WO2014050326A1 - 電子顕微鏡および電子線検出器 - Google Patents

電子顕微鏡および電子線検出器 Download PDF

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electron
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今村　伸
卓 大嶋
小瀬　洋一
賢一 平根
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Hitachi High Technologies Corp
Hitachi High Tech Corp
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Definitions

  • the present invention relates to an electron microscope and an electron beam detector used for the electron microscope.
  • the observation target region on the sample surface is scanned two-dimensionally with the primary electron beam, and signal electrons emitted from the irradiation position of the primary electron beam are detected.
  • a scanning electron microscope that generates and displays a two-dimensional image of a scanned observation target region by mapping and displaying the detection signal in synchronization with the scanning position of the primary electron beam is widely known.
  • the signal electrons emitted from the sample surface are roughly classified into secondary electrons and reflected electrons according to the energy.
  • Reflected electrons refer to electrons emitted from the sample surface again after incident electrons repeat elastic scattering and inelastic scattering in the sample. Therefore, the reflected electrons have a generated peak with the same energy as the incident electrons.
  • secondary electrons indicate those emitted from the sample surface among the low-energy electrons generated when reflected electrons cause inelastic scattering. Therefore, the secondary electrons have a generated peak with energy of about several eV.
  • signal electrons having an energy of less than 50 eV are called secondary electrons and are distinguished from reflected electrons.
  • the observation image (secondary electron image) of the sample based on secondary electrons and the observation image (reflected electron image) of the sample based on reflected electrons contain different information. ing. That is, the secondary electron image is an observation image in which information on the unevenness of the sample surface and the potential is emphasized, whereas the reflected electron image is an observation image in which information on the composition and crystal orientation of the sample is emphasized.
  • the amount of energy generated is small, so that the amount generated is easily affected by the shape and surface potential of the sample surface, whereas in the case of reflected electrons, the amount generated is the average of the sample. This depends on the atomic number.
  • channeling contrast observed when a sample having the same composition has a partially different crystal orientation on the sample surface or includes a crystal defect or the like is derived from reflected electrons.
  • Scanning electron microscopes have been required to capture not only the unevenness of the sample surface, but also the contrast and channeling contrast representing the composition of the sample more clearly. That is, in a scanning electron microscope, there has been a demand for a method for easily obtaining an observation image of a sample based on reflected electrons with high sensitivity, high speed, and simplicity.
  • the electron beam detector needs to be disposed immediately above the sample.
  • a scintillator made of a single crystal as disclosed in Patent Document 1 has been used as such an electron beam detector because of the necessity of reducing the electron beam detector.
  • Patent Documents 2-4 disclose a method of separating reflected electrons and secondary electrons based on energy and orbital differences.
  • the scintillator made of a single crystal has problems such as difficulty in processing, lack of freedom of shape forming, and high cost. Further, if the reflected electrons and the secondary electrons are only separated based on the difference in energy and orbit, the yield of detected reflected electrons is reduced, and there is a problem in detection sensitivity and response speed.
  • an object of the present invention is to provide an electron beam detector capable of improving the sensitivity and response speed of backscattered electron detection, and an electron microscope to which the electron beam detector is applied. Is to provide.
  • An electron microscope is a plate-like scintillator that emits fluorescence when incident on an electron beam, a light guide that has a refractive index smaller than the refractive index of the scintillator, and guides the fluorescence emitted by the scintillator,
  • the scintillator is characterized in that a part of an end surface is formed as an outwardly convex curved surface and is joined to the light guide via the convex curved end surface.
  • the scintillator has a composition formula (Ln 1-x Ce x ) 3 M 5 O 12 (where Ln represents at least one element selected from Y, Gd, La and Lu, and M represents Al and It represents a Y—Al—O-based ceramic sintered body represented by (representing at least one element selected from Ga).
  • FIGS. 3A and 3B are diagrams illustrating examples of shapes of a scintillator and a light guide used in the electron microscope according to the present embodiment, FIG. 3A is an example of a top view, and FIG. 3B is an example of a side view.
  • FIG. 4A is a diagram illustrating an example of the shape of a scintillator according to a first modification of the embodiment of the present invention, FIG. 4A is an example of a top view, and FIG.
  • FIG. 4B is an example of a side view. It is the figure which showed the example of the shape of the scintillator which concerns on the 2nd modification of embodiment of this invention, FIG. 5 (A) is an example of a top view, FIG.5 (B) is an example of a side view.
  • FIG. 6A is a view showing an example of the shape of a scintillator according to a third modification of the embodiment of the present invention, FIG. 6A is an example of a top view, and FIG. 6B is an example of a side view. It is the figure which showed the example of the shape of the scintillator which concerns on the 4th modification of embodiment of this invention, FIG.
  • FIG. 7 (A) is an example of a top view
  • FIG.7 (B) is an example of a side view.
  • FIG. 8 (A) is an example of a top view
  • FIG.8 (B) is an example of a side view.
  • FIG. 1 is a diagram illustrating an example of a main configuration of an electron microscope 100 according to an embodiment of the present invention.
  • the main part of the electron microscope 100 according to the embodiment of the present invention includes a scanning lens 2, an objective lens 3, a sample chamber 4, a scintillator 7, a light guide 8, a photoelectric conversion element 9, an amplification circuit 10,
  • the display device 14 is included.
  • a sample table (not shown) for holding the sample 5 and a sample table moving mechanism (not shown) for moving the sample table to determine the observation target area of the sample 5 are provided.
  • the sample 5 is disposed immediately below the objective lens 3 in the sample chamber 4.
  • the scintillator 7 is disposed between the objective lens 3 and the sample 5.
  • the primary electron beam 1 emitted from an electron gun (not shown) is deflected by the scanning lens 2 in order to scan the observation target region of the sample 5 and is focused by the objective lens 3. Together, the surface of the sample 5 is irradiated.
  • an electron passage hole 71 is provided at a position in the vicinity of which the primary electron beam 1 passes through the center of the scintillator 7, and the primary electron beam 1 passes through the electron passage hole 71 and passes through the sample 5. Irradiate the surface.
  • the lower surface of the scintillator 7 is hereinafter referred to as an electron incident surface 75.
  • the objective lens 3 is, for example, a semi-in lens type.
  • secondary electrons (not shown) are wound up along the optical axis of the primary electron beam 1 by the strong magnetic field of the objective lens 3, pass through the electron passage hole 71 from the bottom to the top, and further, the objective lens 3.
  • the amount of incident light on the scintillator 7 is small.
  • the scintillator 7 When the reflected electrons 6 are incident on the scintillator 7, the scintillator 7 that is a phosphor emits fluorescence.
  • the fluorescence emitted from the scintillator 7 is guided by the light guide 8, enters the photoelectric conversion element 9 including a photomultiplier tube and a semiconductor light receiving element, and is converted into an electric signal by the photoelectric conversion element 9.
  • a signal (backscattered electron detection signal) corresponding to the amount of backscattered electrons thus converted into an electrical signal is amplified by the amplifier circuit 10 and transmitted to the display device 14.
  • an electron beam detector 12 a portion including the scintillator 7, the light guide 8, the photoelectric conversion element 9, and the amplifier circuit 10 is referred to as an electron beam detector 12 (however, the amplifier circuit 10 is included in the electron beam detector 12). May not be)
  • a Y—Al—O ceramic sintered body using Ce as an activator is used as the material of the scintillator 7.
  • the Y—Al—O ceramic sintered body using Ce as an activator is a ceramic sintered body obtained by sintering a material represented by the composition formula (Ln 1-x Ce x ) 3 M 5 O 12 Refers to the body.
  • Ln represents at least one element of Y, Gd, La, and Lu
  • M represents at least one element of Al and Ga.
  • the Ce composition ratio x is in the range of 0.002 ⁇ x ⁇ 0.025. The basis for this will be described separately with reference to the drawings.
  • the Y—Al—O-based ceramic sintered body as described above is a mixture of oxide powders as raw materials, pressed into an appropriate shape, and constant at an appropriate temperature, for example, 1400 ° C. to 1600 ° C. It can be manufactured by a method such as holding for a period of time. In addition, as the raw material, it is possible to use ultrafine particles obtained by solution precipitation.
  • the single crystal material generally used conventionally as a material of the scintillator 7 is manufactured by a method such as pulling up from the melt, it takes time and effort to manufacture, and the size and shape are also increased. Will be limited. That is, a single crystal material manufactured by crystal growth by pulling has a cylindrical shape, and if the diameter is increased, there is a further problem that the apparatus cost increases. Therefore, in the case of a single crystal material, the shape of the scintillator 7 generally has to be a disc shape with a round periphery. However, in the case of the disc-shaped scintillator 7, since emitted fluorescence is emitted in all directions, there is a problem that the amount of incident light on the light guide 8 cannot be increased because of a large loss of light amount.
  • the square scintillator 7 With a single crystal material. However, in that case, a rectangular plate is cut out from a disc that is not so large, and the peripheral portion is discarded, so that the material loss increases and the cost of the material increases.
  • the scintillator 7 using the Y—Al—O ceramic sintered body can be manufactured at a relatively low cost because it is only necessary to press the material powder into an appropriate shape and sinter it. Moreover, since the shape as a ceramic is substantially determined by the shape when the powder is pressed, a large degree of freedom can be obtained in designing the size and shape of the scintillator 7. Therefore, by devising the shape of the scintillator 7, it is possible to reduce the loss of light quantity in the scintillator 7, increase the incident light quantity to the light guide 8, and the like.
  • the Y—Al—O ceramic sintered body is polycrystalline and is basically an aggregate of microcrystals having various crystal orientations, the sintered body as a whole has characteristics of crystal anisotropy. None appear. Therefore, unlike the single crystal material having the same crystal orientation as a whole, the manufacturing cost can be reduced because the crystal orientation need not be taken into consideration.
  • FIG. 2 is a graph showing an example of a Ce composition ratio dependence characteristic graph of fluorescence emission intensity and light transmittance of a Y—Al—O-based ceramic sintered body.
  • the horizontal axis of the graph is Ce composition ratio x
  • the left vertical axis represents fluorescence emission intensity
  • the right vertical axis represents light transmittance
  • the thick solid line curve represents measured values of fluorescence emission intensity
  • a thick dotted curve represents light transmittance.
  • the measured value of the luminescence intensity was obtained when a thin plate (20 mm square, 2 mm thickness) of a Y—Al—O ceramic sintered body was irradiated with an electron beam accelerated at 10 kV.
  • the measured value is expressed as a relative value when the emission intensity of a conventionally used single crystal scintillator is 100.
  • the dependence characteristic with respect to Ce composition ratio x of such emitted light intensity shows not only the electron beam accelerated by 10 kV but the same tendency also about the electron beam which has various energy.
  • the measured value of the light transmittance is a light with a wavelength in the range of 500 to 650 nm, particularly light with a wavelength of around 550 nm incident on a thin plate (20 mm square, thickness 2 mm) of a Y—Al—O ceramic sintered body. This is what you get.
  • the Y—Al—O ceramic sintered body used in the present embodiment emits fluorescence having a wavelength in the range of 500 to 650 nm when irradiated with an electron beam.
  • the Y—Al—O-based ceramic sintered body exhibits emission intensity exceeding that of the conventional single crystal scintillator when the Ce composition ratio x is in the range of 0.002 to 0.025. I understand that.
  • the light transmittance generally shows a value of 80% or more when the Ce composition ratio x is 0.02 or less, and when the Ce composition ratio x exceeds 0.02, the value falls below 80%.
  • the Ce composition ratio x is in the range of 0.025 or less, a value greater than 60% is exhibited. Therefore, it can be said that the light transmittance of the Y—Al—O ceramic sintered body is good when the Ce composition ratio x is 0.025 or less.
  • the emission intensity and light transmittance data in the graph of FIG. 2 are obtained when the Y—Al—O based ceramic sintered body is a substance represented by the composition formula (Y 1-x Ce x ) 3 Al 5 O 12.
  • the composition formula is represented by (Ln 1-x Ce x ) 3 M 5 O 12
  • Ln is at least one element of Y, Gd, La and Lu
  • M is In the case of at least one element of Al and Ga, substantially the same data is obtained.
  • a Y—Al—O based ceramic sintered body represented by the composition formula (Ln 1-x Ce x ) 3 M 5 O 12 (where Ln is Y, Gd, A scintillator in which at least one element of La and Lu and M is at least one element of Al and Ga and the composition ratio x of Ce is in the range of 0.002 ⁇ x ⁇ 0.025 7 is used as a material.
