JPH063726B2 - 電子顕微鏡 - Google Patents
電子顕微鏡Info
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- JPH063726B2 JPH063726B2 JP2031281A JP3128190A JPH063726B2 JP H063726 B2 JPH063726 B2 JP H063726B2 JP 2031281 A JP2031281 A JP 2031281A JP 3128190 A JP3128190 A JP 3128190A JP H063726 B2 JPH063726 B2 JP H063726B2
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- Japan
- Prior art keywords
- electron
- lens
- field
- energy
- magnetic field
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
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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
- H01J37/29—Reflection microscopes
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J2237/00—Discharge tubes exposing object to beam, e.g. for analysis treatment, etching, imaging
- H01J2237/248—Components associated with the control of the tube
- H01J2237/2482—Optical means
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Analysing Materials By The Use Of Radiation (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明は、刊行物 W.Telieps and E.Bauer,Ultramic
roscoppy 17（1985）ｐ．57.により既知の態様を有する
電子顕微鏡の改良に関するものである。
roscoppy 17（1985）ｐ．57.により既知の態様を有する
電子顕微鏡の改良に関するものである。
［従来の技術］ 電子源によって供給される電子ビームが、１５〜２０Ke
Vのエネルギーまで加速され、磁場によって偏向され、
カソードレンズの後焦点面に設けられた電子レンズによ
って収束される電子顕微鏡が知られている。カソードレ
ンズの電場で、電子ビームは減速され、低いエネルギー
を有する（数百evに調整された）平行ビームとして測定
試料表面に入射する。試料表面の原子から弾力的に反射
された電子は、前記カソードレンズの電場によって、最
初のエネルギーになるまで再び加速される。同時にそれ
らの自然波のために干渉し、その結果カソードレンズの
後焦点面に、表面原子の格子配列による回折縞（ＬＥＥ
Ｄ＝低エネルギー電子回折）が生じる。磁場中において
反射されて戻ってきた電子ビームは、最初の電子ビーム
から分けられている。後述する電子光学装置によって、
拡大された回折縞、あるいは超拡大された試料表面のい
ずれか一方をディスプレイスクリーンで見ることが出来
る。後者の場合、単一のＬＥＥＤ反射からの電子は選択
され、ディスプレイスクリーン生じる像は、適切な結晶
構造の局部分布を再生する。
Vのエネルギーまで加速され、磁場によって偏向され、
カソードレンズの後焦点面に設けられた電子レンズによ
って収束される電子顕微鏡が知られている。カソードレ
ンズの電場で、電子ビームは減速され、低いエネルギー
を有する（数百evに調整された）平行ビームとして測定
試料表面に入射する。試料表面の原子から弾力的に反射
された電子は、前記カソードレンズの電場によって、最
初のエネルギーになるまで再び加速される。同時にそれ
らの自然波のために干渉し、その結果カソードレンズの
後焦点面に、表面原子の格子配列による回折縞（ＬＥＥ
Ｄ＝低エネルギー電子回折）が生じる。磁場中において
反射されて戻ってきた電子ビームは、最初の電子ビーム
から分けられている。後述する電子光学装置によって、
拡大された回折縞、あるいは超拡大された試料表面のい
ずれか一方をディスプレイスクリーンで見ることが出来
る。後者の場合、単一のＬＥＥＤ反射からの電子は選択
され、ディスプレイスクリーン生じる像は、適切な結晶
構造の局部分布を再生する。
［発明が解決しようとする課題、課題を解決するための
