JPH071685B2 - 走査電子顕微鏡 - Google Patents
走査電子顕微鏡Info
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- JPH071685B2 JPH071685B2 JP2234357A JP23435790A JPH071685B2 JP H071685 B2 JPH071685 B2 JP H071685B2 JP 2234357 A JP2234357 A JP 2234357A JP 23435790 A JP23435790 A JP 23435790A JP H071685 B2 JPH071685 B2 JP H071685B2
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Description
【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、対物レンズの上部より２次電子を検出する走
査電子顕微鏡に係り、特に、高加速電圧時および低加速
電圧時のいずれにおいても高効率で２次電子を検出し、
高分解能の２次電子像が得られる走査電子顕微鏡に関す
る。
査電子顕微鏡に係り、特に、高加速電圧時および低加速
電圧時のいずれにおいても高効率で２次電子を検出し、
高分解能の２次電子像が得られる走査電子顕微鏡に関す
る。
（従来技術） ２次電子像の高分解能化を図るためには、対物レンズの
焦点距離を短くしてレンズの収差を小さくすることが望
ましい。そこで近年では、対物レンズの焦点距離を短く
するために試料を対物レンズの間隙部に挿入する、いわ
ゆるインレンズ方式の走査電子顕微鏡が普及している。
焦点距離を短くしてレンズの収差を小さくすることが望
ましい。そこで近年では、対物レンズの焦点距離を短く
するために試料を対物レンズの間隙部に挿入する、いわ
ゆるインレンズ方式の走査電子顕微鏡が普及している。
インレンズ方式の走査電子顕微鏡では、対物レンズの上
部より２次電子を検出するために対物レンズの上方に２
次電子検出器が設置され、該２次電子検出器は、第３図
に示した様な２次電子引き出し電界を発生させる。
部より２次電子を検出するために対物レンズの上方に２
次電子検出器が設置され、該２次電子検出器は、第３図
に示した様な２次電子引き出し電界を発生させる。
しかしながら、このようなインレンズ方式の走査電子顕
微鏡では、低加速電圧で放出された１次電子線は前記２
次電子引き出し電界によって曲げられて対物レンズの光
軸外を通ることになるため、レンズの軸外収差を受けて
高分解能の２次電子像を得られないという問題があっ
た。
微鏡では、低加速電圧で放出された１次電子線は前記２
次電子引き出し電界によって曲げられて対物レンズの光
軸外を通ることになるため、レンズの軸外収差を受けて
高分解能の２次電子像を得られないという問題があっ
た。
また、２次電子検出器の引き出し電界を弱めること、１
次電子線の曲りを小さくすることはできるが、十分な量
の２次電子を引き出すことが困難になり、分解能の高い
２次電子像を得ることができない。
次電子線の曲りを小さくすることはできるが、十分な量
の２次電子を引き出すことが困難になり、分解能の高い
２次電子像を得ることができない。
そこで、このような問題点を解決するために、例えば、
特開昭59-134540号公報および実開昭61-99960号公報で
は、２次電子引き出し電界による１次電子線の曲りを、
補正励磁コイルによる偏向磁界によって補正する技術が
提案されている。
特開昭59-134540号公報および実開昭61-99960号公報で
は、２次電子引き出し電界による１次電子線の曲りを、
補正励磁コイルによる偏向磁界によって補正する技術が
提案されている。
また、特開昭61-131353号公報には、２次電子引き出し
電界の１次電子線への影響を少なくするために、第４図
に示したように２次電子検出器近傍の対物レンズ光軸20
をシールド電極11で覆うことによって、２次電子引き出
し電界をシールドする技術が提案されている。
電界の１次電子線への影響を少なくするために、第４図
に示したように２次電子検出器近傍の対物レンズ光軸20
をシールド電極11で覆うことによって、２次電子引き出
し電界をシールドする技術が提案されている。
（発明が解決しようとする課題） １次電子線の曲りを偏向磁界によって補正する方式で
は、１次電子線の曲り補正に最適な偏向磁界が加速電圧
に応じて変化するために、加速電圧を調整するたびに補
正励磁コイルも調整しなければならず、操作が繁雑であ