  • the material of the light guide 8 a material having high transparency such as acrylic resin, polycarbonate resin, plate glass, and quartz glass is used. Moreover, you may use the light guide which can be made into a curve like an optical fiber.
  • the scintillator 7 and the light guide 8 may be a gap or may be joined with a joining material such as a transparent resin, optical cement, or matching oil interposed.
  • the electron beam detector 12 including the scintillator 7 and the light guide 8 is Performance such as high sensitivity and fast response speed can be obtained.
  • FIGS. 3A and 3B are diagrams showing examples of the shapes of the scintillator 7 and the light guide 8 used in the electron microscope 100 according to the present embodiment.
  • FIG. 3A is an example of a top view
  • FIG. 3B is a side view. It is an example.
  • FIGS. 3A and 3B only the shape of the light guide 8 in the vicinity of being connected to the scintillator 7 is shown.
  • the length direction of the light guide 8 is taken as the X axis, and the width direction of the light guide 8 is taken as the Y axis.
  • the length direction of the light guide 8 is taken as the X axis, and the thickness direction of the light guide 8 and the scintillator 7 is taken as the Z axis. This also applies to the drawings subsequent to FIG.
  • the scintillator 7 has an electron passage hole 71 for allowing the primary electron beam 1 and the like to pass therethrough in the center thereof, and also has the following features. have.
  • the first feature is that, of the end surfaces of the scintillator 7, the end surface 72 joined to the light guide 8 is formed as a convex curved surface on the outside.
  • the scintillator 7 and the light guide 8 may be joined with a gap (that is, an air or vacuum layer), or a joining material such as transparent resin, optical cement, or matching oil is packed in the gap. You may join.
  • the second feature is that the end surface of the scintillator 7 on the side opposite to the end joined to the light guide 8 is substantially parallel to the Z axis, and the angle ⁇ 1 and angle with the X axis, respectively. That is, the two end faces 73 and 74 forming ⁇ 2 are formed. Note that the angle ⁇ 1 and the angle ⁇ 2 may be the same value or different values. However, it is assumed that ⁇ 1 + ⁇ 2 ⁇ 180 degrees.
  • the third feature is that the upper surface 76 of the scintillator 7 facing the electron incident surface 75 (the lower surface of the scintillator 7) of the scintillator 7 is inclined with respect to the electron incident surface 75 at an inclination angle ⁇ . It is. In this case, the thickness of the scintillator 7 is larger (thicker) closer to the end surface 72 facing the light guide 8, and decreases (thinner) away from the end surface 72.
  • a metal film that acts as a light reflecting film is formed on the surface of the scintillator 7 having the above-described shape features on the surface other than the end face 72 joined to the light guide 8.
  • the material of the metal film may be any metal as long as it reflects light and has a high reflectance, but Al is generally used.
  • a metal film such as an Al film can be formed by vacuum deposition or the like.
  • the scintillator 7 has a shape having the above-described characteristics, and a metal film such as an Al film is formed on the surface other than the end face 72 joined to the light guide 8, both of which occur in the scintillator 7. This is intended to make as much fluorescence as possible incident on the light guide 8.
  • a metal film such as an Al film
  • a metal film such as an Al film formed on the surface of the scintillator 7 acts as a light reflecting film, and prevents the fluorescence generated in the scintillator 7 from escaping to the outside. That is, a metal film such as an Al film has an effect of suppressing loss of the amount of fluorescent light generated in the scintillator 7. Further, the metal film formed on the surface of the scintillator 7 is made conductive to the housing of the electron microscope 100 or the like, thereby preventing the scintillator 7 from being charged up, and the detection signal S / S based on the reflected electrons 6 incident on the scintillator 7. Effects such as improving N (Signal ⁇ to Noise Ratio) can also be expected.
  • the film thickness of the metal film formed on the electron incident surface 75 (the lower surface of the scintillator 7) needs to be a film thickness that does not prevent the incident of the reflected electrons 6. . That is, the film thickness of the metal film is required to reflect light sufficiently and allow the reflected electrons 6 to enter. Furthermore, the film thickness is required to be a thickness that shields secondary electrons having energy of 50 eV or less.
  • the film thickness of the metal film that satisfies the above conditions is desirably about 100 nm or less and about 50 nm.
  • an Al film having a target thickness of 50 nm is formed on the electron incident surface 75 of the scintillator 7.
  • the film thickness should be thick. As a result, the reflectance of the light is improved, and the amount of the fluorescent light generated in the scintillator 7 can be reduced.
  • the film thickness is preferably 100 nm or more.
  • an Al film having a thickness of 200 nm is formed on the surface of the scintillator 7 except for the end face 72 and the electron incident surface 75 that are joined to the light guide 8.
  • the upper surface 76 of the scintillator 7 is inclined with respect to the electron incident surface 75 at an inclination angle ⁇ (third feature), and the scintillator 7 is the light guide 8.
  • the end face 73 and the end face 74 at the end opposite to the end joined to each other are inclined at an angle ⁇ 1 and an angle ⁇ 2 with respect to the X-axis, respectively (second feature). Accordingly, the fluorescence generated in the scintillator 7 is easily reflected in the direction toward the end face 72 joined to the light guide 8, and can reach the end face 72 by multiple reflections on the average.
  • the angle ⁇ 1 and the angle ⁇ 2 formed by the end surface 73 and the end surface 74 at the end of the scintillator 7 are 30 degrees ⁇ ⁇ 1 , ⁇ 2 ⁇ 90 degrees. It was found that the fluorescence can be effectively guided to the end face 72. Similarly, it was found that when the inclination angle ⁇ formed by the upper surface 76 of the scintillator 7 with the electron incident surface 75 is 0 degree ⁇ ⁇ 60 degrees, the fluorescence can be effectively guided to the end face 72.
  • the end surface 72 of the scintillator 7 is formed as a convex curved surface outward. This is related to the fact that the refractive index of the Y—Al—O ceramic sintered body using Ce, which is the material of the scintillator 7, as an activator is large.
  • the refractive index of a Y—Al—O ceramic sintered body using Ce as an activator is about 1.8.
  • the refractive index of a general transparent resin or glass used as the material of the light guide 8 is about 1.4 to 1.6, and the refractive index of a general optical cement or adhesive resin is about 1.6 or less.
  • the refractive index of air or vacuum is approximately 1.
  • the fluorescence emitted in the scintillator 7 enters the material having a small refractive index from the material having a large refractive index. In that case, if the fluorescent light emitted in the scintillator 7 makes an angle larger than a certain angle, the phenomenon of total reflection occurs and it cannot go out of the scintillator 7.
  • the critical angle of total reflection is about 34 degrees.
  • the fluorescence generated in the scintillator 7 is incident on the boundary surface (end surface 72) with the air or vacuum of the scintillator 7 at an incident angle larger than about 34 degrees, total reflection occurs, and the scintillator 7 I can't go outside.
  • the critical angle of total reflection is about 63 degrees.
  • the end face 72 of the scintillator 7 is formed with a convex curved surface outward, so that total reflection at the boundary surface is less likely to occur, and loss of light quantity at the boundary surface is reduced.
  • the reason why it is difficult to cause total reflection at the boundary surface by forming the end surface 72 of the scintillator 7 as an outwardly convex curved surface will be described.
  • FIG. 10 schematically shows the difference in the manner of total reflection between a flat boundary surface and a convex boundary surface on the outside when light goes out from a material with a large refractive index to a material with a small refractive index (including a vacuum).
  • the material in the lower region (scintillator 7) has a high refractive index
  • the material in the upper region has a low refractive index
  • the lower region and the upper region have a flat (planar) boundary surface M1.
  • the boundary is divided by a boundary surface M2 having a convex curved surface as viewed from the lower region side.
  • the incident angle ⁇ 1 of the light ray from the point P to the point Q on the boundary surface M1 is the critical angle of total reflection. In that case, the light beam does not exit to the upper region where the refractive index is small.
  • the incident angle ⁇ 1 is an angle formed by the light ray PQ and a straight line V1 passing through the point Q and perpendicular to the boundary surface M1.
  • the boundary between the upper region and the lower region is an outwardly convex curved boundary surface M2
  • the ray from the point P to the point Q on the surface corresponding to the boundary surface M1 is bounded at the point R. Intersects with M2.
  • the incident angle ⁇ 2 of the ray PR with respect to the boundary surface M2 is an angle formed by the ray PR with respect to the straight line V2 passing through the point R perpendicular to the tangent plane H2 of the boundary surface M2 at the point R.
  • a boundary surface M1 having a flat boundary with a light ray emitted from a point P this is a case where the boundary is a boundary surface M2 having a curved surface that is convex outward, even if the light ray is totally reflected. It means not totally reflecting. That is, when the shape of the end surface 72 joined to the light guide 8 of the scintillator 7 is a curved surface that is convex outward, the scintillator 7 has more fluorescence inside the scintillator 7 than when it is a flat surface. Will go out. That is, the amount of light emitted from the scintillator 7 increases.
  • the curvature of the end face 72 is preferably 5% or more.
  • the amount of fluorescence taken out from the scintillator 7 can be increased.
  • the curvature rate c of the curved surface S refers to another point on the curved surface S that is separated from the point P (not shown) on the curved surface S by a distance d along the curved surface S (not shown).
  • the end surface of the end other than the end surface 72 of the scintillator 7 (the end surface 73, the end surface 74, the end surface 78 that connects the end surface 72 and the end surface 73, and the end surface 79 that connects the end surface 72 and the end surface 74).
  • a metal film for reflection is formed on these end faces, it is preferable that these end faces are inwardly concave curved surfaces in consideration of the ease of total reflection.
  • the width (Y direction) of the end portion where the end surface 72 of the scintillator 7 is joined at the end portion of the light guide 8 is the end surface of the scintillator 7. It is assumed that it is larger than the width of the 72 portion.
  • the thickness (Z direction) of the end portion where the end surface 72 of the scintillator 7 is joined at the end portion of the light guide 8 is the thickness of the end surface 72 portion of the scintillator 7. Larger than this.
  • the size of the end surface of the end portion of the light guide 8 on the fluorescence receiving side is made larger than the size of the end surface 72 of the scintillator 7 on the fluorescence emitting side, whereby the light is emitted from the end surface 72 of the scintillator 7.
  • As much fluorescence as possible can be incident on the light guide 8. That is, the loss of light quantity at the connecting portion between the scintillator 7 and the light guide 8 can be reduced.
  • the end surface 72 of the scintillator 7 is an outwardly convex curved surface
  • the end surface of the end portion of the light guide 8 facing the end surface 72 is a flat surface.
  • it may be a surface recessed inward along the end surface 72.
  • the gap between the two end faces may be left as it is, or a bonding material such as a transparent resin, optical cement, or matching oil may be filled.
  • the bonding material is packed, if the refractive index of the bonding material is the same as the refractive index of the light guide 8, problems such as total reflection at the boundary between the bonding material and the light guide 8 do not occur. There will be no loss problem.
  • the scintillator 7 has an electron passage hole 71 formed at the center, but the electron passage hole 71 is not essential. It is also possible to eliminate the electron passage hole 71 and provide the scintillator 7 in a position near the optical axis of the primary electron beam 1 in the electron microscope 100.
  • the scintillator 7 has a structure in which as much fluorescence as possible among the fluorescence generated therein can enter the light guide 8. Therefore, the amount of light incident on the light guide 8 is small. Increase. That is, the sensitivity of electron detection of the electron beam detector 12 including the scintillator 7 can be improved.
  • a Y—Al—O-based ceramic sintered body using Ce as an activator such as (Y 1-x Ce x ) 3 Al 5 O 12 , is used as the material of the scintillator 7,
  • Ce an activator
  • the Ce composition ratio x 0.002 ⁇ x ⁇ 0.025
  • the light emission intensity can be increased and good light transmission can be obtained (see FIG. 2).
  • the electron beam detector 12 configured to include the scintillator 7.
  • the sensitivity of electron detection can be improved.
  • the scintillator 7 using the Y—Al—O ceramic sintered body is formed by pressing and sintering a powder material, the forming cost is low and the shape to be formed is free. The degree is great. Accordingly, the degree of freedom in designing the shape of the scintillator 7 increases. Therefore, in the present embodiment, the scintillator 7 has the following shape.
  • the upper surface 76 of the scintillator 7 is inclined with respect to the electron incident surface 75 so as to form an inclination angle ⁇ , and the end surfaces 73 and 74 on the opposite side to the end where the scintillator 7 is connected to the light guide 8 are It was made to incline by angle (alpha) 1 and (alpha) 2 , respectively with respect to the axis
  • the fluorescence generated in the scintillator 7 configured in this way is easily reflected in the direction of the end surface 72 joined to the light guide 8, it can reach the end surface 72 by multiple reflections on the average a small number of times. it can. As a result, the distance and time until the fluorescence generated in the scintillator 7 reaches the end face 72 facing the light guide 8 is shortened, and the amount of fluorescence attenuation in the scintillator 7 is reduced. Therefore, the response speed of the electron beam detector 12 including the scintillator 7 is increased, and the sensitivity is improved.
