JPH08279347A - 走査型電子顕微鏡 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ＳＥＭにおいて二次電子検出器による電場の
一次電子ビームに対する悪影響を回避する。 【構成】 試料２の電子銃側には磁場型ビームセパレー
タ４が配置されている。この磁場型ビームセパレータ４
は二次電子をＹ軸方向に偏向するようになされている。
従って、一次電子ビームは実線のように概ね光軸に沿っ
て進行して試料２に到達する。一次電子ビームの照射に
よって試料２から放射された二次電子は破線のように磁
場型ビームセパレータ４によってＹ軸の正方向に偏向さ
れて二次電子検出器１に到達する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、走査型電子顕微鏡（以
下、ＳＥＭと記す。）に関する。

【０００２】

【従来の技術】ＳＥＭは試料から放射される二次電子を
検出するものであるが、二次電子は試料に照射される一
次電子ビームに比較して非常にエネルギーが小さいの
で、二次電子検出器には二次電子を引き込むために高電
圧が印加されるのが通常である。

【０００３】しかし、二次電子検出器に高電圧が印加さ
れると、その高電圧による電場によって一次電子ビーム
の軌道が曲がる等の悪影響が現れる。

【０００４】そこで、このような二次電子検出器による
電場の一次電子ビームに対する悪影響を防止する方法と
して特公平５−７８１９号公報（特開昭６０−４７３５
８号）においては、図３に示すように、二次電子検出器
による電場が一次電子ビームに影響を及ぼす位置にウィ
ーンフィルタを配置することが提案されている。図３に
おいて、１は二次電子検出器、２は試料、３はウィーン
フィルタを示し、実線は一次電子ビーム、破線は二次電
子を示している。なお、以下においては一次電子ビーム
が進行する方向、即ち光軸方向をＺ軸方向とし、Ｚ方向
と直交する面内にＸ軸とＹ軸の直交する２軸をとるもの
とする。

【０００５】図３に示す構成によれば、一次電子ビーム
の中のウィーン条件を満足する速度を有する電子は図３
の実線で示すようにウィーンフィルタ３を直進して試料
２に到達する。そして一次電子ビームの照射によって試
料２から放射された二次電子は図３の破線で示すように
ウィーンフィルタ３によってその軌道が曲げられ、二次
電子検出器１の方向に導かれる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図３に
示す構成においては、ウィーンフィルタ３の電場は図３
のＥで示すように二次電子の軌道が曲げられる方向に設
定しなければならないので、二次電子を二次電子検出器
１に導くためにはウィーンフィルタ３の電極をメッシュ
状にする必要があり、ウィーンフィルタ３の電極の構造
が複雑になるばかりか、ウィーンフィルタ３自体の設計
が非常に難しくなるという問題がある。

【０００７】本発明は、上記の課題を解決するものであ
って、非常に簡単な構成で二次電子検出器による電場の
一次電子ビームに対する悪影響を回避することができる
走査型電子顕微鏡を提供することを目的とするものであ
る。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明の走査型電子顕微鏡は、電子銃から放射さ
れた一次電子ビームを光軸に沿って試料まで導くと共
に、試料から放射された二次電子を光軸からそらせる磁
場型ビームセパレータを備えることを特徴とする。

【０００９】

【作用】磁場型ビームセパレータは、一次電子ビームに
対しては光軸に沿って試料まで導くように作用し、二次
電子に対してはその軌道を光軸からそらせて二次電子検
出器に導くように作用する。

【００１０】ここで、磁場型ビームセパレータとして
は、請求項２記載のようにコイルのみで構成することが
可能であり、これによれば構成は非常に簡単になり、且
つ安価である。

【００１１】

【実施例】以下、図面を参照しつつ実施例を説明する。
図１は本発明に係る走査型電子顕微鏡の一実施例の構成
を示す図であり、図１ＡはＺ−Ｙ平面における断面図を
示し、図１ＢはＸ−Ｙ平面における断面図を示してい
る。図中、１は二次電子検出器、２は試料、４は磁場型
ビームセパレータ、５はプリズムアレイを示す。なお、
走査型電子顕微鏡には実際には対物レンズをはじめとす
る種々のレンズ、あるいはその他の種々の装置が設けら
れるのであるが、これらについては本発明において本質
的な事項ではないので図では省略する。また、図中実線
は一次電子ビーム、破線は二次電子を示す。以下、同様
である。