るという問題があった。
は、１次電子線の曲り補正に最適な偏向磁界が加速電圧
に応じて変化するために、加速電圧を調整するたびに補
正励磁コイルも調整しなければならず、操作が繁雑であ
るという問題があった。
また、１次電子線が偏向磁界および引き出し電界という
２つの力の影響を受けるために、その力の影響が不規則
となり、正確な補正が難しいという問題があった。
２つの力の影響を受けるために、その力の影響が不規則
となり、正確な補正が難しいという問題があった。
一方、対物レンズ光軸をシールド電極で覆う方式は、低
加速電圧での観察には有効であるが、高加速電圧による
観察では以下のような問題があった。
加速電圧での観察には有効であるが、高加速電圧による
観察では以下のような問題があった。
すなわち、加速電圧が20kV以上になると、対物レンズの
励磁が非常に強くなるために、試料から発生した数エレ
クトロン・ボルト程度の低エネルギの２次電子は対物レ
ンズの磁場によって激しく巻き上げられ、対物レンズ上
方では２次電子の軌道が発散してしまう。
励磁が非常に強くなるために、試料から発生した数エレ
クトロン・ボルト程度の低エネルギの２次電子は対物レ
ンズの磁場によって激しく巻き上げられ、対物レンズ上
方では２次電子の軌道が発散してしまう。
したがって、試料の広い範囲から発生する２次電子を効
率良く捕捉して、広視野の観察を行うためには、対物レ
ンズ上方での２次電子引き出し電界を十分に作用させて
広い空間で２次電子を捕捉する必要がある。
率良く捕捉して、広視野の観察を行うためには、対物レ
ンズ上方での２次電子引き出し電界を十分に作用させて
広い空間で２次電子を捕捉する必要がある。
ところが、２次電子検出器近傍の対物レンズ光軸をシー
ルド電極で覆うようにすると、第４図に示したように２
次電子引き出し電界の強度が弱められてしまうので、試
料上の非常に狭い限られた領域の２次電子しか捕捉でき
なくなり、広視野の観察ができなくなってしまう。
ルド電極で覆うようにすると、第４図に示したように２
次電子引き出し電界の強度が弱められてしまうので、試
料上の非常に狭い限られた領域の２次電子しか捕捉でき
なくなり、広視野の観察ができなくなってしまう。
本発明の目的は、上記した種々の問題点を解決して、高
加速電圧による観察時には広視野の観察を可能とし、低
加速電圧による観察時には、軸ずれの影響が少ない高分
解能観察が可能な走査電子顕微鏡を提供することにあ
る。
加速電圧による観察時には広視野の観察を可能とし、低
加速電圧による観察時には、軸ずれの影響が少ない高分
解能観察が可能な走査電子顕微鏡を提供することにあ
る。
（課題を解決するための手段） 上記した目的を達成するために、本発明では、対物レン
ズの上部より２次電子を検出して観察像を得る走査電子
顕微鏡において、２次電子検出器が発生する電界による
１次電子線の曲がりを防止するために光軸上の電界をシ
ールドするシールド手段と、該シールド手段を、光軸上
の電界をシールドする第１の位置および前記電界による
２次電子の十分な捕捉を可能にする第２の位置のいずれ
かに選択的に移動させる移動手段とを具備し、低加速電
圧での観察時にはシールド手段を第１の位置に移動し、
高加速電圧での観察時にはシールド手段を第２の位置に
移動するようにした。
ズの上部より２次電子を検出して観察像を得る走査電子
顕微鏡において、２次電子検出器が発生する電界による
１次電子線の曲がりを防止するために光軸上の電界をシ
ールドするシールド手段と、該シールド手段を、光軸上
の電界をシールドする第１の位置および前記電界による
２次電子の十分な捕捉を可能にする第２の位置のいずれ
かに選択的に移動させる移動手段とを具備し、低加速電
圧での観察時にはシールド手段を第１の位置に移動し、
高加速電圧での観察時にはシールド手段を第２の位置に
移動するようにした。
（作用） このような構成によれば、低加速電圧での観察時には、
２次電子検出器が光軸近傍に発生させる２次電子引き出
し電界がシールド手段によってシールドされるので、軸
ずれの影響が少ない高分解能観察が可能になる。
２次電子検出器が光軸近傍に発生させる２次電子引き出
し電界がシールド手段によってシールドされるので、軸
ずれの影響が少ない高分解能観察が可能になる。
また、高加速電圧での観察時には、２次電子引き出し電
界による２次電子の十分な捕捉を可能にする位置までシ
ールド手段が移動するので、対物レンズ上方の広い空間
で２次電子を捕捉できるようになり、広視野の観察が可
能になる。
界による２次電子の十分な捕捉を可能にする位置までシ