手段、作用］ この発明の目的は、クレームにおいて定義され、以下に
説明されているように、従来の電子顕微鏡の像の鮮明さ
を改良するという問題を解決するものである。
手段、作用］ この発明の目的は、クレームにおいて定義され、以下に
説明されているように、従来の電子顕微鏡の像の鮮明さ
を改良するという問題を解決するものである。
従来公知の電子顕微鏡においては、第１の光路と第２の
光路を分けることを必要とする磁場は、第１ビームの必
要とされる偏向の影響だけでなくエネルギー分散の影響
までも受ける。これは、幾らか強く偏向された第１ビー
ムの電子のエネルギーより幾らか高いか低いエネルギー
を有する電子を意味する。公知の電子顕微鏡において、
カソードレンズの焦点面にある電子源の像は、たとえ収
差のない電子レンズを通過しても、鮮明でなく横へのエ
ネルギー分散が生じる。なお、電子源によって供給され
る電子は、通常のエネルギー幅を有する。エネルギー幅
は、電界放射源の約０．３eVと熱電子源の約０．４〜
０．５eVの総計である。カソードレンズの焦点面の第１
光ビーム焦点の不鮮明さと同一焦点面のＬＥＥＤ反射の
不鮮明さとの関係は、１：１である。すなわち、不鮮明
な第１光ビーム焦点は、不鮮明なＬＥＥＤ反射に相当す
る結果となる。
光路を分けることを必要とする磁場は、第１ビームの必
要とされる偏向の影響だけでなくエネルギー分散の影響
までも受ける。これは、幾らか強く偏向された第１ビー
ムの電子のエネルギーより幾らか高いか低いエネルギー
を有する電子を意味する。公知の電子顕微鏡において、
カソードレンズの焦点面にある電子源の像は、たとえ収
差のない電子レンズを通過しても、鮮明でなく横へのエ
ネルギー分散が生じる。なお、電子源によって供給され
る電子は、通常のエネルギー幅を有する。エネルギー幅
は、電界放射源の約０．３eVと熱電子源の約０．４〜
０．５eVの総計である。カソードレンズの焦点面の第１
光ビーム焦点の不鮮明さと同一焦点面のＬＥＥＤ反射の
不鮮明さとの関係は、１：１である。すなわち、不鮮明
な第１光ビーム焦点は、不鮮明なＬＥＥＤ反射に相当す
る結果となる。
反射された電子ビームについても同様の問題がある。第
１の電子は、反射の際エネルギー損失し、第２の電子を
発生することができる。その結果、生じた電子は、光路
において弾性的に反射された「使用できる」電子に付随
するが、エネルギーはこれらが有していたものより減
る。もしそれらの比率が重大であれば、ＬＥＥＤ縞およ
び表面の像のコントラストと鮮明さが悪くなる。
１の電子は、反射の際エネルギー損失し、第２の電子を
発生することができる。その結果、生じた電子は、光路
において弾性的に反射された「使用できる」電子に付随
するが、エネルギーはこれらが有していたものより減
る。もしそれらの比率が重大であれば、ＬＥＥＤ縞およ
び表面の像のコントラストと鮮明さが悪くなる。
上述した問題点は、この発明によって解決することがで
きる。好ましくは、エネルギー分散静電回折場におい
て、第１光ビームと第２光ビームとの両方が磁場と共同
していれば良い。
きる。好ましくは、エネルギー分散静電回折場におい
て、第１光ビームと第２光ビームとの両方が磁場と共同
していれば良い。
第１光ビームの静電回折場は、遅れて磁場方向と反対側
に回折し、静電回折場の幾何学および電気に関するパラ
メーターは、カソードレンズの焦点面の第１光ビームの
エネルギー分散が０になるまで選択される。焦点面の電
子源の像およびＬＥＥＤ反射は、これまでの場合よりも
より鮮明となる。これに対応して不要な電子は、分散エ
ネルギーフィルターによって第２光ビームから排除され
る。このフィルターは例えば１eV以下のエネルギー幅を
通過させ、電子光学の結像を損なうことのないようにし
ている。
に回折し、静電回折場の幾何学および電気に関するパラ
メーターは、カソードレンズの焦点面の第１光ビームの
エネルギー分散が０になるまで選択される。焦点面の電
子源の像およびＬＥＥＤ反射は、これまでの場合よりも
より鮮明となる。これに対応して不要な電子は、分散エ
ネルギーフィルターによって第２光ビームから排除され
る。このフィルターは例えば１eV以下のエネルギー幅を
通過させ、電子光学の結像を損なうことのないようにし
ている。
加えて、カソードレンズについても改良がある。横方向
の解像度は、平面な試料表面の前方の加速場によって引
き起こされるイメージエラーに本質的に依存している。
このイメージエラーは、場の強度に反比例している（H.
Liebl,Optik 80(1988)４参照）。この発明の電子顕微鏡
に用いられるカソードレンズは、試料表面の前の場の強
度および横方向への解像度が、従来の電子顕微鏡よりも
実質的に高くなるように構成されることが望ましい。
の解像度は、平面な試料表面の前方の加速場によって引
き起こされるイメージエラーに本質的に依存している。
このイメージエラーは、場の強度に反比例している（H.
