WO2010064360A1 - 荷電粒子線装置 - Google Patents

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市村崇
小柏剛
青木康子
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株式会社 日立ハイテクノロジーズ
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    • H01J2237/24592—Inspection and quality control of devices

Definitions

  • the present invention relates to a charged particle beam apparatus, and more particularly to a charged particle beam apparatus suitable for selectively discriminating and detecting signal electrons having an arbitrary energy generated from a sample.
  • a sample is irradiated with a charged particle beam, and secondary electrons and reflected electrons emitted from the irradiation position are detected.
  • the secondary electron image formed by detecting secondary electrons mainly has a sample surface shape contrast.
  • the reflected electron image formed by detecting the reflected electrons includes a composition contrast in addition to the surface shape contrast.
  • Patent Document 1 discloses that an electrode that forms an electric field therebetween with a primary electron beam interposed therebetween, and a magnetic pole (orthogonal electromagnetic field (EXB) that forms a magnetic field that produces a deflection action opposite to the deflection action on the primary electron beam of the electric field. ) Device) is used to deflect secondary electrons and reflected electrons at different angles, and separate and detect secondary electrons and reflected electrons.
  • EXB orthogonal electromagnetic field
  • Patent Document 2 discloses an electron beam apparatus that uses a porous electrode that forms an electric field for energy filtering to detect secondary electrons and reflected electrons by energy discrimination.
  • Patent Document 3 discloses an electron beam apparatus that detects reflected electrons or secondary electrons with high efficiency using a secondary electron conversion electrode that generates secondary electrons by collision of reflected electrons.
  • secondary electrons and reflected electrons can be separated into different orbits or detected together due to energy differences.
  • the secondary electrons and the reflected electrons are separated into different orbits or detected together due to the difference in the energy of the electrons.
  • the energy threshold for discrimination is determined by the structure of the detectors and electrodes. For this reason, there is a problem that there is a range limitation even if an arbitrary energy range is changed.
  • An object of the present invention is to provide an electron beam apparatus that has a simple detector arrangement and electrode structure, and selectively discriminates and detects electrons in an arbitrary energy range. Another object is to grasp the characteristics of the sample from the energy distribution of signal electrons.
  • a detector that can identify the incident position of signal electrons is used as the signal detector. For each irradiation position of the charged particle beam, a distribution of incident positions where the signal electrons enter the signal detector is acquired. The distribution of incident positions corresponds to the energy distribution of signal electrons.
  • the energy distribution image of signal electrons is acquired, the energy of signal electrons to be taken into account by image processing or the like can be arbitrarily changed. Since the information obtained differs depending on the energy region of the signal electrons, various characteristic information of the sample can be acquired by arbitrarily selecting the energy region.
  • signal electrons in an arbitrary energy range can be selectively distinguished. Further, detailed characteristics of the sample can be grasped based on the energy distribution of the signal electrons.
  • FIG. 1 is a schematic view of an embodiment of the present invention.
  • the primary electron beam 3 emitted from the cathode 1 by the voltage V1 applied to the cathode 1 and the first anode 2 is accelerated by the voltage Vacc applied to the second cathode 4 and proceeds to the subsequent electromagnetic lens system.
  • the acceleration voltages Vacc and V1 are controlled by the high voltage control circuit 30.
  • the primary electron beam 3 is focused by the first focusing lens 5 controlled by the first focusing lens control circuit 32.
  • the electron beam sample irradiation current of the primary electron beam 3 is limited by the objective lens aperture 6, but in order to pass the center of the electron beam to the hole center of the objective lens aperture 6, it is used for adjusting an electron beam central axis (not shown).
  • An aligner and an electron beam center adjusting deflector for scanning the electron beam on the objective lens stop 6 are provided. Further, the primary electron beam 3 is focused again by the second focusing lens 9 controlled by the second focusing lens control circuit 33, narrowed down to the sample 11 by the objective lens 10 controlled by the objective lens control circuit 35, and further deflection controlled. The sample 11 is scanned two-dimensionally by the upper deflection coil 12 and the lower deflection coil 13 to which the circuit 34 is connected.
  • signal electrons 14 having an energy higher than 0 eV and lower than the energy of the primary electrons are emitted.
  • the signal electrons 14 are detected by the detector 16 by the deflector 15 disposed above the objective lens without causing an axis shift of the primary electron beam 3 and are amplified by the amplifier 17.
  • the detector 16 is controlled by a CCD controller 36.
  • Various control circuits 30 to 37 including this are controlled by a computer 44 that controls the entire apparatus.
  • the amplified electronic signal is displayed on the screen of the display device 38 as an enlarged image of the sample.
  • the computer 44 includes a display device 38, an image acquisition unit 39 for acquiring an observation screen displayed on the display device 38 as image information, an image processing unit 40, and various types of these observation images.
  • a calculation means 41 for calculating the above, an internal memory 42 for storing observation images and calculation results, and an input means 43 for inputting observation conditions and the like are connected.
  • the display device can also display the detected location of the detected electrons.
  • FIG. 2 is a diagram showing the relationship between the energy of electrons emitted when the sample is irradiated with primary electrons and the number of electrons.
  • the emitted electrons are called secondary electrons (SE), reflected electrons (BSE), Auger electrons (AE), inelastically scattered electrons, and elastically scattered electrons depending on energy.
  • SE secondary electrons
  • BSE reflected electrons
  • AE Auger electrons
  • inelastically scattered electrons inelastically scattered electrons
  • elastically scattered electrons depending on energy.
  • FIG. 3 shows the relationship between the energy of secondary electrons incident on the deflector 15 and the deflection angle.
  • the deflector 15 is a device described in Patent Document 1.
  • the deflection angle decreases as the energy increases.
  • the signal electrons may be particles having negative charges such as reflected electrons, Auger electrons, inelastically scattered electrons, elastically scattered electrons, and the like.
  • the deflection angle varies depending on the energy of particles in the electromagnetic field (EXB) device. This relationship is not particularly limited to secondary electrons.
  • EXB orthogonal electromagnetic field
  • FIG. 7 is a schematic diagram of the structure of a detector using a CCD which is an embodiment of the detector 16.
  • a CCD 52 is attached to the front surface of the detector 16.
  • a scintillator 50 is fixed to the CCD 52 via an acceleration electrode 51. When the electrons enter the acceleration electrode 51, the electrons are accelerated while preserving the arrival position at the detector, and collide with the scintillator 50 to generate a light emission pattern. This pattern is detected by the CCD 52.
  • the size of the detector 16 on which the CCD is disposed is not particularly limited as long as it can be captured even when signal electrons having different energies are deflected to different angles.
  • the number of pixels of the image of the CCD 52 is not particularly limited as long as it can separate signal electrons having different energies and can capture an image.
  • the number of pixels of an image that can be captured by the CCD is about 1500 to 1700 in the horizontal direction and about 1000 to 1200 in the vertical direction.
