JPH08212962A - 2次電子検出器 - Google Patents

2次電子検出器

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Publication number
JPH08212962A
JPH08212962A JP1662395A JP1662395A JPH08212962A JP H08212962 A JPH08212962 A JP H08212962A JP 1662395 A JP1662395 A JP 1662395A JP 1662395 A JP1662395 A JP 1662395A JP H08212962 A JPH08212962 A JP H08212962A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
electrode
secondary electrons
energy
electron
detector
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP1662395A
Other languages
English (en)
Inventor
Junichi Oyama
純一 大山
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Jeol Ltd
Original Assignee
Jeol Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Jeol Ltd filed Critical Jeol Ltd
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Publication of JPH08212962A publication Critical patent/JPH08212962A/ja
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 特定のエネルギの2次電子を選択的に検出す
ることができる2次電子検出器を実現する。 【構成】 2次電子eの内、比較的エネルギの高い電子
は−200Vの電圧が印加されたメッシュ状の第3
の電極7を通過し、正の高電圧が印加された第4の電極
11に入射して吸収される。一方、比較的エネルギの低
い電子eは、メッシュ状の第3の電極7の負の電界に
よって反射され、+100Vの電圧が印加された第2の
電極5を通過してシンチレータ13に入射する。シンチ
レータ13は入射した2次電子eの量に応じて発光す
る。このシンチレータ13における発光は、ガラス部材
12、光ファイバー14を介して光電子増倍管15の光
電変換面16に入り、電気信号に変換される。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、特定のエネルギの2次
電子を選択的に検出することができる走査電子顕微鏡な
どの2次電子検出器に関する。
【0002】
【従来の技術】走査電子顕微鏡では、試料に一次電子ビ
ームを照射し、この電子ビームの照射によって試料から
発生した2次電子を検出している。検出された2次電子
は、一次電子ビームの走査に同期した陰極線管に供給さ
れ、この陰極線管に試料の2次電子像を表示するように
している。
【0003】従来多く用いられている2次電子検出器
は、検出器の前面に+10kV程度の高電圧を印加して
試料から発生した2次電子を引き寄せ、シンチレータに
2次電子を衝突させてシンチレータを2次電子の強度に
応じて光らせている。シンチレータの光は、光電子増倍
管に供給され2次電子強度に応じた電気信号を得るよう
にしている。このような2次電子検出器は、エバハルト
ソーンリー検出器と呼ばれている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】上記したタイプの検出
器では、試料から発生したエネルギの高い2次電子から
エネルギの低い2次電子まで種々のエネルギの2次電子
を全て捕らえて検出している。このため、対物レンズの
アパーチャ板やその他の構成部材で散乱した電子も検出
器に入って検出される。散乱した電子に対応して検出さ
れた信号は、走査電子顕微鏡像のバックグランドノイズ
となり、像の質の低下や分解能の悪化につながる。
【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、特定のエネルギの2次電子を選択
的に検出することができる2次電子検出器を実現するに
ある。
【0006】
【課題を解決するための手段】請求項1の発明に基づく
2次電子検出器は、試料へ電子ビームを照射した結果試
料から発生した2次電子を引き込む第1の電極と、第1
の電極を通過した2次電子の内、第1のレベル以下のエ