Liebl,Optik 80(1988)４参照）。この発明の電子顕微鏡
に用いられるカソードレンズは、試料表面の前の場の強
度および横方向への解像度が、従来の電子顕微鏡よりも
実質的に高くなるように構成されることが望ましい。
さらに、カソードレンズと光学ミラー顕微鏡対物レンズ
とを一体的に構成するように改良する。こうすることに
よってまず第１に試料表面の顕微鏡観察を可能にし、第
２にUVライトを非常に効率よく、ミラー対物レンズを介
して試料表面に照射することができ、したがって、この
電子顕微鏡は、フォトエミッション（photo-emission）
顕微鏡の目的として使用することができる。
とを一体的に構成するように改良する。こうすることに
よってまず第１に試料表面の顕微鏡観察を可能にし、第
２にUVライトを非常に効率よく、ミラー対物レンズを介
して試料表面に照射することができ、したがって、この
電子顕微鏡は、フォトエミッション（photo-emission）
顕微鏡の目的として使用することができる。
［実施例、発明の効果］ 第１図は電子顕微鏡を概略的に示した図であり、この電
子顕微鏡は、真空容器内（図示せず）に配置されてお
り、電子ビーム源１０を有している。この電子ビーム源
１０は、単に概略的に示されているだけであり、通常の
方法によって形成され得る。電子ビーム源１０は、ほぼ
１５〜２０eVのエネルギーの第１ビーム１２を発生す
る。この第１ビーム１２はアパーチャストップ１４、電
子レンズ１６、２つのカーブしたコンデンサープレート
によって形成されたエネルギー収束を行う静電偏向場１
８、第１ビームの光路をあらかじめ定められた方に一定
角Φをもって偏向する（曲げる）磁界偏向場２０、ステ
ィグメーター（stigmator）２４、後述する光学システ
ム２２、そして、カソードレンズ２６を連続して通過
し、試料固定装置２９によって固定された試料２８の表
面に向かう。
子顕微鏡は、真空容器内（図示せず）に配置されてお
り、電子ビーム源１０を有している。この電子ビーム源
１０は、単に概略的に示されているだけであり、通常の
方法によって形成され得る。電子ビーム源１０は、ほぼ
１５〜２０eVのエネルギーの第１ビーム１２を発生す
る。この第１ビーム１２はアパーチャストップ１４、電
子レンズ１６、２つのカーブしたコンデンサープレート
によって形成されたエネルギー収束を行う静電偏向場１
８、第１ビームの光路をあらかじめ定められた方に一定
角Φをもって偏向する（曲げる）磁界偏向場２０、ステ
ィグメーター（stigmator）２４、後述する光学システ
ム２２、そして、カソードレンズ２６を連続して通過
し、試料固定装置２９によって固定された試料２８の表
面に向かう。
電子は、試料の表面から反射して第２ビーム３０を形成
する。この第２ビーム３０は、カソードレンズ２６、第
１ビームと同一経路の光学システム２２としてスティグ
メーター（stigmator）２４、第１ビームと逆方向に偏
向させ、第１ビームと分ける磁界偏向場２０を連続して
通過する。第２ビーム３０はそれから、第２ビーム３０
のエネルギーを減ずる５：１減速レンズ３２、コントラ
ストストップ３４、エネルギーフィルター３６、１：５
加速レンズ３８（第２ビームは元の速度まで加速され
る）、投影対物レンズ４２を形成する２つの投影レンズ
４０ａ，４０ｂを連続して通過する。投影対物レンズの
像面には、検出器４４の入力平面が配置されている。こ
の検出器４４は、２枚のチャンネル板、第２電子増倍
管、ルミネッセンススクリーン、光ファイバー窓あるい
は対物レンズの像面に発生する電子分布を検出する公知
の装置等を含んでいる。
する。この第２ビーム３０は、カソードレンズ２６、第
１ビームと同一経路の光学システム２２としてスティグ
メーター（stigmator）２４、第１ビームと逆方向に偏
向させ、第１ビームと分ける磁界偏向場２０を連続して
通過する。第２ビーム３０はそれから、第２ビーム３０
のエネルギーを減ずる５：１減速レンズ３２、コントラ
ストストップ３４、エネルギーフィルター３６、１：５
加速レンズ３８（第２ビームは元の速度まで加速され
る）、投影対物レンズ４２を形成する２つの投影レンズ
４０ａ，４０ｂを連続して通過する。投影対物レンズの
像面には、検出器４４の入力平面が配置されている。こ
の検出器４４は、２枚のチャンネル板、第２電子増倍
管、ルミネッセンススクリーン、光ファイバー窓あるい
は対物レンズの像面に発生する電子分布を検出する公知
の装置等を含んでいる。
