JPH04206131A - 電子に基づいて試料像を得る装置 - 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］ 本発明は光電子、熱電子顕微鏡のようなエミッション顕
微鏡や反射電子顕微鏡のような、試料面から出射された
電子のエネルギーが数１［１［１ｅＶ以下の電子に基づ
いて試料像を得る装置に関する。

［従来の技術］ 試料に紫外線を照射し、この照射によって試料から発生
した光電子を対物レンズに向けて加速し、対物レンズに
よって形成された像を更に他のレンズによって拡大して
試料の光電子像を得るようにした光電子顕微鏡は、電子
顕微鏡等からは得られない試料の表面状態を反映した像
を得ることができるため、種々の分野で利用されている
。

このような光電子顕微鏡においては、試料から発生した
光電子を対物レンズに向けて導くため、試料に負の高電
圧を印加するようにしている。

ところで、試料から発生した光電子のうち、光軸から大
きく外れた向きに放射された光電子をも像に寄与させる
と、対物レンズの収差により像のボケを大きくする。従
って、従来の光電子顕微鏡においては、前述した光軸か
ら大きく外れた向きに放射された光電子をカットするた
め、絞りを配置するようにしている。

「発明か解決しようとする課題Ｊ 前記絞りは接地電位にあり、一方、試料には前述のよう
に負の高圧か印加されているため、試料と絞り間の放電
を避けるため、前記絞りは接地電位にある対物レンズ電
極の近傍又はその後段に配置されていた。しかしながら
、このような絞りの配置位置は、対物レンズの後焦点面
より後段になるため、光軸から大きく外れた向きに放射
された光電子をカットすることはできるものの、像の視
野を必要以上に小さくしてしまう欠点かあった。

本発明はこのような従来の問題を解決し、前記放電を生
じることなく、最適な位置に前記絞りを配置することの
できる電子に基づいて試料像を得る装置を提供すること
を目的としている。

［課題を解決するための手段］ そのため本発明は、試料から放出又は反射された電子に
基づいて試料像を形成するための対物レンズと、該試料
からの電子を前記対物レンズに向けて加速する電場を生
じさせるための電圧印加手段と、試料からの前記電子の
うち光軸から大きく外れた電子をカットするための絞り
とを備えた電子に基づいて試料像を得る装置において、
前記絞りを前記対物絞りの後焦点面位置近傍に配置する
と共に、該絞りに前記加速電界中の該絞り位置における
電位に略等しい電位を与えるための手段を（ｆｆｉ工た
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は本発明の一実施例を示すためのものである。図中
１は対物レンズの電極であり接地電位に保たれている。

２は試料であり、試料２には電源３により負の高電圧か
印加されている。試料２には図示外の紫外線源より紫外
線ｈνか照射される。

４は絞りであり、絞り４は絞り移動機構５により移動で
きるようになっており、この移動により、その開口４ａ
の位置を２（光軸）方向及び２方向ニ垂直なｘ、ｙ方向
に調整できるようになっている。　第２図は絞り４の位
置と対物レンズとの関係を詳細に示すための部分拡大図
であり、図中第１図と同一の構成要素に対しては同一符
号を付している。前記試料２と対物レンズ電極１との間
には対物レンズ７か形成されており、第２図における符
号Ａが対物レンズ７の後焦点面を表している。

第２図においてＴで示した光電子の軌跡がら明らかなよ
うに、試料２の種々の点から発生し同方向に出射した光
電子は対物レンズの後焦点面Ａの位置でクロスオーバー
するため、絞り４はこの後焦点面位置に配置されている
。絞り４には第１図に示す可変電源８より電圧が印加さ
れているが、この電圧は以下のようなものである。すな
わち、試料２の近傍に対物レンズ７を形成し、試料２が
らの電子を対物レンズ７に導くため、試料２に負の高圧
が印加され、加速電界が形成されているが、絞り４が存
在しない場合の加速電界の電位分布か第２図の等電位線
６で示すようなものであるとき、絞り４には絞り４の位
置の電位に略等しい電位が与えられるようになっている
。

