WO2013129147A1 - 走査電子顕微鏡 - Google Patents

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Definitions

  • the present invention relates to a scanning electron microscope that detects electrons obtained by irradiating a sample with an electron beam, and more particularly to a scanning electron microscope including a deflector that deflects the trajectory of electrons emitted from the sample.
  • Patent Document 1 discloses a technique for speeding up visual field movement using an image shift deflector. Further, in accordance with an electric field or a magnetic field generated in association with an image shift in order to guide electrons to a conversion electrode arranged outside the axis of the electron beam and closer to the electron source than the detector or to the detector. Controlling the deflection angle of secondary electrons is described.
  • a scanning electron microscope comprising an electron source, a deflector for deflecting an irradiation position of an electron beam emitted from the electron source, and a control device for controlling the deflector
  • the electron A detector for detecting electrons obtained by irradiation of the beam with the sample, an aperture forming member disposed between the detector and the deflector and having a passage aperture for the electron beam, and emitted from the sample
  • a secondary signal deflector for deflecting electrons deflects the electrons emitted from the sample toward a passage aperture of the electron beam according to deflection control of the deflector.
  • a scanning electron microscope for controlling the next signal deflector is proposed.
  • an image is formed by scanning primary electrons on a sample and detecting secondary electrons emitted from the surface of the sample.
  • edge contrast decreases due to the diffusion of primary electrons inside the sample, so SEM observation is expected to become even more severe.
  • the emitted secondary electrons disappear upon re-collision with the sample side wall, making it difficult to see the shape of the bottom. Therefore, it is conceivable to install an electrode that generates positive electric charge on the sample surface or generates an electric field for guiding electrons upward.
  • an electrode that generates positive electric charge on the sample surface or generates an electric field for guiding electrons upward.
  • the sample surface is a conductor or the pattern bottom is an insulator
  • a method of selectively detecting only the secondary electrons emitted from the bottom of the pattern and emphasizing them is effective in that the apparatus has a function of discriminating secondary electrons by energy or angle.
  • an energy filter it is possible to emphasize a specific pattern contrast by using a difference in potential potential of materials. This technique is effective when a plurality of different materials such as Low-k materials and metal gates are used.
  • a specific pattern contrast can be enhanced by discriminating secondary electrons by elevation angle or azimuth angle.
  • discriminating in the elevation direction it is possible to obtain information on the pattern bottom and side surfaces by selectively detecting secondary electrons emitted in the direction perpendicular to the sample surface.
  • An energy filter is generally configured using a plurality of conductive meshes or electrodes.
  • the energy resolution is determined by the flatness and electric field strength of the formed electric field, the entrance angle of secondary electrons, orbital dispersion, and the like. If there is a variation in the energy resolution at the time of image acquisition, the potential for cutting the energy changes, resulting in variations in image contrast and brightness.
  • a shield for limiting the secondary electron trajectory is generally placed, and for example, only secondary electrons that have passed through a hole or the like opened in the shield are selectively detected. At this time, for example, when secondary electrons in the vertical direction of the sample are to be selectively detected, if the corresponding secondary electron trajectory hits the shield, the effect of angle discrimination cannot be obtained.
  • the electron beam is deflected by an image shift deflector or the like, not only the electron beam but also the trajectories of secondary electrons and backscattered electrons may be bent, making it difficult to perform proper angle discrimination.
  • the angle discrimination opening and the electron beam passage opening are used together, and a deflector for deflecting the electron emitted from the sample to the opening and the electron passing through the opening, or
  • a scanning electron microscope will be described in which a detector for detecting the electrons caused by the electrons is provided, thereby minimizing accurate angle discrimination and collision of electrons with a shield other than the shield for angle discrimination.
  • the path with the least possibility of colliding with the electron beam path or the members constituting the electron optical system is an electron beam passage orbit. Therefore, regardless of the deflection of the image shift deflector or the like, the electrons emitted from the sample are deflected so as to pass along the passage opening of the electron beam. It is possible to suppress the collision of the maximum.
  • the opening forming member provided with the opening for angle discrimination is an electron detector or a conversion electrode for collision electrons
  • the detection surface of the detector or the conversion electrode surface provided in an axial symmetry with respect to the electron beam is used. Since the largest number of electrons can be guided, the detection efficiency can be maximized.
  • FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a scanning electron microscope.
  • the primary electron beam 1 is extracted by applying an extraction voltage 12 between the field emission cathode 11 and the extraction electrode 13.
  • the primary electron beam 1 is subjected to a converging action by the condenser lens 14 and subjected to scanning deflection by the upper scanning deflector 21 and the lower scanning deflector 22.
  • the deflection intensities of the upper scanning deflector 21 and the lower scanning deflector 22 are adjusted so that the sample 23 is two-dimensionally scanned with the lens center of the objective lens 17 as a fulcrum. Similarly, it receives a deflection action by the upper image shift deflector 25 and the lower image shift deflector 26 for changing the scanning position.
  • the deflected primary electron beam 1 is further accelerated by an acceleration cylinder 18 provided in the path of the objective lens 17.
  • the post-accelerated primary electron beam 1 reaches the sample 23 which is narrowed by the lens action of the objective lens 17 and held by the holder 24.
  • Secondary electrons are emitted from the surface of the sample 23 by the irradiation of the primary electrons.
  • Secondary electrons are high-angle secondary electrons 2 (a) parallel to the optical axis, low-angle secondary electrons (b) parallel to the sample surface (electron beam relative to high-angle secondary electrons).
  • the electrons can be classified into a wide range around the optical axis.
  • the secondary electrons travel in the opposite direction to the primary electrons along the optical axis and reach the secondary electron limiting plate 31.
  • the high-angle secondary electrons 2 (a) pass through the holes of the secondary electron restricting plate 31, pass through the energy filter 34, and then collide with the reflecting plate 27 to be converted into tertiary electrons, whereby the upper detector 28 (a ).
  • the secondary electron limiting plate 31 has an electron beam passage aperture and is disposed between the upper detector 28 (a) and the image shift deflector in the direction of the electron beam optical axis.
  • the electron beam passage opening is formed so as to selectively pass a high-angle component of electrons emitted from the sample.
  • the secondary electron 2 (b) on the low angle side collides with the secondary electron limiting plate 31 (conversion electrode) and is converted into tertiary electrons, and is detected by the lower detector 28 (b).
  • the detection signals are processed using the arithmetic unit 40, and the signals detected by the respective detectors are imaged. In order to earn an image S / N, the obtained signals may be added to form an image.