ールド手段が移動するので、対物レンズ上方の広い空間
で２次電子を捕捉できるようになり、広視野の観察が可
能になる。
（実施例） 第１図は本発明の一実施例である走査電子顕微鏡の主要
部の断面図、第２図は第１図の部分拡大断面図である。
部の断面図、第２図は第１図の部分拡大断面図である。
陰極１より放射された電子線２は、陽極３に印加される
加速電圧によって加速されて後段のレンズ系に進行す
る。加速された電子線２は集束レンズ４で一旦集束され
た後に、さらに対物レンズ７によって試料８上に細く絞
られてスポットを形成する。電子線２は２段の偏向器5,
6によってＸ方向およびＹ方向に偏向され、スポットは
試料８上で２次元状に走査される。
加速電圧によって加速されて後段のレンズ系に進行す
る。加速された電子線２は集束レンズ４で一旦集束され
た後に、さらに対物レンズ７によって試料８上に細く絞
られてスポットを形成する。電子線２は２段の偏向器5,
6によってＸ方向およびＹ方向に偏向され、スポットは
試料８上で２次元状に走査される。
一方、試料８から発生した２次電子９は、２次電子検出
器10による２次電子引き出し電界によって加速されて捕
捉される。
器10による２次電子引き出し電界によって加速されて捕
捉される。
２次電子検出器10近傍の１次電子２の光軸上には、２次
電子検出器10による引き出し電界を抑制するための筒状
のシールド電極11が軸11aの一端で支持されている。
電子検出器10による引き出し電界を抑制するための筒状
のシールド電極11が軸11aの一端で支持されている。
軸11aはフランジ13の開口部17に挿通されて鏡体外部ま
で延長され、その他端にはエアシリンダ16が接続されて
いる。エアシリンダ16は支柱15を介してフランジ13に固
定されている。前記開口部17では、ベローズ14に軸11a
およびフランジ13が密着され、これによって鏡体内部が
真空保持される。
で延長され、その他端にはエアシリンダ16が接続されて
いる。エアシリンダ16は支柱15を介してフランジ13に固
定されている。前記開口部17では、ベローズ14に軸11a
およびフランジ13が密着され、これによって鏡体内部が
真空保持される。
このような構成において、低加速電圧による観察時に
は、２次電子検出器10による２次電子引き出し電界の影
響を緩和するために、エアシリンダ16を操作して軸11a
を摺動させ、シールド電極11を第２図（ａ）に示したよ
うな位置まで移動させる。
は、２次電子検出器10による２次電子引き出し電界の影
響を緩和するために、エアシリンダ16を操作して軸11a
を摺動させ、シールド電極11を第２図（ａ）に示したよ
うな位置まで移動させる。
すなわち、シールド電極11によって光軸20上の２次電子
引き出し電界がシールドされるように、シールド電極11
を光軸上に移動させる。
引き出し電界がシールドされるように、シールド電極11
を光軸上に移動させる。
このようにすれば、１次電子は引き出し電界の影響を受
けずに、高分解能での観察が可能になる。
けずに、高分解能での観察が可能になる。
一方、高加速電圧による観察時には、対物レンズ上方の
広い空間で２次電子を捕捉するために、エアシリンダ16
を操作して軸11aを摺動させ、シールド電極11を第２図
（ｂ）に示したような位置まで移動させる。
広い空間で２次電子を捕捉するために、エアシリンダ16
を操作して軸11aを摺動させ、シールド電極11を第２図
（ｂ）に示したような位置まで移動させる。
すなわち、シールド電極11が２次電子引き出し電界に影
響を与えず、２次電子引き出し電界による２次電子の十
分な捕捉が可能となるように、シールド電極11を鏡体内
の端部まで移動させる。
響を与えず、２次電子引き出し電界による２次電子の十
分な捕捉が可能となるように、シールド電極11を鏡体内
の端部まで移動させる。
このようにすれば、２次電子引き出し電界が十分に作用
して２次電子を捕捉することができるので、広視野の観
察が可能になる。
して２次電子を捕捉することができるので、広視野の観
察が可能になる。
なお、上記したベローズ14はＯリングに置き換えること
が可能であり、さらに、エアシリンダ16も電磁シリンダ
に置き換えることが可能である。
が可能であり、さらに、エアシリンダ16も電磁シリンダ
に置き換えることが可能である。
また、加速電圧を基準値と比較する比較手段と、比較手
段の出力に応じてエアシリンダ16を制御する制御手段と
を設け、加速電圧が基準値未満であればシールド電極11
が第２図（ａ）の位置まで移動され、加速電圧が基準値