  • the size is about 40 mm in width, about 30 mm in length, and the thickness is about 5 to 10 mm.
  • the size of the CCD element is about 6 ⁇ m, so that light generated from the scintillator is incident on a plurality of CCD detection elements. It was necessary to focus. For this reason, the light generated by the scintillator is focused by a lens arranged between the scintillator and the CCD element and then incident on the CCD element.
  • a conventional detector using a CCD is large and cannot be mounted. It was.
  • the size of the detection element of the CCD is 20 ⁇ m, which is larger than before, and the light emitted from the scintillator 50 is detected without being focused by the lens.
  • the thickness of the scintillator is determined by the relationship with the size of the CCD detection element. This is because if the scintillator is too thick, light spread in the scintillator is incident on a plurality of CCD detection elements, and the accuracy of the incident position is reduced. A CCD detection element having 10 bits or more was used.
  • the arrangement of the detector is arranged at the same position as the conventional secondary electron detector, but the arrangement place is not limited as long as the arrangement is such that signal electrons having different energies are detected at different detection positions. .
  • the energy region of the secondary electrons is selected, unevenness information on the sample surface can be obtained.
  • the backscattered electrons scattered at a high angle provide information on the composition of the sample, and the backscattered electrons reflected at a low angle provide information on the crystal orientation of the sample.
  • composition information on the sample surface can be obtained.
  • the inelastically scattered electrons lose energy depending on the atomic bonding state on the sample surface and have surface band structure information.
  • FIG. 4 is a cross-sectional view of the vicinity of the surface of the charged sample 101.
  • the charged sample 101 has a negatively charged portion 102 and a positively charged portion 103, and an electric field represented by the equipotential line 100 is generated by charging.
  • the secondary electrons 104 generated from the negatively charged portion 102 and the secondary electrons 106 generated from the positively charged portion 103 are each subjected to a force from the electric field.
  • FIG. 5 shows the relationship between the energy of the secondary electrons 104, 105, and 106 described in FIG.
  • the secondary electrons 104 generated from the negatively charged portion 102 receive a force from the electric field and increase in energy, and the energy distribution of the secondary electrons 104 moves to the higher side.
  • the secondary electrons 106 generated from the positively charged portion 103 receive a force from the electric field and the energy decreases, and the energy distribution of the secondary electrons 106 moves to the lower side.
  • FIG. 6 shows the trajectory of secondary electrons emitted from the sample.
  • the energy of the secondary electrons is several tens of eV.
  • a magnetic field in which the primary electron beam is not deflected is applied to the deflector 15 by applying an electric field of about 1 V / mm
  • the secondary electrons 104, 105, 106 is deflected by a deflector 15 (in this embodiment, an orthogonal electromagnetic field (EXB) device is used).
  • EXB orthogonal electromagnetic field
  • FIG. 8 shows a light emission pattern created in the scintillator by the secondary electrons 104, 105, and 106 described in FIG. 6 when the detector 16 is viewed from the deflector 15.
  • the upward direction of the scintillator is the upward direction of the detector.
  • the secondary electrons 104 with high energy form a light emission pattern 200, and the upper part of the scintillator shines.
  • the secondary electrons 105 with low energy form a light emission pattern 201, and the center of the scintillator shines.
  • the secondary electrons 106 having lower energy form a light emission pattern 202, and the lower part of the scintillator shines.
  • FIG. 9 is a sample image formed by the detected electronic signal.
  • An image 206 is an image formed by an electronic signal colliding with the upper part 203 of the scintillator. Secondary electrons with high energy are detected on the scintillator. In an image formed by secondary electrons having high energy, a negatively charged portion becomes bright and the others become dark.
  • the image 207 is an image formed by an electronic signal colliding with the center 204 of the scintillator. Secondary electrons with low energy are detected at the center of the scintillator. In an image formed by secondary electrons having low energy, the uncharged portion becomes bright and the others become dark.
  • An image 208 is an image formed by an electronic signal colliding with the lower part 205 of the scintillator. Secondary electrons with lower energy are detected below the pattern. In an image formed by secondary electrons having lower energy, a positively charged portion is brightened, and the others are darkened.
  • the deflector 15 When the deflector 15 is set to the above-described conditions (applying an electric field of about 1 V / mm to create a magnetic field in which the primary electron beam is not deflected), signal electrons that collide with the upper part of the scintillator are emitted from a negatively charged region.
  • the contrast of the electrons is black.
  • the electrons that collide with the center of the scintillator are those emitted from an uncharged region, and the contrast caused by these electrons is gray.
  • the electrons that collide with the lower part of the scintillator are electrons emitted from a positively charged region, and the contrast caused by these electrons is white.
  • the charging voltage can correspond to the image contrast, and a charged contrast image 209 can be obtained. It can. According to such a configuration, it is possible to distinguish and detect electrons that could not be distinguished in correspondence with the charging voltage so far, and a charged contrast image of the sample can be obtained.
  • the energy region to be selected can be determined in advance as a numerical value or can be determined after viewing the distribution image. This energy region selection method can be similarly applied to the following embodiments.
  • FIG. 10 is a side perspective view of the vicinity of the surface of the base material sample 300 enclosing heavy metal fine particles.
  • the heavy metal fine particles 301 are on the surface of the sample 300.
  • the heavy metal fine particles 302 are inside the sample 300.
  • the heavy metal fine particles 303 are located deeper than the heavy metal fine particles 302 from the surface of the sample 300.
  • FIG. 11 is a top view of the surface of the base material sample 300 containing heavy metal fine particles.
  • FIG. 12 shows the relationship between the energy of the signal electrons 304, 305, and 306 described in FIG. All the signal electrons 304 generated from the heavy metal fine particles 301 on the sample surface are emitted to the upper part of the sample. Therefore, the signal electrons 304 have a gray energy distribution shown in the relationship 307 between the energy of secondary electrons and the number of electrons.
  • the signal electrons 305 generated from the heavy metal fine particles 302 on the sample surface lose energy while repeatedly colliding with the sample atoms before being emitted from the sample surface, and those having low energy are not emitted to the upper part of the sample. Therefore, the signal electrons 305 have a gray energy distribution shown in the relationship 308 between the energy of secondary electrons and the number of electrons.
  • the signal electrons 306 generated from the heavy metal fine particles 303 on the sample surface lose energy while repeatedly colliding with the sample atoms before being emitted from the sample surface, and only those having high energy are emitted to the upper part of the sample. Therefore, the signal electrons 306 have a gray energy distribution shown in the relationship 309 between the energy of secondary electrons and the number of electrons.
  • FIG. 13 shows a light emission pattern created in the scintillator by the signal electrons 304, 305, and 306 described in FIG. 10 when the detector 16 is viewed from the deflector 15.
  • the upward direction of the scintillator is the upward direction of the detector.
  • the signal electrons 304 form a light emission pattern 310, and the scintillator emits light as a whole.
