JPH0616409B2 - 走査電子顕微鏡 - Google Patents
走査電子顕微鏡Info
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- JPH0616409B2 JPH0616409B2 JP61268519A JP26851986A JPH0616409B2 JP H0616409 B2 JPH0616409 B2 JP H0616409B2 JP 61268519 A JP61268519 A JP 61268519A JP 26851986 A JP26851986 A JP 26851986A JP H0616409 B2 JPH0616409 B2 JP H0616409B2
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- Japan
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- objective lens
- sample
- electron beam
- electron
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、高倍率の観察を目的とする走査電子顕微鏡
を低倍率にした場合に、電子レンズを制御することによ
って歪みがなく、かつＳ／Ｎ比のよい試料像の観察がで
きるようにした走査電子顕微鏡に関する。
を低倍率にした場合に、電子レンズを制御することによ
って歪みがなく、かつＳ／Ｎ比のよい試料像の観察がで
きるようにした走査電子顕微鏡に関する。
従来の走査電子顕微鏡は、例えば、第３図に示すよう
に、電子線１は、集束レンズ２、偏向コイル３、対物レ
ンズ４を通過して試料５の上に電子線１の微小スポット
を形成するようにして照射される。そして電子線１が走
査電源６により上記偏向コイル３で試料５の上を走査さ
れると、試料５からは二次電子が発生し、二次電子検出
器７で検出され、増幅器８で増幅されて、ＣＲＴ表示装
置９の陰極線管に入力される。表示装置９は偏向コイル
３を駆動する走査電源６と同期した偏向コイル６ａによ
って走査され、試料像を表示装置９上に表示する。高倍
率の観察を目的とする電子顕微鏡にあっては、対物レン
ズ４の下極面と試料５との距離（ワーキングディスタン
ス、以下Ｗ．Ｄ．という）を短くするため、二次電子検
出器７は対物レンズ４の上部に配置されている。
に、電子線１は、集束レンズ２、偏向コイル３、対物レ
ンズ４を通過して試料５の上に電子線１の微小スポット
を形成するようにして照射される。そして電子線１が走
査電源６により上記偏向コイル３で試料５の上を走査さ
れると、試料５からは二次電子が発生し、二次電子検出
器７で検出され、増幅器８で増幅されて、ＣＲＴ表示装
置９の陰極線管に入力される。表示装置９は偏向コイル
３を駆動する走査電源６と同期した偏向コイル６ａによ
って走査され、試料像を表示装置９上に表示する。高倍
率の観察を目的とする電子顕微鏡にあっては、対物レン
ズ４の下極面と試料５との距離（ワーキングディスタン
ス、以下Ｗ．Ｄ．という）を短くするため、二次電子検
出器７は対物レンズ４の上部に配置されている。
このように高倍率の走査電子顕微鏡に於ては、高倍率で
高い分解能を得るために、一般には対物レンズを短焦点
とし、Ｗ．Ｄ．を短くしてある。よってこの顕微鏡で倍
率を低くして観察しようとすると、試料上の走査範囲を
広く取らなければならなくなるため電子線１の偏向角θ
が大きくなり、従って対物レンズの収差による偏向角に
基づく歪やボケが生じて、正確な観察ができなくなる。
一般的に倍率が５００倍以下になると、画像に上記の歪
やボケが生じて観察ができないという問題点があった。
高い分解能を得るために、一般には対物レンズを短焦点
とし、Ｗ．Ｄ．を短くしてある。よってこの顕微鏡で倍
率を低くして観察しようとすると、試料上の走査範囲を
広く取らなければならなくなるため電子線１の偏向角θ
が大きくなり、従って対物レンズの収差による偏向角に
基づく歪やボケが生じて、正確な観察ができなくなる。
一般的に倍率が５００倍以下になると、画像に上記の歪
