JPS60167247A - 走査電子顕微鏡 - Google Patents
走査電子顕微鏡Info
- Publication number
- JPS60167247A JPS60167247A JP59021979A JP2197984A JPS60167247A JP S60167247 A JPS60167247 A JP S60167247A JP 59021979 A JP59021979 A JP 59021979A JP 2197984 A JP2197984 A JP 2197984A JP S60167247 A JPS60167247 A JP S60167247A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- magnetic field
- electron
- electron beam
- electrons
- generating means
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
- H01J37/26—Electron or ion microscopes; Electron or ion diffraction tubes
- H01J37/28—Electron or ion microscopes; Electron or ion diffraction tubes with scanning beams
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
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。
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、走査電子顕微鏡の二次電子検出器買の改良に
関する。
関する。
[従来技術]
走査電子顕微鏡を用いて半導体等の試料を観察する場合
には、半導体素子の損傷を抑えたり、試料のチャージア
ップを防いだり、入射電子のもぐり込みを小さくして表
面近くの信丹のみを取り出すだめに試料を照射する電子
ビームの加速電圧を低くすることが多い。第1図は、透
過結像型電子顕微鏡に走査電子顕微鏡像が観察できるよ
うな機能を備えた従来装置の一例を示すもので、図中1
は光軸2に沿って電子ビーム3が取り出される電子銃で
あり、該電子銃1よりの電子ビーム3は集束レンズ4に
より集束されて対物レンズ5の磁極片I!I隙の略中火
に配置された試料6に照射される。
には、半導体素子の損傷を抑えたり、試料のチャージア
ップを防いだり、入射電子のもぐり込みを小さくして表
面近くの信丹のみを取り出すだめに試料を照射する電子
ビームの加速電圧を低くすることが多い。第1図は、透
過結像型電子顕微鏡に走査電子顕微鏡像が観察できるよ
うな機能を備えた従来装置の一例を示すもので、図中1
は光軸2に沿って電子ビーム3が取り出される電子銃で
あり、該電子銃1よりの電子ビーム3は集束レンズ4に
より集束されて対物レンズ5の磁極片I!I隙の略中火
に配置された試料6に照射される。
7及び8は電子ビーム3を試料6上で二次元的に走査さ
せるための偏向コイルである。二次電子検出のための二
次電子検出器は、対物レンズ5の上方に設けられており
、シンチレータをその先端に取り付けたライトパイプつ
とその後端に配置された光電子増倍管10がら偶成され
る。前記ライトパイプ9先端のシンチレータ−の前面に
は導電性薄膜が蒸着され、その周囲には二次電子収集手
段としてのリング状の二次電子収集電極11が配置され
、該二次電子収集電極11は直流電源12によって例え
ば+10KVに印加されており、更にその周囲には接地
電位のシールド筒13が設けられている。14は電子銃
に電子ビーム3の加速電圧を供給する加速電源である。
せるための偏向コイルである。二次電子検出のための二
次電子検出器は、対物レンズ5の上方に設けられており
、シンチレータをその先端に取り付けたライトパイプつ
とその後端に配置された光電子増倍管10がら偶成され
る。前記ライトパイプ9先端のシンチレータ−の前面に
は導電性薄膜が蒸着され、その周囲には二次電子収集手
段としてのリング状の二次電子収集電極11が配置され
、該二次電子収集電極11は直流電源12によって例え
ば+10KVに印加されており、更にその周囲には接地
電位のシールド筒13が設けられている。14は電子銃
に電子ビーム3の加速電圧を供給する加速電源である。
第1図の装置において、電子ビーム3を加速するための
加速電圧Vaが例えば40KVと高い場合には、二次電
子収集電極11が形成する電場による電子ど一ム3の偏
向は問題とならない。しかし、加速電圧Vaが5KV程
度に低くなると電子ビームの速疫は遅くなり、二次電子
収集電極11によって形成される電揚内に滞在する時間
が長くなるため電子ビーム3は該電場によって大きく偏
向されてしまう。例えば、第1図中に示す軌跡3はva
が30KVの場合のものであり、3′はVaが5KVの