  • the end surface 72 joined to the light guide 8 of the scintillator 7 is formed as an outwardly convex curved surface (see FIG. 3A), so that the fluorescence generated in the scintillator 7 is totally reflected by the end surface 72. Since the amount decreases, the amount of fluorescence that can be extracted to the light guide 8 side through the end face 72 can be increased. Therefore, the sensitivity of the electron detection of the electron beam detector 12 including the scintillator 7 can be improved.
  • the sensitivity and response speed of backscattered electron detection of the electron beam detector 12 used in the electron microscope 100 can be improved, and the manufacturing cost can be reduced.
  • the use of the Y—Al—O ceramic sintered body as the material of the scintillator 7 increases the degree of freedom of the shape of the scintillator 7. Therefore, various shapes can be devised as the shape of the scintillator 7. Below, the possible modification of the shape of the scintillator 7 is demonstrated.
  • a Y—Al—O-based ceramic sintered body whose composition formula is represented by (Ln 1-x Ce x ) 3 M 5 O 12 is used as a material for the scintillator 7 in any case.
  • Ln represents at least one element of Y, Gd, La, and Lu
  • M represents at least one element of Al and Ga
  • the composition ratio x of Ce is 0.002 ⁇ x ⁇ It is assumed that it is 0.025.
  • FIGS. 4A and 4B are diagrams showing an example of the shape of the scintillator 7a according to the first modification of the embodiment of the present invention.
  • FIG. 4A is an example of a top view
  • FIG. 4B is an example of a side view. It is.
  • the shape of the scintillator 7a is almost the same as that of the scintillator shown in FIGS. 3A and 3B except for a part thereof.
  • only the portions having different shapes will be described.
  • the upper surface 76 of the scintillator 7a is not inclined with respect to the electron incident surface 75 but is parallel to each other.
  • the end surface 72a of the end portion of the scintillator 7a joined to the end portion of the light guide 8 is assumed to be a flat surface rather than an outwardly convex curved surface. That is, the end surface 72a and the end surface of the end portion of the light guide 8 that faces and contacts the end surface 72a are planes perpendicular to the X axis.
  • the metal film formed as the light reflecting film is formed in the same manner as in the above-described embodiment. Then, a gap is provided between the end surface 72a of the scintillator 7a and the light guide 8, or they are joined with a joining material such as transparent resin, optical cement, or matching oil interposed.
  • the electron beam detector 12 and the electron microscope 100 manufactured using the scintillator 7a as described above have good characteristics such as high detection sensitivity of reflected electrons and quick response. This is because, among the features of the scintillator 7 in the above-described embodiment, the scintillator 7a is formed of a Y—Al—O ceramic sintered body using Ce as an activator, and the scintillator 7a is a light guide. 8 is characterized in that the end surface of the end opposite to the end connected to 8 is formed by two end surfaces 73 and 74 that are substantially parallel to the Z axis and form angles ⁇ 1 and ⁇ 2 with the X axis. Is nothing but the effect based on having
  • FIG. 5 is a diagram showing an example of the shape of a scintillator 7b according to a second modification of the embodiment of the present invention
  • FIG. 5 (A) is an example of a top view
  • FIG. 5 (B) is an example of a side view. It is.
  • the upper surface shape of the scintillator 7b is square or rectangular, and the end surface 72b of the end of the scintillator 7b in contact with the end of the light guide 8 and the scintillator 7b
  • the end surface 77 at the end opposite to the end surface 72b is a plane parallel to each other and perpendicular to the X axis.
  • the metal film formed as the light reflecting film is formed in the same manner as in the above-described embodiment. Then, a gap is provided between the end surface 72b of the scintillator 7b and the light guide 8, or they are joined with a joining material such as transparent resin, optical cement, or matching oil interposed.
  • the electron beam detector 12 and the electron microscope 100 manufactured using the scintillator 7b as described above have good characteristics of high detection sensitivity of reflected electrons and quick response. This is because, in the second modification, the end surface 77 at the end of the scintillator 7b has an action of reflecting the fluorescence generated in the scintillator 7b to the end surface 72b on the light guide 8 side, and the scintillator 7b This is nothing but the effect based on the Y—Al—O-based ceramic sintered body using Ce as an activator.
  • FIGS. 6A and 6B are diagrams showing an example of the shape of a scintillator 7c according to a third modification of the embodiment of the present invention, in which FIG. 6A is an example of a top view, and FIG. 6B is an example of a side view. It is.
  • the upper surface shape of the scintillator 7c is a trapezoidal quadrilateral, and the end surface 72c of the end portion of the scintillator 7c in contact with the end portion of the light guide 8 and the scintillator 7c.
  • the end surface 72c and the end surface 77 at the opposite end are parallel to each other and are perpendicular to the X axis.
  • an end surface 78 and an end surface 79 that connect the end surface 72c and the end surface 77 of the scintillator 7c are inclined with respect to the X axis, and the width of the scintillator 7c in the Y direction is large on the end surface 72c side and small on the end surface 77 side. It is molded into. That is, the separation distance between the end surface 78 and the end surface 79 decreases as the distance from the end surface 72c increases. Further, the upper surface 76 of the scintillator 7c is inclined with respect to the electron incident surface 75, and the thickness of the scintillator 7c in the Z direction is thicker on the end surface 72c side and thinner on the end surface 77 side.
  • the metal film formed as the light reflecting film is formed in the same manner as in the above-described embodiment. Then, a gap is provided between the end surface 72c of the scintillator 7c and the light guide 8, or a joining material such as a transparent resin, optical cement, or matching oil is interposed therebetween.
  • the electron beam detector 12 and the electron microscope 100 manufactured using the scintillator 7c as described above have good characteristics of high detection sensitivity of reflected electrons and quick response. This is because, in the third modification, the electron incident surface 75, the upper surface 76, the end surface 77, the end surface 78, and the end surface 79 at the end of the scintillator 7c write the fluorescence generated in the scintillator 7c with a small number of multiple reflections. It has an effect of guiding light to the end face 72c on the guide 8 side, and is nothing but an effect based on the fact that the scintillator 7c is formed of a Y—Al—O ceramic sintered body using Ce as an activator. .
  • FIGS. 7A and 7B are diagrams showing an example of the shape of a scintillator 7d according to a fourth modification of the embodiment of the present invention.
  • FIG. 7A is an example of a top view
  • FIG. 7B is an example of a side view. It is.
  • the shape of the scintillator 7d is a combination of the shape of the scintillator 7a of the first modification and the shape of the scintillator 7b of the second modification.
  • the end surface of the scintillator 7d opposite to the end surface 72d is composed of three end surfaces: an end surface 73, an end surface 74, and an end surface 77.
  • the end surface 77 is formed so as to be substantially parallel to the end surface 72d, and the end surface 73 and the end surface 74 are formed to form angles ⁇ 1 and ⁇ 2 (not shown) with the X axis, respectively.
  • the angles ⁇ 1 and ⁇ 2 are assumed to be 30 degrees ⁇ ⁇ 1 and ⁇ 2 ⁇ 90 degrees, as in the case of the above-described embodiment (see FIG. 3).
  • the metal film formed as the light reflecting film is formed in the same manner as in the above-described embodiment. Then, a gap is provided between the end surface 72d of the scintillator 7d and the light guide 8, or a joining material such as transparent resin, optical cement, matching oil or the like is interposed therebetween.
  • the electron beam detector 12 and the electron microscope 100 manufactured using the scintillator 7d as described above have good characteristics of high detection sensitivity of reflected electrons and quick response. This is because, in the fourth modification, the end surface 73, the end surface 74 and the end surface 77 at the end of the scintillator 7d have an action of reflecting the fluorescence generated in the scintillator 7d to the end surface 72d on the light guide 8 side. Furthermore, there is nothing but an effect based on the fact that the scintillator 7d is formed of a Y—Al—O-based ceramic sintered body using Ce as an activator.
  • the end face 77 is formed substantially parallel to the end face 72d, but it is not necessarily required to be parallel. However, it is assumed that the angles formed by the end surface 77 and the end surface 73 and the end surface 74 are both less than 180 degrees. This means that the end surface 73, the end surface 77, and the end surface 74 are part of an outwardly convex polyhedron.
  • FIG. 8 is a diagram showing an example of the shape of scintillators 7e and 7e ′ according to a fifth modification of the embodiment of the present invention
  • FIG. 8A is an example of a top view
  • FIG. 8B is a side view. It is an example of a figure.
  • the shape of the scintillators 7e and 7e ′ according to the fifth modified example is that the scintillator 7a of the first modified example is divided into two in the vertical direction (Y direction). It has a different shape.
  • the two divided scintillators 7e and 7e ' are connected to different light guides 8 and 8', respectively.
  • the end surfaces 72e and 72e ′ at the ends where the scintillators 7e and 7e ′ are in contact with the light guides 8 and 8 ′, respectively, are not convex surfaces but flat surfaces. It may be a convex surface on the outside.
  • the metal film formed as the light reflecting film is formed in the same manner as in the above-described embodiment, and the light reflecting metal film is also formed on the end face of the boundary between the divided scintillators 7e and 7e '. Is formed.
  • gaps are provided between the end surfaces 72e and 72e ′ of the scintillators 7e and 7e ′ and the light guides 8 and 8 ′, or a bonding material such as transparent resin, optical cement, and matching oil is interposed. Are joined.
  • the electron beam detector 12 and the electron microscope 100 manufactured using the scintillators 7e and 7e 'as described above have good characteristics such as high detection sensitivity of reflected electrons and quick response. This is because, in each of the scintillators 7e and 7e ′ of the fifth modified example, end surfaces 73 and 74 inclined with respect to the X axis, and upper surfaces 76 and inclined with an inclination angle ⁇ with respect to the electron incident surfaces 75 and 75 ′. 76 'has an action of reflecting the fluorescence generated in the scintillators 7e, 7e' to the end surfaces 72e, 72e 'on the light guide 8, 8' side, and the scintillators 7e, 7e 'are attached with Ce. This is nothing but the effect based on the fact that it is formed of a Y—Al—O-based ceramic sintered body as an activator.
  • the two scintillators 7e and 7e ' are connected to different photoelectric conversion elements 9 (see FIG. 1) via different light guides 8 and 8', respectively.
  • the electron microscope 100 according to the present modification includes two electron beam detectors 12 that are independent of each other. Therefore, the electron microscope 100 can obtain two types of observation images. For example, when the sample 5 is tilted and observed, the reflected electrons 6 are emitted in a biased manner depending on the unevenness of the surface of the sample 5. It is possible to observe the difference in the observation image based on the difference.
  • the scintillator 7 is divided into two, but is not limited to two, and may be divided into three or more, such as four or six. Further, when the scintillator 7 is divided into a plurality of parts, the divided scintillators 7 and 7 ′ do not have to have a symmetrical shape.
  • FIG. 9 is a diagram showing an example of the shape of the light reflecting metal film formed on the electron incident surface 75 of the scintillator 7f according to the sixth modification of the embodiment of the present invention.
  • the scintillator 7f itself has the same shape as the scintillator 7 of the above-described embodiment. Therefore, an electron passage hole 71 is formed in the approximate center of the scintillator 7f.
  • a metal film having a thickness that does not prevent the reflected electrons 6 from entering is formed in a region 75a in a circle concentric with the electron passage hole 71 on the electron incident surface 75, and a region 75b outside the concentric circle is formed.
  • a metal film having a thickness for blocking the incidence of the reflected electrons 6 is formed.
  • the other surfaces except the electron incident surface 75 of the scintillator 7f and the end surface 72 that is in contact with the light guide 8 form a metal film having a thickness that blocks the incidence of the reflected electrons 6.
  • the film thickness that does not hinder the incidence of the reflected electrons 6 is 100 nm or less, preferably about 50 nm, and the film thickness that blocks the incidence of the reflected electrons 6 exceeds 100 nm.
  • the film thickness is preferably about 200 nm.
  • the incident of the reflected electrons 6 to the scintillator 7f is limited to the region 75a of the electron incident surface 75, so that the isotropic detection of the reflected electrons 6 is ensured.
  • the shape of the electron incident surface 75 of the scintillator 7 is not rotationally symmetric, so that there is a problem that the amount of reflected electrons emitted cannot be accurately detected. In the example scintillator 7f, the problem does not occur. That is, in this modified example, in addition to the same effects as those of the above-described embodiment, the effect of enabling isotropic detection of the reflected electrons 6 is obtained.
  • the present invention is not limited to the above-described embodiment and its modifications, and further includes various modifications.
  • the above embodiment has been described in detail for easy understanding of the present invention, and is not necessarily limited to the one having all the configurations described.
  • a part of the configuration of an embodiment or a modification can be replaced with a part of the configuration of another embodiment or a modification, and further, the configuration of another embodiment can be replaced with the configuration of another embodiment. It is also possible to add some or all.

