JPS6388742A

JPS6388742A - 試料表面観察装置

Info

Publication number: JPS6388742A
Application number: JP61234070A
Authority: JP
Inventors: Teruji Hirai; 平居　暉士
Original assignee: Shimadzu Corp
Current assignee: Shimadzu Corp
Priority date: 1986-09-30
Filing date: 1986-09-30
Publication date: 1988-04-19

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、電子線マイクロアナライザ（ＥＰＭＡ）等試
料面を電子ビームによっ゛て励起させ、励起された試料
から放出される光線によって試料の分析及び光学観察を
する装置（カソードルミネッセンス測定装Ｔ！＞に関す
る。

口、従来の技術Ｅ　Ｐ　Ｍ　Ａ等の分析において試料面への照射ビーム
強度と、照射ビームによって励起された試料から放出さ
れるカソードルミネッセンス光強度とは比例する。従っ
て、カソードルミネッセンスのスペクトルの測定等は、
照射電子ビーム強度によって規格化しないと、正確なデ
ータ分析ができない、この照射ビーム強度の測定は従来
がら次の２通りの方法で行われている。その１つはビー
ムが照射された試料の吸収電流を測定する方法で他の１
つはファラデーカップ等で一次ビームを直接測定する方
法である。前者は常時測定が可能であるが、試料の組成
によって測定値が変化する欠点があり、後者はビーム強
度測定時に試料への照射及び光学観察が出来なくなり、
間欠的な測定しができない欠点がある。特に検出信号と
して試料からの発光（カソードルミネッセンス）を用い
る場合等は、光学観察が継続的にできることが必要であ
り、上記の問題は特に大きい。

ハ１発明が銹決しようとする間ｍ点本発明は、上記に示したような問題点を解消し、光学ｌ
１１察を中断することなく試料面への照射ビ−ム強度を
測定することを可能にし、測定精度及び測定能率を向上
させることを目的とする。

二０問題点解決のための手段試料を電子ビーム等の荷電粒子線で励起させ、励起され
た試料から放出される光線を用いて試料分析及び光学観
察を行う装置において、電子ビームの光軸上に電子ビー
ム透過性の薄膜透明フィルターと、同薄膜透明フィルタ
ーから吸収電流を検出する手段を設けた。

ホ０作用高分子膜の表面を透明導電性膜でコーティングした透明
薄膜に電子ビームを照射すると照射ビームの一部が薄膜
に吸収され、吸収された照射ビームに比例した電流（吸
収電流）が検出される。又、照射ビームの大部分は上記
薄膜を透過して試料面に照射され、しかも、吸収率は薄
膜側々において一定であるから、この吸収電流を照射ビ
ームの強度検出信号として用いるというのが、本発明の
主旨である。

上記薄膜透明フィルターは常時電子ビーム中にあって、
電子ビーム強度の１２号を出しており、かつ透明である
から、放射される光はその、ｔま光学系に導かれ、電子
ビーム強度測定と光検出とが完全に同時にできる。

へ、実施例図に本発明の一実施例を示す０図において、Ｓは試料、
Ｂは電子ビームでフィラメント１とウェネルト２とアノ
ード３によって構成される電子銃により発射される。に
子銃から発射された電子ビームＢは収束レンズ４．対物
レンズ５により制御されて試料Ｓに照射される。電子ビ
ームＢは試料Ｓに照射される途中で、収束絞り６や対物
絞りによって照射ビーム径を制限し、電子線の散乱防止
及び球面収差の軽減を計っている。８は絶縁性固定具で
薄膜透明フィルター９を基板と電気的絶縁状態で保持し
、薄膜透明フィルター９を照射ビームの光軸上に位置さ
せている。薄膜透明フィルター９は照射ビームＢの一部
を吸収し、残りの照射ビームＢは薄膜透明フィルター９
を透過させる。

