JPH06267477A - 走査形電子顕微鏡 - Google Patents
走査形電子顕微鏡Info
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- JPH06267477A JPH06267477A JP5053570A JP5357093A JPH06267477A JP H06267477 A JPH06267477 A JP H06267477A JP 5053570 A JP5053570 A JP 5053570A JP 5357093 A JP5357093 A JP 5357093A JP H06267477 A JPH06267477 A JP H06267477A
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- deflection
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- scanning electron
- deflector
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Abstract
較的短い状態で極低倍の観察ができる走査形電子顕微鏡
を提供することにある。 【構成】一次電子線を細く絞って試料に照射するための
集束レンズ系と、一次電子線を試料上で二次元的に走査
するために光軸上の二箇所に配置した二段偏向器を具備
した電子光学系、および、試料から発生する二次電子を
検出して試料の拡大像を表示する表示手段とからなる走
査形電子顕微鏡において、二段の偏向器による偏向支点
の位置を偏向器より下部(試料側)で少なくとも二段階
に切り換えて使用する走査形電子顕微鏡。
Description
極低倍率像を得るのに好適な走査電子顕微鏡及びその類
似装置に関する。
おける像の歪を防ぐために、対物レンズの上部(電子源
側)に二段の偏向コイルを配置して、一次電子線の偏向
支点が対物レンズ主面近傍になるように二段偏向コイル
の巻き数比(偏向比)を設定している。一般に、走査電
子顕微鏡における像倍率は、試料上での一次電子線の偏
向量に反比例する。したがって、試料上での一次電子線
偏向量が大きい程、低倍率観察ができる。しかし、偏向
支点を対物レンズ主面近傍に設定しているため、偏向量
は対物レンズの主面から試料までの距離、即ち、対物レ
ンズの焦点距離で決まってしまう。そのため、例えば、
数十倍以下の極低倍率の像を表示するには、試料と対物
レンズの距離(ワーキングディスタンス)を30mm〜4
0mmと、かなり長くして使用する必要があった。一方、
試料をレンズ磁界中に配置する、いわゆるインレンズ方
式の走査電子顕微鏡では、Scanning Microscopy(Vol.
1,No.3,1987年,901−909頁)に記載
のように、対物レンズの焦点距離が非常に短いため、通
常の二段偏向方式では、250倍以下の低倍率が得られ
ない。そのため、低倍率像を表示するときには、対物レ
ンズの励磁をOFFまたは、弱励磁状態にして、偏向コ
イルを一段で用いて試料上での偏向量を大きくしてい
た。しかし、この場合においても、対物レンズの磁極の
穴で視野が制限され、極低倍が得られない問題があっ
た。
た従来技術の欠点をなくし、ワーキングディスタンスが
比較的短い状態で極低倍の観察ができる走査電子顕微鏡
を提供することにある。
に、本発明では通常の高倍率で使用するときと極低倍率
で使用するときとで偏向支点の位置を変えて、極低倍率
を得るときには、偏向支点を通常の使用位置(対物レン
ズの主面近傍)より電子源側に移動させた最適条件にす
る。偏向支点を変えるには、二段偏向器の偏向比を変え
る必要があるが、このために、二段偏向器のいずれか一
方の偏向器に補助偏向器を付加するか、あるいは、二段
偏向器の駆動回路を独立にして、各偏向器の偏向信号比
を可変にしている。前述の如く偏向支点を電気的に変更
できる手段を有することで、通常の高分解能観察に適し
た偏向支点と、極低倍率に適した偏向支点を電気的に容
易に切り換えることができる。一方、極低倍率を得るた
めの偏向支点の位置は対物レンズの主面近傍でないた
め、対物レンズが通常の励磁状態(試料にフォーカスで
きる励磁状態)では、像歪を生じてしまう。そのため、
極低倍観察を行う条件では、対物レンズを弱励磁状態に
するか、または、OFF状態にする。このとき、一次電
子線のフォーカスに、対物レンズ上部(電子源側)に配
置した集束レンズを用いる。
うな作用効果が得られる。すなわち、極低倍率を必要と
しない通常の高分解能観察では、図2に示す軌道で一次
電子線を偏向する。このときの偏向支点は、対物レンズ
の主面近傍に設定されているため、対物レンズで通常の
フォーカス作用をさせても像に歪が生じない。極低倍率
観察時には、対物レンズの励磁をOFF状態にして、図
3に示す軌道で一次電子線を偏向すると、通常の観察に
おける最低倍率よりさらに低い極低倍率を容易に実現で
きる。極低倍率に最適な偏向支点の位置は、対物レンズ
の上下磁極の穴径と偏向コイルの位置とから作図で容易
に求めることができる。図3の例では、下部偏向コイル
の内壁と対物レンズ下部磁極の内壁とを結んだ直線が、
光軸と交わる点を偏向支点にすれば最も低い倍率が実現
できる。さらに、一次電子線を集束レンズで試料上にフ
ォーカスするため、集束角が非常に小さくなり、深い焦
点深度で観察できる効果がある。
る。陰極1と第一陽極2に印加される電圧V1により陰
極1から放射された一次電子線4は、第二陽極3に印加
される電圧Vacc に加速されて後段のレンズ系に進行す
る。この一次電子線4は、レンズ制御電源15で制御さ
れた集束レンズ5と対物レンズ6により試料7に微小ス
ポットとして集束され、二段の偏向コイル8および9で
試料上を二次元的に走査される。偏向コイル8,9の走
査信号は、観察倍率に応じて偏向制御回路14により制
御される。一方、試料7の一次電子線照射点から発生し
た二次電子11は、二次電子検出器12で検出されて電
気信号(二次電子信号)に変換される。この二次電子信
号と偏向制御回路14の走査信号は、像表示装置18に
入力され、試料の拡大像(二次電子像)が表示される。
回路14の走査信号が両偏向コイルに同じ電流で流れた
ときに、一次電子線の偏向支点が対物レンズ6のレンズ
主面になるように設定されている。一方、補助偏向コイ
ル10が偏向コイル9と同位置に巻かれており、偏向支
点切換スイッチ16で偏向信号のON/OFFができる
ようになっている。さらに、対物レンズ6も励磁電流切
