WO2000019482A1 - Microscope electronique a balayage - Google Patents

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WO2000019482A1
WO2000019482A1 PCT/JP1998/004297 JP9804297W WO0019482A1 WO 2000019482 A1 WO2000019482 A1 WO 2000019482A1 JP 9804297 W JP9804297 W JP 9804297W WO 0019482 A1 WO0019482 A1 WO 0019482A1
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electron
sample
electrode
electrons
scanning
Prior art date
Application number
PCT/JP1998/004297
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French (fr)
Inventor
Tetsuya Sawahata
Mitsugu Sato
Yoichi Ose
Original Assignee
Hitachi, Ltd.
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Publication date
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Priority to JP2000572892A priority patent/JP4300710B2/ja
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Priority to EP98944234.8A priority patent/EP1117125B1/en
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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/02—Details
    • H01J37/244—Detectors; Associated components or circuits therefor
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/26—Electron or ion microscopes; Electron or ion diffraction tubes
    • H01J37/28—Electron or ion microscopes; Electron or ion diffraction tubes with scanning beams

Definitions

  • the present invention relates to an electron beam apparatus, and in particular, to a scanning type suitable for detecting secondary electrons and reflected electrons generated from a sample with high efficiency and obtaining a high-resolution image with high contrast.
  • a scanning type suitable for detecting secondary electrons and reflected electrons generated from a sample with high efficiency and obtaining a high-resolution image with high contrast.
  • the scanning electron microscope accelerates the electrons emitted from the electron source, converges them with an electrostatic lens or a magnetic field lens to form a narrow electron beam (primary electron beam), and converts this primary electron beam using a scanning deflector. Scans on the sample to be observed, detects secondary signals secondary to the sample by primary electron beam irradiation, and adjusts the detected signal intensity to the brightness modulation of the CRT that is scanned in synchronization with the primary electron beam scanning. This is a device that obtains a two-dimensional scan image.
  • the secondary signal generated from the sample by the irradiation of the primary electron beam has a wide energy distribution.
  • the next shot of the material that has been shot by the subject is elastically scattered by the source of the body ⁇ ) ⁇ , and some electrons jump out of the sample surface. This is called a reflected electron, and has energy equal to or somewhat higher than the primary electron beam.
  • the primary electrons incident on the sample interact with the atoms in the sample, and the electrons in the sample are excited to obtain kinetic energy and are emitted to the outside. This is called a secondary electron and has an energy ranging from 0 eV to about 50 eV.
  • Japanese Patent Application Laid-Open No. 7-192679 discloses that a deflector that deflects a secondary signal off-axis is used to separate the trajectories of the secondary electrons and the reflected electrons, and to separate the orbits on the orbits.
  • a technique has been disclosed in which detectors are arranged to selectively detect secondary electrons and reflected electrons.
  • Japanese Patent Application Laid-Open No. 8-273569 discloses a technique in which an annular detector divided above an objective lens is provided, and secondary electrons and reflected electrons are separated and detected using the convergence action of the objective lens. ing.
  • Reflected electrons or secondary electrons have their own unique information due to the difference in their causes. According to the technique disclosed in the above-mentioned document, a sample image based on unique information can be formed by selectively detecting reflected electrons or secondary electrons. Invention I '
  • the objective lenses disclosed in the above three documents all have a lens gap (gap between magnetic poles) formed in a direction perpendicular to the optical axis of the primary electron beam. There is also a problem that the distance (focal length) between them becomes longer.
  • the present invention has been made to solve the problems described above, and has as its object to provide a scanning electron microscope that detects reflection generated at a shallow angle from a sample without increasing the focal length. It is.
  • the present invention forms an electron source, a scanning deflector for scanning a primary electron beam generated from the electron source on a sample, and a converging magnetic field for converging the primary electron beam on the sample surface.
  • a scanning electron microscope that obtains a two-dimensional scanning image of the sample, including an objective lens that emits light, and a secondary signal detector that detects a secondary signal generated from the sample by irradiation with the primary electron beam.
  • a scanning electron microscope characterized in that an electrode for generating secondary electrons due to collision of the electron beam is arranged between the objective lens and the secondary electron detector.
  • FIG. 1 is a schematic view of an embodiment of the present invention, showing a scanning electron microscope provided with an in-lens type objective lens.
  • FIG. 2 is a diagram showing a schematic view of an embodiment in which secondary electron conversion electrodes (conductive members) are arranged.
  • FIG. 3 is a diagram showing electrons generated from a sample when irradiated with a primary electron beam and their energy distribution.
  • FIG. 4 is a diagram showing a schematic view of an embodiment in which the secondary electron conversion electrode is divided into a plurality.
  • FIG. 5 is a schematic view of an embodiment of the present invention, showing a scanning electron microscope equipped with an open-pole type objective lens.
  • the reflected electrons generated at an angle smaller than the sample can be detected by forming a convergent magnetic field of the objective lens on the sample surface, and connecting the secondary electron conversion electrode (reflector) to the objective lens. And the secondary electron detector.
  • the reflected electrons reflected from the sample at a shallow angle form a spiral trajectory by the convergence action of the objective lens.
  • a conversion electrode that converts reflected electrons into secondary electrons is placed on this orbit, and reflected electrons that are reflected from the sample at a shallow angle are converted into secondary electrons. Can be detected by the secondary electron detector.
  • the secondary electron conversion electrodes and the backscattered electron detectors disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open Nos. 7-192679 and 9-1711791 are all mounted on the secondary electron detector. (Electron source side), a large gap is created between the sample surface and the secondary electron conversion electrode or backscattered electron detector, and the reflected electrons generated at a shallow angle from the sample are captured. Can not do it.
  • the gap between the magnetic poles (lens gap) is opened in a direction perpendicular to the optical axis of the electron beam, so that the maximum convergence to the primary electron beam is achieved. Since the magnetic field is formed at almost the same height as the objective lens, a strong convergent magnetic field cannot be formed on the sample surface, and no spiral motion can be given to reflected electrons generated at a shallow angle from the sample.
  • the objective lens of this shape has a problem in that the distance (focal length) between the sample and the main surface of the lens becomes longer, so that the aberration of the primary electron beam increases.
  • the lens gap of the objective lens is directed in a direction perpendicular to the optical axis. Since the aperture is open, there is a problem that the focal length of the primary electron beam becomes longer. Another problem is that it is difficult to shorten the focal length of the objective lens because the electrostatic objective lens is interposed between the main lens surface and the sample.
  • backscattered electrons generated at a shallow angle with respect to the sample (backscattered electrons generated at a high angle with respect to the optical axis) produce a signal reflecting the unevenness information of the sample and internal information of the sample.