  • the signal electrons 305 having a low proportion of electrons with low energy form a light emission pattern 311, and the upper part emits light from the center.
  • the signal electrons 306 having a high proportion of high-energy electrons form a light emission pattern 312 and the upper portion emits light.
  • the light emission pattern of the scintillator changes depending on the depth of the heavy metal particles, and the light emission pattern 310 is seen when the heavy metal fine particles 301 on the sample surface are irradiated with the primary electron beam.
  • a light emission pattern 311 is seen when the heavy metal fine particles 302 inside the sample are irradiated with the primary electron beam.
  • a light emission pattern 312 is seen when the heavy metal fine particles 303 located deeper than the heavy metal fine particles 302 are irradiated from the sample surface with the primary electron beam.
  • FIG. 14 shows an image formed by the detected electronic signal.
  • the signal electrons 316 are images when detected by a conventional detector.
  • the signal electron 317 is an image formed by the total output of the lower part 315 of the scintillator. Since electrons having low energy collide with the lower part of the scintillator, secondary electrons generated inside the sample are not emitted from the sample surface, and secondary electrons generated on the sample surface are detected. That is, the signal electron 317 includes information on heavy metal fine particles on the sample surface.
  • the signal electron 318 is an image formed by the total output of the center 314 of the scintillator. Since high energy secondary electrons collide with the center of the scintillator, secondary electrons generated inside the sample are detected. That is, the signal electrons 318 include information on heavy metal fine particles in the sample.
  • Signal electron 319 is an image formed by an electronic signal by the total output at the top of the scintillator. Since high energy secondary electrons collide with the upper part of the scintillator, secondary electrons generated at a deep position from the sample surface are detected. That is, the signal electrons 319 contain information on fine particles of heavy metal located deeper than the heavy metal fine particles 302 from the sample surface.
  • FIG. 15 is a cross-sectional view of the vicinity of the surface of the uneven sample 400.
  • signal electrons are generated from the primary electron irradiation position.
  • the generation direction of secondary electrons generally follows the cos rule, and the proportion of secondary electrons having a velocity in the direction perpendicular to the sample surface is large. That is, the signal electrons 402 generated from the left-inclined portion have a high rate of leftward velocity relative to the direction of electrons generated from the non-inclined portion. Further, the signal electrons 404 generated from the portion inclined to the right have a higher rate of rightward speed than the direction of electrons generated from the portion without the inclination.
  • FIG. 16 shows a light emission pattern produced in the scintillator by the signal electrons 401, 402, 403, 404, and 405 described in FIG. 15 when the detector 16 is viewed from the deflector 15.
  • the pattern upward direction is the detector upward direction.
  • Signal electrons 402 having a high rate in the left direction form a light emission pattern 406, and the left side emits light.
  • Signal electrons 401, 403, and 405 having a low rate in the left-right direction form a light emission pattern 407, and the center emits light.
  • Signal electrons 404 having a high rate in the right direction form a light emission pattern 408, and the right side emits light.
  • FIG. 17 shows an image formed by the detected electronic signal.
  • An image 412 is an image formed by signal electrons colliding with the left side 409 of the scintillator.
  • An image 413 is an image formed by an electronic signal colliding with the center 410 of the scintillator.
  • An image 414 is an image formed by an electronic signal colliding with the right side 411 of the scintillator. According to such a configuration, it is possible to obtain a finer contrast image or stereoscope image of the uneven inclination direction of the sample.
  • FIG. 18 shows a metal alloy sample 499.
  • Au500, Nb501, and Mo502 are mixed.
  • FIG. 19 shows the trajectory of Auger electrons emitted from the sample.
  • the energy of Auger electrons is several hundred eV.
  • an electric field of about 50 V / mm is applied to the deflector 15 to create a magnetic field in which primary electrons are not deflected, the electrons are emitted from Au, Mo, and Nb shown in FIG.
  • Auger electrons 503, 504, and 505 are deflected by the deflector 15, the electron 503 collides with the upper portion of the detector 16, the electron 504 collides with the center of the detector 16, and the electron 505 collides with the lower portion of the detector 16.
  • FIG. 20 shows a light emission pattern generated in the scintillator formed by Auger electrons 503, 504, and 505 when the detector 16 is viewed from the deflector 15.
  • the pattern upward direction is the detector upward direction.
  • Au Auger electrons 503 form a light emission pattern 506, and the upper part of the scintillator emits light.
  • Mo Auger electrons 504 form a light emission pattern 507, and the center of the scintillator emits light.
  • the Nb Auger electrons 505 form a light emission pattern 508, and the lower part of the scintillator emits light.
  • FIG. 21 is an image formed by the detected electronic signal.
  • An image 509 is an image formed by secondary electrons detected when primary electrons are irradiated.
  • An image 510 is an image formed by an electronic signal colliding with the upper part 550 of the scintillator.
  • An image 511 is an image formed by an electronic signal colliding with the center 551 of the scintillator.
  • An image 512 is an image formed by an electronic signal colliding with the lower part 552 of the scintillator. According to such a configuration, it is possible to obtain the contrast of the composition information where the element of interest is present in the sample.
  • the deflector 15 When the deflector 15 is set to the above-described conditions (applying an electric field of about 50 V / mm to create a magnetic field in which the primary electron beam is not deflected), the signal electrons that collide with the upper part of the scintillator are Auger with Au energy. The contrast of the electrons is white. Electrons that collide with the center of the scintillator are Auger electrons with Mo energy, and the contrast by these electrons is gray. Electrons that collide with the lower part of the scintillator are Auger electrons having Nb energy, and the contrast by these electrons is black. In this way, by making the scintillator pattern region correspond to the energy of Auger electrons and making the image contrast correspond to the scintillator region, it is possible to correspond to the composition contrast, and the composition image 513 can be obtained.
  • the sample is not particularly limited as long as it is an element that emits Auger electrons. According to such a configuration, a contrast image of the composition information of the sample can be obtained by using Auger electrons.
  • FIG. 22 is a top view when the periphery of the deflector 15 is viewed from the direction when the sample 11 is viewed from the cathode 1 side.
  • the deflector 15 has a charged portion 600.
  • the signal electrons are subjected to a force from the charged portion, and the trajectory is bent, and the signal electrons may collide with the edge of the scintillator or be detached from the scintillator.
  • FIG. 23 shows a pattern on the scintillator created by signal electrons when the detector 16 is viewed from the deflector 15.
  • the pattern upward direction is the detector upward direction
  • the pattern left direction is from the front of the detector paper surface of FIG.
  • a pattern 601 is a pattern on the scintillator when signal electrons are deflected by an electric field generated by the charged portion 600.
  • the signal electrons collide not with the center of the scintillator but with the edge of the scintillator.
  • signal electrons are missed in such cases, and it has been difficult to pursue the cause of the deflection of the signal electrons. It is possible to easily infer the charge portion that is a problem.