  • the lower detector 28 (b) is disposed between a secondary electron aligner described later and the upper detector 28 (a).
  • the computing unit 40 is connected to the control device 41 and executes a predetermined computation based on an instruction from the control device 41.
  • the control device 41 is also connected to an objective lens control power source 42, a stage control power source 43, and an acceleration voltage control power source 44, and based on optical conditions and control conditions stored in advance as recipes, Control the components.
  • a secondary electron aligner (secondary signal deflector) is used to always pass the high-angle secondary electrons 2 (a) through the holes of the secondary electron limiting plate 31.
  • the secondary electron aligner II (L) 33 (a) and the secondary electron aligner II (U) 33 (b) are used to control the deflection of the secondary electron orbit.
  • the secondary electron aligner uses a Wien filter composed of electrodes and magnetic field coils so as not to affect the trajectory of the primary electrons.
  • FIG. 8 is a diagram for explaining the principle.
  • FIG. 8 shows the secondary electron restricting plate 31 viewed from the sample 23 side, and is provided with an electron beam passage opening 81 (high angle side electron passage opening).
  • FIG. 8A shows a state where the center of the dispersion range 82 of electrons emitted from the sample coincides with the electron beam passage aperture 81
  • FIG. 8B shows the dispersion of electrons emitted from the sample.
  • the center of the range 82 shows a state of being separated from the electron beam passage opening 81.
  • the detection efficiency of the lower detector 28 (b) can be increased. According to the present embodiment apparatus, it is possible to suppress a decrease in detection efficiency even when the trajectory of secondary electrons is changed.
  • the energy filter 34 includes, for example, a plurality of mesh electrodes and generates an electric field that repels electrons emitted from the sample. By changing the electric field strength, it is provided to selectively introduce electrons of desired energy to the detector side.
  • the energy filter 34 is installed closer to the electron source 11 than the secondary electron limiting plate 31.
  • the energy filter 34 is generally provided with holes and pipes for securing a passage path of primary electrons, and it is necessary to prevent high-angle secondary electrons (a) from entering the holes and pipes. is there. Therefore, similarly, a secondary electron aligner I32 is provided to control the deflection of the angle of the secondary electrons entering the energy filter 34.
  • the angle of the high-angle secondary electron 2 (a) that has passed through the secondary electron aperture 31 is controlled by the secondary electron aligner II (L) 33 (a) and the secondary electron aligner II (U) 33 (b). Therefore, the approach angle with respect to the energy filter 35 can be kept constant by the secondary electron aligner I32. As a result, the effect of making the energy resolution of the energy filter constant can also be obtained.
  • both the angle discrimination and the energy discrimination are compatible, but the secondary electron restriction plate 31 may be removed in order to perform only the energy discrimination.
  • the concept of the control method of the secondary electron aligner II 33 (a), 33 (b) is shown in FIG.
  • Primary electrons are irradiated to the off-axis position Ls of the sample surface.
  • High-angle secondary electrons 2 (a) emitted therefrom travel in the opposite direction along the optical axis.
  • Objective lens 17 receives the deflection action when passing through the image shift 25 and 26, enters the secondary electron aligner II (L) 33 (b) off-axis amount LL, at an angle theta SE.
  • the secondary electron 2 (a) is deflected at an angle ⁇ L so as to pass through the center of the secondary electron aligner II (U) 33 (a).
  • L SE defines the amount by which the secondary electrons 2 (a) are deflected by the image shift by the distance from the optical axis in the secondary electron limiting plate 31.
  • LSE can be obtained by using a secondary electron arrival position detection method, which will be described later, or an electron trajectory simulation.
  • Z SEAP is the height of the secondary electron limiting plate
  • ⁇ L required for the secondary electron aligner II (L) 33 (b) is obtained as the following equation.
  • FIG. 2 is described using a cross-sectional view, actually, it is necessary to control the azimuth direction in consideration of the rotation of the objective lens 17 due to the magnetic field.
  • the rotation angle by a magnetic field is previously calculated
  • the rotation angle by the magnetic field can be obtained by using a secondary electron arrival position detection method described later or an electron trajectory simulation.
  • FIG. 3 shows a method of controlling the deflection to the hole outside the optical axis in the secondary electron limiting plate 31. If the secondary electrons 2 (a) when the image shift is not used are controlled so that ⁇ L and ⁇ U are in the opposite direction at the same angle, only the position of the orbit can be shifted while maintaining the parallel to the optical axis. it can. In this principle, only the secondary electron trajectory is translated, so that it can be controlled independently of the image shift interlock. If the required amount of movement on the secondary electron limiting plate is L SHIFT , a translation term can be added to the equations (4) and (5).
  • the secondary electrons 2 (a) are caused by the focusing action of the magnetic lens and the electrostatic lens. It converges on the limiting plate 31.
  • the image of the hole of the secondary electron limiting plate 31 is dark as shown in FIG. 4 (a) reflecting the shape of the secondary electron limiting plate. Can be obtained.
  • the upper detector 28 (a) an image in which the hole of the secondary electron restricting plate 31 is bright is obtained as shown in FIG. 4 (b).
  • the hole position in the screen reflects the scanning range on the secondary electron restricting plate 31, it changes when an image shift or a secondary electron aligner is used. Therefore, on the contrary, the image shift, the deflection sensitivity of the secondary electron aligner, and the angle in the azimuth direction can be obtained from the amount of change in the hole position. If the optical condition is not met, the secondary electrons 2 (a) do not converge at the secondary electron restricting plate 31, so that the outline of the hole appears blurred and it is difficult to confirm the hole position. In that case, the trajectory of secondary electrons may be traced by electron trajectory simulation.
  • the secondary electron trajectory can be controlled with high accuracy even under various optical conditions. it can.
  • a detector having a spatial resolution may be installed as the secondary electron limiting plate 31 to directly detect the secondary electron arrival position. Further, since the contrast of the hole is generated depending on whether or not it passes through the hole of the secondary electron restricting plate 31, if the signals detected by the upper detector 28 (a) and the lower detector 28 (b) are added, the hole You can eliminate the reflection of the shadow.
  • FIG. 5 is a flowchart showing a process of forming a composite image using two detectors.
  • the holder 24 is moved to hold the sample 23 at a desired observation position (step 501).
  • an image shift is used within a range of several um (step 502).
  • the control amount of (b) is calculated (step 503). If the control amount (operation condition such as deflection current or voltage) and the image shift amount (operation condition such as deflection current or voltage) are associated with each other and stored in a memory (not shown), the condition is reproduced later. be able to.