静電偏向場１８は、球面コンデンサーによって構成され
ており、磁界偏向場２０とは反対方向に第１ビームを偏
向し、第１ビーム中の電子のエネルギーフォーカジング
をカソードレンズ２６の後焦点面に向けるように磁界偏
向場とあらかじめ関連している。
ており、磁界偏向場２０とは反対方向に第１ビームを偏
向し、第１ビーム中の電子のエネルギーフォーカジング
をカソードレンズ２６の後焦点面に向けるように磁界偏
向場とあらかじめ関連している。
エネルギーフォーカシングの状態を次式で表される。
（Ｄ／Ｌ゛）＝（Ｄ／ｆm）−１＋（υ／λ） この方程式は第２Ａ図乃至第２Ｃ図によって導かれる。
これらの式においてそれぞれの文字は以下の内容を表
す。
これらの式においてそれぞれの文字は以下の内容を表
す。
Ｕ：第１ビーム電子の平均加速電圧 ΔＵ：Ｕの偏差 Ｘ：Ｘ座標の関連場の中心 Ｙ：Ｙ座標の関連場の中心 α：入射角 δ：電子の相対的エネルギー分散量 λ：電場の分散係数 υ：磁場の分散係数 Ｄ：電場の中心と磁場の中心との間の距離 Ｌ′：体物距離 Ｌ゛：像距離 Φ：扇形角 ｆ：焦点距離 ｒ：偏向ビームの曲率半径 上述の説明では削除されている指数のｅとｍは、それぞ
れ電場と磁場について表している。
れ電場と磁場について表している。
ここでΦm＝２０°、ｒm＝１２cm、Ｌ゛＝１３．５cmの
場合、上述の方程式を解決するためにＤ＝５cm、Φe＝
８°が与えられる。
場合、上述の方程式を解決するためにＤ＝５cm、Φe＝
８°が与えられる。
電子レンズ１６は、カソードレンズ２６の後焦点面の電
子源を映す。カソードレンズ２６の物体面は、このレン
ズの射出側焦点面に実質上一致する。スティグメーター
２４は、静電オクタポール場を作り出し、第２ビームの
非点収差を補償する通常の方法を提供する。
子源を映す。カソードレンズ２６の物体面は、このレン
ズの射出側焦点面に実質上一致する。スティグメーター
２４は、静電オクタポール場を作り出し、第２ビームの
非点収差を補償する通常の方法を提供する。
エネルギーフィルター３６は、２枚のカーブした球面コ
ンデンサーによって形成されるエネルギー分散電界偏向
場４６と、要求されるエネルギー幅（例えば１eV）の選
択をするエネルギー分析器を形成するエネルギーストッ
プ４８とを含む。
ンデンサーによって形成されるエネルギー分散電界偏向
場４６と、要求されるエネルギー幅（例えば１eV）の選
択をするエネルギー分析器を形成するエネルギーストッ
プ４８とを含む。
光学システム２２は、順にシュワルツシルト（Schwarzs
child）鏡対物レンズ５０、電子ビーム１２，３０およ
びアイピース５４のための中央アパーチャを備えた鏡対
物レンズのような光路を変えることのできる鏡５２、を
含む。光学システム２２はさらに、光学ビーム（例えば
デュオプラズマトロンUV（例えば、J.A.R.Samson and H
elmut Liebl,Rev.Sci.Instr.,33,No.12,1340-1343,Dec.
1962参照））の放射ビーム源５６と中央が開口した光路
を変えるための鏡６０とを含む。前記放射ビーム源５６
は、視準され電子ビーム１２，３０の光路の共通部分で
反射されることの出来るUV放射のビーム５８を与えるコ
リメーターレンズと共同する。その結果、鏡５２が光路
から外れていて、フォエレクトロンが発生しているとき
試料２８の表面上にビーム５８を照射することができ
る。他方、鏡５２が揺動している場合マイクロスコープ
５０，５４は、光学観測と試料２８の表面の位置合わせ
を可能にする。電子ビーム１２，３０の光路の共通部分
の延長線上に形成された光路６６には、さらに投影レン
ズ６２とルミネッセンススクリーン６４あるいは電子像
受容体が配置されている。磁場２０が解除され、UV源５
６からのUV放射によってフォトエレクトロンが試料２８
の表面から発生しているとき、中間倍率（例えば４００
倍）である試料２８の表面のフォトエレクトロン像は、
カソードレンズ２６と共同する投影レンズ６２によっ
て、ルミネッセンススクリーン６４に形成することがで
きる。
child）鏡対物レンズ５０、電子ビーム１２，３０およ
びアイピース５４のための中央アパーチャを備えた鏡対
物レンズのような光路を変えることのできる鏡５２、を
含む。光学システム２２はさらに、光学ビーム（例えば
デュオプラズマトロンUV（例えば、J.A.R.Samson and H
elmut Liebl,Rev.Sci.Instr.,33,No.12,1340-1343,Dec.
