JPS63218135A

JPS63218135A - 走査電子顕微鏡

Info

Publication number: JPS63218135A
Application number: JP26851986A
Authority: JP
Inventors: Junichi Tsukajima; 塚島　順一; Kazuo Ito; 一男伊藤; Yoshifumi Kurihara; 栗原　芳文
Original assignee: Akashi Seisakusho KK
Current assignee: Akashi Seisakusho KK
Priority date: 1986-11-13
Filing date: 1986-11-13
Publication date: 1988-09-12
Anticipated expiration: 2009-03-02
Also published as: JPH0616409B2

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〕この発明は、高倍率の観察を目的とする走査電子顕微鏡
を低倍率にした場合に、電子レンズを制御することによ
って歪のないＳ／Ｎ比のよい試料像の観察かてきるよう
にした走査電子顕微鏡に関する６（従来の技術）従来の走査電子顕微鏡は、例えば、第３図に示すように
、′重子線ｌは、集束レンズ２．偏向コイル３、対物レ
ンズ４を通過して試料５の丘に電子Ｍｌの微小スポット
を形成するようにして照射される。そして電子線ｌが走
査型＄ｉ６によりと記偏向コイル３で試料５の丘を走査
されると、試料５からは二次電子か発生し、二次電子検
出器７で検出され、増幅器８で増幅されて、ＣＲＴ表示
装置９の陰極線管に入力される。表示装置９は偏向コイ
ル３を駆動する走査電源６と同期した偏向コイル６ａに
よって走査され、試料像を表示装置９上に表示する。高
倍率の観察を目的とする電子顕蛍鏡にあっては、対物レ
ンズ４の下極面と試料５との距離（ワーキングディスタ
ンス、以下Ｗ。

Ｄ、という）を短くするため、二次電子検出器７は対物
レンズ４のヒ部に配置されている。

（発明か解決しようとする問題点）このように高倍率の走査電子顕微鏡に於ては、高倍率で
高い分解能を得るために、−・般には対物レンスを短焦
点とし、Ｗ、Ｄ、を短くしである。

よってこのＷＪ微鏡て倍率を低くして観察しようとする
と、試料上の走査範囲を広く取らなければならなくなる
ため電子線１の偏向角Ｏか大きくなり、従って対物レン
ズの収差による偏向角に基づく歪やボケか生じて、正確
な観察ができなくなる。一般的に倍率か５００倍以ｒに
なると、画像に」二足の歪やボケが生して観察かてきな
いという問題点かあった。

この発明は、Ｗ、Ｄ、の短い高倍率の電子顕微鏡に於て
も、数百倍以下の低倍率に変換した場合に、歪のないＳ
／Ｎ比のよい試料像を得ることかてきる走査電子顕微鏡
を提供することをその目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

この目的を達成するために本発明にあっては、電子線を
集束する集束レンズと、集束された電子線を偏向する偏
向コイルと、偏向された電子線を試料］−に集束させる
対物レンズとを右する走査電子顕微鏡に於て、倍率を低
倍率に切換える切換手段と、倍率を予め定められた一定
の倍率以■に切換えた場合に対物レンズの作動をオフす
る手段と、該対物レンズを除外したレンズ系により前記
試ネ゛１）−に′電子線の微小スポット形成するよう制
御する手段と、前記対物レンズ内に置かれて該試料より
発生する二次電子を引出す電極と、該電極に電圧を印加
する制御手段とを、設けることとしだものである。

（作用）この走査電子顕微鏡を高倍率で使用するときには対物レ
ンズを使用するか、低倍率て使用するときは対物レンズ
の作動をオフとし、対物レンズを除外したレンズ系によ
って試料」二に電子線の微小スボウトを形成するように
レンズ系を制御する。

同時に対物レンズ内の電極に電極制御手段によって電圧
を印加し、試料から発生する二次電子を引出して二次゛
重子検出装置に捕捉されるようにする。

（実施例）以ド、この発明の実施例を図面に基づいて説明する。

第１図、第２図は本発明の一実施例を示す４Ｐｉ成図で
ある。第１図は低倍率て、第２図は高倍率てｆｉ［して
いる場合を示し、集束レンズ２、偏向コイル３、対物レ
ンズ４、試料５、走査電源６、二次電子検出装置７、増
幅器８、ＣＲ７表示装置９は第３図の場合とほぼ同様な
構成て同様な作用をするので、同一部材は同一符号をも
って示す。

１０は観察したい倍率に切換えるための倍率切換装置で
あり、倍率設定装置１１でｆめ任意の倍率に設定してお
くと、倍率切換装置１０て倍率を切換えたときに予め設
定した倍率以下になると制御信号を発生するものである
。この制御信号は、対物レンズ駆動装Ｚｉ１２をオンオ
フするための対物レンズ制御装置１３と、集東レンズ駆
動装置１４の作動を制御する集束レンズ制御装置１５と
、後述の電極制御装置１８とに人力する。

倍率な倍率設定装置１１によって設定された倍率より低
倍率にした場合は、対物レンズ制御装置１３により対物
レンズ駆動装と１２はオフとなり、集束レンズ制御装置
１５により集東レンズ駆動装置１４か、対物レンズを除
外したレンズ系（ここでは集束レンズ２のみ）により試
料５の１−。