  • the deflector is charged up, for example, set in advance so that the center of the secondary electron distribution detected by irradiating an uncharged flat sample with an electron beam is at the center of the detector. It is achieved by setting. If the deflector has a charge-up, when the same sample is used, the center of the secondary electron distribution does not come to the center of the detector. By looking at the distribution image, it is possible to grasp which part of the deflector is charged.
  • the factors affecting the trajectory of the signal electrons include a deviation in the geometric structure of the device and a magnetic field in the device.

Landscapes

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Abstract

　本発明の荷電粒子線装置は、一次荷電粒子線（３）を試料（１１）に照射した際に、試料から発生する信号電子（１４）が、そのエネルギーに応じて位置敏感型の信号検出器（１６）の異なる位置に入射することによって、試料から発生した信号電子のエネルギー分布像を取得する荷電粒子線装置である。 これにより、任意のエネルギーをもつ信号電子を弁別し選択してそのエネルギー特有の情報を反映した像を得ること、試料の様々な特性情報を取得すること、が可能になった。

Description

荷電粒子線装置
　本発明は荷電粒子線装置に関し、特に試料から発生した任意のエネルギーを持つ信号電子を選択的に弁別して検出するのに好適な荷電粒子線装置に関する。
　走査電子顕微鏡に代表される荷電粒子線装置では、荷電粒子線を試料に照射し、照射位置から放出される二次電子や反射電子等を検出する。
　二次電子を検出して形成された二次電子像は、主に試料表面形状コントラストを有する。
　反射電子を検出して形成された反射電子像は、表面形状コントラストのほかに組成コントラストが含まれる。
　従来の走査電子顕微鏡では、二次電子や反射電子を弁別して検出するのに、複数の検出器や電極を用いたエネルギーフィルタにより電子の軌道を偏向し弁別して検出していた。
　特許文献１には、一次電子線を挟んで対向し、その間に電界を形成する電極と、電界の一次電子線に対する偏向作用に対向する偏向作用を生じる磁界を形成する磁極（直交電磁界（ＥＸＢ）装置）を用いて、二次電子と反射電子を異なる角度に偏向し、二次電子と反射電子を分離して検出する電子線装置が開示されている。
　特許文献２には、エネルギーフィルタリングする電界を形成する多孔電極を用いて、二次電子や反射電子をエネルギー弁別して検出する電子線装置が開示されている。
　特許文献３には、反射電子の衝突によって二次電子を発生させる二次電子変換電極を用いて、反射電子または二次電子を高効率に検出する電子線装置が開示されている。
　これらの文献に開示された技術によれば、エネルギーの違いから、二次電子と反射電子を異なる軌道に分離、あるいは併せて検出することが可能になる。
特開平１０－６１８９７号公報 特願２００１－５７３５１４号公報 特願２０００－５７２８９２号公報
　上記の文献に開示された技術によれば、信号電子を検出する際は、電子のエネルギーの違いから、二次電子と反射電子を異なる軌道に分離、あるいは併せて検出する。しかし、複数の検出器や電極を用いて二次電子や反射電子を弁別し検出しているため、弁別するためのエネルギーのしきい値は検出器や電極の構造により決定されていた。そのため、任意のエネルギー範囲を変更しようとしても、範囲の制約があるなどの問題があった。
　また、従来の検出器では、二次電子と反射電子の分離検出など、エネルギー差の大きな信号電子の分別は行っていた。しかし、二次電子自体，反射電子自体が有するエネルギー分布については考慮されていなかった。二次電子，反射電子はそれぞれ一括して検出しており、二次電子内のエネルギー分布、反射電子内のエネルギー分布を取得することは行われていなかった。
　本発明の目的は、検出器の配置や電極の構造が簡潔で、任意のエネルギー範囲の電子を選択的に弁別して検出する電子線装置の提供にある。また、信号電子のエネルギー分布から、試料の特性を把握することにある。
　信号検出器として、信号電子の入射位置の特定できる検出器を用いる。荷電粒子線の照射位置ごとに、信号電子が信号検出器に入射する入射位置の分布を取得する。入射位置の分布は、信号電子のエネルギー分布に対応する。
　信号電子のエネルギー分布像を取得しているので、画像処理等により考慮すべき信号電子のエネルギーを任意に変えることができる。信号電子のエネルギー領域により得られる情報が異なることから、エネルギー領域を任意に選択することで、試料の様々な特性情報を取得することができる。
　本発明によれば、任意のエネルギー範囲の信号電子を選択的に弁別することができる。また、信号電子のエネルギー分布に基づいて、試料の詳細な特性を把握することができる。
発明を実施するための最良の形態で説明する全体構成図。 放出電子のエネルギーと電子の数の関係を表した図。 二次電子の偏向角を説明する図。 帯電試料の表面近傍の断面図。 図３の二次電子のエネルギーと電子の数の関係を表した図。 二次電子の軌道を説明する図。 検出器の構造の概略図を表す図。 電子が作るシンチレータの発光パターンを説明する図。 検出した電子信号により形成された像を説明する図。 重金属の微粒子を内包する基材試料の側面透視図。 重金属の微粒子を内包する基材試料の上観図。 図１０で説明した電子のエネルギーと電子の数の関係を説明する図。 電子が作るシンチレータの発光パターンを説明する図。 検出した電子信号により形成された像を説明する図。 凹凸のある試料の断面図。 電子が作るシンチレータのパターンを説明する図。 検出した電子信号により形成された像を説明する図。 金属合金試料を説明する図。 オージェ電子の軌道を説明する図。 電子が作るシンチレータの発光パターンを説明する図。 検出した電子信号により形成された像を説明する図。 偏向器１５周辺部を説明する図。 電子が作るシンチレータの発光パターンを説明する図。
　以下、図面を参照し、本発明の実施形態について詳細に説明する。なお、以下の実施例では、走査電子顕微鏡を用いて説明を行うが、本発明は他の荷電粒子線装置にも適用することが可能である。