  • backscattered electrons generated at a shallow angle with respect to the sample backscattered electrons generated at a high angle with respect to the optical axis
  • FIG. 1 is a schematic view of an embodiment of the present invention, in which a sample is placed between magnetic poles.
  • This figure shows an example in which a scanning electron microscope employing an objective lens (hereinafter referred to as an in-lens) has two detecting means disposed closer to the electron source than the objective lens.
  • an in-lens a scanning electron microscope employing an objective lens
  • the in-lens type objective lens is employed in this embodiment.
  • the objective lens is suitable for forming a strong converging magnetic field on the sample surface.
  • an objective lens having a lens gap opened downward as shown in FIG. 5 (hereinafter referred to as a lower magnetic pole open type lens) may be used.
  • An open-pole-type lens is an objective lens in which the gap (lens gap) between the upper and lower magnetic poles is open at least toward the sample surface.
  • the maximum focusing magnetic field for the primary electron beam is formed below the lower magnetic pole.
  • An in-lens type objective lens and an open-pole type objective lens can shorten the distance (focal length) between the sample and the main surface of the lens, thereby reducing the aberration of the primary electron beam.
  • gold particles are sputter-coated on the backscattered electron detection surface of the backscattered electron detector (YAG) for several nm to several 10 nm.
  • the primary electron beam 2 generated from the electron source 1 is scanned by the deflection coils 3 a and 3 b arranged in two stages, and converged on the sample 6 by the objective lens 4.
  • the irradiation of the primary electron beam 2 generates secondary electrons 20 and reflected electrons 8 a and 8 b 1 from the sample 6.
  • backscattered electrons 8a are low-angle components generated at a shallow angle from the sample
  • reflected electrons 8b are high-angle components generated at a high angle from the sample.
  • the reflected electrons generated at a high angle with respect to the sample are signals reflecting the composition information of the sample.
  • Two reflectors are provided to detect not only generated backscattered electrons but also backscattered electrons reflected almost in the optical axis direction.
  • the secondary electrons 20 are wound up toward the electron source by the magnetic field generated by the objective lens 4 and travel, and are deflected by the secondary electron deflector 12 a to the secondary electron detector 5 ai to detect the secondary electrons. 5a is detected.
  • the reflected electrons 8 a collide with the secondary electron conversion electrode 7 arranged above the objective lens 4 and generate secondary electrons 9 a.
  • the secondary electrons 9a are guided to the secondary electron deflector 12a by the pull-up electrode 13 to which a positive voltage is applied by the voltage applying means 11b, and deflected by the secondary electron deflector 12a. And is detected by the secondary electron detector 5a.
  • an EXB deflector direct electromagnetic field
  • the deflector comprises a pair of electrodes (not shown) and a magnetic field generating means (not shown) for forming a magnetic field orthogonal to an electric field formed between the pair of electrodes.
  • This orthogonal electromagnetic field generator is disclosed, for example, in Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 9-171179.
  • the reflected ⁇ / ⁇ 8 bi (high-angle component) travels straight without being greatly affected by the secondary ⁇ 2 ⁇ ⁇ M-director 12 a, and the secondary placed above the deflection coils 3 a and 3 b Deflected by the electron deflector 1 2 b and reflected electron detector 1 8
  • the sputter coating surface of heavy metals such as gold has a high secondary electron generation efficiency and enables detection by converting reflected electrons that cannot pass through the coating surface into secondary electrons.
  • the electron 8 b 2 which has the highest energy among the high-angle components of the backscattered electrons, passes through the gold particle sputter-coated surface 17 and returns to the backscattered electron detector 18. Is detected by Reflected electrons (electrons with the lowest energy among high-angle components) that cannot pass through the gold particle sputter-coated surface 17 and are converted into secondary electrons 9 b 1 are detected by the secondary electron detector 5 b. You. This configuration makes it possible to discriminate between high-energy backscattered electrons and low-energy backscattered electrons in high-angle backscattered electrons.
  • a positive voltage is applied to the secondary electron conversion electrode 7 by the voltage control means 11a, and the voltage (potential) of the pull-up electrode 13 is set to a value lower than the voltage (potential) of the secondary electron conversion electrode 7.
  • the secondary electrons 9 a generated by the collision of the reflected electrons 8 a will not reach the linear electron deflector 12 a due to the action of the electric field between the lifting electrode 13 and the secondary electron conversion electrode 7. Not detected. Therefore, the state in which the secondary electrons 20 are detected can be maintained, and the secondary electrons 9a having low-angle backscattered electron information from the sample can be detected or can be selected without detection.
  • the secondary electrons 20 generated from the sample are subjected to the convergence action of the convergence magnetic field of the objective lens 4 and rise almost toward the electron source along the optical axis. It is detected by the secondary electron detector 5a without being sucked into the detector.
  • the secondary electrons 20 generated from the sample 6 are reduced due to the negative potential of the secondary electron conversion electrode 7. It does not reach the secondary electron deflector 12a and is not detected by the secondary electron detector 5a.
  • the potential of the lifting electrode 13 is controlled to a value higher than the potential of the secondary electron conversion electrode 7, the secondary electrons 9 a generated from the secondary electron conversion electrode 7 will be converted to the secondary electron deflector 12 a And is deflected by the action of the secondary electron deflector 12a and detected by the secondary electron detector 5a. Therefore, secondary electron conversion
  • the secondary electrons 20 from the sample and the secondary electrons 9 a having low-angle reflected electron information can be individually detected or synthesized. It becomes possible to select to detect.
  • the low-angle component contains the unevenness information on the sample surface
  • the high-angle component contains the composition information on the sample surface.
  • those with high energy contain composition information from the surface of the sample, and those with low energy contain composition information from inside the sample.
  • the selective detection of each component of the secondary electron and the reflected electron is performed by the voltage control means so that a relative voltage difference is generated between the secondary electron conversion electrode 7, the lifting electrode 13 and the secondary electron deflector 12 respectively. This is performed by controlling the applied voltage according to 1 1. Then, the detection signals of the secondary electrons 20 and the reflected electrons 8 are subjected to signal selection, synthesis or coloring by the signal processing means 14, and are sent to the display device 15.
  • the secondary electron conversion electrode 7 is formed in a cylindrical shape having a passage for the primary electron beam 2, and the opening on the electron source side is enlarged.
  • the inner surface of the cylindrical body is the secondary electron conversion surface.
  • the reason for forming the cylindrical shape is to more reliably capture the reflected electrons 8a at a one-angle angle, which scatter in a spiral orbit.
