JPS62186451A - 走査電子顕微鏡 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は走査電子顕微鏡の二次電子検出器に係り、試料
を対物レンズギャップ内に装着する走査電子顕微鏡にお
いて、低加速電圧から高加速電圧まで高分解能を保持す
るに好適な走査電子顕微鏡の二次電子検出器に関する。

〔従来の技術〕

従来の走査電子顕微鏡で、対物レンズ上方で二次電子を
検出するものとして、特許出願公告昭５９−３８７０１
があるが、二次電子検出器に印加される高電圧（〜１０
に■）のため一次電子線が偏向される点は充分に考慮さ
れていなかった。高加速電圧の場＆は問題ないが、低加
速電圧になると偏向量が増大し、レンズ中心よりずれる
ため、充分な分解能が得られなかった。

〔発明が解決しようとする問題点〕

上記従来技術は低加速電圧における、一次電子線の二次
電子検出器忙よる偏向に関して配慮がされておらず、低
加速電圧においては充分な分解能が得られないという問
題があった。

本発明の目的は、高加速電圧から低加速電圧まで、充分
な分解能を褥ることのできる走査電子顕微鏡を提供する
ことにある。

〔問題点を解決するための手段〕

上記目的は、二次電子検出器を複！：ｊ１．個設け、各
々の検出器は一次電子線通路から異なった位置に配置し
、高加速電圧の場合は、一次電子線通に一番近い二次電
子検出器を用い、低加速電圧の場合は、一次電子通路よ
り一番離れた二次電子検出器を用いることにより達成で
きる。

〔作用〕

まず第２図を基に本発明の基本的な作用を説明する。電
子源１よシ放射された一次電子線２は対物レンズ３によ
り試料４上に細く絞られる。また偏向コイル５．６によ
り一次電子線２は試料４上を二次元的に走査する、試料
４から発生した二次１子７は、対物レンズ３の強磁場に
よりスパイラル軌道をとり、上方へ移動する。偏向コイ
ル６と対物レンズ３との間にある二次電子検出器８には
１０ｋＶの電圧が印加され、この電界のため二次電子は
検出器８に到達する。

一次電子線２の加速電圧が〜３０ｋＶであれば、二次電
子検出器８に印加された１０ｋＶの影響は、−火成子線
に対して無視できる。しかし加速１圧が〜１ｋＶ程度に
なると、この１０に／Ｖの影響は無視できず、一次醒子
線２は破線で示す様に二次成子検出器側へ偏向され、対
物レンズ中心を通らなくなるため収差が増大し、高解僧
度の二次電子像が得られない。

我々の実験によると、二次電子検出器８と一次電子線と
の距離をさらに３０ｍｍ離すと、１０ｋＶの影響はなく
なり、１ｋｖの加速電圧でも高解像度の二次電子像が得
られた。しかしこうすると高加速電圧の場合には二次′
１区予検出効率が悪くなってしまうため、高加速電圧用
と低加速亀土用の二次電子検出器を設け、加速電圧によ
って使い分けるようにした。

〔実施列〕

以下、本発明の一実′ｍ列を第１図によシ説明する。電
子銃（図示省略）よシ放射された一次電子線９は、偏向
コイル１０．ＩＩＫより、対物レンズ１２の磁極中に置
かれた試料１３の置市を二次元的に走査される。

また、一次醒子線９は対物レンズ１２にょシ試料１３上
に１、細く収束される。対物レンズ１２のレンズ作用の
中心は、試料１３より対物レンズ１２の焦点距離ｆだけ
上側にある。このレンズ作用の中心と、対物レンズの中
心軸との交点をＡ点とする。一次′電子線９が、偏向コ
イル１０．１１によりこのＡ点を通過するように１偏向
コイル１０．１１が配置されている。一次醒子線９がＡ
点よりずれると収差が増大し、所定の性能が得られなく
なる。偏向コイル１１と対物レンズ１２との間には２個
の二次電子検出器１４．１４’が配置されている。二次
′１子検出器１４は次の様な構造になっている。７ラン
ジ１５にＯリング１６を介してライトガイド１７が固定
され、ライトガイド１７の先端にはシンチレータ１８が
ある。シンチレータ１８の周囲にはシールド簡１９があ
る。

シンチレータ１８には高電圧（約＋１０ｋＶ）がハーメ
チックシール２０を通して印加される。フランジ１５は
０リング２１を介して境筒壁２２に取付けられている。

もつ１つの二次゛４子検出６１４′も池の二次゛亀子検
出器１４と同様な構造で、二次電子検出器１４の各部品
に対応するものの符号に１“　（ダッシュ）”をつけて
表わしである。二次電子検出器１４．１４’の違いは鏡
筒の中心軸から７７チレータ１８．１８′までの距離ｔ
、ｔ’が異なることである。今、ｔ＜ｔ’のように配置
しである、シンチレータ１８．１８′にはスイッチ２３
によシ高電圧源２４よシ、高電圧が切換て印加できる。

一次電子線９のエネルギーが高い時（＞ｓｏｏ。

ｅＶ　）はスイッチ２３によシ高′ぺ圧がシンチレータ
１８に印加し、低い時（≦５ｏｏｏｅｖ　）はスイッチ
２３によりシンチレータ１８′に印加するようにする。

スイッチ２３の切換は手動であっても良いが、加速電圧
と連動して自動的に切換えても良いことはいうまでもな
い。

〔発明の効果〕 本発明によれば、対物レンズ内に試料を挿入するタイプ
の走査電子顕微鏡において、加速電圧を低加速から高加
速（１〜３０ｋＶ）まで変化させた場合にも複数個の二
次電子検出器を使い分けることによシ、常に最良の二次
−子像を得ることができる。従来装置では３０ｋＶの加
速電圧で設定した状態では５ｋＶ程度までしか使用でき
なかったが、本発明によればさらに低い加速電圧に対し
ても最適な二次電子検出器を選択することができる。

電界放射電子銃と対物レンズ内に試験を挿入できる超高
分解能走査電子顕微鏡において、本発明の内容を確認し
た結果、１ｋＶの加速電圧で５ＯＡ、３０ｋＶで５人の
分解能が得られた。

低加速電圧から高加速電圧まで最適状態に二次゛１子検
出器を設定可能となり、それぞれの加速′は圧で性能を
充分発揮することができ、本発明の効果は顕著である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す断面図、第２図は本発
明の詳細な説明するための図である。 ９・・・一次電子線、１２・・・対物レンズ、１３・・
・試料、１４．１４’・・・二次電子検出器、２３・・
・スイッチ、２４・・・高圧電源。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、試料を対物レンズギャップ内に挿入し、前記試料か
   ら発生する二次電子を検出する二次電子検出器を前記対
   物レンズ上部に設けた走査電子顕微鏡において、前記二
   次電子検出器は複数個設け、該二次電子検出器と一次電
   子線通路との距離はそれぞれ異なつた位置に設け、前記
   一次電子の加速電圧によつて前記二次電子検出器を選択
   できる構造としたことを特徴とする走査電子顕微鏡。