　図１は本発明の実施例の概略図である。陰極１と第一陽極２に印加される電圧Ｖ１によって陰極１から放出された一次電子線３は第二陰極４に印加される電圧Ｖaccにより加速されて、後段の電磁レンズ系に進行する。加速電圧ＶaccおよびＶ１は、高電圧制御回路３０で制御されている。一次電子線３は第一集束レンズ制御回路３２で制御された第一集束レンズ５で集束される。ここで一次電子線３は対物レンズ絞り６で電子線の試料照射電流が制限されるが、電子線の中心を対物レンズ絞り６の孔中心へ通過させるために、図示しない電子線中心軸調整用アライナーと、対物レンズ絞り６上で電子線を走査するための電子線中心調整用偏向器が設けられている。さらに一次電子線３は第二集束レンズ制御回路３３で制御される第二集束レンズ９で再び集束され、対物レンズ制御回路３５によって制御される対物レンズ１０によって試料１１に細く絞られ、さらに偏向制御回路３４が接続された上段偏向コイル１２および下段偏向コイル１３で試料１１上を二次元的に走査される。
　試料１１の一次電子線照射点からは、０ｅＶより大きく、一次電子のエネルギー以下のエネルギーを持つ信号電子１４が放出される。信号電子１４は対物レンズ上部に配置された偏向器１５によって一次電子線３に軸ずれを起こすことなく検出器１６に検出され、増幅器１７で増幅される。
　検出器１６はＣＣＤコントローラ３６によって制御される。これを含めた各種制御回路３０～３７は、装置全体を制御するコンピュータ４４によって制御される。増幅された電子の信号は表示装置３８の画面に試料の拡大像として表示される。コンピュータ４４には、他にも表示装置３８と、表示装置３８上に表示された観察画面を画像情報として取得するための画像取得手段３９と、画像処理手段４０と、これら観察画像に対して種々の計算をするための計算手段４１と、観察画像や計算結果を保存するための内部メモリ４２と、観察条件などを入力するための入力手段４３が接続されている。なお、表示装置は、検出した電子の検出場所を表示することもできる。
　図２は、一次電子を試料に照射したときに放出される電子のエネルギーと電子の数の関係を表した図である。放出される電子は、エネルギーにより、二次電子（ＳＥ）や反射電子（ＢＳＥ），オージェ電子（ＡＥ），非弾性散乱した電子，弾性散乱した電子と呼ばれる。
　図３は、偏向器１５に入射した二次電子のエネルギーと偏向角の関係である。偏向器１５は、特許文献１に説明される装置である。
　偏向器１５内では、低いエネルギーをもつ二次電子は広角度に偏向され、エネルギーが高くなるにつれ偏向角は小さくなる。本実施例においては、信号電子が二次電子の場合を説明したが、信号電子は反射電子，オージェ電子，非弾性散乱電子，弾性散乱電子などの負の電荷をもつ粒子であればよく、直交電磁界（ＥＸＢ）装置内で粒子の持つエネルギーによって偏向角度が異なる。この関係は特に二次電子に限定するものではない。また、本実施例では、直行電磁界（ＥＸＢ）装置を用いた場合について説明するが、エネルギーの異なる信号電子が異なる検出位置で検出されればよく、この条件が満たされれば、他の偏向器を用いることもできるし、偏向器を用いなくても良い。
　図７は、検出器１６の一実施形態であるＣＣＤを用いた検出器の構造の概略図である。
　検出器１６の前面にはＣＣＤ５２が取り付けられている。また、ＣＣＤ５２には加速電極５１を介してシンチレータ５０が固定されている。電子が加速電極５１に侵入すると、電子は検出器への到達位置を保存しつつ加速され、シンチレータ５０に衝突して、発光パターンが生じる。このパターンをＣＣＤ５２により検出する。
　ＣＣＤを配置した検出器１６の大きさは、異なるエネルギーを持つ信号電子が異なる角度に偏向しても取り込める大きさであれば良く、３mm以上の大きさであれば特に大きさは限定しない。ＣＣＤ５２の画像の画素数は、異なるエネルギーを持つ信号電子を分別でき、画像の取り込みが行える画素数であれば特に限定するものではない。
　ＣＣＤの取り込み可能な画像の画素数は横１５００～１７００，縦１０００～１２００程度である。
　図７のような信号電子検出器１１の構成をとることにより、大きさは横４０mm，縦３０mm程度、厚みは５～１０mm程度となり、実装可能となった。従来のＣＣＤ素子を用いた検出器では、ＣＣＤ素子の大きさが６μｍ程度であったため、シンチレータから発生した光が複数のＣＣＤ検出素子に亘って光が入射してしまうことから、光をレンズによって集束させる必要があった。そのため、シンチレータで発生した光を、シンチレータとＣＣＤ素子の間に配置したレンズにより集束させてからＣＣＤ素子に入射させており、ＣＣＤを用いた従来の検出器は大型で、実装することができなかった。
　本発明では、ＣＣＤの検出素子の大きさを従来より大きな２０μｍ、シンチレータ５０から放出した光をレンズで集束させることなく検出する構造とした。
　また、シンチレータの厚みは、ＣＣＤ検出素子の大きさとの関係で決まる。シンチレータが厚すぎると、シンチレータ内で広がった光が複数のＣＣＤ検出素子に亘って入射してしまい、入射位置の精度が落ちるためである。ＣＣＤ検出素子は、１０ビット以上のものを用いた。
　検出器の配置は、従来の二次電子検出器と同じ位置に配置されているが、エネルギーの異なる信号電子が異なる検出位置で検出されるような検出器の配置であれば配置場所は限定されない。
　上記のような検出器で、検出器上で集計する領域を選択することで、像を構成する電子の任意のエネルギー範囲を選択できるため、これらの電子の持つ情報を選択することができ、組成コントラスト像，凹凸コントラスト像など、検出した電子の特徴を反映した像を得ることができる。
　例えば、二次電子のエネルギー領域を選択すれば試料表面の凹凸情報が得られる。高角度で散乱した反射電子は試料の組成情報、低角度で反射した反射電子は、試料の結晶方位の情報が得られる。二次電子よりエネルギーの高いオージェ電子のエネルギー領域を選択すれば、試料表面の組成情報を得ることができる。非弾性散乱した電子は試料表面の原子結合状態に依存したエネルギーを失っており、表面のバンド構造情報を持っている。
　以下、複数の実施例について説明する。
　上記説明した装置構成で、帯電試料の観察に本発明を適用した場合の例について説明する。
　図４は、帯電試料１０１の表面近傍の断面図である。帯電試料１０１には、負に帯電した部位１０２と正に帯電した部位１０３があり、帯電により等電位線１００で表される電界が生じる。負に帯電した部位１０２から発生した二次電子１０４と正に帯電した部位１０３から発生した二次電子１０６は、それぞれ電界から力を受ける。
　図５は、図４で説明した二次電子１０４，１０５，１０６のエネルギーとその数の関係である。負に帯電した部位１０２から発生した二次電子１０４は電界から力を受けエネルギーが高くなり、二次電子１０４のもつエネルギー分布は高い方に移動する。正に帯電した部位１０３から発生した二次電子１０６は電界から力を受けエネルギーが低くなり、二次電子１０６のもつエネルギー分布は低い方に移動する。
