JPH0955181A - 走査電子顕微鏡 - Google Patents
走査電子顕微鏡Info
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- JPH0955181A JPH0955181A JP20594095A JP20594095A JPH0955181A JP H0955181 A JPH0955181 A JP H0955181A JP 20594095 A JP20594095 A JP 20594095A JP 20594095 A JP20594095 A JP 20594095A JP H0955181 A JPH0955181 A JP H0955181A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 走査電子顕微鏡の光軸上に光学顕微鏡対物レ
ンズ部を配置する構造で２次電子の検出効率を著しく向
上させることができる走査電子顕微鏡を実現する。 【解決手段】 試料４への電子ビームの照射によって試
料４からは２次電子が発生する。ここで、光学顕微鏡の
対物レンズ部１１に電源１７から電圧が印加されている
ことから、接地電位の試料４と磁界型対物レンズ３との
間には、軸対称な電界が生じている。この電界により、
一次電子ビームの照射によって発生した２次電子ｅは、
上方に向かって強く加速される。２次電子ｅは、磁界型
対物レンズ３の磁界と、上記加速電場のレンズ作用によ
って、２次電子ビーム（方向の揃った電子線束）とな
り、光学顕微鏡対物レンズ部１１の導電性パイプ１６を
パイプ壁に衝突すること無く通過する。
ンズ部を配置する構造で２次電子の検出効率を著しく向
上させることができる走査電子顕微鏡を実現する。 【解決手段】 試料４への電子ビームの照射によって試
料４からは２次電子が発生する。ここで、光学顕微鏡の
対物レンズ部１１に電源１７から電圧が印加されている
ことから、接地電位の試料４と磁界型対物レンズ３との
間には、軸対称な電界が生じている。この電界により、
一次電子ビームの照射によって発生した２次電子ｅは、
上方に向かって強く加速される。２次電子ｅは、磁界型
対物レンズ３の磁界と、上記加速電場のレンズ作用によ
って、２次電子ビーム（方向の揃った電子線束）とな
り、光学顕微鏡対物レンズ部１１の導電性パイプ１６を
パイプ壁に衝突すること無く通過する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、走査電子顕微鏡の
電子ビーム光軸上に光学顕微鏡の対物レンズ部を組み込
み、光学像の観察を行うことができる走査電子顕微鏡に
関する。
電子ビーム光軸上に光学顕微鏡の対物レンズ部を組み込
み、光学像の観察を行うことができる走査電子顕微鏡に
関する。
【０００２】
【従来の技術】試料を事前に光学顕微鏡で観察し、所望
の試料領域を走査電子顕微鏡で観察することが行われて
いる。この場合、第１の方式では、光学顕微鏡カラムと
走査電子顕微鏡カラムとを平行に配置し、光学顕微鏡の
試料室と走査電子顕微鏡の試料室との間で試料を移送
し、それぞれの顕微鏡で光学像と走査電子顕微鏡像とを
得るようにしている。
の試料領域を走査電子顕微鏡で観察することが行われて
いる。この場合、第１の方式では、光学顕微鏡カラムと
走査電子顕微鏡カラムとを平行に配置し、光学顕微鏡の
試料室と走査電子顕微鏡の試料室との間で試料を移送
し、それぞれの顕微鏡で光学像と走査電子顕微鏡像とを
得るようにしている。
【０００３】また、第２の方式では、走査電子顕微鏡の
光軸上の磁界型対物レンズの上部に光学顕微鏡の対物レ
ンズ部を配置するようにしている。この場合、試料の同
一部分を試料の移送動作なしに走査電子顕微鏡と光学顕
微鏡とで同時に観察することができる。なお、この方式
では、２次電子検出器は、磁界型対物レンズと光学顕微
鏡対物レンズ部との間の空間に配置される。
光軸上の磁界型対物レンズの上部に光学顕微鏡の対物レ
ンズ部を配置するようにしている。この場合、試料の同
一部分を試料の移送動作なしに走査電子顕微鏡と光学顕
微鏡とで同時に観察することができる。なお、この方式
では、２次電子検出器は、磁界型対物レンズと光学顕微
鏡対物レンズ部との間の空間に配置される。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】上記第１の方式では、
光学顕微鏡像と走査電子顕微鏡像の観察のためには、試
料を移送するステップが必要であり、同時に両方の像を
比較観察できないばかりか、試料の同一箇所を２種の顕
微鏡で観察する際に、精密な試料の位置合わせ動作が必
要となる。
光学顕微鏡像と走査電子顕微鏡像の観察のためには、試
料を移送するステップが必要であり、同時に両方の像を
比較観察できないばかりか、試料の同一箇所を２種の顕
微鏡で観察する際に、精密な試料の位置合わせ動作が必
要となる。
【０００５】上記第２の方式では、試料の移送動作が不
必要となる利点を有しているが、２次電子検出器を磁界
型対物レンズと光学顕微鏡対物レンズ部との間の狭い空
間に配置することから、２次電子の検出効率が悪いとい
う欠点を有している。
必要となる利点を有しているが、２次電子検出器を磁界
型対物レンズと光学顕微鏡対物レンズ部との間の狭い空
間に配置することから、２次電子の検出効率が悪いとい