  • the secondary electron conversion electrode (reflector) and the detector disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 9-171791 and Japanese Patent Application Laid-Open No. 8-273569 are used in a direction perpendicular to the optical axis of the electron beam. Sprays in a spiral trajectory because a secondary electron conversion surface and detection surface are formed The detection range for the reflected electrons 8a at a low angle becomes narrower. In order to make these conversion surfaces and detection surfaces large, it is necessary to increase the diameter of the electron microscope lens barrel, but it is necessary to maintain a high vacuum. It is practically difficult to make it big.
  • the detection surface of low-angle reflected electrons that draws a spiral trajectory under the influence of the convergent magnetic field of the objective lens is increased. And the detection efficiency can be improved.
  • the secondary electrons 9a converted by the secondary electron conversion electrode 7 can be easily guided to the secondary electron detector 5a side.
  • the apparatus converts the reflected electrons into secondary electrons by colliding with the secondary electron conversion electrodes, and deflects the secondary electrons by a secondary electron deflector to a secondary electron detector to detect the reflected electrons. are doing.
  • the reason that the reflected electrons are converted to secondary electrons and then detected is that if a strong electric field is applied to the secondary electron beam to deflect (attract) the reflected electrons to the secondary electron detector, the primary electron beam will This is because energy dispersion occurs, and in order to prevent energy dispersion, electrons must be deflected (attracted) to the detector by a weak electric field.
  • FIG. 2 is a diagram showing an example of arrangement of secondary electron conversion electrodes for explaining the principle of the present invention in more detail.
  • the reflected electrons generated from the sample 6 by the irradiation of the primary electron beam 2 have an angular distribution, and the trajectory varies depending on the generated angle.
  • the reflected electrons generated from the sample take a helical trajectory under the influence of the objective lens magnetic field, and leave the helical trajectory when the influence of the objective lens magnetic field is reduced.
  • the backscattered electrons (low angle component) generated at a shallow angle from the sample are spiral gauges.
  • the orbit collides with the objective lens magnetic path (low-angle reflected-electron component 8a1) and orbits far away from the optical axis (low-angle reflected-electron component 8a2).
  • the secondary electron conversion electrode 7 By arranging the secondary electron conversion electrode 7 on this orbit, the low-angle reflected electrons 8 a 1 and 8 a 2 are converted into secondary electrons 9 a 1 and 9 a generated by collision with the secondary electron conversion electrode. As 2, it can be detected by the secondary electron detector 5.
  • the high-angle reflected electrons 8b generated at a high angle from the sample take a trajectory close to the optical axis even after being affected by the magnetic field of the objective lens, so the detection described later, which is arranged further above the secondary electron detector 5 Detect by means.
  • FIG. 3 is a graph showing the number of electrons generated from the sample and its energy distribution when the sample is irradiated with a primary electron beam.
  • the energy of reflected electrons is higher than the energy of secondary electrons, and the energy loss due to collision with the sample is small.
  • the high-angle component has less loss and has a higher energy band than the mouth-angle component.
  • FIG. 4 shows an embodiment in which the secondary electron conversion electrode 7 (conductive member) is divided into a plurality of parts and means for applying a voltage to each part is arranged.
  • a mesh through which electrons can pass is formed around the optical axis inside the secondary electron conversion electrode 7. Electrodes 16 are arranged.
  • the reflected electrons 8 (long-angle component) generated from the sample 6 by the irradiation of the primary electron beam 2 collide with the secondary electron conversion electrode 7 and generate secondary electrons 9.
  • the angle distribution of the reflected electrons 8a (low angle component) changes due to the unevenness and inclination of the sample "", and the collision position distribution on the secondary electron conversion electrode 7 also changes. Therefore, as in the present embodiment, the secondary electron conversion electrode 7 is divided into a plurality (7a to 7d, 7al to 7a2), and the voltage of the secondary electron conversion electrode 7 is By controlling relative to the voltage of 16, the secondary electrons 9 generated on the linear electron conversion electrode 7 due to the collision of the backscattered electrons 8 can be selectively introduced. It is possible to obtain a sample image in which the inclination is enhanced.
  • the voltage control means 1 1 when it is desired to detect only the reflected electrons 7a1 colliding with the secondary electron conversion electrode 7a1 in the secondary electron conversion electrodes 7a1 and 7a2, the voltage control means 1 1 Thus, the voltage applied to the secondary electron conversion electrode 7a2 is controlled to be higher than the voltage of the electrode 16, and the voltage of the secondary electron conversion electrode 7a1 is controlled to be lower than the voltage of the electrode 16.
  • Secondary ⁇ 2 end-conversion 'electrode 7 a 2 is not detected because it is not pulled up in the detector direction due to a relative potential difference due to the relative potential difference-9 a 2 Secondary electrons 9 a 1 generated on a 1 are pulled up in the detector direction and detected because of the relative potential difference (the voltage of the linear electron conversion electrode 7 a 1 is lower than the voltage of electrode 16). . Further, by disposing the electrode 16, it is possible to prevent a deflection electric field from being generated on the optical axis when a different voltage is applied to each element of the electrode 7.
  • Fig. 5 shows a secondary electron conversion electrode 10 placed on the side of the electron source 1 from the secondary electron deflector, and detection by converting high-angle reflected electrons to secondary electrons.
  • the primary electron beam 2 generated from the electron source 1 is scanned by deflection coils 3 a and 3 b arranged in two stages, and focused on a sample 6 by an objective lens 4.
  • Irradiation of the primary electron beam 2 generates secondary electrons 20 and IT reflected electrons 8 a and 8 b from the sample 6.
  • reflected electrons 8a are low-angle components generated at a shallow angle from the sample
  • reflected electrons 8b are high-angle components generated at a high angle from the sample.
  • the secondary electrons 20 are wound up toward the electron source by the magnetic field generated by the objective lens 4 and travel there, and are deflected by the secondary electron deflector 12 to the linear electron detector 5 to be secondary electrons. Detected by detector 5.
  • the reflected electrons 8 a collide with the secondary electron conversion electrode 7 arranged above the objective lens 4 to generate secondary electrons 9 a.
  • the secondary electrons 9a are guided to the secondary electron deflector 12 by the pull-up electrode 13 to which a positive voltage is applied by the voltage applying means 11b, deflected, and detected by the secondary electron detector 5. Is done.
  • the reflected electrons 8 b collide with the secondary electron conversion electrode 10 arranged above the secondary electron deflector 12, and generate secondary electrons 9 that are RI-like.
  • the secondary electrons 9 b are deflected by the secondary electron deflector 12 and detected by the secondary electron detector 5.