  • the hole of the secondary electron restricting plate 31 may be on the optical axis and may be shared with the primary electron passage hole, or may be installed outside the optical axis.
  • the image of the secondary electron restricting plate 31 is reflected in the image. The position appears at a position away from the center of the screen. For these deviations, the secondary electron arrival position is adjusted in advance based on the control equation (step 504).
  • the secondary electron aligner I32 can be controlled so that the energy filter has a high entrance angle.
  • the Wien conditions of the electric and magnetic fields are adjusted in advance and the deflection sensitivity is required.
  • a scanning signal is input to the deflector to start scanning, and the signals detected by the upper detector 28 (a) and the lower detector 28 (b) are stored in the storage device 45 (step 505).
  • the secondary electron trajectory is deflected by the sample charging. It is known that when an insulating sample is irradiated with primary electrons, the sample is positively or negatively charged when the number of incident primary electrons and the number of emitted secondary electrons differ. When the sample is charged, the secondary electrons are deflected by the electric field generated by the charge, so that the secondary electrons 2 (a) having a high angle component reach a position outside the hole of the secondary electron limiting plate 31, and the angle discrimination function is provided. descend.
  • the secondary electron aligner II (U) 33 (a) and the secondary electron aligner II ( L) The control amount of 33 (b) is recalculated and output (step 507).
  • the operator has set in advance whether or not to synthesize the image.
  • the signals of the upper detector 28 (a) and the lower detector 28 (b) are arbitrarily calculated. Based on the equation, the image is formed after multiplication / addition / addition / subtraction (steps 508 and 509).
  • image synthesis is not performed, two images detected by each detector can be acquired simultaneously.
  • the upper detector 28 (a) detects a high angle component signal or an energy filtered high angle component signal
  • the lower detector 28 (b) detects a low angle component signal.
  • the upper detector 28 (a) detects information on the bottom of the pattern that is included in a large amount of high angle components
  • the lower detector 28 (b) detects information on the top of the pattern that is included in a large amount of low angle components. It can be used to observe the upper part separately.
  • the relationship of the energy resolution of the energy filter depends on the variation in the electric field and the variation in the incident angle of the electrons.
  • the change in the incident angle of electrons changes the threshold energy of the energy filter, which causes variations in image contrast.
  • the angle of the secondary electrons incident on the energy filter can be kept constant regardless of the use of the image shift, thereby stabilizing the contrast. Images can be acquired. Furthermore, as shown in FIG. 6, if the secondary electron aligner I32 is constituted by a two-stage Wien filter, the secondary electrons 2 (a) can be parallel to the optical axis when entering the energy filter 35. Ideal energy resolution can be expected when using a mesh / electrode.
  • a method will be described in which a plurality of secondary electron aligners are arranged to cancel the aberration generated by the secondary electron aligner itself and to suppress the spread of primary electrons on the sample.
  • An ideal Wien filter can deflect only secondary electrons without affecting the trajectory of the primary electrons.
  • the electric field and magnetic field generated by the Wien filter do not always coincide with each other along the optical axis.
  • the primary electrons have energy dispersion when emitted from the electron source, and orbital dispersion occurs when passing through the Wien filter, so that beam spread occurs on the sample.
  • a technique is known in which a pair of equivalent Wien filters are arranged one above the other and deflected in the opposite direction.
  • the secondary electron aligner II (U) 33 (a) and the secondary electron aligner II (L) 33 (b) are used in the direction to cancel, the generated aberration is small.
  • another secondary electron aligner is provided above the reflector 27 that is not related to the control of the secondary electrons.
  • the added secondary electron aligner is preferably controlled so as to always deflect at the same angle in the opposite direction to the secondary electron aligner I32 regardless of the trajectory of the secondary electrons.
  • the amount used by the pair of secondary electron aligners is different, for example, when the secondary electron aligner II (U) 33 (a) or the secondary electron aligner II (L) 33 (b) is used, the remaining aberration is a concern. , It may be superimposed on the secondary electron aligner control so as to cancel it.
  • FIG. 7 shows a cross section of an example of a device structure to be observed.
  • the pattern 101 is a line-shaped pattern at the upper part, and a film 102 having a tapered hole pattern is provided below the pattern 101, and a film 103 is provided therebelow.
  • this device structure is observed from the top with the upper detector 28 (a)
  • an image with a bright contrast of the lower layer 103 is obtained as shown in FIG. 7 (a).
  • the contrast of the top portion 101 is conversely enhanced as shown in FIG. 7 (b).
  • the contrast of the line 101 is unnecessary unnecessary information. Therefore, the image brightness is multiplied and divided so that the brightness of the line portion 101 in FIGS. 7A and 7B is the same, and FIG. 7B is subtracted from FIG. . That is, a composite image is formed so as to cancel the contrast of a specific part of the image.
  • eliminated the contrast of the line part 101 can be obtained.
  • the dynamic range of brightness at the boundary portion between the intermediate layer 102 and the lower layer 103, which is a desired observation position can be expanded, and observation with high accuracy is possible. If the brightness of the composite image can be adjusted during image acquisition, the dynamic range can be optimized and the composite image can be acquired.
  • the conversion electrode is used to detect the electron emitted from the sample after converting it to the tertiary electron.
  • an MCP (Multi Channel Plate) detector is used instead of the conversion electrode.
  • a detector that directly detects electrons emitted from such a sample may be used.
  • the detector arranged in the lower stage serves as a blocking member that blocks low-angle components.
  • the detection efficiency when the secondary electron restriction plate is used by controlling the trajectory of the secondary electrons is kept constant, and it is possible to always obtain an equivalent image even when using image shift. Become. Further, since the secondary electrons can enter the energy filter disposed on the upper stage of the secondary electron limiting plate at a certain angle, it is possible to stably acquire an image while keeping the energy resolution constant. become.