う欠点を有している。
【０００６】本発明は、このような点に鑑みてなされた
もので、その目的は、走査電子顕微鏡の光軸上に光学顕
微鏡対物レンズ部を配置する構造で２次電子の検出効率
を著しく向上させることができる走査電子顕微鏡を実現
するにある。
もので、その目的は、走査電子顕微鏡の光軸上に光学顕
微鏡対物レンズ部を配置する構造で２次電子の検出効率
を著しく向上させることができる走査電子顕微鏡を実現
するにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】請求項１の発明に基づく
走査電子顕微鏡は、電子ビーム発生源と、電子ビーム発
生源から発生し加速された電子ビームを試料上に細く集
束するための磁界型対物レンズと、試料上で電子ビーム
の走査を行うための電子ビーム偏向手段と、磁界型対物
レンズの上部の電子ビーム光軸から離れた位置に設けら
れた２次電子検出器と、電子ビーム光軸上に光を導入す
るための電子ビーム通過孔を有した光学ミラーと、磁界
型対物レンズに接近して設けられ、中心に電子ビーム通
過開口を有した光学顕微鏡対物レンズ部と、光学顕微鏡
対物レンズ部のレンズを囲むように設けられた導電体
と、導電体に試料電位に対して正の電位を印加する電源
とより構成される。
走査電子顕微鏡は、電子ビーム発生源と、電子ビーム発
生源から発生し加速された電子ビームを試料上に細く集
束するための磁界型対物レンズと、試料上で電子ビーム
の走査を行うための電子ビーム偏向手段と、磁界型対物
レンズの上部の電子ビーム光軸から離れた位置に設けら
れた２次電子検出器と、電子ビーム光軸上に光を導入す
るための電子ビーム通過孔を有した光学ミラーと、磁界
型対物レンズに接近して設けられ、中心に電子ビーム通
過開口を有した光学顕微鏡対物レンズ部と、光学顕微鏡
対物レンズ部のレンズを囲むように設けられた導電体
と、導電体に試料電位に対して正の電位を印加する電源
とより構成される。
【０００８】請求項２の発明に基づく走査電子顕微鏡
は、電子ビーム発生源と、電子ビーム発生源から発生し
加速された電子ビームを試料上に細く集束するための磁
界型対物レンズと、試料上で電子ビームの走査を行うた
めの電子ビーム偏向手段と、磁界型対物レンズの上部の
電子ビーム光軸から離れた位置に設けられた２次電子検
出器と、電子ビーム光軸上に光を導入するための電子ビ
ーム通過孔を有した光学ミラーと、磁界型対物レンズに
接近して設けられ、中心に電子ビーム通過開口を有した
光学顕微鏡対物レンズ部と、光学顕微鏡対物レンズ部の
レンズを囲むように設けられた導電体と、光学顕微鏡対
物レンズ部の中心の電子ビーム通過開口に電子ビーム光
軸に沿って設けられた導電性パイプと、導電体と導電性
パイプに試料電位に対して正の電位を印加する電源とよ
り構成される。
は、電子ビーム発生源と、電子ビーム発生源から発生し
加速された電子ビームを試料上に細く集束するための磁
界型対物レンズと、試料上で電子ビームの走査を行うた
めの電子ビーム偏向手段と、磁界型対物レンズの上部の
電子ビーム光軸から離れた位置に設けられた２次電子検
出器と、電子ビーム光軸上に光を導入するための電子ビ
ーム通過孔を有した光学ミラーと、磁界型対物レンズに
接近して設けられ、中心に電子ビーム通過開口を有した
光学顕微鏡対物レンズ部と、光学顕微鏡対物レンズ部の
レンズを囲むように設けられた導電体と、光学顕微鏡対
物レンズ部の中心の電子ビーム通過開口に電子ビーム光
軸に沿って設けられた導電性パイプと、導電体と導電性
パイプに試料電位に対して正の電位を印加する電源とよ
り構成される。
【０００９】請求項３の発明に基づく走査電子顕微鏡
は、電子ビーム発生源と、電子ビーム発生源から発生し
加速された電子ビームを試料上に細く集束するための磁
界型対物レンズと、試料上で電子ビームの走査を行うた
めの電子ビーム偏向手段と、磁界型対物レンズの上部の
電子ビーム光軸から離れた位置に設けられた２次電子検
出器と、電子ビーム光軸上に光を導入するための電子ビ
ーム通過孔を有した光学ミラーと、磁界型対物レンズに
接近して設けられ、中心に電子ビーム通過開口を有した
光学顕微鏡対物レンズ部と、光学顕微鏡対物レンズ部の
レンズを囲むように設けられた導電体と、光学顕微鏡対
物レンズ部の上部に光軸に沿って設けられた円筒状のメ
ッシュ電極と、導電体に試料電位に対して正の電位を印
加する電源とより構成される。
は、電子ビーム発生源と、電子ビーム発生源から発生し
加速された電子ビームを試料上に細く集束するための磁
界型対物レンズと、試料上で電子ビームの走査を行うた
めの電子ビーム偏向手段と、磁界型対物レンズの上部の
電子ビーム光軸から離れた位置に設けられた２次電子検
出器と、電子ビーム光軸上に光を導入するための電子ビ
ーム通過孔を有した光学ミラーと、磁界型対物レンズに
接近して設けられ、中心に電子ビーム通過開口を有した
光学顕微鏡対物レンズ部と、光学顕微鏡対物レンズ部の
レンズを囲むように設けられた導電体と、光学顕微鏡対
物レンズ部の上部に光軸に沿って設けられた円筒状のメ
ッシュ電極と、導電体に試料電位に対して正の電位を印
加する電源とより構成される。
【００１０】請求項４の発明に基づく走査電子顕微鏡
は、電子ビーム発生源と、電子ビーム発生源から発生し
加速された電子ビームを試料上に細く集束するための磁