1962参照））の放射ビーム源５６と中央が開口した光路
を変えるための鏡６０とを含む。前記放射ビーム源５６
は、視準され電子ビーム１２，３０の光路の共通部分で
反射されることの出来るUV放射のビーム５８を与えるコ
リメーターレンズと共同する。その結果、鏡５２が光路
から外れていて、フォエレクトロンが発生しているとき
試料２８の表面上にビーム５８を照射することができ
る。他方、鏡５２が揺動している場合マイクロスコープ
５０，５４は、光学観測と試料２８の表面の位置合わせ
を可能にする。電子ビーム１２，３０の光路の共通部分
の延長線上に形成された光路６６には、さらに投影レン
ズ６２とルミネッセンススクリーン６４あるいは電子像
受容体が配置されている。磁場２０が解除され、UV源５
６からのUV放射によってフォトエレクトロンが試料２８
の表面から発生しているとき、中間倍率（例えば４００
倍）である試料２８の表面のフォトエレクトロン像は、
カソードレンズ２６と共同する投影レンズ６２によっ
て、ルミネッセンススクリーン６４に形成することがで
きる。
この実施例では電子レンズ１６，４０ａ，４０ｂは、静
電アインゼル（einzel）レンズである。第３ａ図及び第
３ｂ図に典型的でより好ましい構造が示されている。こ
のレンズは、カップ型のメタル部分４１０を含んでお
り、その底平部分は中央口４１２を有している。カップ
の開口側には、ストップライクディスク４１４が圧接さ
れている。カップの内部には、ほぼ中空円筒状に形成さ
れた中央電極４１６が位置している。底平部分とディス
ク４１４との間には、外環ビーム状に６つの独立したサ
ファイア等のボール４１８が保持されている。中央電極
は、メタル部分４１０の壁部にある穴から外部に通じる
電気接続部分４２０を具備している。
電アインゼル（einzel）レンズである。第３ａ図及び第
３ｂ図に典型的でより好ましい構造が示されている。こ
のレンズは、カップ型のメタル部分４１０を含んでお
り、その底平部分は中央口４１２を有している。カップ
の開口側には、ストップライクディスク４１４が圧接さ
れている。カップの内部には、ほぼ中空円筒状に形成さ
れた中央電極４１６が位置している。底平部分とディス
ク４１４との間には、外環ビーム状に６つの独立したサ
ファイア等のボール４１８が保持されている。中央電極
は、メタル部分４１０の壁部にある穴から外部に通じる
電気接続部分４２０を具備している。
第４図には、電子顕微鏡の一部分がより詳細に示されて
おり、鏡５２、スティグメーター２４、シュワルツシル
ト鏡対物レンズ５０、カソードレンズ２６が示されてい
る。シュワルツシルト鏡対物レンズ５０は、球面状の凹
鏡面５０ａと鏡面状の凸鏡面５０ｂを含んでいる。カソ
ードレンズ２６は、ほぼ地電圧に設定され、試料表面か
らの電子を約−１５Kvに加速する加速電極２６ａを含ん
でいる。カソードレンズ２６はさらに、外側部分がカッ
プ型で内側部分が中空円筒型で、地電圧に設定されたあ
る端電極２６ｂを含んでいる。この外側部分及び内側部
分は、シュワルツシルト鏡対物レンズの光路へ向くアパ
ーチャ２６ｃを具備した円錐部分により接続されてい
る。電極２６ａと２６ｂとの間には、１セット３つのサ
ファイアボール２６ｅが２セット保持されており、じょ
うご型の中央電極２６ｄが約−１５Kvに設定されてい
る。なお、カソードレンズについては、H.Liebl in Opt
ic 80,No.1(1988)4-8にその詳細が記載されている。
おり、鏡５２、スティグメーター２４、シュワルツシル
ト鏡対物レンズ５０、カソードレンズ２６が示されてい
る。シュワルツシルト鏡対物レンズ５０は、球面状の凹
鏡面５０ａと鏡面状の凸鏡面５０ｂを含んでいる。カソ
ードレンズ２６は、ほぼ地電圧に設定され、試料表面か
らの電子を約−１５Kvに加速する加速電極２６ａを含ん
でいる。カソードレンズ２６はさらに、外側部分がカッ
プ型で内側部分が中空円筒型で、地電圧に設定されたあ
る端電極２６ｂを含んでいる。この外側部分及び内側部
分は、シュワルツシルト鏡対物レンズの光路へ向くアパ
ーチャ２６ｃを具備した円錐部分により接続されてい
る。電極２６ａと２６ｂとの間には、１セット３つのサ
ファイアボール２６ｅが２セット保持されており、じょ
うご型の中央電極２６ｄが約−１５Kvに設定されてい
る。なお、カソードレンズについては、H.Liebl in Opt
ic 80,No.1(1988)4-8にその詳細が記載されている。
第５図は減速レンズ３２を示した図であり、この減速レ
ンズ３２は、絶縁材料のロッド３２ｃに取り付けられた
２つの管状電極３２ａ，３２ｂを有している。レンズ部
分は、電極３２ａと３２ｂとの間の互いに向かい合った
部分のギャップ３２ｄに存在する。電極３２ｂは比較的
長く形成されており、第２光路３０を選択的に取り替え
ることのできる複数の溝開口を具備した板状の可動ホル
ダー３４を有している。これは、コントラストストップ
を形成する。第６図には、加速レンズ３８が示されてお
り、この加速レンズ３８は、３つの管状電極３８ａ，３
８ｂ，３８ｃを有している。事実上加速レンズは中間の
電極３８ｂとこれに隣接した電極３８ａ，３８ｃの端と
