JPS63168951A - 電子線装置における反射電子等の検出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は走査電子顕微鏡等の電子線装置に用いられ、試
料の磁区構造像や組成像等を観察するための電子線装置
における反射電子等の検出装置に関する。

［従来の技術］ 走査電子顕微鏡等の電子線装置において、反射電子検出
信号等に基づいて試料像を観察することが行なわれてい
る。試料が結晶の場合、この反射電子像には試料表面の
凹凸による信号と試料の組成や結晶方位並びに磁区に基
づく信号が混在しており、夫々はトポグラフィ−コント
ラスト、原子番号コントラスト、チャンネリングコント
ラスト。

磁区コントラストと呼ばれている。加速電圧１５〜５０
ｋＶの電子線を用いた場合、試料が理想的に平らである
とすると、トポグラフィ−コントラストは零で、原子番
号コントラストは１０〜３０％、チャンネリングコント
ラストは８％前後、磁区コントラストは０．３％程度で
ある。

さて、前記磁区コントラスト像を観察する場合、試料は
電子線に対して４５°〜６０°傾斜すると共に、表面を
パフ研磨して観察する。ところが、パフ研磨した試料の
場合には研磨像等により表面に１μｍ前後の凹凸が生ず
るため、そのままではトポグラフィ−コントラストも混
入してくる。そこで、トポグラフィ−コントラストを抑
圧して観察するため、従来、第５図に示すようにしてい
る。

第５図において、ＥＢは図示外の電子線集束手段及び電
子線偏向手段によって集束及び偏向された電子線であり
、この電子線ＥＢは二次元的な走査過程のあるタイミン
グにおいて試料１の一点に照射される。２ａ、　２ｂは
試料面法線ｎに対称に配置された一対の反射電子検出器
である。これら検出器２ａ、２ｂとしては、例えばＰＮ
接合した半導体検出器が用いられており、これら検出器
２ａ、２ｂよりの出力信号は各々前置増幅器３ａ。

３ｂに送られている。両地幅器３ａ、３ｂよりの出力信
号は加算回路４及び減算回路５に送られている。加算回
路４及び減算回路５よりの出力信号は信号選択器６によ
り選択できるようになっており、信号選択器６によって
選択された信号のうちいずれか一方の回路の出力信号が
主増幅器７を介して陰極線管８に送られるようになって
いる。

このような構成において、信号選択器６により検出器２
ａ、２ｂの出力信号を加算した信号を選択すれば、この
信号は試料の原子番号や磁区に基づくコントラストを強
調し、トポグラフィ−コントラストを抑圧するものであ
るため、磁区構造像の観察が容易となる。尚、減算した
場合には、磁壁コントラストを得るのに適している。

［発明が解決しようとする問題点］ しかしながら、表面研磨が悪く表面が傷等で覆われてし
まう場合には、このような傷に基づくトポグラフィ−コ
ントラストを充分に除くことはできず、そのため、磁区
構造像に第６図に示すような傷の像Ｕが残り、磁区構造
像を観察しにくいものにしている。

本発明は、このような従来の欠点を解決し、試料の凹凸
が激しい場合にも、トポグラフィ−コントラストを充分
抑圧して、観察し易い組成像、磁区構造像あるいは電子
線チャンネリングパターン像等を観察することのできる
電子線装置における反射電子等の検出装置を提供するこ
とを目的としている。

［問題点を解決するための手段］ そのため本発明は、細く絞られた電子線を試料面上にお
いて二次元的に走査するための手段と、該走査に伴って
得られる反射電子又はＸ線を検出するための試料面法線
に近い側に備えられた第１の検出器と、前記試料面法線
に対して遠い側に備えられた第２の検出器と、該第１の
検出器の出力信号から第２の検出器の出力信号を減算す
るための手段を備えたことを特徴としている。

［実施例］ 以下、図面に基づき本発明の実施例を詳述する。

第１図は磁区構造像を観察する場合の本発明の一実施例
を示すための図、第２図は試料と検出器部分の拡大断面
図、第３図は第１図に示す装置の動作を説明するための
信号波形図である。第１図。

第２図においては、第５図と同一の構成要素に対しては
同一番号を付している。

図中９ａ、９ｂは一対の検出器であり、検出器９ａ、９
ｂは検出器２ａ、２ｂよりも試料面法線ｎからより離れ
る側に配置されている。反射電子検出器９ａ、９ｂの出
力信号は前置増幅器１０ａ。

１０ｂにより増幅された後、加算回路１１に送られてい
る。加算回路１１の出力信号はりミツター回路１２に送
られている。リミッタ−回路１２にはリミットレベルを
調整する可変直流信号ｒＡ１３より直流信号が送られて
いる。１４は増幅器、１５は減算回路である。