界型対物レンズと、試料上で電子ビームの走査を行うた
めの電子ビーム偏向手段と、磁界型対物レンズの上部の
電子ビーム光軸から離れた位置に設けられた２次電子検
出器と、電子ビーム光軸上に光を導入するための電子ビ
ーム通過孔を有した光学ミラーと、磁界型対物レンズに
接近して設けられ、中心に電子ビーム通過開口を有した
光学顕微鏡対物レンズ部と、光学顕微鏡対物レンズ部の
レンズを囲むように設けられた導電体と、光学顕微鏡対
物レンズ部の上部に光軸に沿って設けられた円筒状のメ
ッシュ電極と、光学顕微鏡対物レンズ部上方であって、
メッシュ電極の下方に設けられた減速電極と、導電体に
試料電位に対して正の電位を印加する電源とより構成さ
れる。
は、電子ビーム発生源と、電子ビーム発生源から発生し
加速された電子ビームを試料上に細く集束するための磁
界型対物レンズと、試料上で電子ビームの走査を行うた
めの電子ビーム偏向手段と、磁界型対物レンズの上部の
電子ビーム光軸から離れた位置に設けられた２次電子検
出器と、電子ビーム光軸上に光を導入するための電子ビ
ーム通過孔を有した光学ミラーと、磁界型対物レンズに
接近して設けられ、中心に電子ビーム通過開口を有した
光学顕微鏡対物レンズ部と、光学顕微鏡対物レンズ部の
レンズを囲むように設けられた導電体と、光学顕微鏡対
物レンズ部の上部に光軸に沿って設けられた円筒状のメ
ッシュ電極と、光学顕微鏡対物レンズ部上方であって、
メッシュ電極の下方に設けられた減速電極と、導電体に
試料電位に対して正の電位を印加する電源とより構成さ
れる。
【００１１】請求項５の発明に基づく走査電子顕微鏡
は、導電体に試料電位に対して正の電位を印加する可変
電源を備えた。請求項６の発明に基づく走査電子顕微鏡
は、２次電子検出器を、電子ビーム光軸に対称に複数設
けた。
は、導電体に試料電位に対して正の電位を印加する可変
電源を備えた。請求項６の発明に基づく走査電子顕微鏡
は、２次電子検出器を、電子ビーム光軸に対称に複数設
けた。
【００１２】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施の形態を詳細に説明する。図１は、本発明に基づく光
学顕微鏡を電子ビーム照射系と同軸に組み込んだ走査電
子顕微鏡の一例を示している。図中１は電子銃であり、
電子銃１から発生し加速された電子ビームは、コンデン
サレンズ２と磁界型の対物レンズ３とによって試料４上
に細く集束される。
施の形態を詳細に説明する。図１は、本発明に基づく光
学顕微鏡を電子ビーム照射系と同軸に組み込んだ走査電
子顕微鏡の一例を示している。図中１は電子銃であり、
電子銃１から発生し加速された電子ビームは、コンデン
サレンズ２と磁界型の対物レンズ３とによって試料４上
に細く集束される。
【００１３】試料４上に集束される電子ビームは、静電
型の偏向器５，６によって偏向され、その結果、電子ビ
ームは試料４上の所定領域で２次元的に走査される。コ
ンデンサレンズ２の下部の電子ビームの光軸上には、電
子ビームの通過孔７を有した反射ミラー８が配置されて
いる。
型の偏向器５，６によって偏向され、その結果、電子ビ
ームは試料４上の所定領域で２次元的に走査される。コ
ンデンサレンズ２の下部の電子ビームの光軸上には、電
子ビームの通過孔７を有した反射ミラー８が配置されて
いる。
【００１４】９は電子ビームの光軸Ｏから離れた位置に
設けられた光学顕微鏡の照明部と接眼レンズを有した光
学顕微鏡ユニットであり、ユニット９からの光は反射ミ
ラー８に照射され、その光は反射ミラー８によって反射
されて電子ビームの光軸上に向けられる。
設けられた光学顕微鏡の照明部と接眼レンズを有した光
学顕微鏡ユニットであり、ユニット９からの光は反射ミ
ラー８に照射され、その光は反射ミラー８によって反射
されて電子ビームの光軸上に向けられる。
【００１５】電子ビーム光軸Ｏ上の試料４に接近した位
置には、磁界型対物レンズ３に絶縁体１０を介して光学
顕微鏡の対物レンズ部１１が取り付けられている。光学
顕微鏡対物レンズ部１１は、リング状の金属枠１２と、
金属枠１２の内側に取付けられた対物レンズの大鏡１３
と、対物レンズ部１１の下部に設けられた対物レンズの
小鏡１４と、金属枠１２部分と小鏡１４部分とを一体化
するための４枚の金属支持板１５とより構成されてい
る。
置には、磁界型対物レンズ３に絶縁体１０を介して光学
顕微鏡の対物レンズ部１１が取り付けられている。光学
顕微鏡対物レンズ部１１は、リング状の金属枠１２と、
金属枠１２の内側に取付けられた対物レンズの大鏡１３
と、対物レンズ部１１の下部に設けられた対物レンズの
小鏡１４と、金属枠１２部分と小鏡１４部分とを一体化
するための４枚の金属支持板１５とより構成されてい
る。
【００１６】なお、４枚の金属支持板１５は、詳しくは
図示されていないが、光軸方向から見た場合に十字状に
配置されている。また、大鏡１３と小鏡１４には、それ
ぞれ電子ビーム光軸部分に電子ビームを通過させる通過
開口が穿たれている。
図示されていないが、光軸方向から見た場合に十字状に
配置されている。また、大鏡１３と小鏡１４には、それ
ぞれ電子ビーム光軸部分に電子ビームを通過させる通過
開口が穿たれている。
【００１７】前記小鏡１４に穿たれた開口部に導電性パ
イプ１６が設けられている。また、前記支柱１５下面
（試料対向面）にネサ（NESA）処理を行って導電性の付
