JP2018147764A - 走査電子顕微鏡 - Google Patents

Abstract

【課題】加工時に、反射電子検出器の汚損を防ぎつつ二次電子検出器による二次電子の検出が可能な走査電子顕微鏡を提供する。【解決手段】走査電子顕微鏡１００では、荷電粒子で試料を加工する荷電粒子装置を備えた走査電子顕微鏡であって、電子源と、試料で発生した二次電子を検出する二次電子検出器３０と、二次電子検出器３０の検出面３２よりも電子源側に配置され、試料で発生した反射電子を検出する反射電子検出器４０と、反射電子検出器４０の検出面４２を遮蔽するための遮蔽板５０と、遮蔽板５０を移動させる移動機構６０と、を含み、反射電子検出器４０の検出面４２が遮蔽されるように移動機構６０が遮蔽板５０を移動させた状態において、遮蔽板５０は、反射電子検出器４０の検出面４２と二次電子検出器３０の検出面３２との間に位置している。【選択図】図２

Description

本発明は、走査電子顕微鏡に関する。

近年、集束イオンビーム（Ｆｏｃｕｓｅｄ Ｉｏｎ Ｂｅａｍ、ＦＩＢ）装置を備えた走査電子顕微鏡（Ｓｃａｎｎｉｎｇ Ｅｌｅｃｔｒｏｎ Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ、ＳＥＭ）が注目されている。このような走査電子顕微鏡は、ＳＥＭ鏡筒とＦＩＢ鏡筒とを備えている。

ＦＩＢ装置を備えた走査電子顕微鏡では、特許文献１に開示されているように、ＦＩＢ加工時およびＳＥＭ観察時の両方に用いられる二次電子検出器と、ＳＥＭ観察時にのみ用いられる反射電子検出器と、を備えている。

反射電子検出器は、比較的高いエネルギー持つ反射電子に対して高い検出感度を有する。しかし、ＦＩＢ加工時には、反射電子のような高いエネルギーを持つ電子を生じないため、反射電子検出器を用いて観察を行うことができない。したがって、反射電子検出器は、ＳＥＭ観察時にのみ用いられる。

二次電子検出器は、ＳＥＭ観察時だけでなくＦＩＢ加工時にも用いることができる。例えば、ＦＩＢ加工中に試料から発生する二次電子を二次電子検出器で検出して二次電子の信号量をグラフ化または画像化する。この二次電子の信号量から（例えば画像の明るさの変化などから）試料の状態をモニターする（監視する）ことができ、加工の終了を判断することができる。

特開２００１−８４９５１号公報

ＦＩＢ装置を備えた走査電子顕微鏡では、ＦＩＢ加工によって発生するスパッタ粒子がチャンバー内に付着し、蒸着膜を形成する。この蒸着膜が反射電子検出器の検出面上に形成され成長すると、反射電子検出器の検出感度が低下してしまう。

反射電子は電子線を曲げる程度の電磁場ではほとんど偏向されない。また、スパッタ粒子も直線的な軌道を取る。そのため、試料室内のどの位置に反射電子検出器を配置しても、反射電子が検出されるならスパッタ粒子も堆積してしまう。

本発明は、以上のような問題点に鑑みてなされたものであり、本発明のいくつかの態様に係る目的の１つは、加工時に、反射電子検出器の汚損を防ぎつつ二次電子検出器による二次電子の検出が可能な走査電子顕微鏡を提供することにある。

（１）本発明に係る走査電子顕微鏡は、
荷電粒子で試料を加工する荷電粒子装置を備えた走査電子顕微鏡であって、
電子源と、
前記試料で発生した二次電子を検出する二次電子検出器と、
前記二次電子検出器の検出面よりも前記電子源側に配置され、前記試料で発生した反射電子を検出する反射電子検出器と、
前記反射電子検出器の検出面を遮蔽するための遮蔽板と、
前記遮蔽板を移動させる移動機構と、
を含み、
前記反射電子検出器の検出面が遮蔽されるように前記移動機構が前記遮蔽板を移動させた状態において、前記遮蔽板は、前記反射電子検出器の検出面と前記二次電子検出器の検出面との間に位置している。

このような走査電子顕微鏡では、反射電子検出器の検出面が遮蔽されるように移動機構が遮蔽板を移動させた状態において、遮蔽板が反射電子検出器の検出面と二次電子検出器の検出面との間に位置しているため、加工時に、反射電子検出器の汚損を防ぎつつ二次電子検出器による二次電子の検出ができる。したがって、このような走査電子顕微鏡では、汚損による反射電子検出器の検出感度の低下を抑制することができる。さらに、加工時に試料の状態をモニターできる。