ネルギの2次電子を反射させ、第1のレベル以上のエネ
ルギの2次電子を通過させる第2の電極と、第2の電極
によって反射された2次電子を引き寄せる第3の電極
と、第3の電極を通過した2次電子を検出する検出器と
を備えたことを特徴としている。
【0007】請求項2の発明に基づく2次電子検出器
は、試料へ電子ビームを照射した結果試料から発生した
2次電子を引き込む第1の電極と、第1の電極を通過し
た2次電子の内、第1のレベル以下のエネルギの2次電
子を反射させ、第1のレベル以上のエネルギの2次電子
を通過させる第2の電極と、第2の電極によって反射さ
れた2次電子を引き寄せる第3の電極と、第2の電極を
通過した2次電子を検出する検出器とを備えたことを特
徴としている。
【0008】請求項3の発明に基づく2次電子検出器
は、試料へ電子ビームを照射した結果試料から発生した
2次電子を引き込む第1の電極と、第1の電極を通過し
た2次電子の内、第1のレベル以下のエネルギの2次電
子を反射させ、第1のレベル以上のエネルギの2次電子
を通過させる第2の電極と、第2の電極によって反射さ
れた2次電子を引き寄せる第3の電極と、第2の電極を
通過した2次電子を検出する第1の検出器と、第3の電
極を通過した2次電子を検出する第2の検出器とを備え
たことを特徴としている。
【0009】
【作用】請求項1の発明においては、特定エネルギ以下
の比較的低いエネルギの電子のみを選択的に検出する。
【0010】請求項2の発明においては、特定エネルギ
以上の比較的高いエネルギの電子のみを選択的に検出す
る。請求項3の発明においては、特定エネルギ以下の比
較的低いエネルギの電子と、特定エネルギ以上の比較的
高いエネルギの電子を選択的に切り換えて検出する。
【0011】
【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1は本発明の一実施例である2次電子検
出器を備えた走査電子顕微鏡の要部を示しており、1は
図示していない電子銃から発生した電子ビームEBを試
料2上で2次元的に走査するための偏向コイルである。
図示していないが、電子ビームEBは集束レンズや対物
レンズによって試料2上に細く集束される。
【0012】3は2次電子検出器の第1の電極であり、
試料2への電子ビームの照射によって発生した2次電子
eを引き寄せるため、この第1の電極3には、+100
V程度の電圧が電源4から印加されている。5は第2の
電極であり、この電極5は円筒状に形成されており、第
1の電極3の裏側に配置されている。第2の電極5には
電源6から+100V程度の電圧が印加されている。な
お、第1と第2の電極3,5は、2次電子を透過させる
ためにそれぞれメッシュ状に形成されている。
【0013】7はメッシュ状で円錐状の第3の電極であ
り、この電極7は第1の電極3の裏側で円筒状の第2の
電極5の端部近傍に配置されている。第3の電極7には
電源8から−200V程度の電圧が印加されている。第
3の電極7は同電位の円筒電極9に固定されている。円
筒電極9の端部近傍には、電源10から+10kV程度
の高電圧が印加された第4の電極11が配置されてい
る。第1の電極3の外側には、リング状のガラス部材1
2が設けられており、このガラス部材の内側には入射し
た電子を光信号に変えるシンチレータ13が設けられて
いる。シンチレータ13の前面には、図示していない
が、+10kV程度の高い電圧が印加されている。
【0014】リング状のガラス部材12の外側には、光
ファイバー14の一方の端部が取り付けられており、こ
の光ファイバー14はシンチレータ13によって発生
し、ガラス部材12を通った光を伝送する。光ファイバ
ー14の他方の端部は、光電子増倍管15の前面の光電
変換面16に接続されている。光電子増倍管15の出力
信号は、増幅器17によって増幅された後、偏向コイル
1に供給される走査信号と同期した走査信号が供給され
る陰極線管18に供給される。このような構成の動作は
次の通りである。
【0015】2次電子像を観察する場合、図示していな
い偏向制御回路から所定の走査信号が偏向コイル1に供
給され、試料2上の任意の2次元領域が電子ビームEB
によってラスター走査される。試料2への電子ビームの
照射によって発生した2次電子eのエネルギを10eV
とすると、2次電子eは、+100Vが印加されている
第1の電極3により引き寄せられ、メッシュ状の第1の
電極3を通り抜ける。
【0016】ここで、2次電子eの内、比較的エネルギ
の高い電子e2は−200Vの電圧が印加されたメッシ
ュ状の第3の電極7を通過し、正の高電圧が印加された
第4の電極11に入射して吸収される。一方、2次電子
eの内、比較的エネルギの低い電子e1は、メッシュ状
の第3の電極7の負の電界によって反射される。反射さ
れた電子e1は、+100Vの電圧が印加された第2の