場合のものである。このように加速電圧の切り替えによ
って電子線の軌跡が変化することは、加速電圧の切替え
の際に試料像の視野が移動してしまうことを意味し−C
おり、特に半導体試料の観察には大きな障害となってい
た。
加速電圧Vaが例えば40KVと高い場合には、二次電
子収集電極11が形成する電場による電子ど一ム3の偏
向は問題とならない。しかし、加速電圧Vaが5KV程
度に低くなると電子ビームの速疫は遅くなり、二次電子
収集電極11によって形成される電揚内に滞在する時間
が長くなるため電子ビーム3は該電場によって大きく偏
向されてしまう。例えば、第1図中に示す軌跡3はva
が30KVの場合のものであり、3′はVaが5KVの
場合のものである。このように加速電圧の切り替えによ
って電子線の軌跡が変化することは、加速電圧の切替え
の際に試料像の視野が移動してしまうことを意味し−C
おり、特に半導体試料の観察には大きな障害となってい
た。
[発明の目的]
本発明は二次電子検出装置にお(プる二次電子収集手段
が形成する電場によって試料照射電子ビームが偏向され
ることを防止することによって、加n¥X圧の切り替え
に伴なう観察視野の移動を防止することを目的としてい
る。
が形成する電場によって試料照射電子ビームが偏向され
ることを防止することによって、加n¥X圧の切り替え
に伴なう観察視野の移動を防止することを目的としてい
る。
[発明の構成]
本発明の4iQ成は、電子銃から光軸に沿って取り出さ
れる電子ビームを加速電圧Vaで加速して試料に照射す
る手段と、該試料より電子銃側に設けられ該試料よりの
二次電子を収集する電界を形成するための二次電子収集
手段と、該二次電子収集手段によって収集された二次電
子を検出するための二次電子検出器を備えた装置におい
て、前記二次電子収集手段が形成する電場によって前記
電子ビームの電子が受ける力をlち消づ方向に電子ビー
ムの電子に対して力を与える磁場を形成する補正用の偏
向磁場発生手段を設(づたことを特徴としている。
れる電子ビームを加速電圧Vaで加速して試料に照射す
る手段と、該試料より電子銃側に設けられ該試料よりの
二次電子を収集する電界を形成するための二次電子収集
手段と、該二次電子収集手段によって収集された二次電
子を検出するための二次電子検出器を備えた装置におい
て、前記二次電子収集手段が形成する電場によって前記
電子ビームの電子が受ける力をlち消づ方向に電子ビー
ムの電子に対して力を与える磁場を形成する補正用の偏
向磁場発生手段を設(づたことを特徴としている。
[実施例]
以下本発明の実施例を添付図面に基づき詳述する。
第2図は本発明の一実施例を示J概略図である。
第1図と同一構成要素には同一番号を付してその説明を
省略する。第2図において、15は電子ど一ム3の二次
電子収集電極11が形成する電場による電子ヒーム3の
偏向を補正する目的のために二次電子検出器の近傍に配
置された補正用偏向磁場発生手段であり、該補正用偏向
磁場発生手段15は第3図に示ツ如く光軸2に直交する
方向に補正用磁場Bを形成するための鞍型に形成された
コイル15a、15bとヨーク1Gから構成されいる。
省略する。第2図において、15は電子ど一ム3の二次
電子収集電極11が形成する電場による電子ヒーム3の
偏向を補正する目的のために二次電子検出器の近傍に配
置された補正用偏向磁場発生手段であり、該補正用偏向
磁場発生手段15は第3図に示ツ如く光軸2に直交する
方向に補正用磁場Bを形成するための鞍型に形成された
コイル15a、15bとヨーク1Gから構成されいる。
該コイル15a、15bは巻枠を兼ねたヨー916に巻
回され、対向J−るコイル間には本実施例の場合は第3
図矢印で示す方向に一様な補正用磁場Bか形成される。
回され、対向J−るコイル間には本実施例の場合は第3
図矢印で示す方向に一様な補正用磁場Bか形成される。
又、該ヨーク16には窓16aが穿たれており、該窓部
分に二次電子検出器が配置されている。17はコイル1
5a、15bに励磁電流を供給する励磁電源てあり、該
励FI11電源17は加速電源14に接続されており、
加速電源14の加速電圧の切り換え【こ連動してコイル
15a、15bに供給する励磁電流が変化するように構
成されている。
分に二次電子検出器が配置されている。17はコイル1
5a、15bに励磁電流を供給する励磁電源てあり、該
励FI11電源17は加速電源14に接続されており、
加速電源14の加速電圧の切り換え【こ連動してコイル
15a、15bに供給する励磁電流が変化するように構
成されている。
第3図において、例えば接地電位部Aと二次電子収集電
極11の距離が20cmで電場が一様に分布すると仮定
すると、二次電子収集電極11に直流電源12から+1
0KVの電圧を印加した場合、光軸の近傍には10KV
10.2m=5X104V / mの電極が形成される
。このため、電子ビーム3は該電場によりF+ =eE
の力を受け第1図の電子ビーム3′の様に偏向され試料
照射位置が移動することとなる。ここで、eは電子の電