やボケが生じて観察ができないという問題点があった。
この発明は、Ｗ．Ｄ．の短い高倍率の電子顕微鏡に於て
も、数百倍以下の低倍率に変換した場合に、歪やボケが
なく、かつＳ／Ｎ比もよい試料像を得ることができる走
査電子顕微鏡を提供することをその目的とする。
も、数百倍以下の低倍率に変換した場合に、歪やボケが
なく、かつＳ／Ｎ比もよい試料像を得ることができる走
査電子顕微鏡を提供することをその目的とする。
この目的を達成するために本発明にあっては、電子線を
集束する集束レンズと、集束された電子線を偏向する偏
向コイルと、偏向された電子線を試料上に集束させる対
物レンズとを有する走査電子顕微鏡に於て、倍率を切換
える倍率切換手段と、倍率を予め定められた一定値より
低い倍率に切換えた場合に対物レンズの作動をオフする
対物レンズ制御手段と、該対物レンズを除外したレンズ
系により前記試料上に電子線の微小スポットを形成する
ように制御する電子線制御手段と、前記対物レンズ内に
置かれて該試料より発生する二次電子を引出す二次電子
引出電極と、前記倍率切換手段からの切換信号と同期し
て前記二次電子引出電極に電圧を印加すると共に二次電
子の検出状況に応じて該電圧を制御する二次電子引出電
極制御手段とを設けることとしたものである。
集束する集束レンズと、集束された電子線を偏向する偏
向コイルと、偏向された電子線を試料上に集束させる対
物レンズとを有する走査電子顕微鏡に於て、倍率を切換
える倍率切換手段と、倍率を予め定められた一定値より
低い倍率に切換えた場合に対物レンズの作動をオフする
対物レンズ制御手段と、該対物レンズを除外したレンズ
系により前記試料上に電子線の微小スポットを形成する
ように制御する電子線制御手段と、前記対物レンズ内に
置かれて該試料より発生する二次電子を引出す二次電子
引出電極と、前記倍率切換手段からの切換信号と同期し
て前記二次電子引出電極に電圧を印加すると共に二次電
子の検出状況に応じて該電圧を制御する二次電子引出電
極制御手段とを設けることとしたものである。
この走査電子顕微鏡を高倍率で使用するときには対物レ
ンズを使用するが、低倍率で使用するときは対物レンズ
の作動をオフとし、対物レンズを除外したレンズ系によ
って試料上に電子線の微小スポットを形成するようにレ
ンズ系を制御する。そして倍率を低倍率に切換える切換
信号と同期して、対物レンズ内の前記二次電子引出電極
に電圧を印加し、試料から発生する二次電子を引出し
て、二次電子検出装置に捕捉されるようにすると共に、
二次電子の検出状況に応じて前記二次電子引出電圧を二
次電子引出電極制御手段によって制御する。
ンズを使用するが、低倍率で使用するときは対物レンズ
の作動をオフとし、対物レンズを除外したレンズ系によ
って試料上に電子線の微小スポットを形成するようにレ
ンズ系を制御する。そして倍率を低倍率に切換える切換
信号と同期して、対物レンズ内の前記二次電子引出電極
に電圧を印加し、試料から発生する二次電子を引出し
て、二次電子検出装置に捕捉されるようにすると共に、
二次電子の検出状況に応じて前記二次電子引出電圧を二
次電子引出電極制御手段によって制御する。
以下、この発明の実施例を図面に基づいて説明する。
第１図、第２図は本発明の一実施例を示す構成図であ
る。第１図は低倍率で、第２図は高倍率で観測している
場合を示し、集束レンズ２、偏向コイル３、対物レンズ
４、試料５、走査電源６、二次電子検出装置７、増幅器
８、ＣＲＴ表示装置９は第３図の場合とほぼ同様な構成
で作用をするので、同一部材は同一符号をもって示す。
１０は観察したい倍率に切換えるための倍率切換装置で
あり、倍率設定装置１１で予め任意の倍率に設定してお
くと、倍率切換装置１０で倍率を切換えたときに予め設
定した倍率以下になると制御信号を発生するものであ
る。この制御信号は、対物レンズ駆動装置１２をオンオ
フするための対物レンズ制御装置１３と、集束レンズ駆
動装置１４の作動を制御する集束レンズ制御装置１５
と、後述の電極制御装置１８とに入力する。倍率を倍率
設定装置１１によって設定された倍率より低倍率にした
場合は、対物レンズ制御装置１３により対物レンズ駆動
装置１２はオフとなり、集束レンズ制御装置１５により