電極5によって引き寄せられ、メッシュ状の第2の電極
5を通過してシンチレータ13に入射する。
【0017】シンチレータ13は入射した2次電子e1
の量に応じて発光する。このシンチレータ13における
発光は、ガラス部材12、光ファイバー14を介して光
電子増倍管15の光電変換面16に入り、電気信号に変
換される。光電子増倍管15からの2次電子e1に応じ
た強度の信号は、増幅器17を介して陰極線管18に供
給され、2次電子像が陰極線管18に表示される。
【0018】この陰極線管18に表示される像は、第3
の電極7によって反射される特定エネルギ以下のエネル
ギの2次電子に基づくものである。従って、対物レンズ
アパーチャ等から散乱される高エネルギの電子に基づく
信号は含まれておらず、得られた2次電子像はバックグ
ランドノイズが著しく減少したものとなる。なお、電源
8から第3の電極7に印加する電圧を調整可能とすれ
ば、所望のエネルギ範囲の2次電子を検出することがで
きる。
【0019】図2は本発明の第2の実施例を示している
が、この図において図1の実施例と同一ないしは類似構
成要素には同一番号を付し、その詳細な説明は省略す
る。この実施例では、図1の実施例と異なり、高いエネ
ルギの電子を検出するように構成されている。図2にお
いて、円筒電極9の端部近傍には、円柱状のガラス部材
20が設けられており、このガラス部材20の第3の電
極7に対向する面には入射した電子を光信号に変えるシ
ンチレータ21が設けられている。シンチレータ21の
前面には、図示していないが、+10kV程度の高い電
圧が印加されている。なお、第3の電極7には、電源8
から−1kV程度の負の電圧が印加される。
【0020】ガラス部材20の他方の端部には光電子増
倍管22が接続されている。光電子増倍管22の出力信
号は、増幅器23によって増幅された後、偏向コイル1
に供給される走査信号と同期した走査信号が供給される
陰極線管18に供給される。円筒状の第2の電極5の外
側には、電源24から+10kV程度の高電圧が印加さ
れるリング状の吸収電極25が配置されている。このよ
うな構成の動作は次の通りである。
【0021】試料2への電子ビームの照射によって発生
した2次電子eは、+100Vが印加されている第1の
電極3により引き寄せられ、メッシュ状の第1の電極3
を通り抜ける。ここで、2次電子eの内、比較的エネル
ギの高い電子e2は−1kVの電圧が印加されたメッシ
ュ状の第3の電極7を通過し、シンチレータ21に入射
する。
【0022】シンチレータ21は入射した2次電子e2
の量に応じて発光する。このシンチレータ21における
発光は、ガラス部材20を介して光電子増倍管22に入
り、電気信号に変換される。光電子増倍管22からの2
次電子e2に応じた強度の信号は、増幅器23を介して
陰極線管18に供給され、2次電子像が陰極線管18に
表示される。
【0023】一方、1keV以下のエネルギの電子e1
は、第3の電極7によって反射される。この反射された
電子e1は、+100Vの電圧が印加された第2の電極
5によって引き寄せられ、メッシュ状の第2の電極5を
通過して吸収電極25に入射し、吸収される。このよう
に、陰極線管18に表示される像は、第3の電極7を通
過した特定エネルギ以上のエネルギの2次電子に基づく
ものである。なお、電源8から第3の電極7に印加する
電圧を調整可能とすれば、検出される2次電子の低い方
のエネルギレベルを変化させることができる。
【0024】この図2に示した実施例において、試料2
と第1の電極3との間に補助電極を設け、効率的に全て
の2次電子を引き摺り込むこともできる。また、この図
2の構成では、高いエネルギの電子を検出するように構
成しているので、反射電子の検出器としても使用するこ
とができる。
【0025】図3は本発明の第3の実施例を示してお
り、図1と図2の実施例と同一ないしは類似構成要素に
は同一番号が付されている。この実施例では、第2の電
極5の外側にシンチレータ13が配置され、また、第3
の電極7を透過した電子を検出するためにシンチレータ
21が設けられている。シンチレータ13からの光は光
電子増倍管15によって電気信号に変換され、その信号
は増幅器17を介してスイッチ26に供給される。一
方、シンチレータ21からの光は、光電子増倍菅22に
よって電気信号に変換され、その信号は増幅器23を介
してスイッチ26に供給される。
【0026】スイッチ26は、光電子増倍管15と22
からの2種の信号を切り換えて陰極線管18に供給す
る。この結果、スイッチ26により光電子増倍管15か
らの信号を陰極線管18に供給すれば、陰極線管18に
は第3の電極7に印加する電圧に応じた特定エネルギ以
下のエネルギを有した電子e1に基づく像が表示され
る。また、スイッチ26により光電子増倍管22からの
信号を陰極線管18に供給すれば、陰極線管18には第
3の電極7に印加する電圧に応じた特定エネルギ以上の