荷量であり、Eは電場の強さである。
極11の距離が20cmで電場が一様に分布すると仮定
すると、二次電子収集電極11に直流電源12から+1
0KVの電圧を印加した場合、光軸の近傍には10KV
10.2m=5X104V / mの電極が形成される
。このため、電子ビーム3は該電場によりF+ =eE
の力を受け第1図の電子ビーム3′の様に偏向され試料
照射位置が移動することとなる。ここで、eは電子の電
荷量であり、Eは電場の強さである。
そこで、本発明は、二次電子収集電極11が形成する電
場による電子ビーム3の偏向を補正するために、電子ビ
ーム3が受ける二次電子収集電極11の電場による力F
1を新たに設けた補正用鍋向磁場発生手段15による偏
向磁場によって相殺するようにし1=ものである。第2
図に示す補正用偏向磁場発生手段15が形成する磁場B
によって、電子ビーム3の電子は、Flとは反対の方向
の力F2 =eVo Bの力を受ける。ここで、VOは
電子ヒーム3の速度、Bは磁場の強さ、電子ビーム3の
加速電圧をVas電子の質量をrrlQとするとmo
Vo 2= 2 e Va Vo= 26Va/n−となり 故に、F2=eヅ]「;σ]−し1冨−0×8 となる
。
場による電子ビーム3の偏向を補正するために、電子ビ
ーム3が受ける二次電子収集電極11の電場による力F
1を新たに設けた補正用鍋向磁場発生手段15による偏
向磁場によって相殺するようにし1=ものである。第2
図に示す補正用偏向磁場発生手段15が形成する磁場B
によって、電子ビーム3の電子は、Flとは反対の方向
の力F2 =eVo Bの力を受ける。ここで、VOは
電子ヒーム3の速度、Bは磁場の強さ、電子ビーム3の
加速電圧をVas電子の質量をrrlQとするとmo
Vo 2= 2 e Va Vo= 26Va/n−となり 故に、F2=eヅ]「;σ]−し1冨−0×8 となる
。
又、電子ビーム3の電子の受りる二次電子収集電極11
の電場によるノ]F+を新たに加えた磁場により相殺す
るためにはF+ =F2を’+fJ’45f:づ“る磁
場を形成して相殺すればよい。
の電場によるノ]F+を新たに加えた磁場により相殺す
るためにはF+ =F2を’+fJ’45f:づ“る磁
場を形成して相殺すればよい。
即ち、e[=eF「5乙/rTIQX3が成立すればよ
い。従って、E=5X104V/mでVa=1KVとす
ると本実施例の場合は、約26.7ガウスの磁場を形成
することにより電子ビーム3の電場による偏向を補正す
ることができる。ここで、二次゛重子収集電極11に印
加する電圧が一定とすると、電子銃1の加速電圧Vaを
変化さけた場合には、この電圧の変化と連動させて補正
用偏向磁場発生手段15の励[電流を変化さi!磁場B
の強さを変化させればどのような加速電圧であっても常
に電極11による電子ビームの偏向を補正することがで
きる。尚、補正用偏向磁場発生手段15における励磁コ
イルやヨークは、試料6からの二次電子e2が二次電子
検出器に向かう方向と直交する方向に配置されるので、
励磁コイルやヨーク16が二次電子の通過を妨げること
はない。
い。従って、E=5X104V/mでVa=1KVとす
ると本実施例の場合は、約26.7ガウスの磁場を形成
することにより電子ビーム3の電場による偏向を補正す
ることができる。ここで、二次゛重子収集電極11に印
加する電圧が一定とすると、電子銃1の加速電圧Vaを
変化さけた場合には、この電圧の変化と連動させて補正
用偏向磁場発生手段15の励[電流を変化さi!磁場B
の強さを変化させればどのような加速電圧であっても常
に電極11による電子ビームの偏向を補正することがで
きる。尚、補正用偏向磁場発生手段15における励磁コ
イルやヨークは、試料6からの二次電子e2が二次電子
検出器に向かう方向と直交する方向に配置されるので、
励磁コイルやヨーク16が二次電子の通過を妨げること
はない。
又、試料6J、り放出された二次電子e2は、電子ビー
ム3とは反対方向に進むので、補正用磁場Bから電子ビ
ーム3が受けた力とは反対方向の力を受ける。即ち、二
次電子収集電極11の方向に向う方向なので、この新た
に加えられた補正用磁場Bは、二次電子収集にも寄与す
る。この様に+F4成することにより、二次電子収集電
極11の電場による電子ビーム3の偏向を補正すること
ができる。
ム3とは反対方向に進むので、補正用磁場Bから電子ビ
ーム3が受けた力とは反対方向の力を受ける。即ち、二
次電子収集電極11の方向に向う方向なので、この新た
に加えられた補正用磁場Bは、二次電子収集にも寄与す
る。この様に+F4成することにより、二次電子収集電
極11の電場による電子ビーム3の偏向を補正すること
ができる。
第4図は本発明の他の実施例の概略図であり、第2図と
同一構成要素には同一番号をイリしてその説明を省略す
る。第4図において、18a、18bは補正用偏向磁場
発生手段15が形成するv11揚Bに直交する方向に電
場Eを形成するための一対の二次電子偏向用電極であり
、一方の電極18aは金属平板状電極であり、もう一方