薄膜透明フィルター９で吸収された照射ビームＢは吸収
電流としてレンズ制御装置１２で検出され、照射ビーム
Ｂの強度信号として用いられ、この吸収電流が一定にな
るように収束レンズ４及び対物レンズ５をレンズ制御装
置１２で制御する。薄膜透明フィルター９は有機高分子
薄膜に透明電極膜を蒸着したもので光学的には透過性で
電子ビームに対しては半透過性である。１０は試料ステ
ージで試料Ｓをｘ−ｙ−ｚ方向に移動させる。１１は試
料ステージ制御装置で試料ステージ１０の移動を制御す
る。２１は試料Ｓから放射される光束を凸面鏡２２に収
束させる凹面鏡、凸面鏡２２は凹面鏡２１から来た光束
を有孔ミラー２３に反射する。有孔ミラー２３は凸面鏡
から来た光束を窓２４５：透過させて真空外に放出する
。真空外に放出された光束は接眼レンズ２８で収束され
て目視でｉ京されると共に、ミラー２５で反射して、分
光器２６に入射させ、入射光束を分光器２６で分光し、
分光した光束を検出器２７で検出する。１６は検出器２
７で検出された検出信号を処理する測定装置である。１
７は測定装置１６でえられた検出データに試料ステージ
制御装置１１から送られてくる測定点データを付加して
記憶・分析するＣＰＵである。

以上の構成において、照射ビームの調整動作を説明する
。照射ビームとしてフィラメント１．ウィネルト２．ア
ノード３からなる電子銃より電子ビームＢが放射される
。この電子ビームＢは収束絞り６でビーム径が絞られた
後、収束レンズ４で収束させられる。収束レンズ４で収
束させられたビームは対物絞り７でビーム径を絞られた
後、薄膜透明フィルター９を透過し、対物レンズ５で収
束され試料Ｓ上に焦点を結ばせられる。

電子銃から放射される電子ビーム強度が弱くなると、薄
膜透明フィルターで検出される吸収電流が減少する。吸
収電流の減少に応じて収束レンズ４のコイル電流を減少
させて収束レンズ４の収束力を減少させる。収束レンズ
４の収束力が減少されれば対物絞りを通過するビーム量
が増加し、従って、薄膜透明フィルターに照射するビー
ム量が増加し、薄膜透明フィルターで検出される吸収電
流が増える。吸収電流が所定の値になれば、収束レンズ
４のコイル電圧の上昇を停止し、対物レンズ５のコイル
電圧をビームの焦点が試料表面に結ぶように制御する。

電子ビーム強度が強くなった場合は、この反対の動作を
行う、このように電子ビーム強度を制御すれば、照射ビ
ーム強度を一定に保つことができる。また、薄膜透明フ
ィルターによって減少する照射ビームは僅かであるから
、測定精度には影響がない、従って、電子ビーム強度測
定のために測定を中止する必要がなくなった上述実施例
では、電子ビーム強度検出信号により電子光学系を制御
して、電子ビーム強度を一定に保つようにしているが、
電子ビーム強度信号により測光系の感度を制御して、測
光値を電子強度で規格化するようにしても良く、最も単
純な方法としては、測光出力データと電子ビーム強度デ
ータを同時記録するようにしても良い。

ト、効果上述したように、本発明は薄膜透明フィルターの吸収電
流に基づいて、収束レンズ及び対物レンズで照射ビーム
を制御することにより、光学観察を継続しながら、試料
に照射するビーム強度を絶えず一定に調節できるように
なり、測定精度及び測定能率が向上した。

【図面の簡単な説明】

図は本発明の一実施例の構成図である。Ｓ・・・試料、Ｂ・・・電子ビーム、１・・・フィラメ
ント。２・・・ウェネルト、３・・・アノード、４・・・収束
レンズ、５・・・対物レンズ、６・・・収束絞り、７・
・・対物絞り、８・・・絶縁物固定具、９・・・薄膜透
明フィルター。１０・・・試料ステージ、１１・・・試料ステージ制御
装置、１２・・・レンズ制御装置、１６・・・測定装置
、１７・・・ＣＰＵ、２１・・・凹面鏡、２２・・・凸
面鏡、２３・・・有孔ミラー、２４・・・窓、２５・・
・ミラー、２６・・・分光器、２７・・・検出器、２８
・・・接眼レンズ。

Claims

【特許請求の範囲】

試料を電子ビーム等の荷電粒子線で励起させ、励起され
た試料から放出される光線を用いて試料分析及び光学観
察を行う装置において、電子ビームの光軸上に電子ビー
ム透過性の薄膜透明フィルターと、同薄膜透明フィルタ
ーから吸収電流を検出する手段を設けたことを特徴とす
る試料表面観察装置。