JPH01500940A - 走査電子顕微鏡及び試料の表面を電子顕微鏡的に像形成する方法 - 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】 電子　微　目　ガス　ｔ　社 発明の背景 走査電子顕微鏡及び一般に電子線（プローブ）を使用する器具は真空中で（約０ ．０００１ｍバール以Ｆの圧力）動作し、そしてこの器具により調べられる試料 はまた真空中に置かれる。真空中で試料を走査することは多くの問題を生ずる。

多くの生物試料は真空中で生存できない。湿性試料では鮮明な像が得られる前に その流体内容物が蒸発することが経験上知られる。不導電性試料は表面電荷を蓄 積し、これが試料の表面の細部をあいまいにしそして得られる像の分解度を低下 させる。

ガス状環境中で試料を検査できる環境 （Ｅｎｖｉｒｏｎｉｔｅｎｔａｌ　）走査電子顕微ｉｌｌ　（ＥＳＥＨ）は米国 特許第４，５９６．９２８号に記載される。しかしながら、このＥＳＥＨにおけ る主要な検出モードには後散乱した電子を検出するため種々のシンチレータ−検 出器を使用している。更に、ガス状環境のイオン化がすべてのイオン化信号に対 する検出ｖｉｒｉ！ｌとして使用されるＥＳＥＨ検出系が記載されている（Ｄａ ｎｉｌａｔｏｓ、　Ｍｉｃｒｏｎ、Ｈｉｃｒｏｓｃ、Ａｃｔａ１４：３０７−３ １８．１９８３）。

本発明の一目的は環境走査電子顕微鏡のための更に一般的かつ多目的装置を供す ることにる。

及Ｈａと４力 本発明は試料の陰極ルミネセント検出のための走査電子顕微鏡を供し、これは圧 力限定孔を有する真空エンベロープを含む。電子線源はこの真空エンベロープ内 に配置されかつ電子線を放出できる。焦点合せＭｌはこの真空エンベロープ内に 配置されかつ圧力限定孔を通して電子線源により放出される電子線を方向づける ことができる。電子線走査装置も真空エンベロープ内に配置されていて圧力限定 孔の直径を越えて電子線源により放出される電子線を走査することができる。試 料台装置は真空エンベロープの外に配置されかつ圧力限定孔と整合して試料を保 持することができて、このため試料から放射線が放出されることを引起こすよう にして電子線源から放出されかつ圧力限定孔を通して向けられる電子線に試料の 表面を露出するようになっている。本発明の走査顕微鏡は更にガス状媒体に包ま れた試料台装置を保つことができるガス封入装置を含み、このため試料台装置の しに配置された試料から放出された放射線で電子線源から放出された電子線にさ らされたものをガス状媒体のガス分子と接触させそしてこのガス分子に光子を放 出させることを引起こさせるようになっている。このガス状媒体のガス分子から 放出された光子を検出できる検出装置が設けである。

本発明はまた試料の表面を電子顕微鏡に像形成する方法を供し、これは試料をガ ス分子で取り囲むことそして放射線が試料の表面から放出されることを引起こす のに十分なエネルギーを有する電子線で試料の表面を走査することを含む。次に 試料の表面から放出された放射線と接触させられたガス分子から放出された光子 を検出するが、この光子は試料の表面から放出された放射線の８に比例する鑓で ガス分子から放出されたものである。次に試料の像は検出された光子の数に基づ いて形成される。

図の簡単な説明 第１図は特徴的な形で本発明を具体化する装置の略示断面図である。

発明の詳細な説明 本発明は走査電子顕微鏡を供する。更に特に第１図に言及すると、本発明は圧力 限定孔２を有する真空エンベロープ１を含む。この真空エンベロープ内に電子線 源３を配置し、これは電子線を放出することができる。真空エンベロープ内に焦 点合せ装置４を配置し、これは電子線源により放出される電子線を圧力限定孔を 通すように向けることができる。真空エンベロープ内に電子線走査装ｆｆ１５を また配置し、これは電子ａ源により放出される電子線を圧力限定孔の直径を越え て走査することができる。真空エンベロープの外に試料台装置８を配置し、これ は圧力限定孔と整合して試料を保つことができ、このため電子ｌｌｌ源から放出 されかつ圧力限定孔を通して方向づげられる電子線に試料の表面を露出でき、そ こで試料から放射線が放出されることを引起こす。この出願では、試料から放出 される“放射線”とは試料から放出される電子又は光子を意味する。

本発明の走査電子顕微鏡は更にガス状媒体で包まれた試料台装置を保つことがで きるガス封入装置７を含み、このため試料台装置の上に配置された試料から放出 されかつ電子線源から放出された電子線にさらされる放射線をガス状媒体のガス 分子と接触させ、そしてガス分子が光子を放出することを引起すことができる。

ガス状媒体のガス分子から放出された光子を検出できる検出器ｗ１８を設けであ る。

本発明の一員体例において、光子の波長は約１×１０　から約４Ｘ１０’メート ルの範囲内である。好ましくは、本発明のこの具体例では、検出装置はシンチレ ーションカウンター又はリチウムをドリフトしたシリコン検出器である。

本発明の別の具体例では、光子の波長は約４×１０−８から約７Ｘ１０’メート ルの範囲内である。好ましくは本発明のこの具体例では、この検出装置はホトマ ルチプライヤ−管又はホトダイオードである。

本発明のなお別の具体例では、光子の波長は約７×１０　から約２Ｘ１０’メー トルの範囲内である。好ましくは、本発明のこの具体例では、この検出装置はホ トマルチプライヤ−管又はホトダイオードである。