集束レンズ駆動装置１４が、対物レンズを除外したレン
ズ系（ここでは集束レンズ２のみ）により試料５の上に
電子線の微小スポットを形成するように制御される。ま
た本実施例ではＷ．Ｄ．を短くするため、二次電子検出
装置７は対物レンズ４の上方の、試料５から離れたとこ
ろに置かれている。そして低倍率のときは対物レンズ４
はオフとなっていて対物レンズによる磁場がなく、二次
電子は対物レンズ４の上方へ引上げられないので、検出
装置７に捕捉される二次電子は弱いものとなる。そこで
対物レンズ４の中に、試料５より発生する二次電子を引
出す為のメッシュ状の二次電子引出電極１６を設け、二
次電子引出電極用電源１７を二次電子引出電極１６に接
続する。そして低倍率のとき電源１７の電圧を制御して
二次電子引出電極１６に電圧を印加する、前述の電極制
御装置１８が倍率切換装置１０に接続される。
る。第１図は低倍率で、第２図は高倍率で観測している
場合を示し、集束レンズ２、偏向コイル３、対物レンズ
４、試料５、走査電源６、二次電子検出装置７、増幅器
８、ＣＲＴ表示装置９は第３図の場合とほぼ同様な構成
で作用をするので、同一部材は同一符号をもって示す。
１０は観察したい倍率に切換えるための倍率切換装置で
あり、倍率設定装置１１で予め任意の倍率に設定してお
くと、倍率切換装置１０で倍率を切換えたときに予め設
定した倍率以下になると制御信号を発生するものであ
る。この制御信号は、対物レンズ駆動装置１２をオンオ
フするための対物レンズ制御装置１３と、集束レンズ駆
動装置１４の作動を制御する集束レンズ制御装置１５
と、後述の電極制御装置１８とに入力する。倍率を倍率
設定装置１１によって設定された倍率より低倍率にした
場合は、対物レンズ制御装置１３により対物レンズ駆動
装置１２はオフとなり、集束レンズ制御装置１５により
集束レンズ駆動装置１４が、対物レンズを除外したレン
ズ系（ここでは集束レンズ２のみ）により試料５の上に
電子線の微小スポットを形成するように制御される。ま
た本実施例ではＷ．Ｄ．を短くするため、二次電子検出
装置７は対物レンズ４の上方の、試料５から離れたとこ
ろに置かれている。そして低倍率のときは対物レンズ４
はオフとなっていて対物レンズによる磁場がなく、二次
電子は対物レンズ４の上方へ引上げられないので、検出
装置７に捕捉される二次電子は弱いものとなる。そこで
対物レンズ４の中に、試料５より発生する二次電子を引
出す為のメッシュ状の二次電子引出電極１６を設け、二
次電子引出電極用電源１７を二次電子引出電極１６に接
続する。そして低倍率のとき電源１７の電圧を制御して
二次電子引出電極１６に電圧を印加する、前述の電極制
御装置１８が倍率切換装置１０に接続される。
走査電子顕微鏡を倍率設定装置１１によって設定した倍
率以上の高倍率で使用するときは、倍率切換装置１０の
切換えによって、自動的に高倍率の観察状態になるよう
各制御装置１３、１５、１８により制御され、第２図に
示すようになる。ここでは対物レンズ制御装置１３によ
り、対物レンズ駆動装置１２を励磁して対物レンズ４を
作動させ、同時に集束レンズ駆動装置１４を制御して電
子線を集束させ、電子線を試料５に照射して偏向コイル
３によって走査される。この場合Ｗ．Ｄ．は短いが、走
査範囲が狭いので偏向角は小さく歪は発生しない。また
メッシュ状の二次電子引出電極１６は、電極制御装置１
８により試料５と同電位に制御されているから、試料５
から発生した二次電子は対物レンズ４の磁場により、二
次電子検出装置７に導入される。
率以上の高倍率で使用するときは、倍率切換装置１０の
切換えによって、自動的に高倍率の観察状態になるよう
各制御装置１３、１５、１８により制御され、第２図に
示すようになる。ここでは対物レンズ制御装置１３によ
り、対物レンズ駆動装置１２を励磁して対物レンズ４を
作動させ、同時に集束レンズ駆動装置１４を制御して電
子線を集束させ、電子線を試料５に照射して偏向コイル
３によって走査される。この場合Ｗ．Ｄ．は短いが、走
査範囲が狭いので偏向角は小さく歪は発生しない。また
メッシュ状の二次電子引出電極１６は、電極制御装置１
８により試料５と同電位に制御されているから、試料５