に電子線の微小スポットを形成するように制御される。

また本実施例てはＷ、Ｄ、を短くするため、二次電子検
出装置７は対物レンズ４の」三方の、試料５から離れた
ところに首かれている。そして低倍率のときは対物レン
ズ４はオフとなっていて対物レンズによる磁場かなく、
二次型ｆは対物レンズ４のＬ方へ田七げられないので、
検出装置７に捕捉される二次電子は弱いものとなる。そ
こて対物レンズ４の中に、試料５より発生ずる二次電子
を弓１出す為のメツシュ状の′１［極１６を設け、電極
用電源１７を電極１６に接続する。そして低倍率のとき
電源１７の電圧を制御して°１ｕ極１６に電圧を印加す
る、前述の電極制御装置１８か倍率切換装置１０に接続
される。

走査電子ＷＪ微鏡を倍率設定装２１１１によって設定し
た倍率風りの高倍率て使用するときは、倍率切換装置１
０の切換えによって、自動的に高倍率の観察状態になる
よう各制御装置１３．１５．１８により制御され、第２
図に示すようになる。

ここては対物レンズ制御装置１３により、対物レンズ駆
動装置１２を励磁して対物レンズ４を作動させ、同時に
集束レンズ駆動装２１１４を制御して電子線を集束させ
、電子線を試料５に照射して偏向コイル３によって走査
される。この場合Ｗ。

Ｄ、は短いか、走査範囲か狭いので偏向角は小さく歪は
発生しない。またメツシュ状電極１６は。

電極制御装置１８により試料５と同′屯位に制御されて
いるから、試料５から発生した二次電子は対物レンズ４
の磁場により、二次電子検出装置ｉ！１７に導入される
。

低倍像の１ｌｊＩ察をする場合は１倍率切換装置１０を
順次低倍に切換え１倍率設定装２ｉｌ　ｌに予め設定し
た倍率以下になると１倍率切換装置１０から各ル制御装
置１３．１５．１８に制御信号か、自動的に送られ、低
倍率の観察状態（第１図の′電子線の状態）に制御され
る。すなわち対物レンズ制御装置１３により対物レンズ
駆動装置１２か制御されて対物レンズ４はオフとなって
作動せず、集束レンズ駆動装置１４は集束レンズ制御装
置１５により制御されて、集束レンズ２のみによって試
料５七に電子線ｌの微小スポットを形成する。さらに、
対物レンズ４内のメツシュ状電極１６は、電極用電源１
７から正の電圧を印加するように電極制御装置１８によ
り制御されているから、試料５から発生した二次電子は
１「極１６に田七げられて、二次電子検出装置７に検出
される。

メツシュ状の電極１６に印加する電圧は、試料５の材質
や、二次電子の検出状況に応して可変することかできる
から、極めてＳ／Ｎ比のよい試料像を観察することかで
きる。

本実施例の装置はこのような作用を有するため、倍率を
低くして、試料上の走査範囲が広くなっても、集束レン
ズと試料５との距離か長いのて、電子線１の偏向角か小
さく、従って偏向角に基〈歪やボケのない正しい観察か
てきるようになる。また電極１６に正の電圧か印加され
て、試料５から発生する二次電子か引出されるから、十
分明瞭な試料像か得られる。

〔発明の効果〕

この発明は上記のような構成と作用を有するのて、高倍
率の観察を目的とする走査電子顕微鏡の倍率を、従来画
像として見られないような低倍率にした場合も、常に歪
のない明瞭な試料像を得ることかできる。さらに低倍率
から高倍率までを連続してｒＪＪｌ察てきるから材料上
の観察したい位置を容易に見つけ出すことがてきる。ま
た低倍率の場合の焦点深度か大きいためケ体感のある試
料像か得られるので、光学顕微鏡との対比か正確にてき
る等の利点かある。よって電子顕微鏡か使い易いものと
なり、利用価値か向上する。

【図面の簡単な説明】

第１１′Ａは本発明の実施例で倍率を低倍率とした場合
の構成図、第２図は高倍率とした場合の構成図、第３図
は従来の高倍率の走査電子顕微鏡の構成図である。 ■・・・電子線２・・・集束レンズ３・・・偏向コイル４・・・対物レンズ５・・・試料ｉｏ・・・倍率切換装置１１・・・倍率設定装置１２−・・対物レンズ駆動装置１３・・・対物レンズ制御装置１４・・・集束レンズ駆動装置１５・・・集束レンズ制御装δ １６・・・電極１７・・・電極用電源１８・・・電極制御装置特許出願人　　株式会社　明石製作所代　　理　　人　　　弁理士　　上　　橋　　皓第１図１・・・ｔ　子ｃ−ｔ、　　　　　　　　　　　１２・
・ｆ↑物レしχμ動牧１２・・１東レン又゛　　　　　
　　　　　１３・−・り：をオＶレンス゛醒制御我１３
°”偏向コイル　　　　　　　　　１４・・１東レンス
゛恥勧装置４・・り４物レン又°　　　　　　　　　１
５・・床束しンス゛釈制御Ｙ（１５・・・Ｓ代料　　　
　　　　　　１６・・・電極１ｏ・・　イ舌千ｔ７１．
４爽［１７・・・電極用重連。＋　１−イ舌千設カー１１　　　　　　　　１８＝−電
ネレ剥御１（ツ【第　２ＦＡ

Claims

【特許請求の範囲】

電子線を集束する集束レンズと、集束された電子線を偏
向する偏向コイルと、偏向された電子線を試料上に集束
させる対物レンズとを有する走査電子顕微鏡に於て、倍
率を切換える切換手段と、倍率を予め定められた一定値
より低い倍率に切換えた場合に対物レンズの作動をオフ
する手段と、該対物レンズを除外したレンズ系により前
記試料上に電子線の微小スポットを形成するよう制御す
る手段と、前記対物レンズ内に置かれて該試料より発生
する二次電子を引出す電極と、該電極に電圧を印加する
制御手段とを設けたことを特徴とする走査電子顕微鏡。