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Abstract

　シンチレータ（７）とライトガイド（８）を備えた電子顕微鏡において、シンチレータ（７）は、ライトガイド（８）の屈折率よりも大きな屈折率を有し、ライトガイド（８）に接合される端面（７２）が外側に凸状の曲面により形成されている。また、シンチレータ（７）は、組成式（Ｌｎ１－ｘＣｅｘ）３Ｍ５Ｏ１２（ただし、Ｌｎは、Ｙ、Ｇｄ、ＬａおよびＬｕから選択される少なくとも一つの元素を表し、Ｍは、ＡｌおよびＧａから選択される少なくとも一つの元素を表す）で表されるＹ－Ａｌ－Ｏ系セラミック焼結体で形成されている。

Description

電子顕微鏡および電子線検出器
　本発明は、電子顕微鏡およびその電子顕微鏡に用いられる電子線検出器に関する。
　収束させた一次電子線を試料に照射する場合に、試料表面の観察対象領域を、その一次電子線で二次元的に走査し、一次電子線の照射位置から放出される信号電子を検出し、その検出信号を一次電子線の走査位置と同期してマッピング表示することにより、走査した観察対象領域の二次元画像を生成して表示する走査電子顕微鏡が広く知られている。
　試料表面から放出される信号電子は、そのエネルギーによって二次電子と反射電子に大別される。反射電子は、入射電子が試料内で弾性散乱と非弾性散乱を繰り返した後、再び試料表面から放出された電子を指す。従って、反射電子は、入射電子と同程度のエネルギーで発生量のピ－クを持つ。一方、二次電子は、反射電子が非弾性散乱を起こした際に発生する低エネルギー電子のうち、試料表面から放出されたものを指す。従って、二次電子は、数ｅＶ程度のエネルギーで発生量のピ－クを持つ。一般的には、５０ｅＶ未満のエネルギーの信号電子を二次電子と呼び、反射電子と区別している。
　ところで、走査電子顕微鏡において、二次電子に基づく試料の観察像（二次電子像）と反射電子に基づく試料の観察像（反射電子像）とでは、それぞれ異なる情報を含んでいることが知られている。すなわち、二次電子像は、試料表面の凹凸や電位の情報を強調した観察像となるのに対し、反射電子像は、試料の組成や結晶方位の情報を強調した観察像となる。これは、二次電子の場合には、エネルギーが小さいので、その発生量が試料表面の形状や表面電位の影響を受け易いのに対し、反射電子の場合には、その発生量が試料の平均的な原子番号に依存するからである。また、同一組成の試料で、試料表面の結晶方位が部分的に異なる場合や、結晶欠陥などを含んでいる場合に観察されるチャネリングコントラストも反射電子に由来することが知られている。
　走査電子顕微鏡には、試料表面の凹凸だけでなく、このような試料の組成を表すコントラストやチャネリングコントラストを、より鮮明に捉えることが求められてきた。すなわち、走査電子顕微鏡においては、反射電子に基づく試料の観察像を、高感度、高速、かつ、簡便に取得する方法が求められてきた。
　一般に、一次電子線を上部から試料に照射し、反射電子を検出するには、電子線検出器は、試料の直上部に配置される必要がある。その場合、従来、電子線検出器を小さくする必要性から、そのような電子線検出器としては、例えば、特許文献１に開示されているような単結晶からなるシンチレータが用いられてきた。
　また、試料の組成を表すコントラストやチャネリングコントラストがより鮮明になる反射電子像を得ようとすれば、例えば、反射電子を二次電子からできるだけ分離して検出することによって、画像の低ノイズ化を図る必要がある。特許文献２－４には、反射電子と二次電子とを、エネルギーや軌道の相違に基づいて分離する方法が開示されている。
特開昭６１－１６４１７９号公報 特開平１１－２７３６０８号公報 特開昭５９－１９７８８１号公報 特開２０００－２９９０７８号公報
　しかしながら、単結晶からなるシンチレータは、加工しにくく、形状成形の自由度がない、高価であるなどの問題があった。また、反射電子と二次電子とをエネルギーや軌道の相違に基づいて分離するだけでは、検出される反射電子の収量が低下し、検出感度や応答速度に問題があった。
　以上のような従来技術の問題点に鑑み、本発明の目的は、反射電子検出の感度および応答速度を向上させることが可能な電子線検出器、および、その電子線検出器を適用した電子顕微鏡を提供することにある。
　本発明に係る電子顕微鏡は、電子線の入射により蛍光を発する板状のシンチレータと、前記シンチレータの屈折率よりも小さな屈折率を有し、前記シンチレータで発光した蛍光を導光するライトガイドと、を備え、前記シンチレータは、端面の一部が外側に凸状の曲面で形成され、前記凸状の曲面の端面を介して前記ライトガイドに接合されていることを特徴とする。
　さらに、前記シンチレータは、組成式（Ｌｎ１－ｘＣｅｘ）３Ｍ５Ｏ１２（ただし、Ｌｎは、Ｙ、Ｇｄ、ＬａおよびＬｕから選択される少なくとも一つの元素を表し、Ｍは、ＡｌおよびＧａから選択される少なくとも一つの元素を表す）で表されるＹ－Ａｌ－Ｏ系セラミック焼結体で形成されていることを特徴とする。
　本発明によれば、電子顕微鏡に用いられる電子線検出器の反射電子検出の感度および応答速度を向上させることが可能になる。
本発明の実施形態に係る電子顕微鏡の要部構成の例を示した。 Ｙ－Ａｌ－Ｏ系セラミック焼結体の蛍光の発光強度および光透過率のＣｅ組成比依存特性グラフの例を示した図。 本実施形態に係る電子顕微鏡で用いられるシンチレータおよびライトガイドの形状の例を示した図で、図３（Ａ）は上面図の例、図３（Ｂ）は側面図の例。 本発明の実施形態の第１の変形例に係るシンチレータの形状の例を示した図で、図４（Ａ）は上面図の例、図４（Ｂ）は側面図の例。 本発明の実施形態の第２の変形例に係るシンチレータの形状の例を示した図で、図５（Ａ）は上面図の例、図５（Ｂ）は側面図の例。 本発明の実施形態の第３の変形例に係るシンチレータの形状の例を示した図で、図６（Ａ）は上面図の例、図６（Ｂ）は、側面図の例。 本発明の実施形態の第４の変形例に係るシンチレータの形状の例を示した図で、図７（Ａ）は上面図の例、図７（Ｂ）は側面図の例。 本発明の実施形態の第５の変形例に係るシンチレータの形状の例を示した図で、図８（Ａ）は上面図の例、図８（Ｂ）は側面図の例。 本発明の実施形態の第６の変形例に係るシンチレータの電子入射面に形成する光反射用の金属膜の形状の例を示した図。 屈折率が大きい物質内から屈折率が小さい物質（真空を含む）へ光が出て行くとき、平坦な境界面および外側に凸状の境界面で全反射の仕方の相違を模式的に示した図。
　以下、本発明の実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。
　図１は、本発明の実施形態に係る電子顕微鏡１００の要部構成の例を示した図である。図１に示すように、本発明の実施形態に係る電子顕微鏡１００の要部は、走査レンズ２、対物レンズ３、試料室４、シンチレータ７、ライトガイド８、光電変換素子９、増幅回路１０、表示装置１４などを含んで構成される。
　さらに、試料室４内には、試料５を保持する図示しない試料台や、その試料台を移動させて試料５の観察対象領域を定める図示しない試料台移動機構などが設けられており、観察時には、試料５は、試料室４内の対物レンズ３の直下部に配置される。また、このとき、シンチレータ７は、対物レンズ３と試料５の間に配置される。
　以上のように構成された電子顕微鏡１００では、図示しない電子銃から出射された一次電子線１が、試料５の観察対象領域を走査するために走査レンズ２により偏向され、対物レンズ３で焦点が合わせられて、試料５の表面に照射される。このとき、シンチレータ７の中央部の一次電子線１が通過する近傍の位置には、電子通過孔７１が設けられており、一次電子線１は、この電子通過孔７１を通過し、試料５の表面に照射される。
　試料５に一次電子線１が照射されると、試料５の表面からは、反射電子６や図示しない二次電子などが放出され、反射電子６は、シンチレータ７へ下面側から入射する。なお、本明細書では、以下、シンチレータ７の下面を、電子入射面７５という。
　ここで、対物レンズ３は、例えば、セミインレンズ型であるとする。その場合には、図示しない二次電子は、対物レンズ３の強磁場によって、一次電子線１の光軸に沿って巻き上げられ、電子通過孔７１を下から上へ通過し、さらに、対物レンズ３の中に引き込まれるので、シンチレータ７への入射量は、わずかである。
　反射電子６がシンチレータ７に入射すると、蛍光体であるシンチレータ７は、蛍光を発する。シンチレータ７が発した蛍光は、ライトガイド８によって導光され、光電子増倍管や半導体の受光素子などからなる光電変換素子９へ入射され、光電変換素子９によって電気信号に変換される。こうして電気信号に変換された反射電子の量に対応する信号（反射電子検出信号）は、増幅回路１０で増幅され、表示装置１４へ送信される。
　なお、本明細書では、シンチレータ７と、ライトガイド８と、光電変換素子９と増幅回路１０と、からなる部分を電子線検出器１２という（ただし、増幅回路１０を電子線検出器１２に含めないとしてもよい）。
　さて、本実施形態では、シンチレータ７の材料として、Ｃｅを付活剤とするＹ－Ａｌ－Ｏ系セラミック焼結体を用いる。Ｃｅを付活剤とするＹ－Ａｌ－Ｏ系セラミック焼結体とは、組成式（Ｌｎ１－ｘＣｅｘ）３Ｍ５Ｏ１２で表される物質を焼結して得られるセラミック焼結体をいう。ここで、Ｌｎは、Ｙ、Ｇｄ、ＬａおよびＬｕのうち少なくとも一つの元素を表し、Ｍは、ＡｌおよびＧａのうち少なくとも一つの元素を表すものとする。また、本実施形態では、Ｃｅの組成比ｘは、０．００２≦ｘ≦０．０２５の範囲にあるものとするが、その根拠については、別途、図面を参照して説明する。
　以上のようなＹ－Ａｌ－Ｏ系セラミック焼結体は、原料となる酸化物粉体を混合し、適切な形状に押し固め、適切な温度、例えば、摂氏１４００度～１６００度の温度で一定の時間保持する、などの方法により製作することができる。また、原料には、溶液沈降により得た極微粒子などを用いることも可能である。
　なお、シンチレータ７の材料として、従来一般的に用いられている単結晶材料は、融液からの引き上げなどの方法で製作されるため、製作に手間がかかり、高価となる上に、大きさや形状が限定されてしまう。すなわち、引き上げによる結晶成長で製作される単結晶材料は、円筒状の形状となり、また、その直径を大きくしようとすると、装置コストが増大するという問題がさらに生じる。それゆえ、単結晶材料の場合には、シンチレータ７の形状は、一般的に周囲が丸い円板状にならざるを得ない。しかしながら、円板状のシンチレータ７の場合には、発光した蛍光が全方向に出てしまうため、光量の損失が大きく、ライトガイド８への入射量を大きくすることができないという問題が生じる。
　当然ながら、単結晶材料でも方形のシンチレータ７を製作することは可能である。しかしながら、その場合には、それほど大きくない円板から方形の板を切り出すことになり、周辺部が捨てられるので、材料ロスが大きくなり、材料の費用がかさむことになる。
　それに対し、Ｙ－Ａｌ－Ｏ系セラミック焼結体を用いたシンチレータ７は、材料の粉体を適切な形状に押し固めて焼結すればよいだけなので、比較的安価に製作できる。また、セラミックとしての形状は、粉体を押し固めたときの形状によってほぼ決定されるため、シンチレータ７の大きさや形状を設計する上で、大きな自由度が得られる。従って、シンチレータ７の形状を工夫することにより、シンチレータ７における光量の損失を低減し、ライトガイド８への入射光量を増大させることなどが可能になる。