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Abstract

　本発明は、走査電子顕微鏡において、軸外に角度制限用の開口を設けることなく、試料から放出される電子の角度弁別を行えるようにしたものである。　電子ビーム（１）の照射位置を偏向する偏向器（２５，２６）と、当該偏向器を制御する制御装置（４１）を備えた走査電子顕微鏡において、前記電子ビームの試料（２３）への照射によって得られる電子を検出する検出器（２８（ａ））と、当該検出器と前記偏向器との間に配置され、前記電子ビームの通過開口を有する開口形成部材（３１）と、前記試料から放出された電子を偏向する二次信号偏向器（３３（ａ），３３（ｂ））を備え、前記偏向器（２５，２６）の偏向制御に応じて、前記試料から放出される電子を前記電子ビームの通過開口に向かって偏向するように前記二次信号偏向器を制御するようにした。

Description

走査電子顕微鏡
　本発明は、試料に電子ビームを照射することによって得られる電子を検出する走査電子顕微鏡に係り、特に試料から放出される電子の軌道を偏向する偏向器を備えた走査電子顕微鏡に関する。
　近年、半導体デバイス等、走査電子顕微鏡の測定、或いは検査対象の微細化が進んでいる。微細化に伴い、試料表面方向（Ｘ－Ｙ方向）パターンの大きさに対し、相対的にパターンの深さ方向（Ｚ方向）の寸法が増大し、パターンのアスペクト比（Ｚ方向の寸法／Ｘ或いはＹ方向の寸法）の増大が顕著になってきた。このようなパターンの底部から放出される電子の中には、パターンの側壁に衝突してしまうものがある。
　一方、微細なパターンを測定するという要求と共に、測定や検査に要する時間の短縮化が求められている。昨今の半導体デバイスの測定、検査個所は増大傾向にあり、高スループットを実現するためには、測定点（電子ビームの視野）の移動を高速に行う必要がある。特許文献１にはイメージシフト偏向器を用いた視野移動の高速化技術が開示されている。また、特許文献１では電子ビームの軸外であって、検出器より電子源側に配置された変換電極、或いは検出器に電子を導くために、イメージシフトに伴い発生する電界又は磁界に応じて、二次電子の偏向角を制御することが説明されている。
特開２０１２－３９０２号公報
　特許文献１に開示の走査電子顕微鏡によれば、イメージシフトの偏向方向に寄らず、所定の方向に安定して電子を導くことができるが、電子ビームの光軸（ビームが偏向作用を受けないときに電子ビームが通過する通過軌道）外に電子を偏向して検出しているため、一次電子ビームが通過する通過軌道を確保しつつ、角度制限用の開口を設ける必要がある。
　以下、軸外に角度制限用の開口を設けることなく、試料から放出される電子の角度弁別を行うことを目的とする走査電子顕微鏡について説明する。
　上記目的を達成する一態様として、電子源と、当該電子源から放出される電子ビームの照射位置を偏向する偏向器と、当該偏向器を制御する制御装置を備えた走査電子顕微鏡において、前記電子ビームの試料への照射によって得られる電子を検出する検出器と、当該検出器と前記偏向器との間に配置され、前記電子ビームの通過開口を有する開口形成部材と、前記試料から放出された電子を偏向する二次信号偏向器を備え、前記制御装置は、前記偏向器の偏向制御に応じて、前記試料から放出される電子を前記電子ビームの通過開口に向かって偏向するように前記二次信号偏向器を制御する走査電子顕微鏡を提案する。
　上記構成によれば、軸外に角度制限用の開口を設けることなく、試料から放出される電子の角度弁別が可能となる。
走査電子顕微鏡の概要を示す図。 二次信号偏向器による二次信号の偏向軌道の一例を示す図。 二次信号偏向器による二次信号の偏向軌道の一例を示す図。 ２次電子制限板を投影した画像の一例を示す図。 ２つの検出器を用いて合成画像を形成する工程を示すフロチャート。 偏向器によるエネルギーフィルタへ進入する電子の偏向軌道の一例を示す図。 ２段検出器の出力に基づく合成画像の一例を示す図。 二次信号の分散軌道中心と角度制限用開口が一致しているときとそうでないときの違いを説明する図。
　近年、半導体デバイスの微細化が数１０nm以下へと進んでおり、従来のプレーナー型の構造に限らずＦｉｎ－ＦＥＴに代表されるような３次元構造の形状を持つデバイスの量産が始まろうとしている。また、トレンチやホールなどの立体パターンでの深化も著しく、Ｆｌａｓｈメモリなどにおけるゲートのアスペクト比は１０以上、コンタクトホールのアスペクト比は３０以上へと進んでいる。インラインでパターンの測長や欠陥を検査するために用いられるＣＤ－ＳＥＭ（Ｃｒｉｔｉｃａｌ　Ｄｉｍｅｎｓｉｏｎ　Ｓｃａｎｎｉｎｇ　Ｅｌｅｃｔｒｏｎ　Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ）やＤＲ－ＳＥＭ（Ｄｅｔｅｃｔ　Ｒｅｖｉｅｗ　Ｓｃａｎｎｉｎｇ　Ｅｌｅｃｔｒｏｎ　Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ）においても、要求仕様は年々厳しくなっている。これらの電子顕微鏡応用装置では、１次電子を試料上で走査して試料表面化から放出される２次電子を検出することによって画像を形成している。デバイスの微細化がさらに進むと、試料内部での１次電子の拡散によりエッジコントラストが低下するため、ＳＥＭ観察はさらに厳しくなることが予想される。
　特にパターンの底部においては、放出される２次電子が試料側壁に再衝突して消失するため底の形状がより見えにくい。よって、試料表面に正帯電を付着、或いは電子を上方に導くための電界を発生する電極の設置を行うことが考えられる。しかし、試料表面が導体の場合あるいはパターン底が絶縁体の場合には、２次電子を引き上げるために十分な正帯電を作ることが難しく、電位コントラストによるパターン底の強調が難しい。そのような場合、装置に２次電子をエネルギー、あるいは角度で弁別する機能を持たせ、パターンの底から放出された２次電子のみを選択的に検出して強調する方法が有効である。エネルギーフィルタを用いると、材料の電位ポテンシャルの差を利用して特定のパターンコントラストを強調することが可能である。この手法はＬｏｗ－ｋ材やメタルゲートなど異なる複数の材料が用いられている場合に有効である。
　また別手段として、２次電子を仰角あるいは方位角で弁別することによって、特定のパターンコントラストを強調することができる。仰角方向に弁別すれば、試料表面に垂直方向に放出された２次電子を選択的に検出することによって、パターン底や側面の情報を得ることが可能となる。