（２）本発明に係る走査電子顕微鏡において、
対物レンズを含み、
前記対物レンズは、当該対物レンズが発生させるレンズ磁場の中に前記試料が配置される構成を有していてもよい。

（３）本発明に係る走査電子顕微鏡において、
前記対物レンズには、当該対物レンズの光軸に直交する方向に設けられた前記二次電子検出器を通す第１開口部と、前記光軸に直交する方向に設けられた前記遮蔽板を通す第２開口部と、が設けられ、
前記第１開口部および前記第２開口部は、前記光軸に直交する方向から見て、前記光軸に沿った長手方向を持つ形状であってもよい。

このような走査電子顕微鏡では、遮蔽板と二次電子検出器とを接触させることなく配置することができる。

（４）本発明に係る走査電子顕微鏡において、
前記遮蔽板には、所定の電圧が印加され、二次電子との間に反発する力を生じさせてもよい。

このような走査電子顕微鏡では、二次電子の検出効率を向上できる。

（５）本発明に係る走査電子顕微鏡において、
前記荷電粒子装置は、集束イオンビーム装置であってもよい。

（６）本発明に係る走査電子顕微鏡において、
前記二次電子検出器は、前記荷電粒子装置から放出された荷電粒子が前記試料に照射されることで発生した二次電子を検出してもよい。

本実施形態に係る走査電子顕微鏡を模式的に示す図。 本実施形態に係る走査電子顕微鏡のＳＥＭ鏡筒の対物レンズ近傍の構成を模式的に示す図。 本実施形態に係る走査電子顕微鏡の対物レンズを側方から見た模式図。 本実施形態に係る走査電子顕微鏡のＳＥＭ鏡筒の対物レンズ近傍の構成を模式的に示す図。 参考例に係る走査電子顕微鏡の対物レンズ近傍の構成を模式的に示す図。 第１変形例に係る走査電子顕微鏡の対物レンズ近傍の構成を模式的に示す図。 第１変形例に係る走査電子顕微鏡の対物レンズを側方から見た模式図。 第２変形例に係る走査電子顕微鏡の対物レンズ近傍の構成を模式的に示す図。 第２変形例に係る走査電子顕微鏡の対物レンズ近傍の構成を模式的に示す図。 第３変形例に係る走査電子顕微鏡の対物レンズ近傍の構成を模式的に示す図。 第４変形例に係る走査電子顕微鏡を模式的に示す図。 第４変形例に係る走査電子顕微鏡の対物レンズ近傍の構成を模式的に示す図。 第５変形例に係る走査電子顕微鏡の対物レンズ近傍の構成を模式的に示す図。

以下、本発明の好適な実施形態について図面を用いて詳細に説明する。なお、以下に説明する実施形態は、特許請求の範囲に記載された本発明の内容を不当に限定するものではない。また、以下で説明される構成の全てが本発明の必須構成要件であるとは限らない。

１． 走査電子顕微鏡
まず、本実施形態に係る走査電子顕微鏡について、図面を参照しながら説明する。図１は、本実施形態に係る走査電子顕微鏡１００を模式的に示す図である。

走査電子顕微鏡１００は、図１に示すように、イオンビーム（荷電粒子の一例）で試料Ｓの加工を行う集束イオンビーム装置（荷電粒子装置の一例）を備えている。走査電子顕微鏡１００では、ＦＩＢによる試料Ｓの加工と、ＳＥＭによる試料Ｓの観察と、を行うことができる。

走査電子顕微鏡１００は、ＳＥＭ鏡筒１０と、ＦＩＢ鏡筒２０と、二次電子検出器３０と、反射電子検出器４０と、遮蔽板５０と、を含む。

ＳＥＭ鏡筒１０は、電子プローブの形成と、電子プローブの走査と、を行うための光学系である。ＳＥＭ鏡筒１０は、電子線を放出する電子源（電子銃）１２と、電子線を集束して電子プローブを形成するレンズ系と、電子プローブを走査するための走査コイルと、を含んで構成されている。ＳＥＭ鏡筒１０において、電子源１２から放出された電子線は、ＳＥＭ鏡筒１０の光軸Ｌに沿って下方に向かって進行し、試料Ｓに照射される。