　また、Ｙ－Ａｌ－Ｏ系セラミック焼結体は、多結晶であり、基本的に様々な結晶方位を有する微結晶の集合体であるため、焼結体全体として、結晶異方性の特徴が現れることはない。従って、全体で同一の結晶方位を有する単結晶材料とは異なり、結晶方位を考慮しなくて済む分、製作コストも低減される。
　図２は、Ｙ－Ａｌ－Ｏ系セラミック焼結体の蛍光の発光強度および光透過率のＣｅ組成比依存特性グラフの例を示した図である。図２において、グラフの横軸はＣｅ組成比ｘ、左の縦軸は蛍光発光強度、右の縦軸は光透過率を表し、また、太い実線の曲線は、蛍光の発光強度の測定値、太い点線の曲線は、光透過率を表す。
　ここで、発光強度の測定値は、Ｙ－Ａｌ－Ｏ系セラミック焼結体の薄板（２０ｍｍ角、厚さ２ｍｍ）に、１０ｋＶで加速した電子線を照射したときに得られたものである。ただし、図２では、その測定値は、従来、一般に用いられている単結晶シンチレータの発光強度を１００としたときの相対値で表されている。
　なお、このような発光強度のＣｅ組成比ｘに対する依存特性は、１０ｋＶで加速した電子線に限らず、様々なエネルギーを有する電子線についても、ほぼ同様の傾向を示す。
　また、光透過率の測定値は、Ｙ－Ａｌ－Ｏ系セラミック焼結体の薄板（２０ｍｍ角、厚さ２ｍｍ）に、波長が５００～６５０ｎｍの範囲の光で、とくに５５０ｎｍ前後の光を入射した場合に得られたものである。なお、本実施形態で用いるＹ－Ａｌ－Ｏ系セラミック焼結体は、電子線の照射により、波長が５００～６５０ｎｍの範囲の蛍光を発する。
　以上、図２のグラフによれば、Ｙ－Ａｌ－Ｏ系セラミック焼結体は、Ｃｅの組成比ｘが０．００２～０．０２５の範囲において、従来の単結晶シンチレータを上回る発光強度を示すことがわかる。
　また、光透過率は、Ｃｅ組成比ｘが０．０２以下の場合、概ね８０％以上の値を示し、Ｃｅ組成比ｘが０．０２を超えると、その値は８０％を割り込むが、それでも、Ｃｅ組成比ｘが０．０２５以下の範囲では、６０％より大きい値を示す。従って、Ｙ－Ａｌ－Ｏ系セラミック焼結体の光透過性は、Ｃｅの組成比ｘが０．０２５以下の範囲で良好であるといえる。
　なお、図２のグラフにおける発光強度および光透過率のデータは、Ｙ－Ａｌ－Ｏ系セラミック焼結体が組成式（Ｙ１－ｘＣｅｘ）３Ａｌ５Ｏ１２で表される物質の場合に取得されたものであるが、組成式が（Ｌｎ１－ｘＣｅｘ）３Ｍ５Ｏ１２で表され、ＬｎがＹ、Ｇｄ、ＬａおよびＬｕのうち少なくとも一つの元素で、かつ、ＭがＡｌおよびＧａのうち少なくとも一つの元素である場合には、概ね同様のデータが得られる。
　そこで、本実施形態では、前記したように、組成式（Ｌｎ１－ｘＣｅｘ）３Ｍ５Ｏ１２で表されるＹ－Ａｌ－Ｏ系セラミック焼結体（ただし、ＬｎがＹ、Ｇｄ、ＬａおよびＬｕのうち少なくとも一つの元素で、かつ、ＭがＡｌおよびＧａのうち少なくとも一つの元素）で、Ｃｅの組成比ｘが０．００２≦ｘ≦０．０２５の範囲にあるものを、シンチレータ７の材料として用いる。
　また、ライトガイド８の材料としては、アクリル樹脂、ポリカーボネート樹脂、板ガラス、石英ガラスなど、透明度が高い材料を用いる。また、光ファイバのような、曲線にできる導光体を用いてもよい。また、シンチレータ７とライトガイド８との間は、間隙としてもよく、あるいは、透明樹脂、オプティカルセメント、マッチングオイルなどの接合材料を介在させて接合してもよい。
　以上の通り、本実施形態で用いられるシンチレータ７は、蛍光の発光強度が大きく、また、光透過性も良好であることから、シンチレータ７およびライトガイド８を含んでなる電子線検出器１２は、高感度で応答速度が速いなどの性能を得ることができる。
　図３は、本実施形態に係る電子顕微鏡１００で用いられるシンチレータ７およびライトガイド８の形状の例を示した図で、図３（Ａ）は上面図の例、図３（Ｂ）は側面図の例である。ただし、図３（Ａ）、（Ｂ）において、ライトガイド８の形状は、シンチレータ７に接続される近傍の形状のみが示されている。
　なお、図３（Ａ）では、便宜上、ライトガイド８の長さ方向をＸ軸とし、ライトガイド８の幅方向をＹ軸とする。また、図３（Ｂ）では、便宜上、ライトガイド８の長さ方向をＸ軸とし、ライトガイド８およびシンチレータ７の厚さ方向をＺ軸とする。なお、このことは、図４以下の図面でも同様である。
　図３（Ａ）、（Ｂ）に示すように、シンチレータ７は、その中央部に一次電子線１などを通過させるための電子通過孔７１が形成されているほか、次のような形状の特徴を有している。
　まず、第１の特徴は、シンチレータ７の端部の端面のうち、ライトガイド８と接合される端面７２が外側に凸状の曲面で形成されていることである。このとき、シンチレータ７とライトガイド８とは、間隙（つまり、空気または真空の層）をもって接合してもよく、あるいは、その間隙に、透明樹脂、オプティカルセメント、マッチングオイルなどの接合材料を詰め込んで接合してもよい。
　また、第２の特徴は、シンチレータ７の、ライトガイド８と接合される端部とは反対側の端部の端面が、Ｚ軸にほぼ平行で、かつ、Ｘ軸とそれぞれ角度α１および角度α２を成す２つの端面７３，７４で形成されていることである。なお、角度α１と角度α２は、同じ値であっても異なる値であってもよい。ただし、α１＋α２＜１８０度であるとする。
　また、第３の特徴は、シンチレータ７の電子入射面７５（シンチレータ７の下面）に対向するシンチレータ７の上面７６が、電子入射面７５に対し、傾斜角βを成して傾斜していることである。この場合、シンチレータ７の厚さは、ライトガイド８に対向する端面７２に近いほうが大きく（厚く）、端面７２から遠ざかるほど小さく（薄く）なる。
　さらに、以上のような形状の特徴を有するシンチレータ７の表面のうち、ライトガイド８に接合される端面７２以外の表面には、光反射膜として作用する金属膜が形成される。この場合、この金属膜の材料は、光を反射し、その反射率が大きいものであれば、どのような金属であってもよいが、一般的には、Ａｌが用いられる。なお、Ａｌ膜などの金属膜は、真空蒸着などを用いて形成することができる。
　シンチレータ７を、以上のような特徴を有する形状にし、さらに、ライトガイド８に接合される端面７２以外の表面にＡｌ膜などの金属膜を形成したのは、いずれも、シンチレータ７の中で発生する蛍光をできるだけ多く、ライトガイド８へ入射させるようにすることを意図したものである。以下、シンチレータ７の形状や金属膜の作用および効果について、順次説明する。
　シンチレータ７の表面に形成されたＡｌ膜などの金属膜は、光反射膜として作用し、シンチレータ７の中で発生した蛍光の外部への散逸を防止する。つまり、Ａｌ膜などの金属膜は、シンチレータ７の中で発生した蛍光の光量の損失を抑制するという効果がある。また、シンチレータ７の表面に形成された金属膜を電子顕微鏡１００の筐体などに導通させることで、シンチレータ７のチャージアップを防止し、シンチレータ７に入射する反射電子６に基づく検出信号のＳ／Ｎ（Signal to Noise Ratio）を向上させるなどの効果も期待することができる。
　ここで、シンチレータ７の表面に形成する金属膜のうち、電子入射面７５（シンチレータ７の下面）に形成する金属膜の膜厚は、反射電子６の入射を妨げない膜厚とする必要がある。つまり、その金属膜の膜厚は、光を十分に反射させるとともに、反射電子６の入射を許容する程度の厚さであることが求められる。さらに、その膜厚は、５０ｅＶ以下のエネルギーを有する二次電子を遮蔽する厚さであることが求められる。
　以上のような条件を満たす金属膜の膜厚は、金属膜がＡｌ膜である場合、１００ｎｍ以下、５０ｎｍ程度であることが望ましい。本実施形態では、シンチレータ７の電子入射面７５には、膜厚５０ｎｍを目標とするＡｌ膜を形成した。
　また、シンチレータ７の表面に形成された金属膜のうち、電子入射面７５以外の表面に形成された金属膜では、反射電子６の入射を考慮する必要がない。従って、その膜厚は厚いほうがよい。そのほうが光の反射率が向上し、シンチレータ７の中で発生した蛍光の外部への散逸量を低減することができる。
　なお、金属膜がＡｌ膜である場合、その膜厚は、１００ｎｍ以上であるのが好ましい。本実施形態では、シンチレータ７の表面のうち、ライトガイド８に接合される端面７２および電子入射面７５を除く表面に、膜厚２００ｎｍを目標とするＡｌ膜を形成した。
　次に、以上のように構成されたシンチレータ７に電子入射面７５側から反射電子６が入射すると、シンチレータ７の中で蛍光が発生する。シンチレータ７の中で発生した蛍光は、直接またはシンチレータ７の表面に形成された金属膜に多重反射されて、ライトガイド８に接合された端面７２に到達する。
　前記したように、本実施形態では、シンチレータ７の上面７６が電子入射面７５に対して、傾斜角βを成して傾斜しており（第３の特徴）、また、シンチレータ７がライトガイド８に接合される端部と反対側の端部の端面７３および端面７４が、Ｘ軸に対して、それぞれ、角度α１および角度α２を成して傾斜している（第２の特徴）。従って、シンチレータ７の中で発生した蛍光は、ライトガイド８に接合された端面７２側の方向に反射され易くなるので、平均的に少ない回数の多重反射により端面７２に到達することができる。
　多重反射の回数が少ないことは、蛍光がライトガイド８側の端面７２に到達するまでの所要距離が短くなることを意味し、その分、蛍光の端面７２への到達時間が短縮され、また、蛍光の減衰量も低減されることになる。その結果、このシンチレータ７を用いた電子線検出器１２の応答速度が速くなり、感度が向上する。
　なお、本発明の発明者らの種々の検討によれば、シンチレータ７端部の端面７３および端面７４がＸ軸と成す角度α１および角度α２が３０度≦α１，α２＜９０度であるとき、蛍光を効果的に端面７２へ導光することができることがわかった。また、同様に、シンチレータ７の上面７６が電子入射面７５と成す傾斜角βが０度＜β≦６０度であるとき、蛍光を効果的に端面７２へ導光することができることがわかった。
　以上のようにして、シンチレータ７の中で発生した蛍光は、金属膜が形成されていない端面７２へ到達すると、シンチレータ７を出て、ライトガイド８へ入射する。この場合、できるだけ多くの量の蛍光がライトガイド８へ入射されるようにする必要がある。その目的のために、本実施形態では、シンチレータ７の端面７２を外側に凸状の曲面で形成する。このことは、シンチレータ７の材料であるＣｅを付活剤とするＹ－Ａｌ－Ｏ系セラミック焼結体の屈折率が大きいことと関係している。
　例えば、Ｃｅを付活剤とするＹ－Ａｌ－Ｏ系セラミック焼結体の屈折率は、１．８程度である。一方、ライトガイド８の材料として用いられる一般的な透明樹脂やガラスなどの屈折率は、１．４～１．６程度であり、また、一般的なオプティカルセメントや接着用の樹脂など屈折率は、１．６以下である。また、空気や真空の屈折率は、ほぼ１である。
　従って、シンチレータ７内で発光した蛍光は、屈折率が大きい物質から屈折率が小さい物質の中に入射することになる。その場合、シンチレータ７内で発光した蛍光がある角度以上の角度をなしてシンチレータ７から出て行こうとすると全反射という現象が生じ、シンチレータ７の外へ出て行くことができない。