  • a positive voltage is applied to the secondary electron conversion electrode 7 by the voltage control means 11a, and the voltage (potential) of the pull-up electrode 13 is set to a value lower than the voltage (potential) of the secondary electron conversion electrode 7.
  • the secondary electrons 9 a generated by the collision of the reflected electrons 8 a cannot reach the secondary electron deflector 12 due to the action of the electric field between the lifting electrode 13 and the secondary electron conversion electrode 7. Since the secondary electrons 9a are not detected, it is possible to select the necessity of detecting the secondary electrons 9a having low-angle reflected electron information from the sample while maintaining the state where the secondary electrons 20 are detected.
  • the secondary electrons 20 generated from the sample 6 are reduced due to the negative potential of the secondary electron conversion electrode 7. It does not reach the secondary electron deflector 12 and is not detected by the secondary electron detector 5.
  • the potential of the lifting electrode 13 is controlled to a value higher than the potential of the secondary electron conversion electrode 7—, the secondary electrons 9a generated from the secondary electron conversion electrode 7 will be converted to the secondary electron deflector 1 2 And is deflected by the operation of the secondary electron deflectors 12 and detected by the secondary electron detector 5.
  • the secondary electrons 20 from the sample and the secondary electrons 9 a having low-angle reflected electron information are detected independently. It is possible to select to combine or detect by combining.
  • the secondary electrons 9b generated by the collision of the reflected electrons 8b are converted into a secondary electron deflector by the action of the electric field. Since it does not reach 12 and is not detected, it can be detected separately from the secondary electron 20 and the secondary electron 9a.
  • the secondary electron conversion electrode 10 is structured so that it can be put in and out of the vacuum and high-angle electron information is not required, the secondary electron conversion electrode 10 is moved away from the optical axis so that reflected electrons do not collide. Even in this case, high-angle reflected electronic information can be selected. In this case, there is no need to control the voltage of the secondary electron conversion electrode 10.
  • the voltages applied to the secondary electron conversion electrode 7 and the lifting electrode 13, the secondary electron deflector 12, and the secondary electron conversion electrode 10 are controlled by voltage control so that a relative voltage difference is generated between them. Controlled by means 1 1.
  • the secondary electrons detected by the secondary electron detector 5 are converted into electric signals, and then displayed on the display device 15 via the signal processing means 14.
  • a sample image can be formed by a combination of two or more of these electrons.
  • reflected electrons can be selected according to their generation angle and energy without increasing the focal length, and information is obtained by dividing the information into composition information and shape information. It becomes possible.