走査電子顕微鏡１００では、ＳＥＭ鏡筒１０が電子プローブ（電子線）で試料Ｓを走査し、二次電子検出器３０で試料Ｓから発生する二次電子を検出することにより、二次電子像を取得することができる。さらに、走査電子顕微鏡１００では、ＳＥＭ鏡筒１０が電子プローブ（電子線）で試料Ｓを走査し、反射電子検出器４０で試料Ｓから発生する反射電子を検出することにより、反射電子像を取得することができる。

ＦＩＢ鏡筒２０は、イオンビームの形成と、イオンビームの走査と、を行うための光学系である。ＦＩＢ鏡筒２０は、イオンビームを放出するイオン源（イオン銃）２２と、イオンビームを集束するためのレンズ系と、イオンビームを走査するための偏向器と、を含んで構成されている。

走査電子顕微鏡１００では、ＦＩＢ鏡筒２０がイオンビーム（集束イオンビーム）で試料Ｓを走査することにより、試料Ｓを加工することができる。

二次電子検出器３０は、試料Ｓで発生する二次電子を検出する。二次電子検出器３０は、ＦＩＢ加工時およびＳＥＭ観察時の両方に用いられる。すなわち、二次電子検出器３０は、試料Ｓに集束イオンビームが照射されることにより発生する二次電子を検出することもできるし、試料Ｓに電子線（電子プローブ）が照射されることにより発生する二次電子を検出することもできる。

反射電子検出器４０は、試料Ｓから発生する反射電子を検出する。反射電子検出器４０は、比較的高いエネルギー持つ反射電子に対して高い検出感度を有する。そのため、反射電子のような高いエネルギーを持つ電子を生じないＦＩＢ加工時には、反射電子検出器４０を用いることができない。したがって、反射電子検出器４０は、ＳＥＭ観察時にのみ用いられる。

遮蔽板５０は、ＦＩＢ加工時に反射電子検出器４０の検出面を遮蔽する。遮蔽板５０は、移動機構（後述する図２に示す移動機構６０）によって移動可能に構成されている。そのため、ＦＩＢ加工時には遮蔽板５０を反射電子検出器４０の検出面を遮蔽する位置に配置することができ、ＳＥＭ観察時には遮蔽板５０を反射電子検出器４０の検出面を遮蔽しない位置に配置することができる。

走査電子顕微鏡１００では、試料Ｓは試料室２に配置されている。試料室２において、試料Ｓは試料ステージ（図示せず）に配置される。試料室２には、ＳＥＭ鏡筒１０、ＦＩＢ鏡筒２０、および二次電子検出器３０が取り付けられている。

図２および図４は、ＳＥＭ鏡筒１０の対物レンズ１４近傍の構成を模式的に示す図である。図３は、対物レンズ１４を側方（図２に示す矢印Ａの方向、光軸Ｌと直交する方向）から見た模式図である。

なお、図２は、遮蔽板５０が反射電子検出器４０の検出面４２を遮蔽している状態を図示しており、図４は、遮蔽板５０が反射電子検出器４０の検出面４２を遮蔽していない状態を図示している。また、図２および図４では、便宜上、対物レンズ１４、二次電子検出器３０、反射電子検出器４０、遮蔽板５０、および移動機構６０以外の部材については、図示を省略している。

対物レンズ１４は、コイル１４ａと、磁極１４ｂと、を有している。対物レンズ１４では、コイル１４ａに電流を流すことにより磁気を発生させ、磁極１４ｂから空間にレンズ磁場を漏洩させる。対物レンズ１４は、電子線を集束させるために発生させるレンズ磁場（漏洩磁場）の中に試料Ｓが配置される構成を有している。すなわち、対物レンズ１４は、磁場浸潤型のレンズである。図示の例では、対物レンズ１４は、１つのポールピースを有するシングルポールピースレンズである。

対物レンズ１４が磁場浸潤型のレンズの場合、対物レンズ１４が発生させるレンズ磁場は二次電子を対物レンズ１４内に取り込むように作用する。したがって、二次電子や反射電子は対物レンズ１４が発生させるレンズ磁場によって光軸Ｌに沿って上方に導かれる。

対物レンズ１４の磁極１４ｂには、開口部４（第１開口部）および開口部６（第２開口部）が設けられている。対物レンズ１４の構造の対称性を確保するために、開口部４および開口部６は、光軸Ｌに関して対称に設けられている。図２および図３に示すように、開
口部４および開口部６は、水平方向（光軸Ｌと直交する方向）に対して、所定角度だけ傾いて形成されている。図示の例では、開口部４および開口部６は、対物レンズ１４の外から内に向かって下方に傾いている。