　ちなみに、光が屈折率１．８の物質（シンチレータ７）から空気中または真空中（屈折率がほぼ１．０）へ出て行く場合には、全反射の臨界角は、約３４度である。従って、シンチレータ７の中で発生した蛍光は、シンチレータ７の空気または真空との境界面（端面７２）に対し入射角が３４度程度よりも大きい角度で入射する場合、全反射を生じ、シンチレータ７の外へ出ることができない。なお、光が屈折率１．８のシンチレータ７から屈折率１．６の接着用の樹脂などに出て行く場合には、その全反射の臨界角は、約６３度である。
　つまり、シンチレータ７の屈折率は、ライトガイド８の屈折率よりも大きいので、シンチレータ７とライトガイド８とを接合した場合、その境界面で全反射が生じ、ライトガイド８への入射光の光量に損失が生じることになる。そこで、本実施形態では、シンチレータ７の端面７２を外側に凸状の曲面で形成することにより、境界面での全反射を生じにくくし、境界面での光量の損失を低減するようにした。以下、シンチレータ７の端面７２を外側に凸状の曲面で形成することにより、境界面での全反射を生じにくくなる理由について説明する。
　図１０は、屈折率が大きい物質内から屈折率が小さい物質（真空を含む）へ光が出て行くとき、平坦な境界面および外側に凸状の境界面で全反射の仕方の相違を模式的に示した図である。図１０において、下部領域の物質（シンチレータ７）は、屈折率が大きく、上部領域の物質は、屈折率が小さいものとし、下部領域と上部領域とは、平坦な（平面状の）境界面Ｍ１、または、下部領域側から見て外側に凸状の曲面の境界面Ｍ２で分けられているものとする。
　まず、平坦な境界面Ｍ１での全反射について説明する。屈折率が大きい下部領域（シンチレータ７）内のある点Ｐから発した光線のうち、点Ｐから境界面Ｍ１上の点Ｑに到る光線の入射角θ１が全反射の臨界角であった場合には、その光線は、屈折率が小さい上部領域へ出ることはない。ここで、入射角θ１とは、光線ＰＱと、点Ｑを通り境界面Ｍ１に垂直な直線Ｖ１とがなす角である。
　一方、上部領域と下部領域の境界が外側に凸状の曲面の境界面Ｍ２である場合には、点Ｐから境界面Ｍ１に相当する面上の点Ｑに到る光線は、点Ｒで境界面Ｍ２と交わる。このとき、光線ＰＲの境界面Ｍ２に対する入射角θ２は、点Ｒにおける境界面Ｍ２の接平面Ｈ２に垂直で点Ｒを通る直線Ｖ２に対し、光線ＰＲがなす角である。ここで、θ１とθ２とを比較すると、θ２は、θ１よりも境界面Ｍ１と接平面Ｈとが成す角δθの分だけ小さいことが分かる。すなわち、θ２＝θ１－δθとなる。
　このことは、ある点Ｐから発した光線で境界が平坦な境界面Ｍ１の場合には全反射するような光線であっても、境界が外側に凸状の曲面の境界面Ｍ２の場合には全反射しないことを意味する。つまり、シンチレータ７のライトガイド８に接合される端面７２の形状が外側に凸状の曲面の場合には、平坦面の形状である場合よりも、シンチレータ７内の蛍光がより多くシンチレータ７の外へ出て行くことになる。つまり、シンチレータ７の中から出てくる光量が多くなる。
　発明者らの解析では、シンチレータ７の屈折率を１．８で外側が空気または真空の間隙がある場合、端面７２の湾曲率を５％以上にすると、全反射が生ずるケースが非常に小さくなることが分かった。従って、端面７２の湾曲率は、５％以上にすることが好ましく、端面７２の湾曲率を５％以上にすると、シンチレータ７からの蛍光の取り出し量を増加させることができる。
　ここで、曲面Ｓ（図示省略）の湾曲率ｃとは、曲面Ｓ上の点Ｐ（図示省略）から曲面Ｓに沿って距離ｄだけ離れた曲面Ｓ上の他の点を点Ｑ（図示省略）とし、点Ｐで曲面Ｓに接する平面を接平面Ｈとした場合、点Ｑと接平面Ｈの距離がΔｄであるとき、ｃ＝Δｄ／ｄで求められる数値をいう。
　なお、図３（Ａ）では、シンチレータ７の端面７２以外の端部の端面（端面７３、端面７４，端面７２と端面７３とをつなぐ端面７８、および、端面７２と端面７４とをつなぐ端面７９）は、直線（平面）状に描かれているが、湾曲率が５％未満であれば、外側に凸状または内側に凹状の曲面であってもよい。ただし、これらの端面に反射用の金属膜が形成されていたとしても、全反射のし易さのことを考慮すれば、これらの端面は、内側に凹状の曲面であるほうが好ましい。
　また、本実施形態では、図３（Ａ）に示されているように、ライトガイド８の端部でシンチレータ７の端面７２が接合される端部の幅（Ｙ方向）は、シンチレータ７の端面７２部分の幅よりも大きいものとする。また、図３（Ｂ）に示されているように、ライトガイド８の端部でシンチレータ７の端面７２が接合される端部の厚さ（Ｚ方向）は、シンチレータ７の端面７２部分の厚さよりも大きいものとする。
　このように、蛍光を出す側のシンチレータ７の端面７２の大きさよりも、蛍光を受ける側のライトガイド８の端部の端面の大きさを大きくすることにより、シンチレータ７の端面７２から出射される蛍光をできるだけ多くライトガイド８へ入射させることができる。つまり、シンチレータ７とライトガイド８との接続部における光量の損失を少なくすることができる。
　また、図３（Ａ）に示されているように、シンチレータ７の端面７２が外側に凸状の曲面であれば、端面７２に対向するライトガイド８の端部の端面は、平坦面であってもよく、あるいは、端面７２に沿って、内側に凹んだ面であってもよい。また、これら両者の端面の間は、間隙のままであってもよく、あるいは、透明樹脂、オプティカルセメント、マッチングオイルなどの接合材料が詰められていてもよい。なお、接合材料が詰められる場合、その接合材料の屈折率をライトガイド８の屈折率と同じにすると、接合材料とライトガイド８との境界での全反射などの問題が生じないので、光量の損失の問題も生じなくなる。
　また、図３（Ａ）では、シンチレータ７は、中央部に電子通過孔７１が形成されたものになっているが、電子通過孔７１は必須ではない。電子通過孔７１をなくし、電子顕微鏡１００において、シンチレータ７を一次電子線１の光軸に交わらない傍の位置に設けることも可能である。
　以上説明したように、本実施形態では、シンチレータ７は、その中で発生した蛍光のうちできるだけ多くの蛍光がライトガイド８へ入射可能な構造となっているので、ライトガイド８へ入射する光量が増大する。つまり、シンチレータ７を含んで構成された電子線検出器１２の電子検出の感度を向上させることができる。
　以上に説明した本実施形態の作用および効果の要点を以下に整理して示す。
　まず、本実施形態では、シンチレータ７の材料として、（Ｙ１－ｘＣｅｘ）３Ａｌ５Ｏ１２など、Ｃｅを付活剤とするＹ－Ａｌ－Ｏ系セラミック焼結体を用い、さらに、そのＣｅの組成比ｘを０．００２≦ｘ≦０．０２５としたことにより、発光強度を増大させることができ、良好な光透過を得ることができる（図２参照）。その結果、シンチレータ７では、より多くの光量の蛍光が発生するとともに、より多くの光量を、ライトガイド８へ導光することができるので、シンチレータ７を含んで構成された電子線検出器１２の電子検出の感度を向上させることができる。
　また、Ｙ－Ａｌ－Ｏ系セラミック焼結体を用いたシンチレータ７は、粉体の材料を押し固めて焼結することにより成形されるので、その成形コストが安価であり、成形する形状の自由度が大きい。従って、シンチレータ７の形状を設計する上での自由度が増加する。そこで、本実施形態では、シンチレータ７の形状を次のような形状にした。
　シンチレータ７の上面７６を電子入射面７５に対して傾斜角βを成すように傾斜させるとともに、シンチレータ７がライトガイド８と接続される端部と反対側の端部の端面７３，７４を、Ｘ軸に対してそれぞれ角度α１，α２で傾斜させるようにした（図３（Ａ）、（Ｂ）参照）。さらに、シンチレータ７の上面７６、下面（電子入射面７５）、および、端面７２以外の端面７３，７４，７８，７９には、Ａｌ膜などの光反射膜を形成した。
　このように構成されたシンチレータ７の中で発生した蛍光は、ライトガイド８に接合される端面７２の方向に反射され易くなるので、平均的に少ない回数の多重反射により端面７２に到達することができる。その結果、シンチレータ７の中で発生した蛍光がライトガイド８に対向する端面７２に到達するまでの距離および時間が短縮され、シンチレータ７の中での蛍光の減衰量が低減する。従って、シンチレータ７を含んで構成された電子線検出器１２の応答速度が速くなり、感度が向上する。
　また、シンチレータ７のライトガイド８に接合される端面７２を外側に凸状の曲面で形成したことにより（図３（Ａ）参照）、シンチレータ７の中で発生した蛍光が端面７２で全反射する量が減少するので、端面７２を介してライトガイド８側へ取り出すことのできる蛍光の量を増加させることができる。従って、シンチレータ７を含んで構成された電子線検出器１２の電子検出の感度を向上させることができる。
　以上の通り、本実施形態によれば、電子顕微鏡１００に用いられる電子線検出器１２の反射電子検出の感度および応答速度を向上させることができ、かつ、その製作コストを低減することができる。
　以上に説明した実施形態よれば、シンチレータ７の材料としてＹ－Ａｌ－Ｏ系セラミック焼結体を用いることにより、シンチレータ７の形状の自由度が増加した。従って、シンチレータ７の形状としては、さらに各種形状を考案することができる。以下では、シンチレータ７の形状の可能な変形例について説明する。
　なお、以下の変形例では、いずれの場合にも、組成式が（Ｌｎ１－ｘＣｅｘ）３Ｍ５Ｏ１２で表されるＹ－Ａｌ－Ｏ系セラミック焼結体をシンチレータ７の材料として用いるものとする。ここで、Ｌｎは、Ｙ、Ｇｄ、ＬａおよびＬｕのうち少なくとも一つの元素を表し、Ｍは、ＡｌおよびＧａのうち少なくとも一つの元素を表し、Ｃｅの組成比ｘは、０．００２≦ｘ≦０．０２５であるとする。
（第１の変形例）
　図４は、本発明の実施形態の第１の変形例に係るシンチレータ７ａの形状の例を示した図で、図４（Ａ）は上面図の例、図４（Ｂ）は側面図の例である。図４（Ａ）、（Ｂ）に示すように、シンチレータ７ａの形状は、図３（Ａ）、（Ｂ）に示したシンチレータの形状と一部を除きほとんど同じである。以下、形状が相違する部分についてのみ説明する。
　この第１の変形例では、シンチレータ７ａの上面７６は、電子入射面７５に対し傾斜するのではなく互いに平行であるとしている。また、ライトガイド８の端部に接合されるシンチレータ７ａの端部の端面７２ａは、外側に凸状の曲面ではなく、平坦な面であるとしている。すなわち、端面７２ａおよび端面７２ａに対向して接するライトガイド８の端部の端面は、Ｘ軸に垂直な平面である。
　また、光反射膜として形成される金属膜は、前記した実施形態の場合と同様に形成される。そして、シンチレータ７ａの端面７２ａとライトガイド８との間は、間隙が設けられるか、あるいは、透明樹脂、オプティカルセメント、マッチングオイルなどの接合材料を介在させて接合される。
　以上のようなシンチレータ７ａを用いて製作した電子線検出器１２および電子顕微鏡１００は、反射電子の検出感度が高く、応答が速いという良好な特性が得られた。これは、前記した実施形態におけるシンチレータ７の特徴のうち、シンチレータ７ａがＣｅを付活剤とするＹ－Ａｌ－Ｏ系セラミック焼結体で形成されているという特徴、および、シンチレータ７ａがライトガイド８と接続される端部と反対側の端部の端面が、Ｚ軸にほぼ平行で、かつ、Ｘ軸と角度α１，α２を成す２つの端面７３，７４で形成されているという特徴を、なお有していることに基づく効果に他ならない。