与された薄い透明ガラス板（図示せず）が設けられてい
る。前記導電性パイプ１６は前記透明ガラス板を挾んで
金属支柱１５ネジ込まれており、その結果、金属枠１２
と、金属支柱１５と、透明ガラス板と、導電性パイプ１
６とは電気的に接続されている。金属枠１２は可変電源
１７に接続されており、可変電源１７から金属枠１２、
金属支柱１５、透明ガラス板、導電性パイプ１６には、
可変電源１７から数ＫＶの電圧が印加される。
イプ１６が設けられている。また、前記支柱１５下面
（試料対向面）にネサ（NESA）処理を行って導電性の付
与された薄い透明ガラス板（図示せず）が設けられてい
る。前記導電性パイプ１６は前記透明ガラス板を挾んで
金属支柱１５ネジ込まれており、その結果、金属枠１２
と、金属支柱１５と、透明ガラス板と、導電性パイプ１
６とは電気的に接続されている。金属枠１２は可変電源
１７に接続されており、可変電源１７から金属枠１２、
金属支柱１５、透明ガラス板、導電性パイプ１６には、
可変電源１７から数ＫＶの電圧が印加される。
【００１８】光学顕微鏡対物レンズ部１１の上部には、
ドーナツ状の減速電極１８が設けられ、また、光学顕微
鏡対物レンズ部１１の上部の電子ビーム光軸Ｏに沿っ
て、円筒状のメッシュ電極１９が配置されている。減速
電極１８とメッシュ電極１９は一体化されており、図示
していない電源から、０Ｖ〜数１０Ｖの電圧が印加され
る。
ドーナツ状の減速電極１８が設けられ、また、光学顕微
鏡対物レンズ部１１の上部の電子ビーム光軸Ｏに沿っ
て、円筒状のメッシュ電極１９が配置されている。減速
電極１８とメッシュ電極１９は一体化されており、図示
していない電源から、０Ｖ〜数１０Ｖの電圧が印加され
る。
【００１９】メッシュ電極１９の上部には、上方に向か
う２次電子を折り返すためのリペラー電極２０が配置さ
れている。また、リペラー電極には図示していない電源
からマイナス数１０Ｖの電圧が印加されている。メッシ
ュ電極１９の外側には、電子ビーム光軸Ｏに軸対称に、
第１の２次電子検出器２１と第２の２次電子検出器２２
とが設けられている。それぞれの２次電子検出器は、２
次電子を引き寄せるための吸引電圧が印加される吸引電
極、２次電子の入射によって発光するシンチレータ、シ
ンチレータからの光を電気信号に変換して増幅する光電
子増倍管等より構成されている。第１と第２の２次電子
検出器２１，２２の検出信号は、図示していないが加算
器によって加算され、その後増幅されて陰極線管に供給
される。このような構成の動作を次に説明する。
う２次電子を折り返すためのリペラー電極２０が配置さ
れている。また、リペラー電極には図示していない電源
からマイナス数１０Ｖの電圧が印加されている。メッシ
ュ電極１９の外側には、電子ビーム光軸Ｏに軸対称に、
第１の２次電子検出器２１と第２の２次電子検出器２２
とが設けられている。それぞれの２次電子検出器は、２
次電子を引き寄せるための吸引電圧が印加される吸引電
極、２次電子の入射によって発光するシンチレータ、シ
ンチレータからの光を電気信号に変換して増幅する光電
子増倍管等より構成されている。第１と第２の２次電子
検出器２１，２２の検出信号は、図示していないが加算
器によって加算され、その後増幅されて陰極線管に供給
される。このような構成の動作を次に説明する。
【００２０】まず、試料４の光学像を観察する場合、光
学顕微鏡ユニット９の照明部からの光を反射ミラー８に
向けて照射する。光は反射ミラー８によって反射され、
電子ビームの光軸Ｏに沿って下方へと向かう。光は、光
学顕微鏡対物レンズ部１１の小鏡１４によって反射さ
れ、その反射光は，大鏡１３によって反射集束されて試
料４上に照射される。
学顕微鏡ユニット９の照明部からの光を反射ミラー８に
向けて照射する。光は反射ミラー８によって反射され、
電子ビームの光軸Ｏに沿って下方へと向かう。光は、光
学顕微鏡対物レンズ部１１の小鏡１４によって反射さ
れ、その反射光は，大鏡１３によって反射集束されて試
料４上に照射される。
【００２１】試料４上からの光は、今度は逆の経路をた
どって光学顕微鏡ユニット９の接眼レンズ部へと向か
う。すなわち、試料４からの光は、大鏡１３によって反
射され、小鏡１４によって反射され、反射ミラー８へと
向かう。この結果接眼レンズ部によって試料４の光学像
の観察を行うことができる。なお、接眼レンズ部にテレ
ビカメラを配置すれば、試料像を陰極線管などで観察す
ることができる。
どって光学顕微鏡ユニット９の接眼レンズ部へと向か
う。すなわち、試料４からの光は、大鏡１３によって反
射され、小鏡１４によって反射され、反射ミラー８へと
向かう。この結果接眼レンズ部によって試料４の光学像
の観察を行うことができる。なお、接眼レンズ部にテレ
ビカメラを配置すれば、試料像を陰極線管などで観察す
ることができる。
【００２２】次に試料４の２次電子像の観察動作につい
て説明する。まず電子銃１から電子ビームを発生させ、
発生し加速された電子ビームをコンデンサレンズ２と磁
界型対物レンズ３とによって試料４上に細く集束する。
更に、試料に向かう電子ビームは、２段の静電偏向器
５，６によって偏向され、試料４上の任意の２次元領域
は電子ビームによって走査される。
て説明する。まず電子銃１から電子ビームを発生させ、
発生し加速された電子ビームをコンデンサレンズ２と磁