二次電子検出器３０は、対物レンズ１４の磁極１４ｂに設けられた開口部４を通して、検出面３２が光軸Ｌを向くように据え付けられている。二次電子検出器３０は、開口部４の中心軸に沿って配置されている。そのため、二次電子検出器３０は、二次電子検出器３０の検出面３２が下方を向くように水平方向に対して傾いて配置されている。

反射電子検出器４０（検出面４２）は、二次電子検出器３０の検出面３２よりも電子源１２側に配置されている。図示の例では、反射電子検出器４０は、二次電子検出器３０の検出面３２よりも上方に配置されている。反射電子検出器４０は、対物レンズ１４内に配置されている。

遮蔽板５０は、図２および図４に示すように、移動機構６０によって移動可能に構成されている。具体的には、遮蔽板５０は、移動機構６０によって、図２に示す反射電子検出器４０の検出面４２を遮蔽する位置（挿入状態）と、図４に示す反射電子検出器４０の検出面４２を遮蔽しない位置（排出状態）と、の間を移動可能である。すなわち、走査電子顕微鏡１００では、遮蔽板５０が挿排出可能に構成されている。

遮蔽板５０は、図２に示す反射電子検出器４０の検出面４２を遮蔽する位置では、二次電子検出器３０の検出面３２よりも電子源１２側、すなわち二次電子検出器３０の検出面３２よりも上方に位置している。遮蔽板５０は、反射電子検出器４０の検出面４２と二次電子検出器３０の検出面３２との間に位置している。これにより、ＦＩＢ加工時にスパッタ粒子による反射電子検出器４０の汚損を防ぎつつ二次電子検出器３０による二次電子の検出が可能となる。

遮蔽板５０は、対物レンズ１４の磁極１４ｂに設けられた開口部６を通して対物レンズ１４内（磁極１４ｂ内）に配置されるように据え付けられている。遮蔽板５０の主面５２は、水平方向に配置される。そのため、図２に示す遮蔽板５０の挿入状態において、遮蔽板５０は、開口部４から検出面３２が下方を向くように斜めに挿入された二次電子検出器３０の検出面３２よりも上方に（電子源１２側）に位置する。したがって、遮蔽板５０を反射電子検出器４０の検出面４２と二次電子検出器３０の検出面３２との間に配置することができる。

遮蔽板５０の挿入状態において、試料Ｓから上方を見たときに（電子源１２側を見たときに）、遮蔽板５０が反射電子検出器４０の検出面４２の全面を遮蔽していることが望ましいが、遮蔽板５０が反射電子検出器４０の検出面４２の一部を遮蔽していてもよい。

遮蔽板５０は、排出状態では、図４に示すように、反射電子検出器４０の検出面４２を遮蔽しない位置に配置される。すなわち、遮蔽板５０は、反射電子検出器４０による反射電子の検出を妨げない位置に配置される。図４に示す例では、遮蔽板５０は、磁極１４ｂの外に配置されている。

遮蔽板５０は、帯電を防止するために導電性を有していることが望ましい。遮蔽板５０の材質は、例えば、金属や、カーボンなどである。

移動機構６０は、例えば、モーターなどの駆動部を備えており、当該駆動部を動作させることで遮蔽板５０を移動させる。なお、移動機構６０は、駆動部を有さず、ユーザーが手動で遮蔽板５０を移動できるように構成されていてもよい。

次に、走査電子顕微鏡１００の動作について説明する。

走査電子顕微鏡１００では、ＦＩＢ加工時、すなわちＦＩＢ鏡筒２０から集束イオンビームを照射して試料Ｓの加工を行う際には、移動機構６０を動作させて遮蔽板５０を挿入状態にする。これにより、遮蔽板５０は、図２に示すように、二次電子検出器３０の検出面３２と反射電子検出器４０の検出面４２との間に配置される。

この結果、集束イオンビームが試料Ｓに照射されることによって発生したスパッタ粒子は遮蔽板５０によって遮られる。そのため、反射電子検出器４０の検出面４２にスパッタ粒子が付着する可能性を低減できる。さらに、遮蔽板５０は二次電子検出器３０の検出面３２を遮蔽しないため、集束イオンビームが試料Ｓに照射されることによって発生した二次電子を二次電子検出器３０で検出することができる。これにより、ＦＩＢ加工時に試料Ｓの状態をモニターできる。さらに、反射電子検出器４０を移動させた場合に想定される位置再現性に関する問題も生じない。

