JPS6293848A - 電界放射形走査電子顕微鏡及びその類似装置 - 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】 〔発明の利用分野〕 本発明は、電界放射形（以下、ＦＥと略称）電子銃を用
いた走査形電子顕微鏡（以下、ＳＥＭと略称）及びその
類似装置に係り、特に、照射電子線の電流雑音に起因す
る試料情報信号の雑音除去！を図った、ＦＥ電子銃を用
いたＳＥＭ及びその類似装置に関する。

〔発明の背景〕

ＦＥ電子銃を用いたＳＥＭで、例えば二次電子像を観察
すると、ライン状に明るさの異なる部分が生じる。これ
は、ＦＥノイズと呼ばれてよく知られた現象であり、Ｆ
Ｅ電子銃を用いる限り避けられない問題である。

この問題を解決するために、従来は第３図に示すように
して、雑音除去を行っていた（特公昭５２−１０６２９
参照）。すなわち、ＦＥｉ子銃ｌより出た電子線１１は
加速レンズ２により所望の加速電圧に加速される。この
電子線１１は絞り３によりＦＥ電子銃ｌの電子線放射角
３Ｑｍｒａｄ、（ミ！Ｊ・ラジアン）の開き角の円錐形
状の電子線１２のみがこの絞り３を通過する。この電子
線１２は、次の絞り４により一部分の電子線１３のみが
通過するように絞られる。この電子線Ｉ３は対物レンズ
５により細く絞られて試料７の面上を照射する。また、
この電子線１３は、偏向器６により試料７面上を走査す
る。

このとき試料７で励起された二次電子１５は検出器９に
より検出される。一方、絞り４に電子線か衝突した時に
発生した二次電子１４は、検出器８により検出される。

ここで、検出器９の検出信号ＳにあるＦＥノイズは、検
出器８の検出信号Ｍを用いて補正回路１０によりＳ／Ｍ
が求められ、これがノイズ除去された試料情報信号とな
る。

しかし、この従来の方法では、補正が不十分であった。

その原因は、絞り４に衝突する電子線と試料７上を照射
する電子線とはＦＥ電子銃１の陰極面の異なる位置から
放射されたもので、そのＦＥノイズは完全には一致しな
いからである。

〔発明の目的〕

本発明の目的は、ＦＥ電子銃で生じるＦＥノイズを完全
に補正できる電界放射形走査電子顕微鏡及びその類似装
置を提供することにある。

〔発明の概要〕

本発明では、上記目的を達成するために、電子銃と走査
用偏向器との間に電子線をエネルギー的に分離するエネ
ルギーフィルタを配置し、分離された電子線の一部分を
情報信号Ｍとして検出し、分離された電子線の他方部分
を集束して試料上に照射して試料からの情報信号Ｓを検
出し、２つの検出信号Ｍ、Ｓを用いて補正回路によりＳ
／Ｍを求めて、これをノイズ補正後の試料情報信号とす
る構成を採用する。

上記背景の項で述べたようにＦＥノイズを完全に補正で
きない原因は、絞り４に衝突する電子線と試料上を照射
する電子線とが、ＦＥ電子銃１の陰極表面の異なる位置
から放射された電子線であるためである。そこで、本発
明では、陰極表面の同じ位置から放射された電子線を用
いて補正しようとするものである。そのためには、同一
の陰極表面から放射された電子線をなんらかの形で分離
すればよい。この分離をエネルギーフィルタを用いて行
うものである。フィルタ通過後の電子ビームの軸ずれか
ないようにするためには、フィルタとして、例えばウィ
ーンフィルタを用いることができる。

〔発明の実施例〕

以下、本発明の一実施例を第１図により説明する。

第１図において、ＦＥ電子銃１より出た電子線１］は、
加速レンズ２により所望の電圧に加速される。電子線１
１は、絞り３により所望の電子線電流のみが絞り３を通
過し、ウィーンフィルタ２０により電子線のエネルギー
分離が行われる。一定のエネルギー幅の電子線２）のみ
が絞り４を通過し、残りの電子線２２は絞り４に衝突し
て二次電子１４を発生し、検出器８で検出信号Ｍとして
検出される。

電子線２）は対物レンズ５により、試料７面上に結像さ
れる。試料７の表面で発生した二次電子１５は検出器９
で検出される。ここで、検出器９の検出信号ＳにあるＦ
Ｅノイズは、検出器８の検出信号Ｍを用いて、補正回路
１０においてＳ／Ｍを求めることで補正され、これが補
正後の試料情報信号となる。

このようにすることにより、紋り４に衝突する電子線２
２と試料上を照射する電子線２）とは、電界放射陰極の
同一位置から放射された電子線であるために、同一のＦ
Ｅノイズを検出して補正したことになり、完全な補正が
可能となる。

第２図はウィーンフィルタ２０の詳細構造を示す斜視図
である。これは、一般に使用されているもので、電界Ｅ
と磁界Ｂとが直交するように、電極１０１、１０２と磁
極１０３．１０４とが配置されている。

しかし、エネルギーフィルタとしては、ウィーンフィル
タに限るものではなく、要はエネルゼーの分離かできれ
ばよい。

また、本発明においては、対物レンズ５、偏向器６、試
料７などの配置も第１図実施例に限るものではなく、例
えば、試料７を対物レンズ５の内部に配置し、偏向器６
を対物レンズ５と絞り４との間に配置し、二次電子検出
器９は対物レンズ５と偏向器６との間に配置しても、本
発明の本質になんらの問題も生じないことはいうまでも
ない。

ただ、エネルギーフィルタ２０は偏向器６より電子銃ｌ
側に配置するのが望ましい。また、レンズの個数も本発
明の実施例に限るものではない。さらに、試料からの信
号も、本発明の実施例に示したような二次電子にかぎる
ことなく、反射電子、Ｘ線、その他の信号でも本発明を
適用することができる。

〔発明の効果〕

以上に述べたごとく、本発明によれば、ＦＥノイズを完
全に除去できるので、きわめて観察像の画質のより電界
放射形走査電子顕微鏡の提供が可能になる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す構成図、第２図は第１
図中のウィーンフィルタ２０の詳細を示す斜視図、第３
図は従来の電界放射形走査電子顕微鏡の構成図である。 く符号の説明〉

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）電界放射形電子銃から放出される電子線を集束す
   るレンズ手段と、この電子線を試料面上で二次元的に走
   査する走査手段と、試料から放出される二次電子、反射
   電子、Ｘ線などの信号を検出する検出手段とを具備した
   装置において、上記電子銃と走査手段との間に配置され
   て電子線をエネルギー的に分離するエネルギーフィルタ
   と、分離された電子線の一部分を情報信号Ｍとして検出
   する検出器と、分離された電子線の他方部分を集束して
   試料上に照射する手段と、試料から放出される二次電子
   、反射電子、Ｘ線などの信号を情報信号Ｓとして検出す
   る検出器と、上記情報信号Ｍ、ＳよりＳ／Ｍを求めて試
   料信号として出力する回路手段とを備えたことを特徴と
   する電界放射形走査電子顕微鏡及びその類似装置。
2. （２）前記エネルギーフィルタは、電界と磁界が直交す
   るように構成したエネルギーフィルタであることを特徴
   とする特許請求の範囲第１項記載の電界放射形走査電子
   顕微鏡及びその類似装置。