以上であればシールド電極11が第２図（ｂ）の位置まで
移動するようにエアシリンダ16を自動制御すれば、オペ
レータは加速電圧を意識することなく、常に最適な状態
での観察が可能になる。
段の出力に応じてエアシリンダ16を制御する制御手段と
を設け、加速電圧が基準値未満であればシールド電極11
が第２図（ａ）の位置まで移動され、加速電圧が基準値
以上であればシールド電極11が第２図（ｂ）の位置まで
移動するようにエアシリンダ16を自動制御すれば、オペ
レータは加速電圧を意識することなく、常に最適な状態
での観察が可能になる。
（発明の効果） 本発明によれば、加速電圧の高低に応じてシールド電極
を移動させることができるので、低加速電圧での観察時
にはシールド電極を光軸上に移動すれば、シールド電極
によって２次電子検出器が光軸近傍に発生させる電界が
シールドされるので、軸ずれの影響が少ない高分解能観
察が可能になる。
を移動させることができるので、低加速電圧での観察時
にはシールド電極を光軸上に移動すれば、シールド電極
によって２次電子検出器が光軸近傍に発生させる電界が
シールドされるので、軸ずれの影響が少ない高分解能観
察が可能になる。
また、高加速電圧での観察時にはシールド電極を鏡体内
の端部に移動すれば、シールド電極が２次電子引き出し
電界に影響を与えず、２次電子引き出し電界による２次
電子の十分な捕捉が可能となるので、対物レンズ上方の
広い空間で２次電子を捕捉できるようになって広視野の
観察が可能になる。
の端部に移動すれば、シールド電極が２次電子引き出し
電界に影響を与えず、２次電子引き出し電界による２次
電子の十分な捕捉が可能となるので、対物レンズ上方の
広い空間で２次電子を捕捉できるようになって広視野の
観察が可能になる。
第１図は本発明の一実施例の断面図、第２図は第１図の
部分拡大図、第3,4図は２次電子検出器が光軸近傍に発
生させる電界を示した図である。 １……陰極、２……電子線、３……陽極、４……集束レ
ンズ、5,6……偏向器、７……対物レンズ、８……試
料、９……２次電子、10……２次電子検出器、11……シ
ールド電極、14……ベローズ、16……エアシリンダ
部分拡大図、第3,4図は２次電子検出器が光軸近傍に発
生させる電界を示した図である。 １……陰極、２……電子線、３……陽極、４……集束レ
ンズ、5,6……偏向器、７……対物レンズ、８……試
料、９……２次電子、10……２次電子検出器、11……シ
ールド電極、14……ベローズ、16……エアシリンダ
Claims (2)
- 【請求項１】対物レンズの上部より２次電子を検出して
観察像を得る走査電子顕微鏡において、 ２次電子検出器が発生する２次電子引き出し電界による
１次電子線の曲がりを防止するために、光軸上の前記電
界をシールドするシールド手段と、 前記シールド手段を、光軸上の前記電界をシールドする
第１の位置および前記電界による２次電子の十分な捕捉
を可能にする第２の位置のいずれかに、選択的に移動さ
せる移動手段とを具備したことを特徴とする走査電子顕
微鏡。 - 【請求項２】１次電子線の加速電圧を設定する加速電圧
設定手段と、 前記加速電圧を基準値と比較する比較手段と、 前記比較手段の出力に応じて移動手段を制御する制御手
段とをさらに具備し、 前記制御手段は、加速電圧が基準値未満であればシール
ド手段が前記第１の位置に移動され、加速電圧が基準値
以上であればシールド手段が前記第２の位置に移動され
るように移動手段を制御することを特徴とする特許請求
の範囲第１項記載の走査電子顕微鏡。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2234357A JPH071685B2 (ja) | 1990-09-06 | 1990-09-06 | 走査電子顕微鏡 |
| DE69123668T DE69123668T2 (de) | 1990-09-06 | 1991-09-04 | Rasterelektronenmikroskop |
| EP91114959A EP0474223B1 (en) | 1990-09-06 | 1991-09-04 | Scanning electron microscope |
| US07/755,844 US5149968A (en) | 1990-09-06 | 1991-09-06 | Scanning electron microscope |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2234357A JPH071685B2 (ja) | 1990-09-06 | 1990-09-06 | 走査電子顕微鏡 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04115449A JPH04115449A (ja) | 1992-04-16 |