界型対物レンズ３とによって試料４上に細く集束する。
更に、試料に向かう電子ビームは、２段の静電偏向器
５，６によって偏向され、試料４上の任意の２次元領域
は電子ビームによって走査される。
【００２３】試料４への電子ビームの照射によって試料
４からは２次電子が発生する。ここで、光学顕微鏡の対
物レンズ部１１に電源１７から数ＫＶの電圧が印加され
ていることから、接地電位の試料４と磁界型対物レンズ
３との間には、軸対称な加速電界が生じている。この電
界により、一次電子ビームの照射によって発生した２次
電子ｅは、上方に向かって強く加速される。
４からは２次電子が発生する。ここで、光学顕微鏡の対
物レンズ部１１に電源１７から数ＫＶの電圧が印加され
ていることから、接地電位の試料４と磁界型対物レンズ
３との間には、軸対称な加速電界が生じている。この電
界により、一次電子ビームの照射によって発生した２次
電子ｅは、上方に向かって強く加速される。
【００２４】２次電子ｅは、磁界型対物レンズ３の磁界
と、上記加速電場のレンズ作用によって、２次電子ビー
ム（方向の揃った電子線束）となり、光学顕微鏡対物レ
ンズ部１１の導電性パイプ１６をパイプ壁に衝突するこ
と無く通過し、対物レンズ部１１の上方に効率良く取り
出される。対物レンズ部１１の上部においては、ドーナ
ツ状の減速電極１８が設けられており、この減速電極１
８が形成する強いレンズ作用により、２次電子ｅは大き
く分散する。この結果、電子ビーム光軸から離れた位置
にある２次電子は、直接メッシュ電極１９に入射しこれ
を通過して２次電子検出器２１，２２に検出される。
と、上記加速電場のレンズ作用によって、２次電子ビー
ム（方向の揃った電子線束）となり、光学顕微鏡対物レ
ンズ部１１の導電性パイプ１６をパイプ壁に衝突するこ
と無く通過し、対物レンズ部１１の上方に効率良く取り
出される。対物レンズ部１１の上部においては、ドーナ
ツ状の減速電極１８が設けられており、この減速電極１
８が形成する強いレンズ作用により、２次電子ｅは大き
く分散する。この結果、電子ビーム光軸から離れた位置
にある２次電子は、直接メッシュ電極１９に入射しこれ
を通過して２次電子検出器２１，２２に検出される。
【００２５】また、光軸に近い部分を上方に向かう２次
電子は、メッシュ電極１９の上部に設けられた負電位の
リペラー電極２０が、メッシュ電極１９との間に形成す
る逆電界により反射され、メッシュ電極１９に入射して
通過する。メッシュ電極１９を通過した２次電子は、正
の高電圧に保持された検出器２１，２２とメッシュ電極
１９との間に形成される電場によって加速され、２次電
子検出器２１，２２によって検出される。この際、メッ
シュ電極１９は電子ビーム光軸を囲うように配置されて
いるため、１０ＫＶ前後の検出器からの電界は効果的に
シールドされる。従って１次ビームが検出器電界によっ
て不均一な電気力を受けて歪むことが防止される。
電子は、メッシュ電極１９の上部に設けられた負電位の
リペラー電極２０が、メッシュ電極１９との間に形成す
る逆電界により反射され、メッシュ電極１９に入射して
通過する。メッシュ電極１９を通過した２次電子は、正
の高電圧に保持された検出器２１，２２とメッシュ電極
１９との間に形成される電場によって加速され、２次電
子検出器２１，２２によって検出される。この際、メッ
シュ電極１９は電子ビーム光軸を囲うように配置されて
いるため、１０ＫＶ前後の検出器からの電界は効果的に
シールドされる。従って１次ビームが検出器電界によっ
て不均一な電気力を受けて歪むことが防止される。
【００２６】第１と第２の２次電子検出器２１，２２の
検出信号は、図示していないが加算器によって加算さ
れ、その後増幅されて陰極線管に供給される。陰極線管
には、静電偏向器５，６に供給される走査信号も供給さ
れており、その結果、陰極線管には、試料４の２次電子
走査像が表示される。このようにして、例えば、シリコ
ンウエハ上に形成されたＩＣパターンを観察する場合な
どでは、色別情報を有する光学顕微鏡で数百倍の観察倍
率で試料面の観察を行って効率的に視野捜しを行い、そ
の後走査電子顕微鏡機能によって所望の試料領域の高倍
率観察を実行することができる。また、光学顕微鏡像と
走査電子顕微鏡像との同時観察も行うことができる。
検出信号は、図示していないが加算器によって加算さ
れ、その後増幅されて陰極線管に供給される。陰極線管
には、静電偏向器５，６に供給される走査信号も供給さ
れており、その結果、陰極線管には、試料４の２次電子
走査像が表示される。このようにして、例えば、シリコ
ンウエハ上に形成されたＩＣパターンを観察する場合な
どでは、色別情報を有する光学顕微鏡で数百倍の観察倍
率で試料面の観察を行って効率的に視野捜しを行い、そ
の後走査電子顕微鏡機能によって所望の試料領域の高倍
率観察を実行することができる。また、光学顕微鏡像と
走査電子顕微鏡像との同時観察も行うことができる。
【００２７】なお、上記した構成で、磁界型対物レンズ
３は、電子ビームの加速電圧を変えた時、その磁界強度
が大幅に変化する。その場合、光学顕微鏡対物レンズ部
１１に電源１７から印加する電圧の値をその磁界強度に
応じて変化させれば、常に効率良く２次電子を導電性パ
イプ１６を通過させて、２次電子検出効率を向上させる
ことができる。
３は、電子ビームの加速電圧を変えた時、その磁界強度