　図６は、試料から放出された二次電子の軌道を表している。二次電子のエネルギーは数十ｅＶであり、偏向器１５に１Ｖ／mm程度の電界を掛け、一次電子線が偏向されない磁場を作ったとき、図３で示された二次電子１０４，１０５，１０６は偏向器（本実施例では直交電磁界（ＥＸＢ）装置を用いた。）１５で偏向され、図３の関係から二次電子１０４は検出器１６の上部、二次電子１０５は検出器１６の中心、二次電子１０６は検出器１６の下部に衝突する。なお、本実施例では信号電子として二次電子を用いたが、それ以外の電子でも可能である。
　図８は、偏向器１５から検出器１６を見たときの、図６で説明した二次電子１０４，１０５，１０６がシンチレータに作る発光パターンである。シンチレータ上方向が検出器上方向である。エネルギーの高い二次電子１０４は発光パターン２００を形成し、シンチレータの上部が光る。エネルギーの低い二次電子１０５は発光パターン２０１を形成し、シンチレータの中心が光る。さらにエネルギーの低い二次電子１０６は発光パターン２０２を形成し、シンチレータの下部が光る。
　図９は、検出した電子信号により形成された試料像である。像２０６はシンチレータの上部２０３に衝突した電子信号により形成された像である。シンチレータ上部にはエネルギーの高い二次電子が検出される。エネルギーの高い二次電子で形成された像は、マイナスに帯電した部分が明るくなり、その他は暗くなる。
　同様に、像２０７はシンチレータの中心２０４に衝突した電子信号により形成された像である。シンチレータ中心にはエネルギーの低い二次電子が検出される。エネルギーの低い二次電子で形成された像は、帯電していない部分が明るくなり、その他は暗くなる。
　像２０８はシンチレータの下部２０５に衝突した電子信号により形成された像である。パターン下部にはエネルギーのさらに低い二次電子が検出される。エネルギーのさらに低い二次電子で形成された像は、正に帯電した部分が明るくなり、その他は暗くなる。
　このような構成によれば、これまで区別できなかった電子も区別して検出することができ、試料の帯電部位の情報を得ることができる。
　また、偏向器１５を上述の条件（１Ｖ／mm程度の電界を掛け、一次電子線が偏向されない磁場を作る）に設定した場合、シンチレータの上部に衝突する信号電子は負に帯電した領域から放出される電子であり、この電子によるコントラストを黒とする。シンチレータの中心に衝突する電子は帯電していない領域から放出される電子であり、この電子によるコントラストを灰色とする。シンチレータの下部に衝突する電子は正に帯電した領域から放出される電子であり、この電子によるコントラストを白とする。このように、シンチレータのパターンの領域を帯電電圧に対応させ、像のコントラストをシンチレータの領域に対応させることで、帯電電圧を像のコントラストに対応させることができ、帯電コントラスト像２０９を得ることができる。このような構成によれば、これまで帯電電圧に対応させ区別できなかった電子も区別して検出することができ、試料の帯電コントラスト像を得ることができる。
　なお、選択するエネルギー領域は、予め数値として決めておいたり、分布像を見た上で決定することができる。このエネルギー領域の選択手法は、以下の実施例でも同様に適用できる。
　本実施例では重金属の微粒子を内包する基材試料の極表面の構造観察に本発明を適用した場合の例について説明する。
　図１０は、重金属の微粒子を内包する基材試料３００の表面近傍の側面透視図である。重金属微粒子３０１は試料３００の表面にある。重金属微粒子３０２は試料３００の内部にある。重金属微粒子３０３は試料３００の表面から重金属微粒子３０２よりさらに深い位置にある。
　図１１は、重金属の微粒子を内包する基材試料３００の表面の上観図である。
　図１２は、図１０で説明した信号電子３０４，３０５，３０６のエネルギーとその数の関係である。試料表面にある重金属微粒子３０１から発生した信号電子３０４は全て試料上部に放出される。従って、信号電子３０４は、二次電子のエネルギーと電子の数の関係３０７に示す灰色のエネルギー分布をもつ。
　試料表面にある重金属微粒子３０２から発生した信号電子３０５は試料表面から放出される前に試料原子と衝突を繰り返すうちにエネルギーを失い、エネルギーの低いものは試料上部に放出されない。従って、信号電子３０５は、二次電子のエネルギーと電子の数の関係３０８に示す灰色のエネルギー分布をもつ。
　試料表面にある重金属微粒子３０３から発生した信号電子３０６は試料表面から放出される前に試料原子と衝突を繰り返すうちにエネルギーを失い、エネルギーの高いもののみ試料上部に放出される。従って、信号電子３０６は、二次電子のエネルギーと電子の数の関係３０９に示す灰色のエネルギー分布をもつ。
　図１３は、偏向器１５から検出器１６を見たときの、図１０で説明した信号電子３０４，３０５，３０６がシンチレータに作る発光パターンである。シンチレータ上方向が検出器上方向である。信号電子３０４は発光パターン３１０を形成し、シンチレータは全体的に発光する。エネルギーの低い電子の割合が少ない信号電子３０５は発光パターン３１１を形成し、中心から上部が発光する。エネルギーの高い電子の割合が多い信号電子３０６は発光パターン３１２を形成し、上部が発光する。
　従って、重金属の粒子の深さにより、シンチレータの発光パターンが変わり、試料表面の重金属微粒子３０１に一次電子線を照射している時に発光パターン３１０が見られる。試料内部の重金属微粒子３０２に一次電子線を照射している時に発光パターン３１１が見られる。試料表面から重金属微粒子３０２より深い位置にある重金属微粒子３０３に一次電子線を照射している時に発光パターン３１２が見られる。
　図１４は、検出した電子信号により形成された像である。信号電子３１６は従来の検出器で検出した場合の像である。
　信号電子３１７はシンチレータの下部３１５の出力総計によって形成された像である。シンチレータの下部には、エネルギーの低い電子が衝突するので、試料の内部で発生した二次電子は試料表面から放出せず、試料表面で発生した二次電子が検出される。すなわち、信号電子３１７は試料表面にある重金属の微粒子の情報が含まれている。
　信号電子３１８はシンチレータの中心３１４の出力総計によって形成された像である。シンチレータ中心には、エネルギーの高い二次電子が衝突するので、試料内部で発生した二次電子が検出される。すなわち、信号電子３１８は試料内部にある重金属の微粒子の情報が含まれている。
　信号電子３１９はシンチレータの上部の出力総計によって電子信号により形成された像である。シンチレータ上部には、エネルギーの高い二次電子が衝突するので、試料表面から深い位置で発生した二次電子が検出される。すなわち、信号電子３１９は試料表面から重金属微粒子３０２よりさらに深い位置にある重金属の微粒子の情報が含まれている。
　このような構成によれば、試料内で深さの違いによってコントラストが違う像を得ることができ、対象元素の試料内での深さを把握することができる。
　本実施例では凹凸のある試料の表面の構造観察に本発明を適用した場合の例について説明する。
