JPH01186743A - 電界放射型走査電子顕微鏡 - 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］ 本発明は電界放射型走査電子顕微鏡において、特に電界
放射型電子銃よりの電子線の変動を補正して鮮明な試料
像を得るようにした装置に関する。

［従来技術］ 電界放射型電子銃（以下ＦＥＧと略す）を搭載した走査
電子顕微鏡では、ＦＥＧから放射される電子線強度、即
ち、全放射電流は時間と共に変化するので、第４図に示
すように構成して電子線強度の変化に伴う試料像への影
響を防止している。

第４図において、１はＦＥＧで、該ＦＥＧより放射され
る１次電子線２は収束レンズ３によって細く集束される
と共に偏向コイル４によって試料５上を２次元的に走査
する。６はＦＥＧＩと試料５の間の電子線通路（光軸上
）に配置された第５図に示すような絞り状に形成された
電子線通過孔６ａを有する電子線検出器で、該電子線検
出器６によって試料５に照射される１次電子線２の極く
周辺部の電子線２ａが検出される。この検出信号は、電
流増幅器７を介してプローブ電流信号Ｐとして割算回路
８に送られる。一方、１次電子線２の試料５への照射に
伴う例えば２次電子ｅは、２次電子検出器９によって検
出され増幅器１０によって増幅された後、映像信号Ｓと
して前記割算回路８に送られる。ここで、プローブ電流
信号強度Ｐが、試料５に照射される１次電子線２の強度
に経時的に同じ比例定数で比例しているものとすれば、
雨検出器よりの信号を割算回路８に入力して比（Ｓ／Ｐ
）を求め、この信号を走査信号発生回路１２より走査信
号が供給される陰極線管１１にこの比信号に基づいて像
を表示すれば、映像信号Ｓに含まれる１次電子線強度の
変化はキャンセルされて試料像上に現われない。

［発明が解決しようとする問題点］ ところでこの様に構成された装置では、電子線検出器６
で検出されるのは前述したように１次電子線２の周辺部
のみの電子線２ａであり、電子線２ａの強度変化をもっ
て、試料５に照射される中心部の電子線の強度変化に等
しいとしている。ところが、電界放射電子銃のエミッシ
ョンパターンが経時的に変化するため、実際には１次電
子線２の中心部と周辺部における電流量の比は経時的に
変化してしまう。そのため、正しく１次電子線の強度変
化（ノイズ）をキャンセルすることができず鮮明な試料
像を得ることができない。又、この様な装置では、電子
線検出器６の電子線通過孔６ａを光軸上に正しく配置す
ることが必要であるが、電子線検出器６を光軸上に正し
く配置する作業は繁雑である。更に、１次電子線２の周
辺部のみのプローブ電流を検出するので、検出電流が微
弱であるためＳ／Ｎ比が悪く、このような信号では、１
次電子線の強度変化を高精度にキャンセルすることがで
きず鮮明な試料像を得ることができない。

本発明は、以上の点に鑑みなされたもので、１次電子線
強度の変化をキャンセルして鮮明な試料像が得られる電
界放射型走査電子顕微鏡微鏡を提供することを目的とし
いる。

［問題点を解決するための手段］ 本目的を達成するための本発明は、電子線を電界放射す
る電界放射型電子銃と、前記電子線により試料上を走査
して得られるその試料よりの情報を検出する情報検出手
段と、該電界放射型電子銃よりの電子線電流の変動を検
出するために走査信号の帰線期間中に光軸外へ前記電子
線を偏向するための偏向手段と、該偏向手段によって光
軸外に偏向された電子線の強度を検出するための電子線
検出手段と、該電子線検出手段によって検出された信号
を一時的に記憶するための記憶手段と、前記記憶手段よ
りの信号と前記情報検出手段よりの信号とに基づいて前
記電子線の変動による前記情報信号の変動を補正するた
めの手段とを備えたことを特徴としている。