が大幅に変化する。その場合、光学顕微鏡対物レンズ部
１１に電源１７から印加する電圧の値をその磁界強度に
応じて変化させれば、常に効率良く２次電子を導電性パ
イプ１６を通過させて、２次電子検出効率を向上させる
ことができる。
【００２８】以上本発明の実施の形態を詳述したが、本
発明はこの形態に限定されずに幾多の変形が可能であ
る。例えば、２次電子検出器を軸対称に２つ設けたが、
単一の２次電子検出器であっても良く、逆に３つ以上の
複数であっても良い。
発明はこの形態に限定されずに幾多の変形が可能であ
る。例えば、２次電子検出器を軸対称に２つ設けたが、
単一の２次電子検出器であっても良く、逆に３つ以上の
複数であっても良い。
【００２９】
【発明の効果】以上説明したように、請求項１の発明に
基づく走査電子顕微鏡は、磁界型対物レンズに接近して
中心に電子ビーム通過開口を有した光学顕微鏡対物レン
ズ部を設け、光学顕微鏡対物レンズ部のレンズを囲むよ
うに設けられた導電体に試料電位に対して正の電位を印
加するように構成したので、試料からの２次電子を効率
良く対物レンズ部上部に取り出し、２次電子検出器によ
って検出することができる。
基づく走査電子顕微鏡は、磁界型対物レンズに接近して
中心に電子ビーム通過開口を有した光学顕微鏡対物レン
ズ部を設け、光学顕微鏡対物レンズ部のレンズを囲むよ
うに設けられた導電体に試料電位に対して正の電位を印
加するように構成したので、試料からの２次電子を効率
良く対物レンズ部上部に取り出し、２次電子検出器によ
って検出することができる。
【００３０】請求項２の発明に基づく走査電子顕微鏡
は、磁界型対物レンズに接近して中心に電子ビーム通過
開口を有した光学顕微鏡対物レンズ部を設け、光学顕微
鏡対物レンズ部のレンズを囲むように設けられた導電体
と、光学顕微鏡対物レンズ部の中心の電子ビーム通過開
口に電子ビーム光軸に沿って設けられた導電性パイプと
に試料電位に対して正の電位を印加するように構成した
ので、試料からの２次電子を効率良く対物レンズ部上部
に取り出し、２次電子検出器によって検出することがで
きる。
は、磁界型対物レンズに接近して中心に電子ビーム通過
開口を有した光学顕微鏡対物レンズ部を設け、光学顕微
鏡対物レンズ部のレンズを囲むように設けられた導電体
と、光学顕微鏡対物レンズ部の中心の電子ビーム通過開
口に電子ビーム光軸に沿って設けられた導電性パイプと
に試料電位に対して正の電位を印加するように構成した
ので、試料からの２次電子を効率良く対物レンズ部上部
に取り出し、２次電子検出器によって検出することがで
きる。
【００３１】請求項３の発明に基づく走査電子顕微鏡
は、磁界型対物レンズに接近して中心に電子ビーム通過
開口を有した光学顕微鏡対物レンズ部を設け、光学顕微
鏡対物レンズ部のレンズを囲むように設けられた導電体
に、試料電位に対して正の電位を印加すると共に、光学
顕微鏡対物レンズ部の上部に、円筒状のメッシュ電極と
を設けるように構成したので、検出器の電界による一次
ビームの歪の影響がなく、かつ、試料からの２次電子を
効率良く対物レンズ部上部に取り出し、２次電子検出器
によって検出することができる。
は、磁界型対物レンズに接近して中心に電子ビーム通過
開口を有した光学顕微鏡対物レンズ部を設け、光学顕微
鏡対物レンズ部のレンズを囲むように設けられた導電体
に、試料電位に対して正の電位を印加すると共に、光学
顕微鏡対物レンズ部の上部に、円筒状のメッシュ電極と
を設けるように構成したので、検出器の電界による一次
ビームの歪の影響がなく、かつ、試料からの２次電子を
効率良く対物レンズ部上部に取り出し、２次電子検出器
によって検出することができる。
【００３２】請求項４の発明に基づく走査電子顕微鏡
は、磁界型対物レンズに接近して中心に電子ビーム通過
開口を有した光学顕微鏡対物レンズ部を設け、光学顕微
鏡対物レンズ部のレンズを囲むように設けられた導電体
に、試料電位に対して正の電位を印加すると共に、光学
顕微鏡対物レンズ部の上部に、円筒状のメッシュ電極
と、光学顕微鏡対物レンズ部上方であって、メッシュ電
極の下方に設けられた減速電極とを設けるように構成し
たので、試料からの２次電子を効率良く対物レンズ部上
部に取り出し、２次電子検出器によって検出することが
できる。
は、磁界型対物レンズに接近して中心に電子ビーム通過
開口を有した光学顕微鏡対物レンズ部を設け、光学顕微
鏡対物レンズ部のレンズを囲むように設けられた導電体
に、試料電位に対して正の電位を印加すると共に、光学
顕微鏡対物レンズ部の上部に、円筒状のメッシュ電極
と、光学顕微鏡対物レンズ部上方であって、メッシュ電
極の下方に設けられた減速電極とを設けるように構成し
たので、試料からの２次電子を効率良く対物レンズ部上
部に取り出し、２次電子検出器によって検出することが
できる。
【００３３】請求項５の発明に基づく走査電子顕微鏡
は、磁界型対物レンズの磁界強度に応じて導電体に印加
される電位を可変するように構成したので、磁界型対物
レンズの磁界強度によらず、試料からの２次電子を効率
良く対物レンズ部上部に取り出し、２次電子検出器によ
って検出することができる。
は、磁界型対物レンズの磁界強度に応じて導電体に印加
される電位を可変するように構成したので、磁界型対物
レンズの磁界強度によらず、試料からの２次電子を効率
良く対物レンズ部上部に取り出し、２次電子検出器によ