　従って、この第１の変形例でも、程度の差はあれ、前記した実施形態と同様の効果を得ることができる。
（第２の変形例）
　図５は、本発明の実施形態の第２の変形例に係るシンチレータ７ｂの形状の例を示した図で、図５（Ａ）は上面図の例、図５（Ｂ）は側面図の例である。図５（Ａ）、（Ｂ）に示すように、シンチレータ７ｂの上面形状は、正方形または長方形状であり、ライトガイド８の端部に接するシンチレータ７ｂの端部の端面７２ｂ、および、シンチレータ７ｂの端面７２ｂと反対側の端部の端面７７は、互いに平行で、Ｘ軸に垂直な平面である。
　また、光反射膜として形成される金属膜は、前記した実施形態の場合と同様に形成される。そして、シンチレータ７ｂの端面７２ｂとライトガイド８との間は、間隙が設けられるか、あるいは、透明樹脂、オプティカルセメント、マッチングオイルなどの接合材料を介在させて接合される。
　以上のようなシンチレータ７ｂを用いて製作した電子線検出器１２および電子顕微鏡１００は、反射電子の検出感度が高く、応答が速いという良好な特性が得られた。これは、第２の変形例において、シンチレータ７ｂの端部の端面７７が、シンチレータ７ｂの中で発生した蛍光をライトガイド８側の端面７２ｂへ反射する作用を有し、さらに、シンチレータ７ｂが、Ｃｅを付活剤とするＹ－Ａｌ－Ｏ系セラミック焼結体で形成されていることに基づく効果に他ならない。
　従って、この第２の変形例でも、程度の差はあれ、前記した実施形態と同様の効果を得ることができる。
（第３の変形例）
　図６は、本発明の実施形態の第３の変形例に係るシンチレータ７ｃの形状の例を示した図で、図６（Ａ）は上面図の例、図６（Ｂ）は側面図の例である。図６（Ａ）、（Ｂ）に示すように、シンチレータ７ｃの上面形状は、台形状の四辺形であり、ライトガイド８の端部に接するシンチレータ７ｃの端部の端面７２ｃ、および、シンチレータ７ｃの端面７２ｃとその反対側の端部の端面７７は、互いに平行で、Ｘ軸に垂直な平面である。また、シンチレータ７ｃの端面７２ｃと端面７７とをそれぞれつなぐ端面７８および端面７９は、Ｘ軸に対し傾斜し、シンチレータ７ｃのＹ方向の幅は、端面７２ｃ側で大きく、端面７７側で小さくなるように成形されている。つまり、端面７８と端面７９との離間距離は、端面７２ｃから遠ざかるに従って小さくなる。また、シンチレータ７ｃの上面７６は、電子入射面７５に対し傾斜し、シンチレータ７ｃのＺ方向の厚さは、端面７２ｃ側で厚く、端面７７側で薄くなるように成形されている。
　また、光反射膜として形成される金属膜は、前記した実施形態の場合と同様に形成される。そして、シンチレータ７ｃの端面７２ｃとライトガイド８との間は、間隙が設けられるか、あるいは、透明樹脂、オプティカルセメント、マッチングオイルなどの接合材料を介在させて接合される。
　以上のようなシンチレータ７ｃを用いて製作した電子線検出器１２および電子顕微鏡１００は、反射電子の検出感度が高く、応答が速いという良好な特性が得られた。これは、第３の変形例において、シンチレータ７ｃの端部の電子入射面７５、上面７６、端面７７、端面７８および端面７９が、シンチレータ７ｃの中で発生した蛍光を少ない回数の多重反射でライトガイド８側の端面７２ｃへ導光する作用を有し、また、シンチレータ７ｃが、Ｃｅを付活剤とするＹ－Ａｌ－Ｏ系セラミック焼結体で形成されていることに基づく効果に他ならない。
　従って、この第３の変形例でも、程度の差はあれ、前記した実施形態と同様の効果を得ることができる。
（第４の変形例）
　図７は、本発明の実施形態の第４の変形例に係るシンチレータ７ｄの形状の例を示した図で、図７（Ａ）は上面図の例、図７（Ｂ）は側面図の例である。図７（Ａ）、（Ｂ）に示すように、シンチレータ７ｄの形状は、第１の変形例のシンチレータ７ａの形状と第２の変形例のシンチレータ７ｂの形状とを折衷した形状となっている。すなわち、シンチレータ７ｄの端面７２ｄと反対側の端部の端面は、端面７３、端面７４および端面７７の３つの端面により構成されている。
　ここで、端面７７は、端面７２ｄとほぼ平行になるように形成され、また、端面７３および端面７４は、それぞれＸ軸と角度α１，α２（図示省略）を成すように形成される。なお、角度α１，α２については、前記実施形態（図３参照）の場合と同様に、３０度≦α１，α２＜９０度であるとする。
　また、光反射膜として形成される金属膜は、前記した実施形態の場合と同様に形成される。そして、シンチレータ７ｄの端面７２ｄとライトガイド８との間は、間隙が設けられるか、あるいは、透明樹脂、オプティカルセメント、マッチングオイルなどの接合材料を介在させて接合される。
　以上のようなシンチレータ７ｄを用いて製作した電子線検出器１２および電子顕微鏡１００は、反射電子の検出感度が高く、応答が速いという良好な特性が得られた。これは、第４の変形例において、シンチレータ７ｄの端部の端面７３、端面７４および端面７７が、シンチレータ７ｄの中で発生した蛍光をライトガイド８側の端面７２ｄへ反射する作用を有し、さらに、シンチレータ７ｄが、Ｃｅを付活剤とするＹ－Ａｌ－Ｏ系セラミック焼結体で形成されていることに基づく効果に他ならない。
　従って、この第４の変形例でも、程度の差はあれ、前記した実施形態と同様の効果を得ることができる。
　なお、この変形例では、端面７７は、端面７２ｄとほぼ平行に形成されるとしているが、必ずしも平行である必要はない。ただし、端面７７が端面７３および端面７４とそれぞれ成す角は、いずれも１８０度未満であるとする。これは、端面７３、端面７７および端面７４が外側に凸状の多面体の一部であることを意味している。
（第５の変形例）
　図８は、本発明の実施形態の第５の変形例に係るシンチレータ７ｅ，７ｅ’の形状の例を示した図で、図８（Ａ）は上面図の例、図８（Ｂ）は側面図の例である。図８（Ａ）、（Ｂ）に示すように、第５の変形例に係るシンチレータ７ｅ，７ｅ’の形状は、第１の変形例のシンチレータ７ａが、上下（Ｙ方向）２つに分割された形状をしている。そして、分割された２つのシンチレータ７ｅ，７ｅ’は、それぞれ異なるライトガイド８，８’に接続されている。
　なお、この変形例では、シンチレータ７ｅ，７ｅ’がそれぞれライトガイド８，８’と接する端部の端面７２ｅ，７２ｅ’は、外側に凸状の面ではなく、平坦な面であるとしているが、外側に凸状の面であってもよい。
　また、光反射膜として形成される金属膜は、前記した実施形態の場合と同様に形成されるのに加え、分割されたシンチレータ７ｅ，７ｅ’の境界の端面にも、光反射用の金属膜が形成される。また、シンチレータ７ｅ，７ｅ’の端面７２ｅ，７２ｅ’と、ライトガイド８，８’との間は、それぞれ間隙が設けられるか、あるいは、透明樹脂、オプティカルセメント、マッチングオイルなどの接合材料を介在させて接合される。
　以上のようなシンチレータ７ｅ，７ｅ’を用いて製作した電子線検出器１２および電子顕微鏡１００は、反射電子の検出感度が高く、応答が速いという良好な特性が得られた。これは、第５の変形例のシンチレータ７ｅ，７ｅ’それぞれにおいて、Ｘ軸に対し傾斜した端面７３，７４、電子入射面７５，７５’に対して傾斜角βを成して傾斜した上面７６，７６’が、シンチレータ７ｅ，７ｅ’の中で発生した蛍光を、ライトガイド８，８’側の端面７２ｅ，７２ｅ’へ反射する作用を有し、さらに、シンチレータ７ｅ，７ｅ’が、Ｃｅを付活剤とするＹ－Ａｌ－Ｏ系セラミック焼結体で形成されていることに基づく効果に他ならない。
　従って、この第５の変形例でも、程度の差はあれ、前記した実施形態と同様の効果を得ることができる。
　さらに、本変形例では、２つのシンチレータ７ｅ，７ｅ’は、それぞれ異なるライトガイド８，８’を介して、それぞれ異なる光電変換素子９（図１参照）に接続されている。これは、本変形例に係る電子顕微鏡１００が互いに独立した２つの電子線検出器１２を備えていることを意味する。従って、その電子顕微鏡１００では、２種類の観察画像を得ることができる。例えば、試料５を傾斜させて観察したときなどには、試料５の表面の凹凸の様子に応じて、反射電子６の放出され具合に偏りが生じるので、この２種類の観察画像により、その偏りの相違に基づく観察画像の相違を観察することが可能になる。
　なお、本変形例では、シンチレータ７を２分割したが、２分割に限定されず、４分割や６分割など、３分割以上に分割してもよい。また、シンチレータ７を複数個に分割するとき、それぞれ分割されたシンチレータ７，７’は、互いに対称性を有する形状でなくてもよい。
（第６の変形例）
　図９は、本発明の実施形態の第６の変形例に係るシンチレータ７ｆの電子入射面７５に形成する光反射用の金属膜の形状の例を示した図である。なお、シンチレータ７ｆそのものの形状は、前記した実施形態のシンチレータ７と同じであるとする。従って、シンチレータ７ｆのほぼ中央には、電子通過孔７１が形成されている。
　本変形例では、電子入射面７５上の電子通過孔７１と同心円の円内の領域７５ａには、反射電子６の入射を妨げない厚さの金属膜を形成し、その同心円の外側の領域７５ｂには、反射電子６の入射を遮蔽する厚さの金属膜を形成する。また、シンチレータ７ｆの電子入射面７５と、ライトガイド８に接する端部の端面７２とを除く他の面は、反射電子６の入射を遮蔽する厚さの金属膜を形成する。
　なお、金属膜がＡｌ膜の場合、反射電子６の入射を妨げない膜厚は、１００ｎｍ以下、好ましくは５０ｎｍ程度の膜厚であり、反射電子６の入射を遮蔽する膜厚は、１００ｎｍを超える膜厚、好ましくは、２００ｎｍ程度の膜厚である。
　よって、本変形例では、反射電子６のシンチレータ７ｆへの入射は、電子入射面７５の領域７５ａの部分に限定されるので、反射電子６の検出の等方性が確保される。一般に、試料５からの反射電子の放出に偏りがある場合などには、その放出量を等方的に捕らえないと、放出される反射電子の量を正確に検出できない。従って、前記した実施形態やその変形例では、シンチレータ７の電子入射面７５の形状に、回転対称性がないので、放出される反射電子の量を正確に検出できないという問題が生じるが、本変形例のシンチレータ７ｆでは、その問題が生じない。すなわち、本変形例では、前記した実施形態と同様の効果が得られるのに加え、反射電子６の等方的な検出が可能になるという効果が得られる。
　なお、本発明は、以上に説明した実施形態やその変形例に限定されるものでなく、さらに様々な変形例が含まれる。例えば、前記の実施形態は、本発明を分かりやすく説明するために、詳細に説明したものであり、必ずしも説明したすべての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施形態や変形例の構成の一部を他の実施形態や変形例の構成の一部で置き換えることが可能であり、さらに、ある実施形態の構成に他の実施形態の構成の一部または全部を加えることも可能である。
　１　　　一次電子線
　２　　　走査レンズ
　３　　　対物レンズ
　４　　　試料室
　５　　　試料
　６　　　反射電子
　７，７ａ，７ｂ，７ｃ，７ｄ，７ｅ，７ｅ’，７ｆ　シンチレータ
　８，８’　ライトガイド
　９　　　光電変換素子
　１０　　増幅回路
　１２　　電子線検出器
　１４　　表示装置
　７１　　電子通過孔
　７５　　電子入射面
　１００　電子顕微鏡