このような構成において、試料２に紫外線を照射すれば
、試料２より光電子が発生する。この光電子は対物レン
ズ７に向けて加速され、対物レンズ７で集束される。対
物レンズ７を通過した光電子のうち、光軸Ｃから大きく
外れた光電子は絞り４によりカットされるが、絞り４の
開口４ａを通過した光電子は結像面Ｓに試料像を形成す
る。この試料像は図示外の後段結像系によって更に拡大
される。

このような装置においては、絞り４は対物レンズ７の後
焦点面Ａに配置されているため、試料像の視野を必要以
上に小さくすることなく、光軸Ｃから大きく外れた光電
子カットしてこのような光電子か像に寄与しないように
している。従って広い視野の像でありながら、コントラ
ストの良好な像か得られるか、試料２には前述した電位
が与えられているため、絞り４が試料２の近傍に配置さ
れているにもかかわらず、試料２と絞り４との間に放電
が生じることはない。

又、絞りに与えられている電位は、絞りが存在しない場
合の加速電場の絞り位置の電位に略等しくなるように選
ばれているため、絞り４を入れたことにより生ずるレン
ズ電界の乱れと後焦点面の位置変化を最少限にとどめる
ことができ、像質を損なうことかない。

上述した実施例は本発明の一実施例に過ぎず、変形して
実施することかできる。

例えば上述した実施例においては、電源３とは別個に設
けた可変電源８により絞り４に電圧を印加するようにし
たか、電源３の出力端間に抵抗を接続し、この抵抗の所
定の位置から電圧を取り出して絞り４に印加するように
しても良い。

又、上述した実施例においては、対物レンズを電界型の
レンズとしたか、試料２に対して電極１とは反対の側に
もう一方の電極を設け、これら画電極を一対の磁極片と
しても兼用するようにしてレンズを電界と磁界の重畳さ
れた型のレンズとするようにしても良い。

又、上述した実施例においては、試料に高圧を印加する
ようにしたが、試料を接地電位とすると共にレンズ電極
に試料をレンズ側に向けて加速するための高圧を印加す
るようにしても良い。

又、上述した実施例においては、絞りを平板状に形成し
たが、よりレンズ電界を乱さぬように、等電位面の形状
に合わせて絞りを曲面で形成しても良い。

又、上述した実施例は、本発明を光電子顕微鏡に適用し
た例であったか、本発明は試料から熱電子を発生せしめ
、発生した熱電子を対物レンズ以下のレンズに導いて試
料像を得る熱電子顕微鏡や、試料に電子線やイオンビー
ム等を照射した際に試料より発生する二次電子に基づい
て試料像を形成する顕微鏡、更には、試料に電子線を照
射し、試料から反射した電子に基づいて像を形成する反
射電子顕微鏡等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、本発明においては、
前記絞りを前記対物絞りの後焦点面位置近傍に配置する
と共に、該絞りに前記加速電界中の該絞り位置の電位に
略等しい電位を与えるための手段を備えるようにしたた
め、最適な位置に前記絞りを配置することにより視野を
必要以上に小さくすることなくコントラストの良好な像
の取得を可能にすると共に、絞りと電極等との放電を防
くことかでき、且つ絞りを挿入することにより生するレ
ンズ電界の乱れと後焦点位置の移動を最小に抑えること
ができるため、良質の像の取得か可能になる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の全体図を示すためのもので
あり、第２図は第１図に示した一実施例装置の要部を示
すためのものである。 に対物レンズ電極　　２：試料 ３：電源　　　　　　　４：絞り ５：絞り移動機構　　　６二等電位線 ７：対物レンズ　　　　８：可変電源 Ａ：後焦点面　　　　　Ｔ：軌跡 Ｓ：結像面　　　　　　Ｃ：光軸

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 試料から放出又は反射された電子に基づいて試料像を形
   成するための対物レンズと、該試料からの電子を前記対
   物レンズに向けて加速する電場を生じさせるための電圧
   印加手段と、試料からの前記電子のうち光軸から大きく
   外れた電子をカットするための絞りとを備えた電子に基
   づいて試料像を得る装置において、前記絞りを前記対物
   絞りの後焦点面位置近傍に配置すると共に、該絞りに前
   記加速電界中の該絞り位置における電位に略等しい電位
   を与えるための手段を備えたことを特徴とする電子に基
   づいて試料像を得る装置。