　エネルギーフィルタは一般的に、複数の導電性メッシュや電極などを用いて構成される。そのエネルギー分解能は、形成される電界の平坦性や電界強度、あるいは２次電子の進入角度、軌道分散などによって決まる。画像取得の際エネルギー分解能にばらつきがあると、エネルギーをカットする電位が変化するため画像コントラストや明るさにばらつきが生じる。
　一方、角度弁別では一般的に２次電子軌道を制限するための遮蔽物が置かれ、例えば遮蔽物に開けられた穴などを通過した２次電子のみを選択的に検出する。このとき、例えば試料垂直方向の２次電子を選択的に検出しようとしたとき、該当する２次電子の軌道が遮蔽物に当たってしまうと角度弁別の効果を出すことができなくなる。
　また、イメージシフト偏向器等によって電子ビームを偏向すると、電子ビームだけではなく、二次電子や後方散乱電子の軌道も曲げてしまい、適正な角度弁別を行うことが困難になる場合がある。
　そこで、本実施例では角度弁別用の開口と電子ビームの通過開口を兼用すると共に、当該開口に試料から放出された電子を方向付けるように偏向する偏向器と、当該開口を通過した電子、或いはその電子によってもたらされる電子を検出する検出器を設けることによって、正確な角度弁別と、角度弁別のための遮蔽物以外の遮蔽物への電子の衝突を最大限抑制する走査電子顕微鏡について説明する。電子線通路や電子光学系を構成する部材等に衝突する可能性の最も少ない通路は、電子ビームの通過軌道である。よって、イメージシフト偏向器等の偏向によらず、試料から放出される電子を電子ビームの通過開口に沿って通過させるように、偏向することにより、高精度に角度弁別を行いつつ、他部材への衝突を最大限抑制することが可能となる。
　また、角度弁別用の開口が設けられた開口形成部材を、電子検出器、或いは衝突電子の変換電極とすると、電子ビームに対し、軸対称に設けられる検出器の検出面、或いは変換電極面に最も多くの電子を導くことができるため、検出効率の極大化を実現することができる。
　本実施例では、特定の標準試料を必要とせず、イメージシフトに連動して２次電子軌道の制御を調整することを可能とする走査電子顕微鏡について説明する。さらに図１に示す装置構成によりエネルギーフィルタへの２次電子の進入角度を固定できるようになるため、エネルギー分解能を一定に保った状態で信号弁別することが可能となる。
　本実施例では主に、２次電子制限板およびエネルギーフィルタを用いて２次電子を選択的に検出する際、安定に信号弁別するために２次電子アライナを用いて２次電子軌道を制御する例について説明する。初めに、構成および原理を示す。図１は走査電子顕微鏡の概略構成図である。電界放出陰極１１と引出電極１３との間に引出電圧１２を印加することで、１次電子ビーム１を引き出す。１次電子ビーム１はコンデンサレンズ１４で収束作用を受け、上走査偏向器２１、下走査偏向器２２で走査偏向を受ける。上走査偏向器２１、下走査偏向器２２の偏向強度は、対物レンズ１７のレンズ中心を支点として試料２３上を二次元走査するように調整されている。同様に、走査位置を変化させるための上イメージシフト偏向器２５、下イメージシフト偏向器２６による偏向作用を受ける。偏向を受けた１次電子ビーム１は、対物レンズ１７の通路に設けられた加速円筒１８でさらに加速を受ける。
　後段加速された１次電子ビーム１は、対物レンズ１７のレンズ作用で絞られホルダー２４に保持された試料２３に到達する。１次電子の照射によって、試料２３の表面から２次電子が放出される。２次電子は光軸に平行方向の高角の２次電子２（ａ）、試料表面に平行方向の低角成分の２次電子（ｂ）（高角の２次電子に対して相対的に電子ビーム光軸を中心として広い範囲に放出される電子）に分類できる。２次電子は、光軸を１次電子とは逆方法に進行し、２次電子制限板３１に到達する。高角の２次電子２（ａ）は２次電子制限板３１の孔を通過し、エネルギーフィルタ３４を通過した後で反射板２７に衝突して３次電子に変換され、上検出器２８（ａ）で検出される。
　この２次電子制限板３１は後述するように、電子ビームの通過開口を持つと共に、電子ビーム光軸方向に、上検出器２８（ａ）とイメージシフト偏向器との間に配置される。電子ビームの通過開口は、試料から放出される電子の内、高角度成分を選択的に通過させるように形成されている。
　低角側の２次電子２（ｂ）は２次電子制限板３１（変換電極）に衝突して３次電子に変換され、下検出器２８（ｂ）で検出される。演算器４０を用いて検出信号を処理し、各々の検出器で検出された信号を画像化する。画像Ｓ／Ｎを稼ぐために、得られた信号を加算して画像化しても良い。下検出器２８（ｂ）は、後述する２次電子アライナと上検出器２８（ａ）との間に配置される。
　なお、演算器４０は、制御装置４１に接続されており、当該制御装置４１の指示に基づいて、所定の演算を実行する。また、制御装置４１は、対物レンズ制御電源４２、ステージ制御電源４３、及び加速電圧制御電源４４にも接続されており、予めレシピとして記憶された光学条件や制御条件に基づいて、各電子顕微鏡の構成要素を制御する。
　角度弁別するためには高角の２次電子２（ａ）を２次電子制限板３１の孔に通す必要があるが、２次電子の軌道はイメージシフトの使用や対物レンズ１７通過の影響により光軸から離軸することがある。逆に、組み立て精度や光軸調整精度の結果、あるいは孔径の選択を目的として意図的に２次電子制限板３１の孔が光軸から離軸した位置に搭載されることもある。高角の２次電子２（ａ）を常に２次電子制限板３１の孔に通すため、２次電子アライナ（二次信号偏向器）を用いる。２次電子アライナII（Ｌ）３３（ａ）、２次電子アライナII（Ｕ）３３（ｂ）を用いて、２次電子軌道を偏向制御する。２次電子アライナは１次電子の軌道に影響しないよう、電極と磁場コイルで構成されるウィーンフィルタを用いる。
　以上のように、試料から放出される電子の軌道を、電子ビーム光軸に沿うように（同軸に）偏向することによって、下検出器２８（ｂ）の検出効率を向上することができる。図８はその原理を説明する図である。図８は試料２３側から見た２次電子制限板３１であり、電子ビームの通過開口８１（高角側電子の通過口）が設けられている。図８（ａ）は試料から放出された電子の分散範囲８２の中心が、電子ビームの通過開口８１と一致した状態を示しており、図８（ｂ）は、試料から放出された電子の分散範囲８２の中心が、電子ビームの通過開口８１から離間した状態を示している。図８のように試料から放出された電子が拡がりを持つ場合、図８（ａ）のケースでは、電子ビームの通過開口８１を除き、全ての電子が２次電子制限板３１に衝突しているのに対し、図８（ｂ）のケースでは、電子の分散範囲８２の一部が２次電子制限板３１に衝突していない。
