してある。図
６（ｂ）には、実際に第２の陰極線管１２上で得られる
画像を示してある。一点鎖線で示した領域は、対物レン
ズの中心から見たときに観察できる試料の側面を示して
おり、その領域は、実際に第１の陰極線管１０上で観察
される。図３の操作部１４によって前述の制限視野像を
選択し、制限視野の中心をＰＯＳＩＴＩＯＮ−Ｘ，Ｙで
選択し、制限視野の領域の大きさをＷＩＤＴＨ−Ｘ，Ｙ
で選択する。この時、第１の陰極線管１０上で観察され
るのは、例えば、図６（ｂ）の陰極線管１２の画面の左
側の斜線部のように制限を受ける。同時に試料２０にお
ける走査領域も陰極線管１０の画面における表示領域に
対応して制限される。

【００３２】図６（ｃ）には、第２の陰極線管１２の斜
線部に対応する領域が第１の陰極線管１０の全表示領域
に表示されている様子を示す。また、図７には、このよ
うな走査を行ったときに偏向コイル６に加えられる走査
信号を示しており、ＩがθにΔＩがΔθに対応してい
る。図８は、水平方向に走査するはずの電子ビームが試
料２０の側面では、Ｚ方向の走査になっている様子を示
している。

【００３３】また、図１０（ａ）は、開き角αの電子ビ
ームが資料上をラスタ間隔Δでラスタ走査している様子
を示したものである。この開き角αの電子ビームによる
ラスタ走査においては電子ビームどうしが重なる事はな
いが、開き角が２αの電子ビームが資料上を同じラスタ
間隔Δでラスタ走査すると、図１０（ｂ）に示すように
重なる部分が生じる。しかしながら、電子ビームの電流
密度分布は電子ビームの中心付近が最も大きいので、そ
の部分の照射により資料から発生する２次電子などの信
号量は、電子ビームが重なった部分からの量よりも格段
に多い。したがって、前記（７）式で求められる開き角
αの値に対して、α≦電子ビームの開き角≦２αとして
も、像のボケは少ない。

【００３４】以上本発明を詳述したが、本発明は上記実
施例に限定されない。例えば、２次電子を検出するよう
にしたが、反射電子などを検出するようにしても良い。
また、図９に示すように、対物レンズ絞り１５を絞り１
５の駆動装置１７によって光軸外にずらすことによっ
て、光軸に接している試料面でも前記の方法に準じて観
察を行うことができる。更に、２つの陰極線管１０，１
２を用いたが、単一の陰極線管を用い、画面を分割して
２種の像を表示するようにしても良いし、２種の像を交
互に切換えて表示するようにしても良い。更にまた、陰
極線管の表示領域には下限を設けて、Δθが極端に小さ
いときには、陰極線管１０に表示されている領域の像の
倍率を上げるようにしても良い。

【００３５】

【発明の効果】以上説明したように、本発明に基づく走
査像観察方法および走査電子顕微鏡においては、傾斜し
た試料面に対し、電子ビームを光軸から角度θ偏向し、
その状態で微小角度±Δθの範囲を走査し、この走査に
応じて試料から得られた信号を表示装置に導き、試料の
傾斜面の走査像を表示する場合、試料に入射する電子ビ
ームの開き角αを最適な領域の値としたので、光軸に平
行な面、あるいは、大きな傾斜角の面の観察を倍率に無
関係に常に高分解能で鮮明に得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】凹凸試料の側面観察における電子ビームの照射
の様子を示す図である。

【図２】凹凸試料の側面観察における電子ビームの照射
の様子を示す図である。

【図３】本発明に基づく走査電子顕微鏡の一実施例を示
す図である。

【図４】本発明の動作原理を説明するための図である。

【図５】本発明の動作原理を説明するための図である。

【図６】本発明に基づく具体的な操作例を示す図であ
る。

【図７】偏向コイルに供給される走査信号を示す図であ
る。

【図８】試料の側面における電子ビームの走査の様子を
示す図である。

【図９】絞りを移動させる本発明の他の実施例を示す図
である。

【図１０】電子ビームの走査を説明するために示した図
である。

【符号の説明】

１ 電子銃 ２，３ 集束レンズ ４ 対物レンズ ５ 試料 ６ 偏向コイル ７ 走査電源 ８ 同期装置 ９ 検出器 １０，１２ 陰極線管 １１ 画像積算装置 １３ 制御部 １４ 操作部

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 傾斜した試料面に対し、電子ビームを光
   軸から角度θ偏向し、その状態で微小角度±Δθの範囲
   を走査し、この走査に応じて試料から得られた信号を表
   示装置に導き、試料の傾斜面の走査像を表示するように
   した走査像観察方法において、観察すべき試料面の傾斜
   角をφ、人間の目の分解能をｒ、表示装置の表示領域の
   幅を２Ｌとしたとき、試料に入射する電子ビームの開き
   角αをほぼ、 （ｒ／２Ｌ）×｛１／ｔａｎ（φ−θ）｝≦α α≦２（ｒ／２Ｌ）×｛１／ｔａｎ（φ−θ）｝ （ただし、０＜Δθ＜＜φ−θ） としたことを特徴とする走査像観察方法。
2. 【請求項２】 電子ビームを試料上に細く集束するため
   の集束レンズと、試料上の電子ビームの照射位置を走査
   するための偏向手段と、試料への電子ビームの照射に基
   づいて得られた信号が供給され、電子ビームの走査と同
   期した表示手段と、集束レンズの強度や偏向手段を制御
   する制御手段とを備えており、該制御手段は、試料の傾
   斜面の走査像を観察する際、傾斜した試料面に対し、電
   子ビームを光軸から角度θ偏向し、その状態で微小角度
   ±Δθの範囲を走査し得るように偏向手段を制御し、観
   察すべき試料面の傾斜角をφ、人間の目の分解能をｒ、
   表示装置の表示領域の幅を２Ｌとしたとき、試料に入射
   する電子ビームの開き角αがほぼ、 （ｒ／２Ｌ）×｛１／ｔａｎ（φ−θ）｝≦α α≦２（ｒ／２Ｌ）×｛１／ｔａｎ（φ−θ）｝ （ただし、０＜Δθ＜＜φ−θ） となるように集束レンズの強度を制御するようにしたこ
   とを特徴とする走査電子顕微鏡。
3. 【請求項３】 偏向手段は２段偏向系より成り、この２
   段偏向系で電子ビームを光軸から角度θ偏向し、イメー
   ジシフトコイルにより微小角度±Δθの走査を行うよう
   にした請求項１記載の走査電子顕微鏡。
4. 【請求項４】 試料の傾斜した観察面が電子ビーム光軸
   に接近して配置された場合、集束レンズのうち最終段の
   集束レンズの絞りの位置を光軸からずらすように構成し
   た請求項２記載の走査電子顕微鏡。