から発生した二次電子は対物レンズ４の磁場により、二
次電子検出装置７に導入される。
低倍像の観察をする場合は、倍率切換装置１０を順次低
倍に切換え、倍率設定装置１１に予め設定した倍率以下
になると、倍率切換装置１０から各制御装置１３、１
５、１８に制御信号が、自動的に送られ、低倍率の観察
状態（第１図の電子線の状態）に制御される。すなわち
対物レンズ制御装置１３により対物レンズ駆動装置１２
が制御されて対物レンズ４はオフとなって作動せず、集
束レンズ駆動装置１４は集束レンズ制御装置１５により
制御されて、集束レンズ２のみによって試料５上に電子
線１の微小スポットを形成する。さらに、対物レンズ４
内のメッシュ状二次電子引出電極１６は、電極用電源１
７から正の電圧を印加するように電極制御装置１８によ
り制御されているから、試料５から発生した二次電子は
二次電子引出電極１６に引上げられて、二次電子検出装
置７に検出される。
倍に切換え、倍率設定装置１１に予め設定した倍率以下
になると、倍率切換装置１０から各制御装置１３、１
５、１８に制御信号が、自動的に送られ、低倍率の観察
状態（第１図の電子線の状態）に制御される。すなわち
対物レンズ制御装置１３により対物レンズ駆動装置１２
が制御されて対物レンズ４はオフとなって作動せず、集
束レンズ駆動装置１４は集束レンズ制御装置１５により
制御されて、集束レンズ２のみによって試料５上に電子
線１の微小スポットを形成する。さらに、対物レンズ４
内のメッシュ状二次電子引出電極１６は、電極用電源１
７から正の電圧を印加するように電極制御装置１８によ
り制御されているから、試料５から発生した二次電子は
二次電子引出電極１６に引上げられて、二次電子検出装
置７に検出される。
メッシュ状の二次電子引出電極１６に印加する電圧は、
試料５の材質や、二次電子の検出状況に応じて可変する
ことができるから、極めてＳ／Ｎ比のよい試料像を観察
することができる。
試料５の材質や、二次電子の検出状況に応じて可変する
ことができるから、極めてＳ／Ｎ比のよい試料像を観察
することができる。
本実施例の装置はこのような作用を有するため、倍率を
低くして、試料上の走査範囲が広くなっても、集束レン
ズと試料５との距離が長いので、電子線１の偏向角が小
さく、従って偏向角に基く歪やボケのない正しい観察が
できるようになる。また二次電子引出電極１６に正の電
圧が印加されて、試料５から発生する二次電子が引出さ
れるから、十分明瞭な試料像が得られる。
低くして、試料上の走査範囲が広くなっても、集束レン
ズと試料５との距離が長いので、電子線１の偏向角が小
さく、従って偏向角に基く歪やボケのない正しい観察が
できるようになる。また二次電子引出電極１６に正の電
圧が印加されて、試料５から発生する二次電子が引出さ
れるから、十分明瞭な試料像が得られる。
この発明は上記のような構成と作用を有するので、高倍
率の観察を目的とする走査電子顕微鏡の倍率を、従来画
像として見られないような低倍率にした場合も、常に歪
のない明瞭な試料像を得ることができる。さらに低倍率
から高倍率までを連続して観察できるから材料上の観察
したい位置を容易に見つけ出すことができる。また低倍
率の場合の焦点深度が大きいため立体感のある試料像が
得られるので、光学顕微鏡との対比が正確にできる等の
利点がある。よって電子顕微鏡が使い易いものとなり、
利用価値が向上する。
率の観察を目的とする走査電子顕微鏡の倍率を、従来画
像として見られないような低倍率にした場合も、常に歪
のない明瞭な試料像を得ることができる。さらに低倍率
から高倍率までを連続して観察できるから材料上の観察
したい位置を容易に見つけ出すことができる。また低倍
率の場合の焦点深度が大きいため立体感のある試料像が
得られるので、光学顕微鏡との対比が正確にできる等の
利点がある。よって電子顕微鏡が使い易いものとなり、
利用価値が向上する。
第１図は本発明の実施例で倍率を低倍率とした場合の構
成図、第２図は高倍率とした場合の構成図、第３図は従