このような構成において、前記第６図に示した像のＡ−
Ａ′における断面に対応した第２図に示す試料１を観察
するものとする。尚、第２図において、Ｌは対物レンズ
、ＥＢは電子線、Ｒは反射電子、Ｕは引掻き傷、２ｂ、
９ｂは反射電子検出器である。

このような試料を電子線ＥＢにより走査すると、増幅器
３ａ、３ｂより各々第３図（ａ）、（ｂ）に示すような
検出信号が得られる。これら信号は加算回路４において
加算されるため、加算回路４より第３図（Ｃ）に示す信
号が得られる。尚、第３図（ａ）、（ｂ）、（Ｃ）にお
いて、ｐは前記傷Ｕによる信号成分、ｍは磁区による信
号成分を表わしている。同様に検出器９ａ、９ｂの出力
信号に基づく増幅器ｉｏａ、１０ｂの出力信号を加算し
た加算回路１１の出力信号は第３図（ｄ）に示すように
なる。第３図（ｄ）において、磁区による信号成分の大
きさをｍ−９傷による信号成分の大きさをｐ′とする、
検出器９ａ、９ｂは検出器２ａ、２ｂに比較して試料面
法線ｎから離れる（低角度）側に配置されているため、
ｐ＝／ｍ−の値が検出器２ａ、　２ｂにおける値り／ｍ
よりも大きくなる。換言すれば、磁区による信号成分が
相対的に抑圧されたものとなっている。加算回路１１の
出力信号はリミッタ−回路１２に送られ、リミッタ−回
路１２において第３図（ｄ）において点線■で示すリミ
ットレベル以下の信号がカットされる。このリミッタ−
回路１２の出力信号は増幅器１４において僅かに振幅を
調整されて第３図（ｅ）に示すようになった後、減算回
路１５に送られる。減算回路１５において、第３図（Ｃ
）に示した信号から第３図（ｅ）に示した信号が引かれ
るため、減算回路１５の出力信号は第３図（ｆ）に示す
ものとなる。この第３図（ｆ）より明らかなように、こ
の信号中から傷による信号成分は除かれているため、陰
極線管８に表示される試料の磁区構造像は第４図に示す
ようになり、傷の部分が消失した像を表示することがで
きる。

上述した実施例は本発明の一実施例に過ぎず、幾多の変
形が考えられる。

例えば、一対の半円形検出器９ａ、９ｂの代わりに、ド
ーナツ型の１個の検出器を使用するようにしても良く、
その場合加算回路１１は不要となる。又、検出器２ａ、
２ｂに代えてドーナツ型の１個の検出器を使用するよう
にしても良い。

又、上述した実施例においては、加算回路１１の出力信
号の一部をリミッタ−回路１３でカットするようにした
が、磁区に基づく信号成分は抑圧されているため、必ず
しもカットする必要は無い。

又、増幅器１４を反転増幅器とすると共に、減算回路１
５を加算回路として、両者により実質的に減算を行なう
ようにしても良い。

又、上述した実施例においては、反射電子検出器を使用
する場合に本発明を適用したが、Ｘ線検出器を使用する
場合にも本発明は同様に適用できる。

更に又、上述した実施例においては、磁区コントラスト
像を表示する場合に本発明を適用したが、試料を水平に
配置すると共に電子線を照射点を固定してロッキングす
ることによりエレクトロン・チャンネリングコントラス
ト像を表示する場合にも本発明は同様に適用できる。

［発明の効果］ 上述した説明から明らかなように、本発明によれば、凹
凸の激しい表面を有する試料を観察する場合にも、試料
表面の凹凸に基づくコントラストを充分抑圧して、試料
の組成又は磁区又はエレクトロンチャンネリングコント
ラスト像等を観察することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を説明するための図、第２図
は観察すべき試料表面を励磁するための図、第３図は第
１図に示した一実施例装置の動作を説明するための信号
波形図、第４図は本発明の詳細な説明するための図、第
５図は従来装置を説明するための図、第６図は従来装置
の欠点を説明するための図である。 １：試料 ２ａ、２ｂ、９ａ、９ｂ：反射電子検出器３ａ、３ｂ、
１０ａ、１０ｂ：前置増幅器４．１１：加算回路　８：
陰極線管 １２：リミッタ−回路 １３：可変直流信号発生源 １５：減算回路　　　ＥＢ；電子線 ｎ：試料面法線　　　Ｕ：像中の傷部分Ｕ：試料中の傷
部分

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 細く絞られた電子線を試料面上において二次元的に走査
   するための手段と、該走査に伴って得られる反射電子又
   はＸ線を検出するための試料面法線に近い側に備えられ
   た第１の検出器と、前記試料面法線に対して遠い側に備
   えられた第２の検出器と、該第１の検出器の出力信号か
   ら第２の検出器の出力信号を減算するための手段を備え
   たことを特徴とする電子線装置における反射電子等の検
   出装置。