って検出することができる。
【００３４】請求項６の発明に基づく走査電子顕微鏡
は、２次電子検出器を、電子ビーム光軸に対称に複数設
けるように構成したので、２次電子の検出効率を向上さ
せることができる。
は、２次電子検出器を、電子ビーム光軸に対称に複数設
けるように構成したので、２次電子の検出効率を向上さ
せることができる。
【００３５】また、上記した各請求項の発明では、例え
ば、シリコンウエハ上に金属膜が蒸着されている面を観
察する場合などでは、色別情報を有する光学顕微鏡で数
百倍の観察倍率で試料面の観察を行って視野捜しを行
い、その後走査電子顕微鏡機能によって所望の試料領域
の高倍率観察を実行することができる。また、光学顕微
鏡像と走査電子顕微鏡像との同時観察も行うことができ
る。
ば、シリコンウエハ上に金属膜が蒸着されている面を観
察する場合などでは、色別情報を有する光学顕微鏡で数
百倍の観察倍率で試料面の観察を行って視野捜しを行
い、その後走査電子顕微鏡機能によって所望の試料領域
の高倍率観察を実行することができる。また、光学顕微
鏡像と走査電子顕微鏡像との同時観察も行うことができ
る。
【図１】本発明に基づく光学顕微鏡を電子ビーム照射系
と同軸に組み込んだ走査電子顕微鏡を示す図である。
と同軸に組み込んだ走査電子顕微鏡を示す図である。
１ 電子銃 ２ コンデンサレンズ ３ 磁界型対物レンズ ４ 試料 ５，６ 静電偏向器 ８ 反射ミラー ９ 光学顕微鏡ユニット １０ 絶縁体 １１ 光学顕微鏡対物レンズ部 １２ 金属枠 １３ 大鏡 １４ 小鏡 １５ 金属支柱 １６ 導電性パイプ １７ 可変電源 １８ 減速電極 １９ メッシュ電極 ２０ リペラー電極 ２１，２２ ２次電子検出器
Claims (6)
- 【請求項１】 電子ビーム発生源と、電子ビーム発生源
から発生し加速された電子ビームを試料上に細く集束す
るための磁界型対物レンズと、試料上で電子ビームの走
査を行うための電子ビーム偏向手段と、磁界型対物レン
ズの上部の電子ビーム光軸から離れた位置に設けられた
２次電子検出器と、電子ビーム光軸上に光を導入するた
めの電子ビーム通過孔を有した光学ミラーと、磁界型対
物レンズに接近して設けられ、中心に電子ビーム通過開
口を有した光学顕微鏡対物レンズ部と、光学顕微鏡対物
レンズ部のレンズを囲むように設けられた導電体とを備
えており、導電体に試料電位に対して正の電位を印加す
るように構成した走査電子顕微鏡。 - 【請求項２】 電子ビーム発生源と、電子ビーム発生源
から発生し加速された電子ビームを試料上に細く集束す
るための磁界型対物レンズと、試料上で電子ビームの走
査を行うための電子ビーム偏向手段と、磁界型対物レン
ズの上部の電子ビーム光軸から離れた位置に設けられた
２次電子検出器と、電子ビーム光軸上に光を導入するた
めの電子ビーム通過孔を有した光学ミラーと、磁界型対
物レンズに接近して設けられ、中心に電子ビーム通過開
口を有した光学顕微鏡対物レンズ部と、光学顕微鏡対物
レンズ部のレンズを囲むように設けられた導電体と、光
学顕微鏡対物レンズ部の中心の電子ビーム通過開口に電
子ビーム光軸に沿って設けられた導電性パイプとを備え
ており、導電体と導電性パイプに試料電位に対して正の
電位を印加するように構成した走査電子顕微鏡。 - 【請求項３】 電子ビーム発生源と、電子ビーム発生源
から発生し加速された電子ビームを試料上に細く集束す
るための磁界型対物レンズと、試料上で電子ビームの走
査を行うための電子ビーム偏向手段と、磁界型対物レン
ズの上部の電子ビーム光軸から離れた位置に設けられた
２次電子検出器と、電子ビーム光軸上に光を導入するた
めの電子ビーム通過孔を有した光学ミラーと、磁界型対
物レンズに接近して設けられ、中心に電子ビーム通過開
口を有した光学顕微鏡対物レンズ部と、光学顕微鏡対物
レンズ部のレンズを囲むように設けられた導電体と、光
学顕微鏡対物レンズ部の上部に光軸に沿って設けられた
円筒状のメッシュ電極とを備えており、導電体に試料電
位に対して正の電位を印加するように構成した走査電子
顕微鏡。 - 【請求項４】 電子ビーム発生源と、電子ビーム発生源
から発生し加速された電子ビームを試料上に細く集束す
るための磁界型対物レンズと、試料上で電子ビームの走
査を行うための電子ビーム偏向手段と、磁界型対物レン
ズの上部の電子ビーム光軸から離れた位置に設けられた
２次電子検出器と、電子ビーム光軸上に光を導入するた
めの電子ビーム通過孔を有した光学ミラーと、磁界型対
物レンズに接近して設けられ、中心に電子ビーム通過開
口を有した光学顕微鏡対物レンズ部と、光学顕微鏡対物
レンズ部のレンズを囲むように設けられた導電体と、光
学顕微鏡対物レンズ部の上部に光軸に沿って設けられた
円筒状のメッシュ電極と、光学顕微鏡対物レンズ部上方
であって、メッシュ電極の下方に設けられた減速電極と
を備えており、導電体に試料電位に対して正の電位を印
加するように構成した走査電子顕微鏡。 - 【請求項５】 導電体に印加される電位は可変できる請
求項１〜４の何れかに記載の走査電子顕微鏡。 - 【請求項６】 ２次電子検出器は、電子ビーム光軸に対
称に複数設けられた請求項１〜４の何れかに記載の走査