　このようにある程度の角度範囲を持つ放出電子を効率良く検出するためには、図８（ａ）のような状態にすることが望ましく、試料から放出される電子の軌道を電子ビーム光軸に沿って偏向することによって、下検出器２８（ｂ）の検出効率を高くすることができる。本実施例装置によれば、二次電子の軌道を変化させる場合であっても、検出効率の低下を抑制することが可能となる。
　エネルギーフィルタ３４は、例えば複数のメッシュ状電極からなり、試料から放出される電子を追い返すような電界を発生するものである。この電界強度を変化させることによって、所望のエネルギーの電子を選択的に検出器側に導くために設けられている。エネルギーフィルタ３４は、２次電子制限板３１より電子源１１側に設置される。
　また、エネルギーフィルタ３４では１次電子の通過経路を確保するための孔やパイプが設けられることが一般的であり、高角の２次電子（ａ）が孔やパイプに侵入するのを防ぐ必要がある。そこで同様に、２次電子アライナＩ３２を設けエネルギーフィルタ３４に進入する２次電子の角度を偏向制御する。２次電子絞り３１を通過した高角の２次電子２（ａ）の角度は２次電子アライナII（Ｌ）３３（ａ）、２次電子アライナII（Ｕ）３３（ｂ）によって制御されているため、２次電子アライナＩ３２によってエネルギーフィルタ３５に対する進入角度を一定に保つことができる。その結果、エネルギーフィルタのエネルギー分解能を一定とする効果も得ることができる。図１の構成例では角度弁別とエネルギー弁別を両立しているが、エネルギー弁別のみを行うために２次電子制限板３１を外した構成としても良い。
　２次電子アライナＩＩ３３（ａ）、３３（ｂ）の制御方法の概念を図２に示す。イメージシフト２５、２６を使用して試料表面の離軸した位置Ｌｓに１次電子を照射する。そこから放出された高角の２次電子２（ａ）は光軸を逆方向に進行する。対物レンズ１７、イメージシフト２５、２６を通過する際に偏向作用を受け、２次電子アライナＩＩ（Ｌ）３３（ｂ）に離軸量ＬＬ、角度θSEで進入する。２次電子アライナＩＩ（Ｌ）３３（ｂ）を用いて、２次電子アライナＩＩ（Ｕ）３３（ａ）の中心を通過するように２次電子２（ａ）を角度θLで偏向する。次に２次電子アライナＩＩ（Ｕ）３３（ａ）を用いて、光軸に平行になるように角度θUで偏向すれば、２次電子制限板３１の中心を光軸に平行に通すことができるようになる。この制御を満たすための条件として、幾何計算により以下の式（１）、（２）が導かれる。ここで、ＺSEALUは２次電子アライナＩＩ（Ｕ）３３（ａ）の高さ、ＺSEALLは２次電子２次電子アライナＩＩ（Ｌ）３３（ｂ）の高さを示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000001
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000002
　まず、イメージシフト使用による２次電子軌道の変化を２次電子アライナで補正することを想定する。２次電子アライナＩＩ（Ｌ）３３（ｂ）への進入角度θSEは次式の様に求められる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000003
　ここで、ＬSEは２次電子２（ａ）がイメージシフトによって偏向される量を、２次電子制限板３１での光軸からの距離で定義したものである。ＬSEは後述の２次電子到達位置検知方法、あるいは電子軌道シミュレーションなどを用いて求めることができる。ＺSEAPは２次電子制限板の高さであり、ＺSEは、２次電子の仮想射出高さ（＝ＬSE／ｔａｎ（θSE））であり、実験値からの推定や電子軌道シミュレーションなどによって求めることができる。式（１）より、２次電子アライナＩＩ（Ｌ）３３（ｂ）で必要なθLは次式のように求まる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000004
　（２）、（４）式より、２次電子アライナＩＩ（Ｕ）３３（ａ）で必要なθUは次式のように求まる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000005
　なお、図２では断面図を用いて説明しているが、実際には対物レンズ１７における磁場による回転を考慮して方位角方向についても制御する必要がある。その際は、イメージシフト、各２次電子アライナにおける方位各成分について、磁場による回転角度を予め求めておき、行列演算して制御する。磁場による回転角度は、後述の２次電子到達位置検知方法、あるいは電子軌道シミュレーションなどを用いて求めることができる。
　次に、２次電子制限板３１において光軸外の孔へ偏向制御する方法について図３に示す。イメージシフト未使用時の２次電子２（ａ）に対し、θLとθUが同角度で反対方向となるように制御すると、軌道は光軸と平行を保ったまま位置だけをずらすことができる。この原理では２次電子の軌道を平行移動するだけなので、イメージシフト連動と独立して制御することが可能である。２次電子制限板上での必要移動量をＬSHIFTとすると、（４）、（５）式に平行移動の項を追加することができる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000006
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000007
　上式に従ってθLとθUを制御するためには、２次電子に対するイメージシフトや２次電子アライナの偏向感度、方位角における回転方向を知る必要がある。本実施例では、偏向器を用いて１次電子を試料上で走査した際に、２次電子も同時に２次電子制限板３１上で走査されることを利用する。１次電子を偏向器２１、２２で偏向して試料上に照射すると、放出された２次電子２（ａ）は対物レンズを通過した後に偏向器を逆方向に進行し、２次電子制限板３１上に到達する。ここで２次電子２（ａ）は通常、放出されるエネルギーと角度にばらつきを持っているが、対物レンズ１７と加速管１８の条件次第では磁場レンズ、静電レンズのフォーカス作用によって２次電子制限板３１に収束する。この場合、下検出器２８（ｂ）で検出した信号を画像化すると、２次電子制限板の形状を反映して図４（ａ）に示すように２次電子制限板３１の孔が暗い画像を得ることができる。一方、上検出器２８（ａ）で検出すると、図４（ｂ）に示すように２次電子制限板３１の孔が明るい画像が得られる。