換スイッチ17でON/OFFができる構成になってい
る。
切換スイッチ16および17の状態と、一次電子線4の
偏向軌道(実線および点線)を表している。通常の観察
条件では、切換スイッチ16がOFF状態であるため、
補助偏向コイル10は動作しない状態にある。したがっ
て、一次電子線4は、図2の如く、対物レンズの主面を
支点として偏向される。また、切換スイッチ17はON
状態であり、対物レンズには一次電子線を試料にフォー
カスするに適した励磁電流が流される。
ッチ16および17の状態と一次電子線の偏向軌道(実
線および点線)を表している。極低倍率での観察を行う
場合には切換スイッチ16がON状態となり、補助偏向
コイル10が励磁状態になる。したがって、偏向コイル
9および10の合成作用により、下側偏向コイルによる
一次電子線の偏向量は、通常の条件(図2の条件)より
大きくなる。その結果、偏向支点が図2の状態よりも上
部に移動するため、図3から明らかなように、試料上で
の偏向量が通常の偏向(図2の状態)よりも大きくな
り、より低倍率の表示が可能になる。また、対物レンズ
6の励磁がOFF(切換スイッチ17がOFF状態)で
あるため、偏向支点が対物レンズ主面位置からずれてい
ても歪が発生しない。このとき、一次電子線は集束レン
ズ5で試料上にフォーカスされる。
面図である。本実施例では、補助偏向コイルを用いる代
わりに、偏向コイル8、および9をそれぞれ独立の駆動
回路19および20で制御している。駆動回路20は、
その利得が可変設定できる構成であり、極低倍率の条件
にしたいときと通常の観察条件のときとで偏向支点の切
り換えができる。図4の構成によれば、偏向コイルの代
わりに静電形の偏向器を用いても、駆動回路(この場合
は、電圧制御回路)の利得変更によって偏向支点を任意
に変えることができるため、極低倍率の観察が可能にな
る。
向で得られる最低倍率よりも更に低い、極低倍率の観察
が行える効果がある。
一次電子線の偏向軌道を示す図である。
態と一次電子線の偏向軌道を示す図である。
線、5…集束レンズ、6…対物レンズ、7…試料、8…
上側偏向コイル、9…下側偏向コイル、10…補助偏向
コイル、11…二次電子、12…二次電子検出器、13
…対物レンズ絞り、14…偏向制御回路、15…レンズ
制御回路、16…極低倍率切換スイッチ、17…対物レ
ンズ励磁遮断スイッチ、18…像表示装置、19…上側
偏向器用駆動回路、20…下側偏向器用可変駆動回路。
Claims (4)
- 【請求項1】一次電子線を細く絞って試料に照射するた
めの集束レンズ系と、該一次電子線を試料上で二次元的
に走査するために光軸上の二箇所に配置した二段偏向器
を具備した電子光学系、および、試料から発生する二次
電子を検出して試料の拡大像を表示する表示手段とから
なる走査形電子顕微鏡において、二段の偏向器による偏
向支点の位置を偏向器より下部(試料側)で少なくとも
二段階に切り換えて使用することを特徴とする走査形電
子顕微鏡。 - 【請求項2】請求項1記載の走査形電子顕微鏡におい
て、前記偏向支点を切り換えるために、二段偏向器の少
なくとも一方の偏向器に偏向支点切り換え用の補助偏向
器を設けていることを特徴とする走査形電子顕微鏡。 - 【請求項3】請求項1記載の走査形電子顕微鏡におい
て、二段偏向器各段の駆動回路を各々独立回路とし、二
段偏向器への供給電流または、供給電圧の比を切り換え
ることにより、二段偏向器の偏向支点を切り換えること
を特徴とする走査形電子顕微鏡。 - 【請求項4】請求項1,2又は3項記載の走査形電子顕
微鏡において、二段偏向器の偏向支点の切り換えに連動
して、最終段の集束レンズ(対物レンズ)の励磁条件を
切り換えることを特徴とする走査形電子顕微鏡。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP05357093A JP3156428B2 (ja) | 1993-03-15 | 1993-03-15 | 走査形電子顕微鏡 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP05357093A JP3156428B2 (ja) | 1993-03-15 | 1993-03-15 | 走査形電子顕微鏡 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06267477A true JPH06267477A (ja) | 1994-09-22 |
| JP3156428B2 JP3156428B2 (ja) | 2001-04-16 |
Family
ID=12946496
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP05357093A Expired - Fee Related JP3156428B2 (ja) | 1993-03-15 | 1993-03-15 | 走査形電子顕微鏡 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3156428B2 (ja) |
Cited By (2)
| 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 |
| CN110718433A (zh) * | 2018-07-12 | 2020-01-21 | Ict集成电路测试股份有限公司 | 带电粒子束布置、其操作方法及扫描电子装置 |
-
1993
- 1993-03-15 JP JP05357093A patent/JP3156428B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (3)
| 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 |
| CN110718433A (zh) * | 2018-07-12 | 2020-01-21 | Ict集成电路测试股份有限公司 | 带电粒子束布置、其操作方法及扫描电子装置 |
| CN110718433B (zh) * | 2018-07-12 | 2021-02-26 | Ict集成电路测试股份有限公司 | 带电粒子束布置、其操作方法及扫描电子装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3156428B2 (ja) | 2001-04-16 |
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