【００１２】磁場型ビームセパレータ４は、図１Ｂに示
すように光軸（Ｚ軸）を挟んで配置されたプリズムアレ
イ５で構成されている。周知のようにプリズムアレイ５
は複数の電磁石を組み合わせて構成されているものであ
る。

【００１３】そして、この磁場型ビームセパレータ４
は、二次電子をＹ軸の正方向に偏向するように構成され
ており、図１Ａに示すようにＹ軸の正方向には二次電子
検出器１が配置されている。

【００１４】この構成によれば、Ｙ軸方向には二次電子
の進行を妨げるものは何も配置されないので、従来のよ
うにウィーンフィルタ３の電極をメッシュ状にする等の
加工は全く必要がない。

【００１５】従って、図１に示す構成によれば、一次電
子ビームの中の当該磁場型ビームセパレータ４の条件に
よって定まる所定の速度を有する電子は実線で示すよう
に概ね光軸に沿って進行して試料２に到達する。そして
一次電子ビームの照射によって試料２から放射された二
次電子は破線で示すように磁場型ビームセパレータ４に
よってＹ軸の正方向に偏向されて二次電子検出器１に到
達する。

【００１６】この磁場型ビームセパレータ４は、ただ単
に二次電子をＹ軸の正方向に偏向させ、二次電子検出器
１に導くことができればよいので、フォーカスや収差等
に関しての制限は非常に緩いものであり、従ってプリズ
ムアレイ５の設計は非常に容易である。

【００１７】また、プリズムアレイ５は、鉄心を用いた
電磁石で構成できることは勿論であるが上述したように
フォーカスや収差に関する制限が非常に緩いので、コイ
ルのみを用いた電磁石の組み合わせで構成することも可
能である。その例を図２に示す。

【００１８】図２はコイルのみを用いたプリズムアレイ
５のＺ−Ｙ平面での断面を示す図であり、３つのコイル
６、７、８で構成されている。ここでコイル７による磁
場の方向はコイル８による磁場の方向と反対になるよう
になされる。しかし、コイル６の磁場の方向は、コイル
７による磁場の方向と同じでも良く、またコイル８によ
る磁場の方向と同じでもよい。

【００１９】このような構成によれば磁場型ビームセパ
レータ４を安価に構成することができる。

【００２０】また、磁場型ビームセパレータ４を使用す
ることによって、二次電子は光軸と離れた方向に偏向さ
れて進行するので、二次電子検出器１は、その電場の影
響が光軸近傍にまで達しない十分離れた位置に配置する
ことができる。即ち、本発明によれば、二次電子検出器
１に印加する高電圧を決定するに際しては、光軸付近か
ら二次電子を引き込むことを考慮する必要はなく、二次
電子検出器１の感度のみを考慮するだけでよいので、高
電圧の設定が容易である。

【００２１】以上、本発明の一実施例について説明した
が、本発明は上記実施例に限定されるものではなく種々
の変形が可能であることは当業者に明らかである。

【００２２】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によれば、磁場型ビームセパレータを用いるという簡単
な構成で所期の目的を達成することができる。また、磁
場型ビームセパレータはコイルのみを用いて構成するこ
とができるので安価であり、しかも設計が容易である。
更に、二次電子検出器に印加する高電圧の設定が容易で
ある。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明に係る走査型電子顕微鏡の一実施例の
構成を示す図である。

【図２】 コイルのみで構成した磁場型ビームセパレー
タ４の一構成例を示す図である。

【図３】 従来の走査型電子顕微鏡の構成例を示す図で
ある。

【符号の説明】

１…二次電子検出器、２…試料、３…ウィーンフィル
タ、４…磁場型ビームセパレータ、５…プリズムアレ
イ、６、７、８…コイル。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 電子銃から放射された一次電子ビームを
   光軸に沿って試料まで導くと共に、試料から放射された
   二次電子を光軸からそらせる磁場型ビームセパレータを
   備えることを特徴とする走査型電子顕微鏡。
2. 【請求項２】 前記磁場型ビームセパレータはコイルの
   みで構成されてなることを特徴とする請求項１記載の走
   査型電子顕微鏡。