来の高倍率の走査電子顕微鏡の構成図である。 １……電子線 ２……集束レンズ（電子線制御手段） ３……偏向コイル ４……対物レンズ ５……試料 １０……倍率切換装置 １１……倍率設定装置 １２……対物レンズ駆動装置 １３……対物レンズ制御装置 １４……集束レンズ駆動装置 １５……集束レンズ制御装置 １６……二次電子引出電極 １７……二次電子引出電極用電源 １８……電極制御装置
成図、第２図は高倍率とした場合の構成図、第３図は従
来の高倍率の走査電子顕微鏡の構成図である。 １……電子線 ２……集束レンズ（電子線制御手段） ３……偏向コイル ４……対物レンズ ５……試料 １０……倍率切換装置 １１……倍率設定装置 １２……対物レンズ駆動装置 １３……対物レンズ制御装置 １４……集束レンズ駆動装置 １５……集束レンズ制御装置 １６……二次電子引出電極 １７……二次電子引出電極用電源 １８……電極制御装置
Claims (1)
- 【請求項１】電子線を集束する集束レンズと、集束され
た電子線を偏向する偏向コイルと、偏向された電子線を
試料上に集束させる対物レンズとを有する走査電子顕微
鏡において、 倍率を切換える倍率切換手段と、倍率を予め定められた
一定値より低い倍率に切換えた場合に対物レンズの作動
をオフする対物レンズ制御手段と、該対物レンズを除外
したレンズ系により前記試料上に電子線の微小スポット
を形成するように制御する電子線制御手段と、前記対物
レンズ内に置かれて該試料より発生する二次電子を引出
す二次電子引出電極と、前記倍率切換手段からの切換信
号と同期して前記二次電子引出電極に電圧を印加すると
共に二次電子の検出状況に応じて該電圧を制御する二次
電子引出電極制御手段とを設けたことを特徴とする走査
電子顕微鏡。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61268519A JPH0616409B2 (ja) | 1986-11-13 | 1986-11-13 | 走査電子顕微鏡 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61268519A JPH0616409B2 (ja) | 1986-11-13 | 1986-11-13 | 走査電子顕微鏡 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63218135A JPS63218135A (ja) | 1988-09-12 |
| JPH0616409B2 true JPH0616409B2 (ja) | 1994-03-02 |
Family
ID=17459643
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61268519A Expired - Fee Related JPH0616409B2 (ja) | 1986-11-13 | 1986-11-13 | 走査電子顕微鏡 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0616409B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2012018812A (ja) * | 2010-07-08 | 2012-01-26 | Keyence Corp | 拡大観察装置及び拡大観察方法、拡大観察用プログラム並びにコンピュータで読み取り可能な記録媒体 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5853468B2 (ja) * | 1978-01-18 | 1983-11-29 | 日本電子株式会社 | 走査電子顕微鏡 |
| JPS60189149A (ja) * | 1984-03-05 | 1985-09-26 | Hitachi Ltd | エネルギ−分析装置 |
-
1986
- 1986-11-13 JP JP61268519A patent/JPH0616409B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS63218135A (ja) | 1988-09-12 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |