JPH0530278Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本考案は、一次電子が照射される傾斜可能な試
料から発生する反射電子を検出する装置に於い
て、試料の傾斜運動に伴つて反射電子検出器を、
反射電子を検出するのに最適な位置まで回動させ
るようにした電子線装置における反射電子検出装
置に関する。

〔從来の技術〕

從来、電子線装置、例えば走査電子顕微鏡で
は、電子銃から発射された一次電子線を試料に照
射し、試料の一次電子線照射表面に比較的近いと
ころから発生する二次電子線を検出し、この二次
電子線による試料像を得ることが主たる機能とな
つているが、一次電子線を試料に照射したときに
上記の二次電子線と同時に試料の更に深い部分か
ら発生する反射電子を検出し、この反射電子によ
る像を得て、この像中における各部位のコントラ
ストの差から試料を構成する成分の密度や原子番
号の違いを判別する機能を持たせることができ
る。

ところで、第１図ａに示すように試料２の法線
方向から入射する一次電子線１によつて発生する
反射電子３は同図中の破線で示すように一次電子
線の入射軸を中心に分布するので、從来の一般的
な走査電子顕微鏡では、その反射電子３を検出す
るために反射電子検出器４をその中心が一次電子
線１の入射軸と一致し、かつその検出面を一次電
子線１の入射軸に垂直な反射電子３の最大分布面
とほぼ一致させて固定的に設けている。

また、反射電子検出器を試料上の一次電子線入
射軸と略直交する軸心を中心にして傾斜できるよ
うにし、試料の傾斜と連動するようにした実開昭
56−72464号公報が提案されている。

〔考案が解決しようとする課題〕

しかしながら、反射電子３による像を観察する
場合、試料２を第１図ａで示すような位置に固定
して観察するだけでなく、試料２をいろいろ傾斜
させて観察するので、この試料２の傾斜に伴なつ
て反射電子３の発生方向が変化してしまい、固定
的に設けた反射電子検出器４では、常時最大効率
で反射電子３を検出することができなかつた。更
に具体的に説明すると、從来の固定式の検出装置
では、第１図ｂに示すように試料２を角度ｉだけ
傾斜させると、一次電子線１は試料２の法線２ａ
に対し角度ｉで入射することになり、これに伴な
つて発生する反射電子３は試料２の傾斜軸と直角
で、試料２の法線２ａに対し一次電子線１と反対
側に角度ｉだけ、つまり、一次電子線１に対して
角度２ｉだけ傾いた反射軸３ａを中心に分布する
ので、固定的に設けた反射電子検出器４で検出で
きる反射電子３が減少してしまい検出性能が低下
するという不具合があつた。

また、後者の從来例にあつては、反射電子検出
器が同じ位置で傾斜するだけであるから、上述し
た固定式に比べて検出効率はわずかに向上するだ
けで、試料の傾斜角が一定以上大きくすると検出
出来なくなり、試料の傾斜角度を大きくすること
は出来なかつた。このため、反射電子検出器を大
きくすることも考えられるが、反射電子検出器と
試料との距離が大きく変化し、これによつて検出
感度が変化することと、試料室を大きくしなけれ
ばならず、真空排気量が増え不経済である。

本考案は、このような從来の課題に着目してな
されたもので、試料を傾斜させた場合に、試料か
ら発生する反射電子の最も多く分布する位置に反
射電子検出器を回動するようにした反射電子検出
装置を提供することにある。

〔課題を解決するための手段〕

本考案は、上記の課題を解決するための手段と
して、電子銃から発射された一次電子線を試料台
上の試料に照射し、該試料から発生する反射電子
を検出する反射電子検出器を備えた電子線装置に
おいて、前記試料台を前記電子銃の軸線上で傾斜
せしめる試料台回動手段と、前記反射電子検出器
を、前記試料台の試料傾斜軸とほぼ同軸線上で該
試料傾斜軸の回動方向と同一方向に、かつ、前記
試料台の回動角度のほぼ２倍の角度だけ回転させ
て傾斜させる、反射電子検出器の回動手段とを設
けるとともに、前記反射電子検出器４が傾斜方向
と反対方向に一次電子線を通過するためのスリツ
トを設けることとした。

〔作用〕

試料を載置した試料台を一次電子線に対して傾
斜させると、この試料台の試料傾斜軸心を中心と
して反射電子検出器が試料台の傾斜と同じ方向へ
２倍の角度だけ回転傾斜するようになつている。
そして、反射電子検出器は一次電子線を通過しう
るように、傾斜と反対方向へスリツトが設けられ
ているので、試料を大きく傾斜させても常に反射
電子の最も多く分布している位置に反射電子検出
器が位置するようにして最大の検出性能を得るこ
とができる。

〔実施例〕

以下、本考案を添付図面に示す実施例に基づい
て説明する。

第２図は走査電子顕微鏡における本考案の一実
施例を示す断面図である。

まず、構成を説明すると、対物レンズ１７等の
レンズ系等を収納した顕微鏡本体５の下端部に設
けた試料室６において、試料２を支持固定する試
料台７の一端を接合した試料傾斜軸８が試料室６
の一方の側壁に回転自在となるように支持され、
更に、試料室６の外部に延在している。この試料
室６の外部に延在した試料傾斜軸８の所定部位に
ギア９と、更にその外側に操作つまみ１０が嵌着
している。また、試料台７にセツトした試料２か
ら発生する反射電子３の最大分布面に検出面を合
わせた反射電子検出器４を支持する支持具１１を
一端に接合し、かつ軸線を試料傾斜軸線８ａに一
致させた検出器傾斜軸１２が、試料傾斜軸８を支
持する側壁に対向する試料室６の側壁に回転自在
となるように支持され、更に試料室６の外部に延
在している。この試料室６の外部に延在した検出
器傾斜軸１２の所定部位にはギア１３が嵌着して
いる。

一方、試料室６において、試料傾斜軸線８ａの
下方にはシヤフト１４が試料傾斜軸線８ａと平行
に設けてあり、このシヤフト１４は、試料室６の
両側壁で回転自在に支持されると共にこの両側壁
の外部に延在している。この両側壁外部に延在し
たシヤフト１４の両側端部にはギア１５とギア１
６とが、それぞれ上記ギア９及びギア１３に噛み
合うように嵌着している。そして、支持具１１、
検出器傾斜軸１２、ギア１３，１５，１６、シヤ
フト１４によつて反射電子検出器４の傾斜用回動
部材を構成している。

ここで、ギア９，１３，１５，１６、の歯数を
それぞれnA，nB，nC，nDとすると、これらの
歯数の関係は nA・nD／nB・nC＝２ ……(1) となつている。

また、反射電子検出器４は薄型の半導体素子で
構成され、この素子には、第３図に示すように、
検出器傾斜軸１２の作動により反射電子検出器４
が回動しても、試料２に入射する一次電子線１を
遮断しないようにするため、細長状のスリツト４
ａを設けている。

上述の構成において、試料傾斜軸８に嵌着した
操作つまみ１０を回動して、試料台７を例えば水
平方向から角度ｉだけ傾斜させると、試料傾斜軸
８の回動がギア９からギア１５に伝達し、更にギ
ア１５と同軸となつて回動するギア１６を介して
ギア１３に試料傾斜軸８の回動と同一方向で伝達
する。ここで、ギア９，１３，１５，１６の歯数
の関係が第(1)式のようになつているのでギア１３
が嵌着している検出器傾斜軸１２の回動量が試料
傾斜軸８の回動量の２倍となり、また、検出器傾
斜軸１２が試料傾斜軸線８ａに一致しているの
で、反射電子検出器４は、検出器傾斜軸１２を中
心に試料台７と一定距離を保ちながら、その傾斜
方向と同一方向に角度２ｉだけ回動する。

上述した反射電子検出装置では、試料２の表面
が試料傾斜軸線８ａに合うように試料台７にセツ
トし、一次電子線１が試料２に入射したときに発
生する反射電子３をその最大分布と想定される面
において反射電子検出器４によつて検出している
が、ここで、試料２をセツトした試料台７を操作
つまみ１０の操作によつて傾斜させたときに、反
射電子３の発生方向が試料２の傾斜角度の２倍の
角度だけ変化（第１図ｂ参照）しても、反射電子
検出器４が試料傾斜軸線８ａを中心に試料２の傾
斜方向と同一方向に、かつその傾斜角の２倍の角
度だけ回動するので、試料２から発生する反射電
子３の反射軸３ａと反射電子検出器４との相対的
な位置関係は変化することなく、反射電子３を反
射電子検出器４で常に有効に検出できることにな
る。

第４図は本考案の他の実施例を示す断面図、第
５図は特に、第４図における試料２と反射電子検
出器４との回動機構部を示した斜視図である。こ
の実施例は、試料２と反射電子検出器４との回動
機構部を小型化して試料室６内に設けたことを特
徴とする。

構成を説明すると、試料室６において、試料２
を支持固定する試料台７を一端に接合した試料傾
斜軸８が試料室６の一方の側壁に回転自在となる
ように支持され、更に試料室６の外部に延在して
いる。この試料室６の外部に延在した試料傾斜軸
８の所定部位に操作つまみ１０が嵌着し、試料台
７の試料傾斜軸８との接合端に対向する端部に扇
形のギア１８がそのギア中心が試料傾斜軸線８ａ
と一致して接合している。また、第２図で示す前
記実施例と同様な試料２との位置関係を有する反
射電子検出器４を支持する支持具１１を一端に接
合し、かつ試料傾斜軸線８ａに一致させた検出器
傾斜軸１２が、試料室６の試料傾斜軸８を支持す
る側壁に対応する側壁に回動自在となるように支
持され、検出器傾斜軸１２の所定位置にギア１９
が嵌着している。

一方、試料室６の底部に設けた軸受２０によつ
てシヤフト２１が回動自在に支持され、シヤフト
２１の両端にギア１８に噛み合うギア２２とギア
１９に噛み合うギア２３とがそれぞれ嵌着してい
る。

ここで、ギア１８，１９，２２，２３、の歯数
をそれぞれ、nA，nB，nC，nDとするとこれら
の歯数の関係は前記第(1)式と同様である。

この操作は第２図の前記実施例とほぼ同様であ
り、操作つまみ１０を回動して試料台７を傾斜さ
せると、試料台７と一体となつたギア１８が試料
傾斜軸線８ａを中心に回動し、このギア１８の回
動が、ギア２２に伝達し、更にギア２２と同軸と
なつて回動するギア２３を介してギア１９に伝達
する。ギア１８，１９，２２，２３の歯数の関係
が第(1)式と同様であり、試料傾斜軸線８ａと検出
器傾斜軸１２が一致しているから、反射電子検出
器４は、試料台７と一定距離を保ちつつ、試料台
７の傾斜方向と同一方向に、かつ試料台７の傾斜
角度の２倍の角度の回動運動を行なう。

このように本実施例によれば、第２図で示す前
記実施例と同様に、試料２を大きく傾斜させて
も、試料２から発生する反射電子を有効に検出で
きる。

尚、第２図及び第４図で示す本考案の２つの実
施例では、試料傾斜軸８の回動をギア機構を介し
て、その回動量を２倍にして検出器傾斜軸１２と
伝達されるが、これに限らず、チエーン、ベルト
等の伝達手段を用いても良く、また、試料台７の
傾斜角の検出手段を設け、この検出値に基づい
て、モータ駆動で回動する反射電子検出器４にお
けるモータの通電時間を制御して、試料台７の傾
斜角変位量の２倍の角度変位量だけ、反射電子検
出器４が回動するようにしても良い。更に、試料
台７反射電子検出器４をともに、供給する電源の
パルス数で回動量を制御できるパルスモータによ
つて傾斜させるようにし、試料台７を駆動するパ
ルスモータと、反射電子検出器４を駆動するパル
スモータへ供給する電源のパルス数を、常に１対
２となるように制御するようにしても良い。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本考案によれば、試料を
セツトした試料台を傾斜させても、試料傾斜軸線
を中心に試料の傾斜方向と同一方向に、かつ試料
の傾斜角の２倍の角度だけ反射電子検出器が回動
するから、反射電子が最も多く分布する位置に反
射電子検出器が対向するようになり、最大の検出
効率が得られる。また、試料表面から反射電子検
出器までの距離が一定であるから、検出感度が一
定である。

さらに、反射電子検出器が、回転方向と反対方
向に一次電子線を遮断しないようにスリツトを設
けているから、傾斜角を自由に、大きくすること
ができるとともに、反射電子検出器が反射電子に
対向しているから反射電子検出器を小さくできる
という効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図ａ，ｂは從来の反射電子検出装置におけ
る試料から発生した反射電子と反射電子の検出器
との位置関係を示す説明図、第２図は本考案の一
実施例を示す断面図、第３図は第２図に示した反
射電子検出装置で使用する反射電子検出器を示し
た斜視図、第４図は本考案の他の実施例を示す断
面図、第５図は第４図における試料２と反射電子
検出器４との回動機構部を示した斜視図である。 １……一次電子線、２……試料、３……反射電
子、４……反射電子検出器、５……顕微鏡本体、
６……試料室、７……試料台、８……試料傾斜
軸、８ａ……試料傾斜軸線、９，１３，１５，１
６……ギア、１０……操作つまみ、１１……支持
具、１２……検出器傾斜軸、１４……シヤフト、
１７……対物レンズ。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 電子銃から発射された一次電子線を試料台上の
   試料に照射し、該試料から発生する反射電子を検
   出する反射電子検出器を備えた電子線装置におい
   て、前記試料台を前記電子銃の軸線上で傾斜せし
   める試料台回動手段と、前記反射電子検出器を、
   前記試料台の試料傾斜軸とほぼ同軸線上で該試料
   傾斜軸の回動方向と同一方向に、かつ、前記試料
   台の回動角度のほぼ２倍の角度だけ回転させて傾
   斜させる、反射電子検出器回動手段とを設けると
   ともに、前記反射電子検出器４が傾斜方向と反対
   方向に一次電子線を通過するためのスリツトを設
   けたことを特徴とする電子線装置における反射電
   子検出装置。