エネルギを有した電子e2に基づく像が表示される。
【0027】
【発明の効果】以上説明したように、請求項1の発明に
おいては、第1の電極を通過した2次電子の内、第1の
レベル以下のエネルギの2次電子を反射させ、第1のレ
ベル以上のエネルギの2次電子を通過させる第2の電極
と、第2の電極によって反射された2次電子を引き寄せ
る第3の電極と、第3の電極を通過した2次電子を検出
する検出器とを備えるように構成したので、特定エネル
ギ以下の2次電子を選択的に検出することができる。そ
のため、検出信号に基づいて得られる2次電子像には、
対物レンズアパーチャ等から散乱された比較的高いエネ
ルギの電子に基づく信号が含まれていないことから、バ
ックグランドノイズが極めて少ないものとなる。
【0028】また、請求項2の発明においては、第1の
電極を通過した2次電子の内、第1のレベル以下のエネ
ルギの2次電子を反射させ、第1のレベル以上のエネル
ギの2次電子を通過させる第2の電極と、第2の電極に
よって反射された2次電子を引き寄せる第3の電極と、
第2の電極を通過した2次電子を検出する検出器とを備
えるように構成したので、任意のエネルギ以上の2次電
子だけを選択的に検出することができる。
【0029】更に、請求項3の発明においては、第1の
電極を通過した2次電子の内、第1のレベル以下のエネ
ルギの2次電子を反射させ、第1のレベル以上のエネル
ギの2次電子を通過させる第2の電極と、第2の電極に
よって反射された2次電子を引き寄せる第3の電極と、
第2の電極を通過した2次電子を検出する第1の検出器
と、第3の電極を通過した2次電子を検出する第2の検
出器とを備えるように構成したので、任意のエネルギ以
下の2次電子だけとこの任意のエネルギ以上の2次電子
だけを切り換えて選択的に検出することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施例を示す図である。
【図2】本発明の第2の実施例を示す図である。
【図3】本発明の第3の実施例を示す図である。
【符号の説明】
1 偏向コイル 2 試料 3 第1の電極 5 第2の電極 7 第3の電極 13 シンチレータ 14 光ファイバー 15 光電子像倍管 16 光電変換面

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 試料へ電子ビームを照射した結果試料か
    ら発生した2次電子を引き込む第1の電極と、第1の電
    極を通過した2次電子の内、第1のレベル以下のエネル
    ギの2次電子を反射させ、第1のレベル以上のエネルギ
    の2次電子を通過させる第2の電極と、第2の電極によ
    って反射された2次電子を引き寄せる第3の電極と、第
    3の電極を通過した2次電子を検出する検出器とを備え
    た2次電子検出器。
  2. 【請求項2】 試料へ電子ビームを照射した結果試料か
    ら発生した2次電子を引き込む第1の電極と、第1の電
    極を通過した2次電子の内、第1のレベル以下のエネル
    ギの2次電子を反射させ、第1のレベル以上のエネルギ
    の2次電子を通過させる第2の電極と、第2の電極によ
    って反射された2次電子を引き寄せる第3の電極と、第
    2の電極を通過した2次電子を検出する検出器とを備え
    た2次電子検出器。
  3. 【請求項3】 試料へ電子ビームを照射した結果試料か
    ら発生した2次電子を引き込む第1の電極と、第1の電
    極を通過した2次電子の内、第1のレベル以下のエネル
    ギの2次電子を反射させ、第1のレベル以上のエネルギ
    の2次電子を通過させる第2の電極と、第2の電極によ
    って反射された2次電子を引き寄せる第3の電極と、第
    2の電極を通過した2次電子を検出する第1の検出器
    と、第3の電極を通過した2次電子を検出する第2の検
    出器とを備えた2次電子検出器。
JP1662395A 1995-02-03 1995-02-03 2次電子検出器 Withdrawn JPH08212962A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002505794A (ja) * 1997-06-13 2002-02-19 ガタン・インコーポレーテッド 電子顕微鏡の影像検出器の解像度を改良しノイズを低減する方法及び装置
JP2008076099A (ja) * 2006-09-19 2008-04-03 Ricoh Co Ltd 表面電位分布の測定方法、表面電位の測定装置、感光体静電潜像の測定装置、潜像担持体及び画像形成装置

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Effective date: 20020507