　図１５は、凹凸のある試料４００の表面近傍の断面図である。一次電子が試料に照射されると一次電子照射位置から信号電子が発生する。二次電子の発生方向は一般にｃｏｓ則に従い、試料表面に対し垂直方向の速度をもつ二次電子の割合が多い。すなわち、左に傾斜した部分から発生した信号電子４０２は、傾斜のない部分から発生した電子の方向に対し左方向の速度をもつ割合が高い。また、右に傾斜した部分から発生した信号電子４０４は、傾斜のない部分から発生した電子の方向に対し右方向の速度をもつ割合が高い。
　図１６は、偏向器１５から検出器１６を見たときの、図１５で説明した信号電子４０１，４０２，４０３，４０４，４０５がシンチレータに作る発光パターンである。パターン上方向が検出器上方向である。左方向の速度をもつ割合の高い信号電子４０２は発光パターン４０６を形成し、左側が発光する。左右方向の速度を持つ割合の低い信号電子４０１，４０３，４０５は発光パターン４０７を形成し、中心が発光する。右方向の速度を持つ割合の高い信号電子４０４は発光パターン４０８を形成し、右側が発光する。
　図１７は、検出した電子信号により形成された像である。像４１２はシンチレータの左側４０９に衝突した信号電子により形成された像である。像４１３はシンチレータの中心４１０に衝突した電子信号により形成された像である。像４１４はシンチレータの右側４１１に衝突した電子信号により形成された像である。このような構成によれば、さらに細かい試料の凹凸傾斜方向のコントラスト像やステレオスコープ像を得ることができる。
　本実施例では金属合金試料の極表面の構造観察に本発明を適用した場合の例について説明する。
　図１８は、金属合金試料４９９である。金属合金試料４９９には、Ａｕ５００，Ｎｂ５０１，Ｍｏ５０２が混在している。
　図１９は、試料から放出されたオージェ電子の軌道を表している。オージェ電子のエネルギーは数百ｅＶであり、偏向器１５に５０Ｖ／mm程度の電界を掛け、一次電子が偏向されない磁場を作った時、図１７で示されたＡｕ，Ｍｏ，Ｎｂから放出されたオージェ電子５０３，５０４，５０５は偏向器１５で偏向され、電子５０３は検出器１６の上部、電子５０４は検出器１６の中心、電子５０５は検出器１６の下部に衝突する。
　図２０は、偏向器１５から検出器１６を見たときの、オージェ電子５０３，５０４，５０５が作るシンチレータに生じる発光パターンである。パターン上方向が検出器上方向である。Ａｕのオージェ電子５０３は発光パターン５０６を形成し、シンチレータの上部が発光する。Ｍｏのオージェ電子５０４は発光パターン５０７を形成し、シンチレータの中心が発光する。Ｎｂのオージェ電子５０５は発光パターン５０８を形成し、シンチレータの下部が発光する。
　図２１は、検出した電子信号により形成される像である。像５０９は一次電子を照射したとき、検出される二次電子により形成される像である。像５１０は、シンチレータの上部５５０に衝突した電子信号により形成された像である。像５１１はシンチレータの中心５５１に衝突した電子信号により形成された像である。像５１２はシンチレータの下部５５２に衝突した電子信号により形成された像である。このような構成によれば、注目している元素が試料のどこに存在しているか組成情報のコントラストとして得ることができる。
　また、偏向器１５を上述の条件（５０Ｖ／mm程度の電界を掛け、一次電子線が偏向されない磁場を作る）に設定した場合、シンチレータの上部に衝突する信号電子はＡｕのエネルギーを持ったオージェ電子であり、この電子によるコントラストを白とする。シンチレータの中心に衝突する電子はＭｏのエネルギーを持ったオージェ電子であり、この電子によるコントラストを灰色とする。シンチレータの下部に衝突する電子はＮｂのエネルギーを持ったオージェ電子であり、この電子によるコントラストを黒とする。このように、シンチレータのパターンの領域をオージェ電子のエネルギーに対応させ、像のコントラストをシンチレータの領域に対応させることで、組成のコントラストに対応させることができ、組成像５１３を得ることができる。
　当実施例においては、試料としてＡｕ，Ｍｏ，Ｎｂを含む金属合金の観察例を説明したが、オージェ電子を放出する元素であれば、試料は特に限定するものではない。このような構成によれば、オージェ電子を用いることで試料の組成情報のコントラスト像を得ることができる。
　本実施例では、偏向器にチャージアップ部位が生じた時に本発明を適用した場合の例について説明する。
　図２２は、偏向器１５周辺部を陰極１側から試料１１を見たときの方向から見たときの上観図である。偏向器１５にはチャージしている部分６００がある。このとき信号電子は、チャージしている部分から力を受け軌道が曲がり、シンチレータの縁に衝突、または、シンチレータから外れてしまうことがある。
　図２３は、偏向器１５から検出器１６を見たときの、信号電子が作るシンチレータ上のパターンである。パターン上方向が検出器上方向、パターン左方向が図１の検出器紙面の手前から奥方向である。パターン６０１は、チャージした部分６００が作る電界によって信号電子が偏向された場合のシンチレータ上のパターンである。この場合、信号電子はシンチレータの中心ではなく、シンチレータの縁に衝突する。従来の検出器では、このような場合は信号電子を取りこぼしており、信号電子が偏向された原因追求が困難であったが、ＣＣＤを配置した検出器を用いることで信号電子の偏向量が測定でき、問題となるチャージの部分を容易に推測することができる。
　偏向器にチャージアップがあるかは、例えば、帯電のない平らな試料に電子線を照射して検出された二次電子の分布の中心が、検出器の中心に来るように事前に設定しておくことで達成される。偏向器にチャージアップがあれば、同様の試料を用いた場合、二次電子の分布の中心が検出器の中心に来ないので、それによりチャージアップをしていることが分かる。なお、分布像を見ることにより、偏向器のどの部分が帯電しているか把握することができる。
　また、信号電子の軌道に影響を与える要因として、装置の幾何構造上のズレや装置内の磁場があげられるが、検出器１６を信号電子が偏向される原因追求の手段として使用することで、これらの信号電子の軌道に影響を与える要因の予測が容易になる。
１　陰極
２　第一陽極
３　一次電子線
４　第二陰極
５　第一集束レンズ
６　対物レンズ絞り
７　電子線中心軸調整用アライナー
８　電子線中心調整用偏向器
９　第二集束レンズ
１０　対物レンズ
１１　試料
１２　上段偏向コイル
１３　下段偏向コイル
１４，３０４，３０５，３０６，３１６，３１７，３１８，３１９，４０１，４０２，４０３，４０４，４０５　信号電子
１５　偏向器
１６　検出器
１７　増幅器
３０　高電圧制御回路
３１　アライナー制御回路
３２　第一集束レンズ制御回路
３３　第二集束レンズ制御回路
３４　偏向制御回路
３５　対物レンズ制御回路
３６　ＣＣＤコントローラ
３７　試料微動制御回路
３８　表示装置
３９　画像取得手段
４０　画像処理手段
４１　計算手段
４２　内部メモリ
４３　入力手段
４４　コンピュータ
５０　シンチレータ
５１　加速電極
５２　ＣＣＤ
１００　等電位線
１０１　帯電試料
１０２　負に帯電した部位
１０３　正に帯電した部位
１０４，１０５，１０６　二次電子