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Description

明 細 書
走査形電子顕微鏡 技術分野 一 本発明は電子線装置に関し、 特に試料から発生した二次電子と反射電 子を高効率に検出し、 高分解能像を高コントラス 卜で得るのに好適な走 査形電子顕微鏡に関する。 背景技術
走査形電子顕微鏡は、 電子源から放出された電子を加速し、 静電レン ズ、 或いは磁界形レンズで収束させ細い電子ビーム （一次電子線） とし, この一次電子線を走査偏向器を用いて観察する試料上に走査し、 一次電 子線照射で試料から二次的に発生する二次信号を検出し、 検出信号強度 を一次電子ビーム走査と同期して走査されているブラウン管の輝度変調 入力とすることで、 二次元の走査像を得る装置である。
一次電子線の照射によつて試料から発生する二次信号は広いエネルギ 一分布を する。 例えば、 ^料に人射した ·次 /·は 体 ¾ )ώの原 に より弾性散乱され、 試料表面を飛び出す電子がある。 これは反射電子と 呼ばれ、 一次電子線と同等、 或いは或る程度高いエネルギーを有する。 また、 試料に入射した一次電子が試料内原子と相互作用し、 試料中の電 子が励起され運動エネルギーを得て外部に'放出される電子がある。 これ は二次電子と呼ばれ、 0 e Vから 5 0 e V程度までの範囲のエネルギー を有する。
特開平 7— 192679 号公報には、 二次信号を軸外に偏向させる偏向器を 用いて、 二次電子と反射電子の軌道を分離させ、 その軌道上にそれぞれ の検出器を配置して二次電子と反射電子を選択的に検出する技術が開示 されている。
また、 特開平 9一 1 7 179 1 号公報には、 電子線を通過させる開口を設け た反射板を二次電子検出器の上方に設け、 そこに衝突した反射電子を二"" 次電子に変換して、 検出する技術が開示されている。
また、 特開平 8— 273569 号公報には、 対物レンズの上方に分割された 環状の検出器を設け、 対物レンズの収束作用を利用して二次電子と反射 電子を分離検出する技術が開示されている。
これらの文献に開示された技術によれば、 エネルギーの違い故、 異な る軌道を持つ二次電子と反射電子を分離、 或いは併せて検出することが 可能になる。
反射電子、 或いは二次電子は、 その発生原因の違いゆえ、 個々に固有 の情報を持っている。 上記文献に開示の技術によれば、 反射電子、 或い は二次電子を選択的に検出することで、 固有の情報に基づく試料像を形 成することができる。 発明の I'
上記文献に開示された技術によれば、 二次電子、 或いは反射電子を分 離して、 或いは併せて検出することが可能になる力 \ 以下のような問題 がある。
特開平 7— 1 92679 号公報では、 二次電 と反射電子の軌道上にそれぞ れの検出器、 或いは反射板を配置して二次電子と反射電子を選択的に検 出しているが、 反射電子の検出に関しては、 ほぼ一次電子線の光軸に沿 つて反射される反射電子を検出するに留ま り、 試料から浅い角度で発生 する反射電子を検出することができない。 この問题は特開平 9一 171791 号公報に開示された反射板による反射電 子検出技術についても同様である。 やはリほぼ光軸に沿って反射される 反射電子を検出するに留まり、 試料から浅い角度で発生する反射電子を 検出することができない。 ― また、 特開平 8— 273569 号公報に開示された技術によれば、 対物レン ズ （静電対物レンズ） によって二次電子を引き上げ、 対物レンズ （磁気 対物レンズ） の収束作用によって二次電子と反射電子の軌道を分離し、 検出する技術が開示されているが、 電子線の光軸に垂直な方向に検出面 を持つ検出器のため、 検出面を大きくすることができない。 よって浅い 角度から発生する反射電子と、 高角度で反射される反射電子或いは二次 電子とを弁別して検出することが困難であるという問題がある。
また以上の 3つの文献に開示された対物レンズはいずれも一次電子線 の光軸に対し、 垂直な方向に向かってレンズギャップ （磁極間の間隙） が形成されているため、 レンズ主面と試料との間の距離 （焦点距離） が 長くなるという問題もある。
本発明は以上のような課題を解決するためのものであり、 焦点距離を 長くすることなく、 試料から浅い角度で j§生する反射 を検出する走 査形電子顕微鏡の提供を目的とするものである。
本発明はこの目的を達成するために、 電子源と、 電子源から発生した 一次電子線を試料上に走査する走査偏向器と、 前記一次電子線を収束す る収束磁場を試料表面上に形成する対物 L/ンズと、 一次電子線の照射に より試料から発生する二次信号を検出する二次信号検出器を含み、 試料 の二次元走査像を得る走査形電子顕微鏡であって、 反射電子の衝突によ つて二次電子を発生する電極を前記対物レンズと前記二次電子検出器の 間に配置したことを特徴とする走査形電子顕微鏡を提供する。 上記構成によれば、 一次電子線の照射によって発生する二次信号の内 試料から浅い角度で発生する二次信号を検出することが可能になる。 図面の簡単な説明 ' 第 1 図は、 本発明の実施例の概略図で、 インレンズタイプの対物レン ズを備えた走査形電子顕微鏡を示す図である。 第 2図は、 二次電子変換 電極 （導電性部材） の配置実施例の概略図を示す図である。 第 3図は、 一次電子線を照射したとき試料から発生する電子とそのエネルギー分布 を示す図である。 第 4図は、 二次電子変換電極を複数に分割した実施例 の概略図を示す図である。 第 5図は、 本発明の実施例の概略図で、 下磁 極開放型の対物レンズを備えた走査形電子顕微鏡を示す図である。 発明を実施するための最良の形態
本発明において、 試料よリ浅い角度で発生する反射電子を検出するこ とができるのは、 試料表面に対物レンズの収束磁場を形成し、 かつ二次 電子変換電極 （反射板） を前記対物レンズと前記二次電子検出器の間に 配置したことによるものである。
このような構成の走査形電子顕微鏡によれば、 試料から浅い角度で反 射される反射電子は、 対物レンズの収束作用によって螺旋軌道を描く。 この軌道上に反射電子を二次電子に変換する変換電極を配置し、 試料か ら浅い角度で反射される反射電子を二次電子に変換することで、 試料か ら浅い角度で発生した反射電子を二次電子検出器で検出することが可能 になるのである。
一方、 特開平 7— 1 92679号公報ゃ特開平 9一 1 7 1 79 1号公報に開示されて いる二次電子変換電極や反射電子検出器は、 何れも二次電子検出器の上 方 （電子源側） に配置されているため、 試料表面と、 二次電子変換電極 や反射電子検出器との間に大きな間隙が生じてしまい、 試料から浅い角 度で発生する反射電子を捕捉することができない。
またこれら公報に開示されている対物レンズは、 いずれも磁極間の間- 隙 (レンズギャップ） が電子線の光軸に対し垂直な方向に向かって開放 されており、 一次電子線への最大収束磁場を対物レンズとほぼ同じ高さ に形成しているため、 試料表面に強い収束磁場を形成することはできず、 試料から浅い角度で発生する反射電子に螺旋運動を与えることができな い。 またこの形状の対物レンズは試料とレンズ主面間の距離（焦点距離） が長くなつてしまうため、 一次電子線の収差が大きくなるという問題が める。