ガス状媒体は単一のガス又はガスの混合物である１本発明の一興体例では、この ガス状媒体は窒素を含む０本発明の別の具体例では、このガス状媒体はヘリウム を含む。

本発明はまた試料の表面を電子顕微鏡に像形成する方法を供し、これは試料をガ ス分子で取囲むこと、そして試料の表面から放射線が放出されるように十分なエ ネルギーを有する電子線で試料の表面を走査することを含む。

次に試料の表面から放出された放射線と接触させるガス分子から放出される光子 を検出し、この光子は試料の表面から放出される放射線の量に比例したｍでガス から放出される。次に試料の像が検出された光子の数に基づいて形成される。

本発明の一興体例では、光子の波長は約１Ｘ１０”から約４Ｘ１０−８メートル の範囲内である。好ましくは、本発明のこの具体例では、検出装置はシンチレー ションカウンター又はリチウムをドリフトしたシリコン検出器である。

本発明の別の具体例では、光子の波長は約４Ｘ１０’から約７Ｘ１０’メートル の範囲内である。好ましくは、本発明のこの具体例では、検出装置はホトマルチ フライヤー管又はホトダイオードである。

本発明のなお別の具体例では、光子の波長は約７×１０−７から約２Ｘ１０−４ メートルの範囲内である。好ましくは、本発明のこの具体例では、検出装置はホ トマルチプライヤ−又はホトダイオードである。

ガス状媒体は単一のガス又はガスの混合物である。本発明の一具体例では、この ガス状媒体は窒素を含む。本発明のなお別の具体例では、ガス状媒体はヘリウム を含む。

国＠調査報告

Claims (22)

【特許請求の範囲】
1. １．ａ）圧力限定孔を有する眞空エンベロープ；ｂ）眞空エンベロープ内に配電 されかつ電子線を放出できる電子線線； ｃ）眞空エンベロープ内に配置されかつ電子線源によつて放出さ打た電子線を圧 力限定孔を通して方向づけることができる焦点合せ装置； ｄ）眞空エンベロープ内に配置されかつ電子線源によつて放出された電子線を圧 力限定孔の直径を越えて走査できる電子線走査装置； ｅ）眞空エンベロープの外に配置されかつ圧力限定孔と整合して試料を保持でき 、このため試料の表面が電子線源から放出されかつ圧力限定孔を通して方向づけ られる電子線に露出させられて放射線が試料から放出されることを引起こすこと ができる試料台装置；ｆ）ガス状媒体に包まれた試料台装置を保つことができ、 このため試料台装置の上に配置される試料から放出されかつ電子線源から放出さ れた電子線にさらされる放射線をガス状媒体のガス分子と接触させ、そしてガス 分子が光子を放出することを引起こすガス封入装置；及び ｇ）ガス状媒体のガス分子から放出される光子を検出できる検出装置； を含む走査電子顕微鏡。
2. ２．光子の波長が約１×１０−１１から約４×１０−８メートルの範囲内である 、請求の範囲第１項の装置。
3. ３．検出装置がシンチレーションカウンターである、請求の範囲第２項の装置。
4. ４．検出装置がリチウムをドリフトしたシリコン検出器である、請求の範囲第２ 項の装置。
5. ５．光子の波長が約４×１０−８から約７×１０−７メートルの範囲内である、 請求の範囲第１項の装置。
6. ６．検出装置がホトマルチプライヤー管である、請求の範囲第５項の装置。
7. ７．検出装置がホトダイオードである、請求の範囲第５項の装置。
8. ８．光子の波長が約７×１０−７から約２×１０−４メートルである、請求の範 囲第１項の装置。
9. ９．検出装置がホトマルチプライヤー管である、請求の範囲第８項の装置。
10. １０．検出装置がホトダイオードである、請求の範囲第８項の装置。
11. １１．ガス状媒体が単一のガスを含む、請求の範囲第１項の装置。
12. １２．ガス状媒体がガスの混合物を含む、請求の範囲第１項の装置。
13. １３．ガス状媒体が窒素を含む、請求の範囲第１項の装置。
14. １４．ガス状媒体がヘリウムを含む、請求の範囲第１項の装置。
15. １５．ａ）試料をガス分子で取り囲むこと；ｂ）試料の表面か６放射線が放出さ れることを引起こすように十分なエネルギーを有する電子線で試料の表面を走査 すること； ｃ）試料の表面から、放出された放射線と接触したガス分子から放出される光子 を検出すること、この光子が試料の表面から放出された放射線の量に比例した量 でガス分子から放出されるものであること；そしてｄ）検出された光子の数に基 づいて試料の像を形成すること； を含む、試料の表面を電子顕微鏡に像形成する方法。
16. １６．光子の波長が約１×１０−１１から約４×１０−８メートルの範囲内であ る、請求の範囲第１５項の方法。
17. １７．光子の波長が約４×１０−８から約７×１０−７メートルの範囲内である 、請求の範囲第１５項の方法。
18. １８．光子の波長が約７×１０−７から約２×１０−４メートルの範囲内である 、請求の範囲第１５項の方法。
19. １９．ガス状媒体が単一のガスである。請求の範囲第１５項の方法。
20. ２０．ガス状媒体がガスの温合物である、請求の範囲第１５項の方法。
21. ２１．ガス状媒体が窒素を含む、請求の範囲第１５項の方法。
22. ２２．ガス状媒体がヘリウムを含む、請求の範囲第１５項の方法。