の電極18bは金属メツシュ状に構成されている。又、
該電極18aには、直流電源19にリーV/2(例えば
−500V)の直流電圧が印加され、18bには十V/
2 (例えば+500V)の直流電圧が直流電源20よ
り印加されている。このように構成された装置では、電
子ビーム3の二次電子収集用(セ11と電極18a、1
8bの電場による偏向は補正用偏向磁場発生手段15に
より補正されるため電子ビーム3の試料照射位置は移動
せず、従って視野移動も防止される。又、試料6よりの
二次電子e2は+500Vが印加された二次電子偏向用
電極18bによって偏向され金属で形成されたメツシュ
状の間隙を通過し、更に二次電子収集電極11に印加さ
れた+10KVの電圧により加速されて検出されるため
二次電子収集効率を向上させることができる。尚、電極
18a、18bを配置することにより略一様な電場を形
成できるので、電子ビーム3の電子の受ける力は前記補
正用鍋向磁場発生手段15によって、より簡単に相殺で
きる利点がある。更に、下から上ってきた二次電子e2
に対しては、電場Eによる力、磁場Bによる力共に二次
電子検出器の方向を向いているので二次電子検出効率を
向上することができる。更に又、補正用偏向磁場発生手
段としてリング状の強磁性体のヨークとその上に巻回し
たコイルを用い、該ヨークに検出器挿入用の窓と軸対称
の位置にある相似形の窓16bを設けることにより、内
部に発生ずる磁場を均−磁場に近ずけ得るので電子ビー
ムに対ザる電場EとIl場Bの偏向力をより正確にキャ
ンセルすることができる。
同一構成要素には同一番号をイリしてその説明を省略す
る。第4図において、18a、18bは補正用偏向磁場
発生手段15が形成するv11揚Bに直交する方向に電
場Eを形成するための一対の二次電子偏向用電極であり
、一方の電極18aは金属平板状電極であり、もう一方
の電極18bは金属メツシュ状に構成されている。又、
該電極18aには、直流電源19にリーV/2(例えば
−500V)の直流電圧が印加され、18bには十V/
2 (例えば+500V)の直流電圧が直流電源20よ
り印加されている。このように構成された装置では、電
子ビーム3の二次電子収集用(セ11と電極18a、1
8bの電場による偏向は補正用偏向磁場発生手段15に
より補正されるため電子ビーム3の試料照射位置は移動
せず、従って視野移動も防止される。又、試料6よりの
二次電子e2は+500Vが印加された二次電子偏向用
電極18bによって偏向され金属で形成されたメツシュ
状の間隙を通過し、更に二次電子収集電極11に印加さ
れた+10KVの電圧により加速されて検出されるため
二次電子収集効率を向上させることができる。尚、電極
18a、18bを配置することにより略一様な電場を形
成できるので、電子ビーム3の電子の受ける力は前記補
正用鍋向磁場発生手段15によって、より簡単に相殺で
きる利点がある。更に、下から上ってきた二次電子e2
に対しては、電場Eによる力、磁場Bによる力共に二次
電子検出器の方向を向いているので二次電子検出効率を
向上することができる。更に又、補正用偏向磁場発生手
段としてリング状の強磁性体のヨークとその上に巻回し
たコイルを用い、該ヨークに検出器挿入用の窓と軸対称
の位置にある相似形の窓16bを設けることにより、内
部に発生ずる磁場を均−磁場に近ずけ得るので電子ビー
ムに対ザる電場EとIl場Bの偏向力をより正確にキャ
ンセルすることができる。
[効果]
以上のように本発明は、電子銃から光軸に沿って取り出
される電子ビームを加速電圧Vaで加速して試料に照射
する手段と、該対物レンズより電子銃側に設けられ該試
料よりの二次電子を収集する電界を形成するための二次
電子収集手段と、該二次電子収集手段によって収集され
た二次電子を検出するための二次電子検出器を備えた装
置において、該二次電子収集手段が形成する電場による
電子ビームの偏向を補正することにより加速電圧の切り
替えに伴なう視野移動を防止した走査電子顕微鏡を提供
する。
される電子ビームを加速電圧Vaで加速して試料に照射
する手段と、該対物レンズより電子銃側に設けられ該試
料よりの二次電子を収集する電界を形成するための二次
電子収集手段と、該二次電子収集手段によって収集され
た二次電子を検出するための二次電子検出器を備えた装
置において、該二次電子収集手段が形成する電場による
電子ビームの偏向を補正することにより加速電圧の切り
替えに伴なう視野移動を防止した走査電子顕微鏡を提供
する。
第1図は従来装置の概略図、第2図は本発明の一実施例
の概略図、第3図は第2図の実施例装置を説明するだめ
の図、第4図は他の実施例の概略図、第5図は他の実施
例を説明するだめの図である。 1:電子銃、3:電子ヒーム、4:集束レンズ。 5:対物レンズ、7.s:a向コイル、9ニライトパイ
プ、10:二次電子増倍管、11:二次電子収集電極、
13:シール1〜筒、14;加速電源。 15:補正用量向磁場発生手段、16:ヨーク。 17:励磁電源、18a、18b:二次電子捕集用電極