また特開平 8— 273569号公報に開示された技術でも、 特開平 9一 1 7 1 79 1 号公報に開示された技術と同様に、 光軸と垂直な方向に向かって対物レ ンズのレンズギヤップが開放されているため、 一次電子線の焦点距離が 長くなるという問題がある。 また静電対物レンズを、 レンズ主面と試料 との間に介在させる構造のため、 対物レンズの短焦点化を実現しにくい という問题もある。
以上の問題を解決するための具体的手段を、 以下に図面を用いて説明 する。
一般に、 試料に対して浅い角度で発生する反射電子 （光軸に対しては 高角度で発生する反射電子） は試料の凹凸情報、 および試料の内部情報 を反映した信号をもたらす。 本発明の実施例装置によれば、 上記説明の ように試料より浅い角度で発生する反射電子を効率良く検出することが できる。
第 1 図は本発明の実施例の概略図で、 磁極間に試料を配置するタイプ の対物レンズ （以下インレンズとする） を採用した走査形電子顕微鏡に おいて、 対物レンズより電子源側に 2つの検出手段を配置した例を示す ものである。
本実施例においてインレンズタイプの対物レンズを採用する理由は、— 試料表面に強い収束磁場を形成するのに好適な対物レンズだからである。 また試料表面に強い収束磁場を形成する対物レンズの形状として第 5図 に示すようなレンズギャップが下方に向かって開放されている対物レン ズ （以下下磁極開放型レンズとする） でも良い。 下磁極開放型レンズは 上磁極と下磁極間の間隙 （レンズギャップ） が少なく とも試料面に向か つて開放されている対物レンズである。 このようなレンズ形状の対物レ ンズは一次電子線に対する最大収束磁場が下磁極より下方に形成される。 インレンズタイプの対物レンズや下磁極開放型の対物レンズは、 試料 とレンズ主面の距離 （焦点距離） を短くすることができるので、 一次電 子線の収差を低減することができる。
第 1 図に示す装置では、 反射電子検出器 （Y A G ) の反射電子検出面 に金粒子 （重金属） を数 n m〜数 1 0 n m程度スパッタコーティ ングし ている。
電子源 1 より発生した一次電子線 2は二段に配置された偏向コイル 3 a， 3 bによって走査され、 対物レンズ 4によって試料 6上に収束さ れる。 一次電子ビーム 2の照射によって、 試料 6からは二次電子 2 0お よび反射電子 8 a， 8 b 1 が発生する。 料から発生する反射電子のう ち、 反射電子 8 aは試料から浅い角度で発生したローアングル成分、 反 射電子 8 bは試料から高い角度で発生したハイアングル成分である。 こ のように試料に対して高い角度で発生する反射電子は、 試料の組成情報 を反映した信号である。 本発明の実施例装置では、 試料から浅い角度で 発生する反射電子のみならず、 ほぼ光軸方向に向かって反射される反射 電子のいずれをも検出できるように 2つの反射板が設けられている。 二次電子 2 0は、 対物レンズ 4で作られる磁場により電子源側に巻き 上げられて進行し、 二次電子偏向器 1 2 aにより二次電子検出器 5 a i に偏向されて二次電子検出器 5 aに検出される。
一方、 反射電子 8 a (ローアングル成分） は、 対物レンズ 4の上部に 配置された二次電子変換電極 7に衝突し二次電子 9 a を発生させる。 二 次電子 9 aは、 電圧印加手段 1 1 bによって正の電圧を印加された引き 上げ電極 1 3によって二次電子偏向器 1 2 aまで導かれ、 二次電子偏向 器 1 2 aにより偏向されて、 二次電子検出器 5 aによって検出される。 なお、 本実施例装置では、 二次電子を二次電子検出器 5 a， 5 bに偏 向するための二次電子偏向器 1 2 a， 1 2 bとして、 E X B偏向器 （直 交電磁界発生器） を用いている。 当該偏向器は一対の電極 （図示せず） と、 当該一対の電極間で形成される電界に直交する磁界を形成する磁界 発生手段 （図示せず） よりなる。 この直交電磁界発生器は例えば、 特開 平 9—17179 1号公報に開示されている。
反射 ΐίί /· 8 b i (ハイアングル成分 ) は二次 Έ2 Γ· M向器 1 2 aの偏向 作用をそれ程受けずに直進し、 偏向コイル 3 a， 3 bより上部に配置さ れた二次電子偏向器 1 2 bによって偏向され、 反射電子検出器 1 8
( Y A G ) 表面の金粒子スパッタコーティ ング面 1 7に衝突する。
金をはじめとする重金属のスパッタコ一ティ ング面は、 二次電子発生 効率が高く、 コ一ティ ング面を通過できない反射電子を二次電子に変換 することで検出を可能にする。
反射電子のハイァングル成分の中でも特にエネルギーの高い電子 8 b 2 は、 金粒子スパッタコーティ ング面 1 7 を通過し、 反射電子検出器 1 8 によって検出される。 金粒子スパッタコーティ ング面 1 7 を通過できず、 二次電子 9 b 1 に変換された反射電子 （ハイアングル成分の中でもエネ ルギ一の低い電子） は、 二次電子検出器 5 bによって検出される。 この 構成により、 ハイアングルの反射電子の中での特にエネルギーの高い 射電子とエネルギーの低い反射電子の弁別検出が可能になる。
また、 電圧制御手段 1 1 aにより二次電子変換電極 7に正の電圧を印 加し、 引き上げ電極 1 3の電圧 （電位） を二次電子変換電極 7の電圧 (電位） よりも低い値に制御すると、 反射電子 8 aの衝突によって発生 した二次電子 9 aは、 引き上げ電極 1 3 と二次電子変換電極 7 との間の 電界の作用によリニ次電子偏向器 1 2 aまで届かなくなって検出されな い。 よって二次電子 2 0が検出される状態を維持して、 試料からのロー アングル反射電子情報を有する二次電子 9 aを検出したり、 検出しなか つたりの選択を行うことができる。
なお、 この際、 試料から発生する二次電子 2 0は対物レンズ 4の収束 磁場の収束作用を受け、 ほぼ光軸に沿って電子源方向に向かって上昇す るので、 二次電子変換電極 7に吸引されることなく、 二次電子検出器 5 aで検出される。
また、 電圧制御手段 1 1 aによリニ次電子変換電極 7に負の電荷を印 加すると、 試料 6より発生する二次電子 2 0は、 二次電子変換電極 7の 負電位のために二次電子偏向器 1 2 aに届かず、 二次電子検出器 5 aに は検出されない。
このとき、 引き上げ電極 1 3の電位を二次電子変換電極 7の電位より も高い値に制御すれば、 二次電子変換電極 7から発生した二次電子 9 a は二次電子偏向器 1 2 aに到達して、 二次電子偏向器 1 2 aの作用で偏 向されて二次電子検出器 5 aに検出される。 したがって、 二次電子変換 電極 7 と引き上げ電極 1 3の電位を各々制御することにより、 試料から の二次電子 2 0とローアングル反射電子情報を有する二次電子 9 aとを 各々単独に検出したり、 あるいは合成して検出したりする選択が可能に なる。 ― 反射電子の中でも、 ローアングル成分は試料表面の凹凸情報を、 ハイ アングル成分は試料表面の組成情報をそれぞれ含んでいる。 また、 反射 電子のハイアングル成分の中でも、 エネルギーの高いものは試料の表面 よりの組成情報、 エネルギーの低いものは試料の内部よりの組成情報を それぞれ含んでいる。