　画面内における孔位置は、２次電子制限板３１上での走査範囲を反映しているため、イメージシフトや２次電子アライナを使うと変化する。よって、逆に孔位置の変化量から、イメージシフトや２次電子アライナの偏向感度、方位角方向の角度を求めることができる。一定の光学条件から外れると、２次電子２（ａ）が２次電子制限板３１で収束しなくなるため、孔の輪郭がぼやけて見え孔位置の確認が困難となる。その場合は電子軌道シミュレーションによって２次電子の軌道を追跡すれば良い。２次電子が収束する条件で実験と比較し、２次電子アライナの感度と方位角方向のずれに関してシミュレーション結果を補正すれば、種々の光学条件においても精度良く２次電子軌道を制御することができる。なお、空間分解能をもつ検出器を２次電子制限板３１として設置し、２次電子到達位置を直接検出しても良い。また、孔のコントラストは２次電子制限板３１の孔を通過するか否かによって生じているため、上検出器２８（ａ）と下検出器２８（ｂ）で検出した信号を加算すると、孔の影の映りこみを消すことができる。
　第一の実施例として、２次電子アライナをイメージシフトに連動動作させ、信号弁別する方法について示す。図５は、２つの検出器を用いて合成画像を形成する工程を示すフロチャートである。まず、ホルダー２４を移動して所望の観察位置に試料２３を保持する（ステップ５０１）。この位置において所望のパターンに１次電子を照射するべく、イメージシフトを数ｕｍの範囲で使用する（ステップ５０２）。
　イメージシフトの使用量に基づき、高角の２次電子２（ａ）を２次電子制限板３１に導くための２次電子アライナＩＩ（Ｕ）３３（ａ）、２次電子アライナＩＩ（Ｌ）３３（ｂ）の制御量を算出する（ステップ５０３）。この制御量（偏向電流、或いは電圧等の動作条件）とイメージシフト量（偏向電流、或いは電圧等の動作条件）を関連付けて、図示しないメモリに記憶しておけば、後からその条件を再現することができる。
　このとき２次電子制限板３１の孔が光軸上にあり１次電子通過孔と共通となっていても良く、光軸外に設置されていても良い。光軸外に２次電子制限板３１を配置した場合、あるいは軸ずれなどによって２次電子制限板３１が光軸から離れた位置にある場合、２次電子制限板３１孔の画像への映り込み位置が画面中心から離れた位置に現れる。これらのずれに対して、あらかじめ２次電子到達位置を制御式に基づき調整しておく（ステップ５０４）。
　エネルギーフィルタを使用する場合は、エネルギーフィルタの効率の高い進入角度になるように２次電子アライナＩ３２を制御できるようにしておく。２次電子アライナはいずれも、あらかじめ電場と磁場のウィーン条件を調整され、偏向感度を求められているものとする。偏向器に走査信号を入力してスキャンを開始し、上検出器２８（ａ）および下検出器２８（ｂ）で検出した信号を記憶装置４５に保存する（ステップ５０５）。
　このとき、試料帯電によって２次電子軌道が偏向される可能性を考える必要がある。１次電子を絶縁性試料に照射すると、入射された１次電子と放出された２次電子の数が異なったとき、試料が正または負に帯電することが知られている。試料が帯電すると、帯電が作る電界によって２次電子が偏向されるため、高角成分の２次電子２（ａ）が２次電子制限板３１の孔から外れた位置に到達し、角度弁別機能が低下する。
　この場合、２次電子制限板３１孔の映り込み位置の変化から、あらかじめ調整した孔の位置ずれとは別に、２次電子軌道を再度制御する必要がある。画像から２次電子制限板３１孔の映り込み位置を特定し、画面中心からの距離、角度を算出する（ステップ５０６）。２次電子アライナに対する孔位置の変化感度はあらかじめ調整時に分かっているので、孔位置を画面中心に移動するために必要な２次電子アライナＩＩ（Ｕ）３３（ａ）、２次電子アライナＩＩ（Ｌ）３３（ｂ）の制御量を再計算し、出力する（ステップ５０７）。
　次に、あらかじめオペレーターにより画像を合成するか否か設定がなされているものとする。画像Ｓ／Ｎを稼ぐ、あるいは２次電子制限板３１の孔の映り込み低減を目的として画像合成する場合は、上検出器２８（ａ）と下検出器２８（ｂ）の信号を任意の演算式に基づいて乗除・加減算した後に画像化する（ステップ５０８、５０９）。画像合成しない場合は、各々の検出器で検出した２枚の画像を同時に取得できる。上検出器２８（ａ）では高角成分の信号あるいはエネルギーフィルタされた高角成分の信号、下検出器２８（ｂ）では低角成分の信号が検出される。例えば、高角成分に多く含まれるパターン底部の情報を上検出器２８（ａ）で検出し、低角成分に多く含まれるパターン上部の情報を下検出器２８（ｂ）で検出し、パターン底部と上部を同時に分けて観察するといった使い方が可能になる。
　第二の実施例として、２次電子アライナとエネルギーフィルタを用いた組み合わせについて示す。エネルギーフィルタのエネルギー分解能の関係は、電界のばらつきや電子の入射角度のばらつきに依存する。電子の入射角度の変化は、エネルギーフィルタの閾値エネルギーを変化させるため画像コントラストのばらつきの要因となる。２次電子アライナＩＩ（Ｕ）３３（ａ）、２次電子アライナＩＩ（Ｌ）３３（ｂ）を用いると、２次電子制限板の中心を光軸に平行に２次電子２（ａ）を通すことができる。この状態で２次電子アライナＩ３２に常に一定値を入力しておけば、イメージシフトの使用に関らずエネルギーフィルタに入射する２次電子の角度を一定に保つことができるため、コントラストを安定して画像取得することができる。さらに、図６に示すように２次電子アライナＩ３２を２段でのウィーンフィルタで構成すれば、２次電子２（ａ）をエネルギーフィルタ３５入射時に光軸に平行にすることができるため、フィルタをメッシュ・電極などで構成した場合などには理想的なエネルギー分解能を期待できる。
　第三の実施例として、２次電子アライナを複数個配置することによって２次電子アライナ自身の発生する収差を打ち消し、１次電子の試料上での広がりを抑制する方法について示す。理想的なウィーンフィルタでは、１次電子の軌道に影響せずに２次電子のみを偏向することが可能である。しかし、一般にウィーンフィルタの発生する電場と磁場は光軸に沿って必ずしも一致しない。１次電子は電子源から放出される際にエネルギー分散を持ち、ウィーンフィルタ通過時に軌道分散が発生するため、試料上でビーム広がりが発生する。これを回避する手段として、一対の同等のウィーンフィルタを上下に配置し、反対方向に偏向する手法が知られている。
　２次電子アライナＩＩ（Ｕ）３３（ａ）、２次電子アライナＩＩ（Ｌ）３３（ｂ）は打ち消す方向で用いるため、発生する収差は小さい。２次電子アライナＩ３２の収差を打ち消すために、２次電子の制御と関係のない反射板２７の上方に２次電子アライナをもう一つ設ける。追加した２次電子アライナは２次電子の軌道に関らず、常に２次電子アライナＩ３２と反対方向に同角度偏向するように制御されるのが良い。一対の２次電子アライナで使用する量が異なる場合、例えば２次電子アライナＩＩ（Ｕ）３３（ａ）、２次電子アライナＩＩ（Ｌ）３３（ｂ）使用時に残る収差が気になる場合は、それを打ち消すように２次電子アライナ制御に重畳しても良い。
