JPS5847827B2 - ソウサデンシケンビキヨウ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は走査電子顕微鏡に係り、特にその高分解能を実
現し得る走査電子顕微鏡に関する。

走査電子顕微鏡において、走査電子線を試料に照剖する
ことにより得られる情報の中で、最も多く利用されてい
るのは２次電子像である。

しかし実際には２次電子像には反躬電子による情報も含
まれる。

反躬電子は、２次電子と異り、試料内部の拡がりを持っ
た領域の・隋報をも含むため２次電子像の分解能を本質
的に劣化させている。

本発明はこの点に着目してなされたものでありその目的
は、高分解能の２次電子像の得られる走査電子顕微鏡を
提供するにある。

第１図において、走査電子線１が試料２を照躬すると、
２次電子ＳＥ１，反躬電子ＲＥ、反剤電子がエスケープ
するときに発生する２次電子ＳＥ２などが発生する。

２次電子ＳＥＩは、試料表面から１００人程度の深さの
試料表層部３から狭い拡がりで発生するが、反躬電子Ｒ
Ｅは固体内散乱のために反則電子散乱領域４に示すよう
に、２次電子よりも深い広い領域から発生する。

従って通常走査電子顕微鏡で得られる２次電子像は２次
電子ＳＥＩ ，ＳＥ２、反躬電子ＲＥによる混合情報で
形或されていることがわかる。

第２図は電子線の照躬点からの距離ｄと検知される２次
電子、および反則電子の数Ｎとの関係を示したものであ
る。

曲線Ｎ（ＳＥＩ＋ＳＦ２＋ＲＥ）は２次電子および反躬
電子の混合情報を表示したもので、ある拡がりを持った
領域に分布している。

曲線ＮＲＥは反躬電子情報を表示したもので、上記混合
情報よりもさらに拡がりをもった領域に分布している。

曲線Ｎ（Ｓ。１＋ＳＥ２）は純粋の２次電子情報による
ものである。

この２次電子情報は、反躬電子が２次電子より高いエネ
ルギーを持っているので、直接に求めることはできない
。

この２次電子情報を求めるには、 Ｎ（ＳＥ１＋ＳＥ２＋ＲＥ） 一ＮＲＥ＝Ｎ（ＳＥ１＋
ＳＥ２）という操作を行なう必要がある。

この操作によって、曲線Ｎ（ ＳＥ１＋ ＳＥ２）に示
すように狭い領域からの情報が得られ、２次電子像の分
解能が向上する。

また、さらに、 Ｎ （ ＳＥＩ ＋ＳＥ２ ）一ＮＲＥ＝Ｎ（ ＳＥ４
＋ ＳＥ２ − ＲＥ）という操作を行えば、第３図
において、概念的に示すように、上記２次電子情報より
もさらに狭い領域からの情報を得ていることになり、分
解能が一層向上する。

混合情報Ｎ（ＳＥｌ＋ＳＥ２＋ＲＥ）と反躬電子情報Ｎ
ＲＥを選択的に検出するためには、第４図に示すように
、試料２を包むような形で、試料２および試料ホルダ７
から絶縁物６によって電気的に絶縁されている半円球状
のメッシュ５を設け、該メッシュ５にパルス電圧を印加
して行う。

走査電子線１が試料２を照躬すると、２次電子ＳＥ、反
剖電子ＲＥなどが生ずるが、メッシュ５に負の電圧ｖ２
が印加されたときは、２次電子ＳＥはメッシュ５を通過
することができない。

一向、反躬電子ＲＥはメッシュ５を通過するか、又はメ
ッシュ５に衝突して反則電子の・隋報を持った２次電子
ＳＥ（Ｒ）が新たに生ずる。

すなわち、この状態では、反躬電子ＲＥの情報のみが検
出される。

また、第５図のようにメッシュ５に正の電圧ｖ２が印加
されたときは、２次電子ＳＥはメッシュ５を通過する。

この状態では、２次電子ＳＥと反躬電子ＲＥによる混合
情報が検出され、通常の２次電子像と同じである。

第６図は、メッシュ５に印加するパルス電圧８を示すも
ので、実験によれば、■２＝＋２〜５Ｖ，Ｖ２−−３０
Ｖ繰り返し周期Ｔ ＝ １ 〜０． ５ ｍ ｓｅｃ程
度が好適である。

以下、本発明の実施例にもとすいて説明する。

第７図は本発明の一実施例を示すもので、情報選択千段
９において時分割的に選択された反躬電子および２次電
子と反躬電子の混合情報は、２次電子検出器１０で検出
される信号電流に与えられる。

１２はパルス電圧発生器で、得られたパルス電圧はメッ
シュ５に加えられると同時に、増幅器１１を制御し、該
増幅器１１を反転増幅器および非反転増幅器として交互
に繰返し動作させる。

また、１３は映像増幅器、１４は表示管である。

メッシュ５が正にバイアスされ反躬電子と２次電子によ
る混合情報が検出されるときには、表示管１４上に非反
転・隋報が表示され、メッシュ５が負にバイアスされ反
則電子情報のみが検出されるときには、反転情報が表示
される。

走査電子顕微鏡においては、表示管１４における走査は
、試料上の走査電子線と同期して行なわれ、この走査電
子線が上記情報信号によって輝度変調される。

非反転情報によって変調されているときには基準輝度よ
り明るく表示され、反転情報によって変調されていると
きには、暗らく表示される。

したがって、表示管上には、混合情報より反躬電子情報
が相殺されたものが表示されることになる。

この点につき、さらに詳細に説明する。第８図において
、Ｉ，ｎ，ｌ，・・・は走査電子線を表わし、■，■，
■，・・・は絵素を表わしている。

第８図Ａのごとく混合情報すなわち、非反転情報の入っ
ている絵素２０と、反則電子情報すなわち、反転情報の
入っている・絵素２１とを交互に組立てる。

第８図Ｂのごとく、絵素２０と絵素２１とを配列すれば
、視覚的には、一層よく混合する。

以上本実施によれば、簡単な手段により、２次電子線の
分解能を向上させることができる。

以上本発明によれば、混合情報に含まれる反則電子情報
を消去することにより、２次電子像の分解能を向上させ
ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図、第２図、第３図は、本発明の原理説明図、第４
図、第５図、第６図は、情報を選択する原理説明図、第
７図は本発明の一実施例、第８図は、本発明の情報表示
に採用される輝度変調法の一実施である。 符号の説明、１・・・・・・走査電子線、２・・・・・
・試料、ＳＥ１・・・・・・２次電子、ＳＥ２・・・・
・・２次電子、ＲＥ・・・・・・反躬電子、Ｎ・・・・
・・放出電子数、ｄ・・・・・・距離、５・・・・・・
メッシュ、６・・・・・・絶縁物、７・・・・・・試料
ホルダ、９・・・・・・情報選択手段、１０・・・・・
・２次電子検出器、１１・・・・・・増巾器、１２・・
・・・・パルス電圧発生器、１３・・・・・・映像増巾
器、１４・・・・・・表示管、２０・・・・・・非反転
・隋報、２１・・・・・・反転情報。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 試料を電子線でもって走査し、それによって前記試
   料から得られる二次電子情報および反躬電子情報を含む
   混合情報と前記反則電子情報とは逆極性の反躬電子情報
   とによって交互に表示装置の輝度変調を行って、前記試
   料の前記二次電子情報による像を前記表示装置に表示す
   るようにしたことを特徴とする走査電子顕微鏡。