２００，２０１，２０２，３１０，３１１，３１２，４０６，４０７，４０８，５０６，５０７，５０８　シンチレータの発光パターン
２０３，３１３，５５０　シンチレータの上部
２０４，３１４，４１０，５５１　シンチレータの中心
２０５，３１５，５５２　シンチレータの下部
２０６，２０７，２０８，４１２，４１３，４１４　二次電子像
２０９　帯電コントラスト像
３００　重金属の微粒子を内包する基材試料
３０１，３０２，３０３　重金属微粒子
３０７，３０８，３０９　電子のエネルギーと電子の数の関係図
４００　凹凸のある試料
４０９　シンチレータの左側
４１１　シンチレータの右側
５００　Ａｕ
５０１　Ｎｂ
５０２　Ｍｏ
５０３，５０４，５０５　オージェ電子
５０９，５１０，５１１，５１２　オージェ電子像
５１３　組成像
６００　チャージした部分
６０１　シンチレータのパターン

Claims (20)

  1. 　荷電粒子源と、
    　荷電粒子源から放出された一次荷電粒子線を試料上で走査する偏向器と、
    　荷電粒子源から放出された一次荷電粒子線を集束する対物レンズと、
    　一次荷電粒子線の照射により試料から発生する信号電子を検出する検出器と、
    　前記検出器からの検出信号を記憶するメモリと、
    　前記検出信号を処理する制御装置と、
    を有する荷電粒子線装置において、
    　前記検出器は、検出素子が平面状に配列しており、
    　試料上の各照射位置ごとに、当該照射位置から放出される信号電子の分布情報を前記検出器で検出し、
    　前記メモリは、前記照射位置と当該照射位置から放出される信号電子の分布情報を対応して記憶し、
    　前記制御装置は、記憶された各照射位置ごとの信号電子の分布情報に基づいて、各照射位置ごとの画素値を算出し、
    　さらに、前記算出した画素値を各照射位置に対応させて画像を作成することを特徴とする荷電粒子線装置。
  2. 　請求項１の荷電粒子線装置において、前記検出器がＣＣＤであることを特徴とする荷電粒子線装置。
  3. 　請求項１の荷電粒子線装置において、検出した電子の検出場所を表示する表示装置を備えていることを特徴とする荷電粒子線装置。
  4. 　請求項１の荷電粒子線装置において、
    　前記制御装置は、各照射位置ごとの二次電子の分布情報を比較し、
    　当該比較した分布情報に基づいて試料の帯電の情報を取得することを特徴とする荷電粒子線装置。
  5. 　請求項１の荷電粒子線装置において、
    　前記制御装置は、各照射位置ごとの二次電子の分布情報を比較し、
    　当該比較した分布情報に基づいて、試料に含有される元素の試料表面からの深さ情報を取得することを特徴とする荷電粒子線装置。
  6. 　請求項１の荷電粒子線装置において、
    　前記制御装置は、各照射位置ごとの信号電子の分布情報を比較し、
    　当該比較した分布情報に基づいて試料の形状の情報を取得することを特徴とする荷電粒子線装置。
  7. 　請求項１の荷電粒子線装置において、
    　前記制御装置は、各照射位置ごとのオージェ電子の分布情報を比較し、
    　当該比較した分布情報に基づいて、試料に含有される元素を特定することを特徴とする荷電粒子線装置。
  8. 　請求項１の荷電粒子線装置において、
    　前記信号電子を前記検出器の方向に偏向する偏向器を有することを特徴とする荷電粒子線装置。
  9. 　請求項８の荷電粒子線装置において、
    　前記検出器がＣＣＤであることを特徴とする荷電粒子線装置。
  10. 　請求項８の荷電粒子線装置において、
    　検出した電子の検出場所を表示する表示装置を備えていることを特徴とする荷電粒子線装置。
  11. 　請求項８の荷電粒子線装置において、
    　前記制御装置は、各照射位置ごとの二次電子の分布情報を比較し、
    　当該比較した分布情報に基づいて試料の帯電の情報を取得することを特徴とする荷電粒子線装置。
  12. 　請求項８の荷電粒子線装置において、
    　前記制御装置は、各照射位置ごとの二次電子の分布情報を比較し、
    　当該比較した分布情報に基づいて、試料に含有される元素の試料表面からの深さ情報を取得することを特徴とする荷電粒子線装置。
  13. 　請求項８の荷電粒子線装置において、
    　前記制御装置は、各照射位置ごとの信号電子の分布情報を比較し、
    　当該比較した分布情報に基づいて試料の形状の情報を取得することを特徴とする荷電粒子線装置。
  14. 　請求項８の荷電粒子線装置において、
    　前記制御装置は、各照射位置ごとのオージェ電子の分布情報を比較し、
    　当該比較した分布情報に基づいて、試料に含有される元素を特定することを特徴とする荷電粒子線装置。
  15. 　荷電粒子源と、
    　荷電粒子源から放出された一次荷電粒子線を集束する対物レンズと、
    　一次荷電粒子線の照射により試料から発生する信号電子を検出する検出器と、
    　前記検出器からの検出信号を記憶するメモリと、
    　前記検出信号を処理する制御装置と、
    を有する荷電粒子線装置において、
    　前記検出器は、検出素子が平面状に配列しており、
    　前記信号電子を前記検出器の方向に偏向する偏向器を有し、
    　当該一次荷電粒子線の照射位置から放出される信号電子の分布情報を前記検出器で検出し、
    　当該検出された分布情報に基づいて、前記偏向器の帯電の有無を判定することを特徴とする荷電粒子線装置。
  16. 　荷電粒子源から放出された一次荷電粒子線を試料上に走査するステップと、
    　一次荷電粒子線の照射により試料から発生する信号電子を検出するステップと、
    　検出された信号電子の検出位置の分布情報に基づいて、各照射位置ごとの画素値を算出するステップと、
    　前記算出した画素値を各照射位置に対応させて画像を作成するステップと
    からなる試料像作成方法。
  17. 　請求項１６の試料像形成方法において、
    　各照射位置ごとの二次電子の分布情報を比較し、当該比較した分布情報に基づいて試料の帯電の情報を表す試料像を形成することを特徴とする試料像作成方法。
  18. 　請求項１６の試料像形成方法において、
    　各照射位置ごとの二次電子の分布情報を比較し、当該比較した分布情報に基づいて、試料に含有される元素の試料表面からの深さ情報を表す試料像を形成することを特徴とする試料像作成方法。
  19. 　請求項１６の試料像形成方法において、
    　前記制御装置は、各照射位置ごとの信号電子の分布情報を比較し、
    　当該比較した分布情報に基づいて試料の形状を表す試料像を形成することを特徴とする試料像作成方法。
  20. 　請求項１６の試料像形成方法において、
    　前記制御装置は、各照射位置ごとのオージェ電子の分布情報を比較し、
    　当該比較した分布情報に基づいて、試料に含有される元素を表す試料像を形成することを特徴とする試料像作成方法。
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