Claims (13)

  1. 　電子線の入射により蛍光を発する板状のシンチレータと、
    　前記シンチレータの屈折率よりも小さな屈折率を有し、前記シンチレータで発光した蛍光を導光するライトガイドと、
    　を備え、
    　前記シンチレータは、
    　端面の一部が外側に凸状の曲面で形成され、前記凸状の曲面の端面を介して前記ライトガイドに接合されていること
    　を特徴とする電子顕微鏡。
  2. 　前記シンチレータと前記ライトガイドとは、前記シンチレータの屈折率よりも小さな屈折率を有する物質層を介して接合されていること
    　を特徴とする請求項１に記載の電子顕微鏡。
  3. 　前記シンチレータの端面のうち、前記ライトガイドが接合される端面以外の端面は、平面または前記シンチレータの内側に凹状の曲面であること
    　を特徴とする請求項１に記載の電子顕微鏡。
  4. 　前記シンチレータの端面のうち、前記ライトガイドが接合される端面にそれぞれ接続し、互いに対向する２つの端面の離間距離は、前記ライトガイドが接合される端面から遠ざかるに従って小さくなること
    　を特徴とする請求項１に記載の電子顕微鏡。
  5. 　前記ライトガイドが接合される前記シンチレータの端面にそれぞれ接続し、互いに対向する前記シンチレータの上面および下面の離間距離は、前記ライトガイドが接合される端面から遠ざかるに従って小さくなること
    　を特徴とする請求項１に記載の電子顕微鏡。
  6. 　前記シンチレータの端面のうち、前記ライトガイドが接合される端面と反対側に位置する端面は、互いに１８０度以下の角度を成して接続される複数の平面または前記シンチレータの内側に凹状の曲面で構成されること
    　を特徴とする請求項１に記載の電子顕微鏡。
  7. 　前記シンチレータの上面および下面の表面には光反射膜が形成され、前記上面に形成される光反射膜の膜厚は、電子線の入射面となる前記下面に形成される光反射膜の膜厚よりも厚いこと
    　を特徴とする請求項１に記載の電子顕微鏡。
  8. 　前記シンチレータは、複数部分に分割されており、その分割された前記シンチレータのそれぞれの部分には、それぞれ独立したライトガイドが接続されていること
    　を特徴とする請求項１に記載の電子顕微鏡。
  9. 　前記シンチレータは、組成式（Ｌｎ１－ｘＣｅｘ）３Ｍ５Ｏ１２（ただし、Ｌｎは、Ｙ、Ｇｄ、ＬａおよびＬｕから選択される少なくとも一つの元素を表し、Ｍは、ＡｌおよびＧａから選択される少なくとも一つの元素を表す）で表されるＹ－Ａｌ－Ｏ系セラミック焼結体で形成されていること
    　を特徴とする請求項１に記載の電子顕微鏡。
  10. 　前記Ｙ－Ａｌ－Ｏ系セラミック焼結体におけるＣｅの組成比ｘは、０．００２≦ｘ≦０．０２５であること
    　を特徴とする請求項９に記載の電子顕微鏡。
  11. 　電子線の入射により蛍光を発する板状のシンチレータを備え、
    　前記シンチレータは、組成式（Ｌｎ１－ｘＣｅｘ）３Ｍ５Ｏ１２（ただし、Ｌｎは、Ｙ、Ｇｄ、ＬａおよびＬｕから選択される少なくとも一つの元素を表し、Ｍは、ＡｌおよびＧａから選択される少なくとも一つの元素を表す）で表されるＹ－Ａｌ－Ｏ系セラミック焼結体で形成され、
    　前記Ｙ－Ａｌ－Ｏ系セラミック焼結体におけるＣｅの組成比ｘは、０．００２≦ｘ≦０．０２５であること
    　を特徴とする電子顕微鏡。
  12. 　電子線の入射により蛍光を発する板状のシンチレータと、
    　前記シンチレータの屈折率よりも小さな屈折率を有し、前記シンチレータで発光した蛍光を導光するライトガイドと、
    　を備え、
    　前記シンチレータは、
    　前記ライトガイド側の端部が外側に凸状の曲面により形成され、前記ライトガイドに、前記凸状の曲面を介して接合されていること
    　を特徴とする電子線検出器。
  13. 　電子線の入射により蛍光を発する板状のシンチレータを備え、
    　前記シンチレータは、組成式（Ｌｎ１－ｘＣｅｘ）３Ｍ５Ｏ１２（ただし、Ｌｎは、Ｙ、Ｇｄ、ＬａおよびＬｕから選択される少なくとも一つの元素を表し、Ｍは、ＡｌおよびＧａから選択される少なくとも一つの元素を表す）で表されるＹ－Ａｌ－Ｏ系セラミック焼結体で形成され、
    　前記Ｙ－Ａｌ－Ｏ系セラミック焼結体におけるＣｅの組成比ｘは、０．００２≦ｘ≦０．０２５であること
    　を特徴とする電子線検出器。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2026053275A1 (ja) * 2024-09-03 2026-03-12 株式会社日立ハイテク 検出器及び測定装置

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6739207B2 (ja) 2016-03-31 2020-08-12 株式会社日立ハイテク 荷電粒子線装置
JP6919014B2 (ja) * 2016-03-31 2021-08-11 株式会社日立ハイテク 荷電粒子線装置
WO2018173242A1 (ja) 2017-03-24 2018-09-27 株式会社 日立ハイテクノロジーズ 荷電粒子線装置
US11239048B2 (en) * 2020-03-09 2022-02-01 Kla Corporation Arrayed column detector
US12555737B2 (en) * 2020-07-07 2026-02-17 Hitachi High-Tech Corporation Charged particle beam device
JP7076021B1 (ja) * 2021-03-10 2022-05-26 浜松ホトニクス株式会社 ライトガイド、電子線検出器、及び荷電粒子装置
FR3144432A1 (fr) * 2022-12-22 2024-06-28 Centre National De La Recherche Scientifique Dispositif d’émission de lumière avec une extraction améliorée

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH02118485A (ja) * 1988-10-28 1990-05-02 Hamamatsu Photonics Kk 放射線検出器
JPH11273608A (ja) * 1998-03-23 1999-10-08 Hitachi Ltd 走査電子顕微鏡
JP2012500447A (ja) * 2008-08-20 2012-01-05 株式会社アドバンテスト 電子検出装置及び走査型電子顕微鏡
JP2012013460A (ja) * 2010-06-29 2012-01-19 Horiba Ltd 放射線検出器
JP2012180399A (ja) * 2011-02-28 2012-09-20 Furukawa Co Ltd シンチレータ用ガーネット型結晶、及び、これを用いる放射線検出器

Family Cites Families (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5418269A (en) * 1977-07-11 1979-02-10 Jeol Ltd Electron beam detector
WO1984000443A1 (en) * 1982-07-16 1984-02-02 Lintech Instr Ltd Electron beam apparatus and electron collectors therefor
JPS59197881A (ja) 1983-04-25 1984-11-09 Jeol Ltd エネルギ−選択機能を有する反射電子検出装置
DE3500903A1 (de) 1985-01-12 1986-07-17 Fa. Carl Zeiss, 7920 Heidenheim Detektor fuer rueckstreuelektronen
JP3730263B2 (ja) * 1992-05-27 2005-12-21 ケーエルエー・インストルメンツ・コーポレーション 荷電粒子ビームを用いた自動基板検査の装置及び方法
JPH07122220A (ja) * 1993-10-21 1995-05-12 Hitachi Ltd 電子顕微鏡装置
US5635720A (en) * 1995-10-03 1997-06-03 Gatan, Inc. Resolution-enhancement device for an optically-coupled image sensor for an electron microscope
US5982190A (en) * 1998-02-04 1999-11-09 Toro-Lira; Guillermo L. Method to determine pixel condition on flat panel displays using an electron beam
US6642520B2 (en) 1999-04-13 2003-11-04 Kabushiki Kaisha Topcon Scanning electron microscope
JP2000299078A (ja) 1999-04-13 2000-10-24 Topcon Corp 走査型電子顕微鏡
US6855929B2 (en) * 2000-12-01 2005-02-15 Ebara Corporation Apparatus for inspection with electron beam, method for operating same, and method for manufacturing semiconductor device using former
JP2003031173A (ja) * 2001-07-11 2003-01-31 Ebara Corp 荷電粒子ビーム制御装置及びそれを用いた荷電粒子ビーム光学装置、ならびに荷電粒子ビーム欠陥検査装置
JP2004363085A (ja) * 2003-05-09 2004-12-24 Ebara Corp 荷電粒子線による検査装置及びその検査装置を用いたデバイス製造方法
JP5352262B2 (ja) * 2009-02-06 2013-11-27 株式会社日立ハイテクノロジーズ 荷電粒子線装置
JP5818542B2 (ja) * 2010-07-29 2015-11-18 浜松ホトニクス株式会社 イオン検出装置
US8895935B2 (en) * 2012-03-12 2014-11-25 Hermes Microvision, Inc. High efficiency secondary and back scattered electron detector
US8829451B2 (en) * 2012-06-13 2014-09-09 Hermes Microvision, Inc. High efficiency scintillator detector for charged particle detection

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH02118485A (ja) * 1988-10-28 1990-05-02 Hamamatsu Photonics Kk 放射線検出器
JPH11273608A (ja) * 1998-03-23 1999-10-08 Hitachi Ltd 走査電子顕微鏡
JP2012500447A (ja) * 2008-08-20 2012-01-05 株式会社アドバンテスト 電子検出装置及び走査型電子顕微鏡
JP2012013460A (ja) * 2010-06-29 2012-01-19 Horiba Ltd 放射線検出器
JP2012180399A (ja) * 2011-02-28 2012-09-20 Furukawa Co Ltd シンチレータ用ガーネット型結晶、及び、これを用いる放射線検出器

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2026053275A1 (ja) * 2024-09-03 2026-03-12 株式会社日立ハイテク 検出器及び測定装置

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