これらの反射電子の各成分を分離， 選択検出することで、 凹凸コント ラストおよび組成コン トラス 卜の高い試料像を得ることが可能となる。 このように、 二次電子および反射電子の各成分の選択検出は、 二次電子 変換電極 7 と引き上げ電極 1 3， 二次電子偏向器 1 2にそれぞれ相対的 な電圧差が生じるよう電圧制御手段 1 1 により印加電圧を制御して行う。 そして、 二次電子 2 0および反射電子 8の検出信号は信号処理手段 1 4 によって、 信号選択されたり、 合成または色づけがなされ、 表示装置 1 5に^小-される。
なお、 二次電子変換電極 7は一次電子線 2の通過口を有する筒状に形 成され、 さらに電子源側の開口が大きくなつている。 そして筒状体の内 面が二次電子変換面になっている。
筒状に形成する理由は、 螺旋軌道を描いて飛散する口一アングルの反 射電子 8 a をより確実に捕捉するためである。
特開平 9— 17 179 1号公報ゃ特開平 8— 273569号公報に開示された二次電 子変換電極 （反射板） や検出器は、 電子線の光軸に対して垂直な方向に、 二次電子変換面や検出面が形成されているため、 螺旋軌道を描いて飛散 するローアングルの反射電子 8 aに対する検出範囲が狭くなる。 またこ れらの変換面や検出面を大きく形成するためには、 子顕微鏡の鏡筒の 径を大きく しなければならないが、 高真空を維持しなければならない電 子顕微鏡の鏡筒内空間を大きくすることは実質的に困難である。 ― 本発明の実施例のように二次電子変換電極を筒状に形成することで、 対物レンズの収束磁場の影響によつて螺旋軌道を描くローアングルの反 射電子の検出面を大きくすることができ、 検出効率を高めることができ る。
また電子源側の開口を大きく形成することで、 二次電子変換電極 7で 変換された二次電子 9 aを二次電子検出器 5 a側に導き易くするためで ある。
なお、 本発明の実施例装置は、 反射電子を、 二次電子変換電極に衝突 させ二次電子に変換し、 その二次電子を二次電子偏向器によって二次電 子検出器に偏向し検出している。 このように反射電子を二次電子に変換 してから検出する理由は、 反射電子を二次電子検出器に偏向 （吸引） す る程の強い電界を -次電子線に与えると一次電子線がエネルギー分散を 起こしてしまうからであり、 エネルギー分散を起こさないためには、 弱 い電界で電子を検出器に偏向 （吸引） する必要があるからである。
第 2図は、 本発明の原理をより詳細に説明するための二次電子変換電 極の配置例を示す図である。
一次電子ビーム 2の照射により試料 6より発生する反射電子は角度分 布をもっており、 発生角度により軌道が異なる。 試料から発生した反射 電子は、 対物レンズ磁場の影響下では螺旋軌道をと り、 対物レンズ磁場 の影響の小さくなつたところで、 螺旋軌道を離れていく。
試料から浅い角度で発生した反射電子 （ローアングル成分） は螺旋軌 道を離れた後、 対物レンズ磁路に衝突する軌道 （反射電子ローアングル 成分 8 a 1 ) や、 光軸から大きく離れた軌道 （反射電子ローアングル成 分 8 a 2 ) をとる。 この軌道上に二次電子変換電極 7 を配置することで、 ローアングル反射電子 8 a 1， 8 a 2 を、 二次電子変換電極への衝突に より発生する二次電子 9 a 1， 9 a 2 として、 二次電子検出器 5により 検出することができる。 試料から高い角度で発生するハイアングル反射 電子 8 bは、 対物レンズ磁場の影響を受けた後も光軸に近い軌道をとる ので、 二次電子検出器 5のさらに上方に配置された後述する検出手段に よって検出する。
第 3図は、 試料に一次電子線を照射したときの試料から発生する電子 の数とそのエネルギ一分布を示すグラフである。 反射電子の持つエネル ギ一は二次電子の持つエネルギーに比べ高く、 試料への衝突によるエネ ルギ一のロスが少ない。 そして反射電子の中でも、 ハイアングル成分の 方がロスが少なく、 口—アングル成分に対してエネルギー帯が高い。 こ れらの成分を分離選択検出することで、 試料表面の凹凸情報 （反射電子 のローアングル成分の検出信号に含まれる） や試料表面の組成情報 （反 射 ¾了-のハイアングル成分の検出 U に まれる） を高コン 卜ラス 卜で 得ることができる。
また、 反射電子のハイアングル成分のうち、 エネルギーが高いほど試 料表面に近い情報を含むので、 エネルギーの高い成分と低い成分とを分 離検出することで、 試料の表面よりと内部よりの 2種類の組成情報を高 コン トラス トで得ることができる。
第 4図は二次電子変換電極 7 (導電性の部材） を複数に分割しそれぞ れに電圧を印加する手段を配置した実施例である。 また、 本実施例では 二次電子変換電極 7の内側の光軸の回りに、 電子が透過可能なメッシュ 状の電極 1 6 を配置している。
一次電子線 2の照射によって試料 6よリ発生する反射電子 8 (ローァ ングル成分） は、 二次電子変換電極 7に衝突し、 二次電子 9 を発生させ る。 この時、 反射電子 8 a (ローアングル成分） の発生角度分布は試料"" の凹凸や傾斜によって変化し、 二次電子変換電極 7上の衝突位置分布も 変化する。 そこで、 本実施例のように二次電子変換電極 7 を複数に分割 ( 7 a〜 7 d， 7 a l 〜 7 a 2 ) し、 電圧印加手段 1 1 により二次電子 変換電極 7の電圧を電極 1 6の電圧に対して相対的に制御することによ つて、 反射電子 8の衝突によリニ次電子変換電極 7上で発生した二次電 子 9 を選択的に導入することができ、 凹凸や傾斜の強調された試料像を 得ることができる。
例えば、 二次電子変換電極 7 a 1 と二次電子変換電極 7 a 2において、 二次電子変換電極 7 a 1 に衝突する反射電子 7 a 1 のみを検出したいと きは、 電圧制御手段 1 1 により二次電子変換電極 7 a 2に印加する電圧 を電極 1 6の電圧より高く制御し、 二次電子変換電極 7 a 1 の電圧を電 極 1 6の電圧より低く制御する。
二次 ΐ2了-変換'電極 7 a 2上で究生する二次電了- 9 a 2は相対的な電位 差のため検出器方向に引き上げられないため検出されないが、 二次電子 変換電極 7 a 1上で発生する二次電子 9 a 1 は相対的な電位差 （電極 1 6の電圧よリニ次電子変換電極 7 a 1 の電圧の方が低い） のため検出 器方向に引き上げられ検出される。 また、 電極 1 6 を配置することによ り、 電極 7の各要素に異なる電圧を印加したときに、 光軸上に偏向電界 が発生するのを防止できる。
第 5図は、 二次電子偏向器より電子源 1側に二次電子変換電極 1 0を 配置し、 ハイアングルの反射電子を二次電子に変換することによリ検出 する実施例である。 電子源 1 より ¾生した一次電子ビーム 2は二段に配 置された偏向コイル 3 a , 3 bによって走査され、 対物レンズ 4によつ て試料 6上に収束される。
一次電子ビーム 2の照射によって、 試料 6からは二次電子 2 0およ IT 反射電子 8 a， 8 bが発生する。 試料から発生する反射電子のうち、 反 射電子 8 aは試料から浅い角度で発生したローアングル成分、 反射電子 8 bは試料から高い角度で発生したハイアングル成分である。
二次電子 2 0は、 対物レンズ 4で作られる磁場により電子源側に巻き 上げられて進行し、 二次電子偏向器 1 2によリニ次電子検出器 5側に偏 向されて二次電子検出器 5に検出される。
