JPS6231932A - 荷電粒子線走査型試料観察装置 - 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】 イ、産業上の利用分野 本発明は表面開口に比し深さの深い四部底面の観察を可
能にした走査型電子顕微鏡に関する。

口、従来の技術 走査型電子顕微鏡は光学顕微鏡に比し、焦点深度が非常
に深く、凹凸のはげしい試料表面の観察に適しており、
材料破断面の観察に威力を発揮している。

しかし走査型電子顕微鏡は、試料面の電子ビーム照射点
から放出される二次電子を吸引電場で電子検出器に向け
て吸引加速し検出すると云う構成であるため、深い凹状
の試料面の場合、四部底面まで吸引電場が進入できず、
このような部分からの二次電子の検出が困難である。こ
のため従来はこのような凹所を有する試料は、表面を研
摩等によって削って凹所を浅（した上で凹部底面を観察
すると云う方法を取っていた。このような方法は試料の
調整に時間がかかる上、走査型電子顕微鏡の長所である
試料の被破壊観察可能と云う特徴が失われる。

ハ０発明が解決しようとする問題点 本発明は深い凹所を有する試料の四部底面を、試料削除
的な加工を施すことな（、そのままの状態で走査型電子
顕微鏡で観察出来るようにしようとするものである。

ニ０問題点解決のための手段 透孔を有する電極を、電子ビームが透孔を通過するよう
にして試料面に近接させて配置し、この電極に試料に対
して正電位を与え、試料の凹所底面から放出された二次
電子を凹所底面から上記電極に向けて吸引加速し、同電
極の透孔を通り抜けた二次電子を通常の二次電子吸引加
速用電場で電子検出器へ導くようにした。

ホ０作用 試料の凹所上方に正電位の電極があるので、凹所底面か
ら放出された二次電子はこの電極に向かって吸引される
。電極には透孔があるので吸引加速された二次電子は一
部が電極に入射し、一部が透孔を通過して電極の上に出
る。この二次電子は、電極上方の空間には電子を側方の
電子検出器に向けて加速する電場があるから、通常の場
合の二次電子と同様にして電子検出器に入射せしめられ
る。

試料面から放出された二次電子を電子検出器に向けて吸
引加速する電場は試料側方に位置する電子検出器に正の
電圧を印加する事によって形成されているもので、試料
表面の二次電子の雲を吸引することは出来るが、試料表
面がら落ち込んでいる深い凹所内の電子の雲を引き出す
こ七は殆どできない。本発明によって新設された電極は
試料表面に近接して配置されるので、試料面とこの電極
間に形成される電場は、二次電子を電子検出器に向けて
吸引する電場より強く、がっ試料表面に対し垂直に形成
されているので、凹所底部迄進入し易く、凹所底の二次
電子を効果的に吸引することができるのである。

へ、実施例 第１図は本発明の一実施例を示す。■は対物レンズのヨ
ーク、２は対物レンズの励磁コイル、３は走査コイルで
、Ｅは試料を照射する電子ビームである。４は試料で、
Ｃが試料面がら陥入した凹所であり、図はこの凹所の底
を観察する状態を示している。５は有孔電極で、中央に
円孔りを有し、試料４の上面に近接させて配置され、円
孔りの中心が対物レンズ１の光軸と一致するようにして
あり、電子ビームＥは円孔りを通過して試料４の凹所底
を照射している。電極５は回転アーム５１に保持され、
回転アーム５１は駆動用モータ６によって水平に回転せ
しめられるようになっており、電極５に図の位置と、試
料上面から完全に退避させた位置の二位置を与え得るよ
うにしてあり、普通の試料表面を観察するときは、電極
５は退避させておく。電極５には正の数１００−１００
０ｖの電圧が印加される。

試料側方にあって、９はシンチレータ、１０は光電子増
倍管で、この三者の組合せで電子検出器を構成している
。８は電子収集電極である。シンチレータ９の前面には
１０Ｋｖ程度の正電圧が印加され、試料表面から放出さ
れる二次電子を電子検出器に向けて吸引加速する電場を
形成しており、収集電極８、シンチレータ９、光電子増
倍管１０の構成は通常の走査型電子顕微鏡と同じである
。

今の場合、試料の凹所Ｃの底部で放出された二次電子ｅ
は上方に正電位の電極５があるので、上方に吸引され、
一部は電極５に入射するが、一部＝　５− が透孔りを通って電極５の上に出る。そこには収集電極
８等によって形成されている電場があるがら、電極５の
上側に出た二次電子ｅはシンチレータに向かって加速さ
れ、シンチレータ９に入射して光信号に変換され、この
光信号が光電子増倍管で電気信号に変換増幅された上、
アンプ１１を経て表示用ＣＲＴ１２に試料像を形成する
。

本発明によるときは、例えば第２図に示すように深い筒
状体の底とか内側面も観察可能となる。

この例において、筒は内径５　＋ｎｍ　、深さ１０ｗｎ
であり、電極５は筒状試料４の上端より約ＩＷＩＷｌ上
方にあって、孔りの直径は０．５＋ｎｍである。筒４の
内面は同電位であり、電極５は高電位であるので、筒４
の底から放出される二次電子から見て、筒４の口縁部は
丁度電子銃におけるウェネルト電極のような作用を呈し
、筒底から放射された二次電子は比較的効率良（電極４
の孔りを通過できる。

ト、効果 本発明によれば走査型電子顕微鏡の特性を失うことなく
、非破壊的に深い凹所の観察も可能となる。また実施例
に示したように電極５を出入可能としておくと通常材料
の観察に当たって電極５が邪魔になると云うようなこと
がなくなる。

なお以上の説明は走査型の電子顕微鏡について行ったが
、試料を照射する励起線は電子に限るものではく、イオ
ン線でもよいことは発明の原理上当然である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例装置の要部側面図、第２図は
本発明装置で観察可能な試料の一例を示す図である。 代理人　　弁理士　縣　　浩　介 ＝　７−

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）試料側方に電子検出手段を配置し、試料から放出
   される二次電子を吸引検出する構成であって、対物レン
   ズと試料との間に試料照射用荷電粒子線が通る透孔を有
   する正電位の電極を設け、上記透孔を通って上記電極の
   上に出た二次電子を上記電子検出手段で検出するように
   した荷電粒子線走査型試料観察装置。
2. （２）対物レンズと試料との間に配置する有孔電極を出
   入自在とした特許請求の範囲第１項記載の荷電粒子線走
   査型試料観察装置。