の間の電場に形成されている。電極３８ａは比較的長く
形成されており、前記コントラストストップと同様に形
成されるエネルギーストップであるホルダー４８を含ん
でいる。
ンズ３２は、絶縁材料のロッド３２ｃに取り付けられた
２つの管状電極３２ａ，３２ｂを有している。レンズ部
分は、電極３２ａと３２ｂとの間の互いに向かい合った
部分のギャップ３２ｄに存在する。電極３２ｂは比較的
長く形成されており、第２光路３０を選択的に取り替え
ることのできる複数の溝開口を具備した板状の可動ホル
ダー３４を有している。これは、コントラストストップ
を形成する。第６図には、加速レンズ３８が示されてお
り、この加速レンズ３８は、３つの管状電極３８ａ，３
８ｂ，３８ｃを有している。事実上加速レンズは中間の
電極３８ｂとこれに隣接した電極３８ａ，３８ｃの端と
の間の電場に形成されている。電極３８ａは比較的長く
形成されており、前記コントラストストップと同様に形
成されるエネルギーストップであるホルダー４８を含ん
でいる。
対称的な光路（入射と射出とのギャップは扇形場から等
しい距離）を具備する静電扇形場４６のエネルギー分解
度は、次式で与えられる。
しい距離）を具備する静電扇形場４６のエネルギー分解
度は、次式で与えられる。
ΔＵ＝ＵＳ／２ｒe ここでＵは通過エネルギーを表し、Ｓは入射と射出との
間のギャップ（場合によっては、コントラストストップ
あるいはエネルギーストップによって形成される）の幅
を表し、ｒeは扇形場の半径を表す。
間のギャップ（場合によっては、コントラストストップ
あるいはエネルギーストップによって形成される）の幅
を表し、ｒeは扇形場の半径を表す。
この実施例では、通過エネルギーＵは３keVであり、ギ
ャップ幅Ｓは２０μｍであり、ビーム形場の半径ｒeは
３６mmである。この結果エネルギー分解度は０．８３eV
となる。
ャップ幅Ｓは２０μｍであり、ビーム形場の半径ｒeは
３６mmである。この結果エネルギー分解度は０．８３eV
となる。
２つの偏向場の偏向による不鮮明画像を避けるため、磁
場２０と静電場４６は、公知の光路の組み合わせの原理
が用いられている。すなわち、カソードレンズ２６は、
磁場２０の偏向の中心で試料表面を映し、減速レンズ３
２は、減速場４６の偏向の中心でこの第１の像を写し、
加速レンズ３８は、投影光学装置４２の入射面でこの第
２の像を写す。この方法によると第１と第２の像の不鮮
明はなくなり、２つの偏向場による試料表面の像は鮮明
なものとなる。
場２０と静電場４６は、公知の光路の組み合わせの原理
が用いられている。すなわち、カソードレンズ２６は、
磁場２０の偏向の中心で試料表面を映し、減速レンズ３
２は、減速場４６の偏向の中心でこの第１の像を写し、
加速レンズ３８は、投影光学装置４２の入射面でこの第
２の像を写す。この方法によると第１と第２の像の不鮮
明はなくなり、２つの偏向場による試料表面の像は鮮明
なものとなる。
同時にＬＥＥＤ縞を伴うカソードレンズの焦点面は、静
電偏向場４６、磁場２０、コントラストストップの平面
の減速レンズ３４、エネルギーストップの平面の一部分
により写し出される。
電偏向場４６、磁場２０、コントラストストップの平面
の減速レンズ３４、エネルギーストップの平面の一部分
により写し出される。
試料表面というよりはむしろＬＥＥＤ縞の像が検出器４
４によって検出されたなら、３つの電極３８ａ，３８
ｂ，３８ｃを含む（第６図参照）加速レンズ３８は、静
電偏向場４６の中心よりむしろエネルギーストップ４８
を投影光学系４２の入射平面に写して調整される。
４によって検出されたなら、３つの電極３８ａ，３８
ｂ，３８ｃを含む（第６図参照）加速レンズ３８は、静
電偏向場４６の中心よりむしろエネルギーストップ４８
を投影光学系４２の入射平面に写して調整される。
電子レンズ１６を不要にしてもエネルギーフォーカシン
グには何等影響を与えないが、第１ビームの方向フォー
カシングは、レンズと同様に偏向場の扇形角度をより大
きくする他の電子光学系によらなければならない。
グには何等影響を与えないが、第１ビームの方向フォー
カシングは、レンズと同様に偏向場の扇形角度をより大
きくする他の電子光学系によらなければならない。
第１Ａ図および第１Ｂ図は、この発明に係る電子顕微鏡
の１実施例の概要を図式的に示す図；第２Ａ図は、第１
図の電子顕微鏡において、静電および電磁回折場と第１
光ビーム路のエネルギーフォーカシングを説明するため
の方程式とを含む、第１光ビーム路を部分的に示す図；
第２Ｂ図は電磁回折場と連立方程式とを示す図；第２Ｃ
図は静電回折場と連立方程式とを示す図；第３ａ図およ
び第３ｂ図は、それぞれ静電レンズを軸方向から見た
図；第４図は、第１図の電子顕微鏡において試料を取付
けた図；第５図は減速レンズを示す図、そして、第６図
は加速レンズを示す図である。 １０…電子ビーム源，１２，３０…電子ビーム，１８…
静電偏向場，２０…磁界偏向場，４６…静電扇形場，５
４…マイクロスコープ，５６…放射ビーム源。
の１実施例の概要を図式的に示す図；第２Ａ図は、第１
図の電子顕微鏡において、静電および電磁回折場と第１