一方、 反射電子 8 a (ローアングル成分） は、 対物レンズ 4の上部に 配置された二次電子変換電極 7に衝突し二次電子 9 aを発生させる。 二 次電子 9 aは、 電圧印加手段 1 1 bによって正の電圧を印加された引き 上げ電極 1 3によって二次電子偏向器 1 2まで導かれ、 偏向されて、 二 次電子検出器 5によって検出される。 また、 反射電子 8 b (ハイアング ル成分） は二次電子偏向器 1 2の上部に配置された二次電子変換電極 1 0に衝突し、 RIじく二次電子 9 し を発生する。 二次電子 9 bは二次電 子偏向器 1 2により偏向されて、 二次電子検出器 5によって検出される。
ここで、 電圧制御手段 1 1 aにより二次電子変換電極 7に正の電圧を 印加し、 引き上げ電極 1 3の電圧 （電位） を二次電子変換電極 7の電圧 (電位） よりも低い値に制御すると、 反射'電子 8 aの衝突によって発生 した二次電子 9 aは、 引き上げ電極 1 3 と二次電子変換電極 7 との間の 電界の作用により二次電子偏向器 1 2まで届かなくなって検出されない ので、 二次電子 2 0が検出される状態を維持して、 試料からのローアン グル反射電子情報を有する二次電子 9 aを検出の要否選択ができる。 一方、 電圧制御手段 1 1 aによリニ次電子変換電極 7に負の電荷を印 加すると、 試料 6より発生する二次電子 2 0は、 二次電子変換電極 7の 負電位のために二次電子偏向器 1 2に届かず、 二次電子検出器 5には検 出されない。 このとき、 引き上げ電極 1 3の電位を二次電子変換電極 7— の電位よりも高い値に制御すれば、 二次電子変換電極 7から発生した二 次電子 9 aは二次電子偏向器 1 2に到達して、 二次電子偏向器 1 2の作 用で偏向されて二次電子検出器 5に検出される。 したがって、 二次電子 変換電極 7 と引き上げ電極 1 3の電位を各々制御することにより、 試料 からの二次電子 2 0とローアングル反射電子情報を有する二次電子 9 a とを各々単独に検出したり、 あるいは合成して検出したりする選択が可 能になる。
同様に、 電圧制御手段 1 1 dにより二次電子変換電極 1 0に正の電圧 を印加すると、 反射電子 8 bの衝突によって発生した二次電子 9 bは電 界の作用により二次電子偏向器 1 2まで届かず検出されないので、 二次 電子 2 0および二次電子 9 aと区別して検出することができる。 また、 二次電子変換電極 1 0 を真空外から出し入れ可能な構造にして、 ハイア ングル 射電子情報が必要でないときには、 二次 Ϊ2了-変換電極 1 0 を光 軸から遠ざけて反射電子が衝突しないようにしても、 ハイアングルの反 射電子情報の選択ができる。 この場合には二次電子変換電極 1 0の電圧 を制御する必要はなくなる。
このように二次電子変換電極 7 と引き上げ電極 1 3， 二次電子偏向器 1 2 , 二次電子変換電極 1 0にそれぞれ印加する電圧は、 それぞれの相 対的な電圧差が生じるよう電圧制御手段 1 1 によって制御される。 二次 電子検出器 5で検出された二次電子は電気信号に変換されたのち、 信号 処理手段 1 4 を経て表示装置 1 5に表示される。 本発明の実施例装¾によれば、 ハイアングルの反射電子， 口—アング ルの反射電子、 或いは二次電子を選択的に検出し、 当該電子に基づく試 料像を形成することが可能になる。 更にこれら電子の 2つ以上の組み合 わせによる試料像をも形成することが可能になる。 ― 以上、 本発明の実施例装置によれば、 焦点距離を長くすることなしに、 反射電子をその発生角度やエネルギーによって選択することができ、 組 成情報や形状情報などに分けて情報を得ることが可能になる。

Claims

請 求 の 範 囲
1 . 電子源と、 電子源から究生した一次電子線を試料上に走査する走査 偏向器と、 前記一次電子線を収束する収束磁場を試料上に形成する対物 レンズと、 一次電子線の照射により試料から発生する二次信号を偏向 検出する二次信号検出器を含み、 試料の二次元走査像を得る走査形電子 顕微鏡であって、 電子の衝突によって二次電子を発生する二次電子変換 電極を前記対物レンズよリ電子源側であり且つ前記二次信号検出器より 試料側に配置したことを特徴とする走査形電子顕微鏡。
2 . 請求項 1 において、 前記二次電子変換電極は、 前記一次電子線を通 過させる開口を有する筒状体であることを特徴とする走査形電子顕微鏡。
3 . 請求項 2において、 前記筒状体は前記電子源側の開口が大きく形成 されていることを特徴とする走査形電子顕微鏡。
4 . 請求項 2において、 前記筒状体は、 前記一次電子線の光軸方向、 及 び/又は前記光軸と垂直な方向に、 少なく とも 2つ以上の電極に分割さ れていることを特徴とする走査形電子顕微鏡。
5 . 請求項 4において、 筒状体を形成する各電極にはそれぞれ電圧印加 手段が接 されていることを特徴とする 查形電子-顕微鏡。
6 . 請求項 1 において、 前記二次信号検出器は前記二次信号を該二次電 子検出器に偏向する電界を形成する二次電子偏向器を備えてなることを 特徴とする走査形電子顕微鏡。
7 . 請求項 1 において、 前記二次電子変 電極より電子源側であり且つ 前記二次信号検出器より試料側に、 二次電子引出電極を配置したことを 特徴とする走査形電子顕微鏡。
8 . 請求項 1 において、 前記二次電子変換電極に正、 或いは負の電圧を 印加する手段を備えたことを特徴とする走査形電子顕微鏡。
9 . 請求項 1 において、 前記二次電子変換電極より電子源側であり且つ 前記二次信号検出器より試料側に配置される電極と、 当該電極及び前記 二次電子変換電極に正の電圧を印加する電圧印加手段を備え、 当該電圧 印加手段は前記二次電子変換電極に、 前記電極に印加される電圧より大— きな電圧を印加することを特徴とする走査形電子顕微鏡。
1 0 . 請求項 1 において、 前記二次電子変換電極と前記一次電子線の光 軸との間に配置される多孔電極と、 当該多孔電極と前記二次電子変換電 極に電圧を印加するための電圧印加手段を備えたことを特徴とする走査 形電子顕微鏡。
1 1 . 請求項 1 0において、 前記二次電子変換電極と前記多孔電極は前 記一次電子線を通過させる開口を有する筒状体であることを特徴とする 走査形電子顕微鏡。
1 2 . 請求項 1 1 において、 前記筒状体は前記電子源側の開口が大きく 形成されていることを特徴とする走査形電子顕微鏡。
1 3 . 電子源と、 電子源から発生した一次電子線を試料上に走査する走 查偏向器と、 h磁極と下磁極を有し、 その問に配置される試料に収束磁 場を形成する対物レンズと、 -次 線の照射によリ試料から^生する 二次信号を検出する二次信号検出器を含み、 試料の二次元走査像を得る 走査形電子顕微鏡であって、 反射電子の衝突によって二次電子を発生す る電極を前記対物レンズと前記二次電子検出器の間に配置したことを特 徴とする走査形電子顕微鏡。
1 4 . 電子源と、 電子源から発生した一次電子線を試料上に走査する走 査偏向器と、 上磁極と下磁極を有し、 上磁極と下磁極間の間隙が試料面 に向かって開放されている対物レンズと、 一次電子線の照射により試料 から発生する二次信号を検出する二次信号検出器を含み、 試料の二次元 走査像を得る走査形電子顕微鏡であって、 反射電子の衝突によって二次 電子を発生する電極を前記対物レンズと前記二次電子検出器の間に配置 したことを特徴とする走査形電子顕微鏡。
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