　第四の実施例として、上下２段で検出した画像の合成方法について示す。図７の上部に示す図は、観察対象となるデバイス構造の一例の断面を示したものである。パターン１０１は上部にあるライン形状のパターンであり、その下にテーパ付きのホールパターンを有する膜１０２があり、その下層に膜１０３がある。このデバイス構造をトップから上検出器２８（ａ）で観察すると、図７（ａ）に示す様に下層１０３のコントラストが明るい画像が得られる。これは２次電子制限板３１を用いて高角成分の２次電子（ａ）を選択的に検出した結果であり、底部分１０３は高角方向に放出される２次電子を多く含むためである。一方、下検出器２８（ｂ）で検出すると、図７（ｂ）に示すように逆にトップ部分１０１のコントラストが強調される。これはライン部から放出された２次電子が低角成分を多く含むためである。ここで中間層１０２のテーパと下層１０３との境界の輪郭を観察したい場合、ライン１０１のコントラストは必要の無い余計な情報である。そこで図７（ａ）と図７（ｂ）におけるライン部１０１の明るさが同じになるように画像明るさを乗除算し、その状態で図７（ａ）から図７（ｂ）を減算する。即ち、画像の特定部位のコントラストを相殺するようにして合成画像を形成する。すると、図７（ｃ）に示すようにライン部１０１のコントラストを消去した画像を得ることができる。この画像ではライン部１０１のコントラストが無いため、所望の観察位置である中間層１０２と下層１０３との境界部における明るさのダイナミックレンジを広げることができ、精度の良い観察が可能となる。画像取得中に合成画像の明るさを調整できるようにしておけば、ダイナミックレンジを最適化して合成画像を取得することができる。
　なお、上述の実施例では変換電極を用いて、試料から放出された電子を三次電子に変換した上で検出する例を説明したが、変換電極に代えて、ＭＣＰ（Ｍｕｌｔｉ　Ｃｈａｎｎｅｌ　Ｐｌａｔｅ）検出器のような試料から放出された電子を直接検出する検出器であっても良い。この場合、下段に配置される検出器は、低角成分を遮断する遮断部材となる。
　上記実施例によれば、２次電子の軌道を制御して２次電子制限板を用いたときの検出効率を一定に保ち、イメージシフトを使用しても常に同等の画像を得ることが可能になる。また、２次電子制限板の上段に配置されたエネルギーフィルタに対して２次電子が一定の角度で進入できるようになるため、エネルギー分解能を一定に保って画像を安定に取得することができるようになる。
１１　電界放出陰極
１２　引出電極
１３　引出電圧
１４　コンデンサレンズ
１５　絞り
１７　対物レンズ
１８　加速円筒
２０　ガイド
２１　上走査偏向器
２２　下走査偏向器
２３　試料
２４　ホルダー
２５　上イメージシフト
２６　下イメージシフト
２７　反射板
２８（ａ）　上検出器
２８（ｂ）　下検出器
３１　２次電子制限板
３２　２次電子アライナＩ
３３（ａ）　２次電子アライナＩＩ（Ｕ）
３３（ｂ）　２次電子アライナＩＩ（Ｌ）
３４　エネルギーフィルタ

Claims (11)

  1. 　電子源と、当該電子源から放出される電子ビームの照射位置を偏向する偏向器と、当該偏向器を制御する制御装置を備えた走査電子顕微鏡において、
    　前記電子ビームの試料への照射によって得られる電子を検出する第１の検出器と、当該第１の検出器と前記偏向器との間に配置され、前記電子ビームの通過開口を有する開口形成部材と、前記試料から放出された電子を偏向する二次信号偏向器を備え、前記制御装置は、前記偏向器の偏向制御に応じて、前記試料から放出される電子を前記電子ビームの通過開口に向かって偏向するように前記二次信号偏向器を制御することを特徴とする走査電子顕微鏡。
  2. 　請求項１において、
    　前記開口部形成部材は、電子の衝突によって電子を発生する変換電極であって、当該変換電極にて発生する電子を検出する第２の検出器を備えたことを特徴とする走査電子顕微鏡。
  3. 　請求項１において、
    　前記開口部形成部材は、電子を検出する第２の検出器であることを特徴とする走査電子顕微鏡。
  4. 　請求項１において、
    　第１の検出器より、前記電子ビーム光軸を中心として広い範囲に放出される電子を検出する第２の検出器と、前記第１の検出器と第２の検出器の出力を合成する演算器を備えたことを特徴とする走査電子顕微鏡。
  5. 　請求項４において、
    　前記演算器は、前記第１の検出器と第２の検出器を出力を、特定のパターンのコントラストが等しくなるような処理を行い、当該特定パターンのコントラストを消去するように第１の検出器と第２の検出器の出力を合成することを特徴とする走査電子顕微鏡。
  6. 　請求項１において、
    　前記偏向器は、前記電子ビームの走査位置を偏向するイメージシフト偏向器であって、前記制御装置は前記電子ビームの走査位置に応じて、前記二次信号偏向器を制御することを特徴とする走査電子顕微鏡。
  7. 　請求項１において、
    　前記開口形成部材より電子源側にエネルギーフィルタが配置されることを特徴とする走査電子顕微鏡。
  8. 　請求項７において、
    　前記エネルギーフィルタへの電子の入射角度を調整する偏向器を備えたことを特徴とする走査電子顕微鏡。
  9. 　請求項１において、
    　前記前記偏向器の制御量と前記二次信号偏向器の動作条件を関連付けて記憶するメモリを備えていることを特徴とする走査電子顕微鏡。
  10. 　請求項１において、
    　前記二次信号偏向器はウィーンフィルタであることを特徴とする走査電子顕微鏡。
  11. 　電子源と、当該電子源から放出される電子ビームの照射位置を偏向する偏向器と、当該偏向器を制御する制御装置を備えた走査電子顕微鏡において、
    　前記電子ビームの試料への照射によって得られる電子を検出する第１の検出器と、当該第１の検出器より相対的に前記電子ビーム光軸を中心として広い範囲に放出される電子、或いは当該電子によってもたらされる電子を検出する第２の検出器と、当該第１の検出器と第２の検出器の出力を合成する演算部を備え、
    　当該演算部は、前記第１の検出器と第２の検出器の特定部位のコントラストを相殺するように前記出力の合成を実施することを特徴とする走査電子顕微鏡。
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