［実施例］ 以下本発明の実施例を図面を用いて詳述する。

第１図は本発明の一実施例の概略構成図であり、第４図
の従来装置と同一構成要素には同一番号が付されている
。第１図において、１３はＦＥＧＩより放射された１次
電子線２を第２図（イ）に示す走査信号の帰線期間（ｔ
ｌ）中に光軸外へ偏向するための偏向器で、該偏向器１
３にはスイッチ１４を介して直流電源１５より偏向電圧
が印加される。又、前記スイッチ１４には、走査信号発
生回路１２より第２図（ロ）に示すような帰線期間に同
期したスイッチング信号が供給されているため、該スイ
ッチ１４はこの帰線信号に同期してスイッチの開閉動作
を行なう。１６は光軸外に配置された電子線検出器であ
り、前記スイッチ１４が帰線信号に同期して開閉すると
、偏向器１３には、この信号に同期して直流電源１５よ
り電圧が印加される。そのため、１次電子線２は第１図
に点線で示すように光軸外に偏向され、この先軸外に偏
向された１次電子線２の電子線強度が電子線検出Ｗ１６
によって検出される。この電子線検出１３によって検出
された信号は、電流／電圧変換器と増幅回路より構成さ
れた増幅器１７で増幅された後、サンプルアンドホール
ド回路１８によって一定時間ホールドされてプローブ電
流信号Ｐ′として割算回路８に送られる。該割算回路８
には２次電子検出器９によって検出された試料５よりの
映像信号Ｓも供給されているため、該割算回路８によっ
て演算（Ｓ／Ｐ　ｉされて陰極線管１１に供給され試料
像として表示される。

ところで、この様に構成された装置では、試料５に照射
される１次電子線２の電子線強度が偏向器１３によって
帰線期間だけ偏向されて前記電子線検出器１６により検
出されるが、該電子線検出器１６によって検出される１
次電子線２の電子線強度は、試料５に照射される１次電
子線２の電子線強度そのものであるため、映像信号Ｓは
プローブ電流信号Ｐ′に経時的に同じ比例定数で比例し
ていることとなる。従って、該割算回路８により信号を
陰極線管１１に表示すれば、エミッシジンパターンの変
動にかかわらず１次電子線２の強度変化をほとんどキャ
ンセルした鮮明な試料像が表示される。又、従来装置の
様に試料５に照射される１次電子線２の極く周辺の電子
線のみを検出するのではなく、試料５に照射される１次
電子線２そのものを電子線強度モニター用として検出す
るようにしているため、この充分な強度の信号に基づい
て１次電子線変動に対する補正を高精度に行うことがで
きる。又、この様に構成された装置では、従来装置のよ
うに電子線検出器を光軸上に配置していないため、繁雑
な軸合せ等の作業を行なう必要はない。

第３図は本発明の他の実施例を説明するための図である
。第１図の実施例装置では、偏向器１３によって１次電
子線２を偏向し、光軸外に配置された電子線検出器１６
によって試料５に照射される１次電子線２そのものを検
出するようにしたが、第３図に示すように偏向器１９の
一方の偏向板を電子線検出器１９ａとして使用できるよ
うにすると共に、該１次電子線２をより強く曲げるよう
にする。この偏向によって、１次電子線２は第３図に点
線で示すように偏向され電子線検出器１９ａによってプ
ローブ電流信号として検出される。従って、この様に構
成された装置においても、電子線変動の取り除かれた映
像信号が陰極線管１１に入力されるため、陰極線管１１
には１次電子線の強度変化をキャンセルした鮮明な試料
像が表示される。

［発明の効果］ 以上詳述したように本発明によれば、試料に照射される
１次電子線を帰線期間中に偏向して補正信号として検出
するようにしたので、１次電子線の強度変化をキャンセ
ルした鮮明な試料像得ることのできる電界放射型走査電
子顕微鏡が提供される。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の概略構成図、第２図は本発
明を説明するための図、第３図は本発明の他の実施例を
説明するための図、第４図は従来例を説明するための図
、第５図は従来装置の電子線検出器を説明するための図
である。 １：ＦＥＧ、２：１次電子線、３：集束レンズ、４：偏
向コイル、５：試料、８：割算回路、９：２次電子検出
器、１０：増幅器、１１：陰極線管、１２：走査信号発
生回路、１３：偏向器、１４：スイッチ、１５：直流電
源、１６：電子線検出器、１７：増幅器、１８：サンプ
ルアンドホールド回路。１９：偏向器、１９ａ　二電子
線検出器。 特許出願人　　　日本電子株式会社 第１図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）電子線を電界放射する電界放射型電子銃と、前記電
   子線により試料上を走査して得られるその試料よりの情
   報を検出する情報検出手段と、該電界放射型電子銃より
   の電子線電流の変動を検出するために走査信号の帰線期
   間中に光軸外へ前記電子線を偏向するための偏向手段と
   、該偏向手段によって光軸外に偏向された電子線の強度
   を検出するための電子線検出手段と、該電子線検出手段
   によって検出された信号を一時的に記憶するための記憶
   手段と、前記記憶手段よりの信号と前記情報検出手段よ
   りの信号とに基づいて前記電子線の変動による前記情報
   信号の変動を補正するための手段とを備えた電界放射型
   走査電子顕微鏡。 ２）前記電子線を偏向するための偏向手段と前記電子線
   検出手段とが兼ねられていることを特徴とする特許請求
   の範囲第１項に記載の電界放射型走査電子顕微鏡微鏡。