| JPH071685B2 true JPH071685B2 (ja) | 1995-01-11 |
Family
ID=16969739
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2234357A Expired - Fee Related JPH071685B2 (ja) | 1990-09-06 | 1990-09-06 | 走査電子顕微鏡 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5149968A (ja) |
| EP (1) | EP0474223B1 (ja) |
| JP (1) | JPH071685B2 (ja) |
| DE (1) | DE69123668T2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3117950B2 (ja) * | 1998-05-21 | 2000-12-18 | セイコーインスツルメンツ株式会社 | 荷電粒子装置 |
| JP4732917B2 (ja) * | 2006-02-15 | 2011-07-27 | 株式会社日立ハイテクノロジーズ | 走査型電子顕微鏡及び欠陥検出装置 |
Family Cites Families (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR850001390B1 (ko) * | 1980-07-31 | 1985-09-24 | 니혼 덴시 가부시끼 가이샤 | 2차 전자 검출장치 |
| JPS59134540A (ja) * | 1983-01-21 | 1984-08-02 | Hitachi Ltd | 二次電子検出装置 |
| JPS61131353A (ja) * | 1984-11-30 | 1986-06-19 | Hitachi Ltd | 二次電子検出器 |
| JPS6199960A (ja) * | 1985-04-05 | 1986-05-19 | Clarion Co Ltd | テ−プ走行モ−ド切換装置 |
| GB8609739D0 (en) * | 1986-04-22 | 1986-05-29 | Spectros Ltd | Charged particle analyser |
| JPS63110543A (ja) * | 1986-10-29 | 1988-05-16 | Hitachi Ltd | 走査電子顕微鏡の信号検出器 |
| DE3888712D1 (de) * | 1987-02-02 | 1994-05-05 | Integrated Circuit Testing | Detektorobjectiv für Rastermikroskope. |
| JPH01220352A (ja) * | 1988-02-26 | 1989-09-04 | Hitachi Ltd | 走査電子顕微鏡及びその類似装置 |
-
1990
- 1990-09-06 JP JP2234357A patent/JPH071685B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
1991
- 1991-09-04 DE DE69123668T patent/DE69123668T2/de not_active Expired - Fee Related
- 1991-09-04 EP EP91114959A patent/EP0474223B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1991-09-06 US US07/755,844 patent/US5149968A/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
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| DE69123668T2 (de) | 1997-06-12 |
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