、19.20:直流電源。 特許出願人 日本電子株式会社 代表者 9藤 −夫
の概略図、第3図は第2図の実施例装置を説明するだめ
の図、第4図は他の実施例の概略図、第5図は他の実施
例を説明するだめの図である。 1:電子銃、3:電子ヒーム、4:集束レンズ。 5:対物レンズ、7.s:a向コイル、9ニライトパイ
プ、10:二次電子増倍管、11:二次電子収集電極、
13:シール1〜筒、14;加速電源。 15:補正用量向磁場発生手段、16:ヨーク。 17:励磁電源、18a、18b:二次電子捕集用電極
、19.20:直流電源。 特許出願人 日本電子株式会社 代表者 9藤 −夫
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 (1〉電子銃から光軸に治って取り出される電子ビーム
を加速電圧Vaで加速して試料に照射する手段と、該試
料より電子銃側に設(プられ該試料よりの二次電子を収
集する電界を形成するための二次電子収集手段と、該二
次電子収集手段によって収集された二次電子を検出する
ための二次電子検出器を備えた装置に43いて、前記二
次電子収集手段が形成する電場によって前記電子ビーム
の電子が受ける力を打ち消す方向に電子ビームの電子に
対して力を与える磁場を形成する補正用の偏向磁場発生
手段を設けたことを特徴とする走査電子顕微鏡。 (2)前記補正用の偏向磁場発生手段の励磁強度を前記
加速電圧Vaの切り換えに連動して制御するように構成
した特許請求の範囲第1項記載の走杏@竿IIM満焙− (3)前記補正用の偏向磁場発生手段として、二次電子
通過用の窓及び該窓と軸対称の位置に同形状の窓を有す
る強磁性体から成るヨーク及びその上に巻回されたコイ
ルより成る特許請求の範囲第1項乃至第2項記載の走査
電子顕微鏡。 (4)前記二次電子収集手段として光軸に関し略対称に
配置された一V/2の電圧が印加される金属平板状電極
及び+V/2の電圧が印加される金属メツシュ状電極を
用いたことを特徴とする特許請求の範囲第1項記載乃至
第3項記載の走査電子顕微鏡。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59021979A JPS60167247A (ja) | 1984-02-10 | 1984-02-10 | 走査電子顕微鏡 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59021979A JPS60167247A (ja) | 1984-02-10 | 1984-02-10 | 走査電子顕微鏡 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60167247A true JPS60167247A (ja) | 1985-08-30 |
Family
ID=12070137
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59021979A Pending JPS60167247A (ja) | 1984-02-10 | 1984-02-10 | 走査電子顕微鏡 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60167247A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007285512A (ja) * | 2006-03-24 | 2007-11-01 | Aichi Mach Ind Co Ltd | 自動シフト式変速機 |
| JP2008208872A (ja) * | 2007-02-23 | 2008-09-11 | Ikeya Formula Kk | 変速操作装置 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5411275A (en) * | 1977-03-22 | 1979-01-27 | Alfa Laval Ab | Recovery of meat material and fat from animal material |
| JPS54111275A (en) * | 1978-02-20 | 1979-08-31 | Jeol Ltd | Electron microscope |
-
1984
- 1984-02-10 JP JP59021979A patent/JPS60167247A/ja active Pending
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5411275A (en) * | 1977-03-22 | 1979-01-27 | Alfa Laval Ab | Recovery of meat material and fat from animal material |
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