光ビーム路のエネルギーフォーカシングを説明するため
の方程式とを含む、第１光ビーム路を部分的に示す図；
第２Ｂ図は電磁回折場と連立方程式とを示す図；第２Ｃ
図は静電回折場と連立方程式とを示す図；第３ａ図およ
び第３ｂ図は、それぞれ静電レンズを軸方向から見た
図；第４図は、第１図の電子顕微鏡において試料を取付
けた図；第５図は減速レンズを示す図、そして、第６図
は加速レンズを示す図である。 １０…電子ビーム源，１２，３０…電子ビーム，１８…
静電偏向場，２０…磁界偏向場，４６…静電扇形場，５
４…マイクロスコープ，５６…放射ビーム源。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭59−192946（ＪＰ，Ａ) 特公 昭51−46436（ＪＰ，Ｂ１)
Claims (2)
- 【請求項１】偏向第１光路に沿って連続的に配される、
電子ビーム源と、実質的に一定な磁界偏向場と、物体面
を有する電子レンズと、この電子レンズの物体面に実質
的に試料の表面を保持する装置と、を備え、 第２光路に沿って連続的に配される、前記電子レンズ
と、前記磁界偏向場と、結像電子−光学装置と、電子検
出装置と、を備えており、前記第１光路と第２光路は、
前記磁界偏向場によって分離される電子顕微鏡におい
て、 前記第１光路における磁界偏向場の前に配置され、この
磁界偏向場によって偏向される方向とは反対の方向に第
１ビームを偏向させ、前記磁界偏向場によって起こるエ
ネルギー分散を補償するエネルギー選択静電偏向場、を
有することを特徴とする電子顕微鏡。 - 【請求項２】前記第１光路中に、指向性フォーカシング
のための電子−光学装置が配置されていることを特徴と
する請求項１に記載の電子顕微鏡。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE3904032A DE3904032A1 (de) | 1989-02-10 | 1989-02-10 | Elektronenmikroskop zur untersuchung von festkoerperoberflaechen |
| DE3904032.1 | 1989-02-10 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02242555A JPH02242555A (ja) | 1990-09-26 |
| JPH063726B2 true JPH063726B2 (ja) | 1994-01-12 |
Family
ID=6373837
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2031281A Expired - Lifetime JPH063726B2 (ja) | 1989-02-10 | 1990-02-09 | 電子顕微鏡 |
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|---|---|
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| JP (1) | JPH063726B2 (ja) |
| DE (1) | DE3904032A1 (ja) |
| FR (1) | FR2644291A1 (ja) |
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| TW579536B (en) | 2001-07-02 | 2004-03-11 | Zeiss Carl Semiconductor Mfg | Examining system for the particle-optical imaging of an object, deflector for charged particles as well as method for the operation of the same |
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|---|---|---|---|---|
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| GB1128107A (en) * | 1965-06-23 | 1968-09-25 | Hitachi Ltd | Scanning electron microscope |
| DE2223367C3 (de) * | 1972-05-12 | 1978-11-30 | Max-Planck-Gesellschaft Zur Foerderung Der Wissenschaften E.V., 3400 Goettingen | Mikrostrahlsonde zur quantitativen Erfassung von geladenen Sekundärteilchen |
| DE2842527C3 (de) * | 1978-09-29 | 1981-12-17 | Max-Planck-Gesellschaft zur Förderung der Wissenschaften e.V., 3400 Göttingen | Elektrostatische Emissionslinse |