電子顕微鏡。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20594095A JP3244620B2 (ja) | 1995-08-11 | 1995-08-11 | 走査電子顕微鏡 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20594095A JP3244620B2 (ja) | 1995-08-11 | 1995-08-11 | 走査電子顕微鏡 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0955181A true JPH0955181A (ja) | 1997-02-25 |
| JP3244620B2 JP3244620B2 (ja) | 2002-01-07 |
Family
ID=16515246
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP20594095A Expired - Fee Related JP3244620B2 (ja) | 1995-08-11 | 1995-08-11 | 走査電子顕微鏡 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3244620B2 (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002025492A (ja) * | 2000-05-04 | 2002-01-25 | Applied Materials Inc | 静電ミラーを含む荷電粒子ビーム画像化装置用低プロフィル電子検出器を使用して試料を画像化するための方法および装置 |
| US6717144B2 (en) | 2001-12-04 | 2004-04-06 | Kabushiki Kaisha Topcon | Scanning electron microscope system |
| JP4302316B2 (ja) * | 1998-03-09 | 2009-07-22 | 株式会社日立製作所 | 走査形電子顕微鏡 |
| US7592590B2 (en) | 2003-03-24 | 2009-09-22 | ICT Integrated Circuit Testing Gesellschaft für Halbleiterprüftechnik mbH | Charged particle beam device with detection unit switch and method of operation thereof |
| JP2010182596A (ja) * | 2009-02-09 | 2010-08-19 | Jeol Ltd | 荷電粒子ビーム装置 |
| CN113539769A (zh) * | 2021-07-16 | 2021-10-22 | 苏州矽视科技有限公司 | 一种实现共轴的电子束成像设备及实现方法 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3403417B2 (ja) | 1997-04-02 | 2003-05-06 | 三洋化成工業株式会社 | ポリウレタンフォーム、その製法及びフォーム形成用組成物 |
-
1995
- 1995-08-11 JP JP20594095A patent/JP3244620B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| JP2002025492A (ja) * | 2000-05-04 | 2002-01-25 | Applied Materials Inc | 静電ミラーを含む荷電粒子ビーム画像化装置用低プロフィル電子検出器を使用して試料を画像化するための方法および装置 |
| US6717144B2 (en) | 2001-12-04 | 2004-04-06 | Kabushiki Kaisha Topcon | Scanning electron microscope system |
| US7592590B2 (en) | 2003-03-24 | 2009-09-22 | ICT Integrated Circuit Testing Gesellschaft für Halbleiterprüftechnik mbH | Charged particle beam device with detection unit switch and method of operation thereof |
| JP2010182596A (ja) * | 2009-02-09 | 2010-08-19 | Jeol Ltd | 荷電粒子ビーム装置 |
| CN113539769A (zh) * | 2021-07-16 | 2021-10-22 | 苏州矽视科技有限公司 | 一种实现共轴的电子束成像设备及实现方法 |
| CN113539769B (zh) * | 2021-07-16 | 2023-01-17 | 苏州矽视科技有限公司 | 一种实现共轴的电子束成像设备及实现方法 |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3244620B2 (ja) | 2002-01-07 |
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