| DE2937004C2 (de) * | 1979-09-13 | 1984-11-08 | Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V., 8000 München | Chromatisch korrigierte Ablenkvorrichtung für Korpuskularstrahlgeräte |
| GB2130433B (en) * | 1982-03-05 | 1986-02-05 | Jeol Ltd | Scanning electron microscope with as optical microscope |
| DE3311195A1 (de) * | 1983-03-26 | 1984-10-04 | Kernforschungsanlage Jülich GmbH, 5170 Jülich | Elektronenenergie-analysator mit vielkanaldetektor |
| US4564758A (en) * | 1984-02-01 | 1986-01-14 | Cameca | Process and device for the ionic analysis of an insulating sample |
| EP0175933A1 (de) * | 1984-09-21 | 1986-04-02 | Siemens Aktiengesellschaft | Rasterlinsen-System ohne Ablenkfarbfehler zur Materialbearbeitung mit Korpuskularstrahlen |
| US4556794A (en) * | 1985-01-30 | 1985-12-03 | Hughes Aircraft Company | Secondary ion collection and transport system for ion microprobe |
| FR2596863B1 (fr) * | 1986-04-07 | 1988-06-17 | Centre Nat Rech Scient | Dispositif de microscopie analytique, propre a former a la fois une sonde raman et une sonde electronique |
| US4829179A (en) * | 1986-07-12 | 1989-05-09 | Nissin Electric Company, Limited | Surface analyzer |
| JPS63276860A (ja) * | 1987-05-07 | 1988-11-15 | Nissin Electric Co Ltd | 表面解析装置 |
-
1989
- 1989-02-10 DE DE3904032A patent/DE3904032A1/de active Granted
-
1990
- 1990-01-25 GB GB909001717A patent/GB9001717D0/en active Pending
- 1990-02-07 US US07/476,973 patent/US4978855A/en not_active Expired - Fee Related
- 1990-02-09 JP JP2031281A patent/JPH063726B2/ja not_active Expired - Lifetime
- 1990-02-09 FR FR9001551A patent/FR2644291A1/fr not_active Withdrawn
- 1990-02-12 GB GB9003080A patent/GB2230643B/en not_active Expired - Fee Related
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|---|---|
| GB9001717D0 (en) | 1990-03-28 |
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| DE3904032C2 (ja) | 1993-07-15 |
| GB2230643A (en) | 1990-10-24 |
| US4978855A (en) | 1990-12-18 |
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| GB2230643B (en) | 1993-10-27 |
| DE3904032A1 (de) | 1990-08-16 |
| FR2644291A1 (fr) | 1990-09-14 |
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