また、走査電子顕微鏡１００では、ＳＥＭ観察時、すなわちＳＥＭ鏡筒１０から電子線（電子プローブ）を照射してＳＥＭ観察を行う際には、移動機構６０を動作させて遮蔽板５０を排出状態にする。これにより、遮蔽板５０は、図４に示すように、反射電子検出器４０の検出面４２を遮蔽しない位置に配置される。

この結果、電子線が試料Ｓに照射されることにより発生した二次電子を二次電子検出器３０で検出することができ、かつ、電子線が試料Ｓに照射されることにより発生した反射電子を反射電子検出器４０で検出することができる。

走査電子顕微鏡１００は、例えば、以下の特徴を有する。

走査電子顕微鏡１００では、反射電子検出器４０の検出面４２は、二次電子検出器３０の検出面３２よりも電子源１２側に配置され、反射電子検出器４０の検出面４２が遮蔽されるように移動機構６０が遮蔽板５０を移動させた状態において、遮蔽板５０は反射電子検出器４０の検出面４２と二次電子検出器３０の検出面３２との間に位置している。そのため、走査電子顕微鏡１００では、ＦＩＢ加工時に、反射電子検出器４０の汚損を防ぎつつ二次電子検出器３０による二次電子の検出ができる。したがって、走査電子顕微鏡１００では、汚損による反射電子検出器４０の検出感度の低下を抑制することができる。さらに、走査電子顕微鏡１００では、ＦＩＢ加工時に試料Ｓの状態をモニターできる。

図５は、参考例に係る走査電子顕微鏡の対物レンズ１０１４近傍の構成を模式的に示す図である。

対物レンズ１０１４は、磁場浸潤型のレンズであり、レンズ磁場が二次電子を対物レンズ１０１４内に取り込むように作用するため、二次電子検出器１０３０は対物レンズ１０１４の磁極１０１４ｂに設けられた開口部に配置されている。また、反射電子検出器１０４０は、対物レンズ１０１４の先端部近傍に配置されている。このような構成では、図５に示すように、遮蔽板１０５０で反射電子検出器１０４０の検出面１０４２を遮蔽すると、二次電子検出器１０３０の検出面１０３２も遮蔽されてしまう。したがって、ＦＩＢ加工時に、二次電子検出器１０３０による二次電子の検出が行えずに、試料Ｓの状態をモニターできないという問題がある。

これに対して、走査電子顕微鏡１００では、上述したように、反射電子検出器４０の検出面４２は、二次電子検出器３０の検出面３２よりも電子源１２側に配置され、加工時に
は、遮蔽板５０を反射電子検出器４０の検出面４２と二次電子検出器３０の検出面３２との間に位置させることができる。したがって、図５に示す参考例のような問題が生じず、ＦＩＢ加工時に、反射電子検出器４０の汚損を防ぎつつ二次電子検出器３０による二次電子の検出ができる。

２． 走査電子顕微鏡の変形例
次に、本実施形態の変形例に係る走査電子顕微鏡について、図面を参照しながら説明する。以下、本実施形態の変形例に係る走査電子顕微鏡２００，３００，４００，５００，６００において、本実施形態に係る走査電子顕微鏡１００の構成部材と同様の機能を有する部材については同一の符号を付し、その詳細な説明を省略する。

２．１． 第１変形例
図６は、第１変形例に係る走査電子顕微鏡２００の対物レンズ１４近傍の構成を模式的に示す図である。図７は、対物レンズ１４を側方（図６に示す矢印Ａの方向）から見た模式図である。なお、図６は、図２に対応し、図７は、図３に対応している。

上述した走査電子顕微鏡１００では、図２および図３に示すように、遮蔽板５０が水平方向に配置され、二次電子検出器３０が検出面３２が下方を向くように斜めに配置されることにより、挿入状態において、遮蔽板５０を二次電子検出器３０の検出面３２の上方に位置させて、遮蔽板５０を反射電子検出器４０の検出面４２と二次電子検出器３０の検出面３２との間に配置した。

これに対して、走査電子顕微鏡２００では、図６および図７に示すように、遮蔽板５０および二次電子検出器３０を共に水平方向に配置し、遮蔽板５０を上方側（電子源１２側）に二次電子検出器３０を下方側（試料側）に配置することにより、遮蔽板５０を二次電子検出器３０の検出面３２の上方に位置させて、遮蔽板５０を反射電子検出器４０の検出面４２と二次電子検出器３０の検出面３２との間に配置している。

二次電子検出器３０を通すための開口部４および遮蔽板５０を通すための開口部６は、光軸Ｌと直交する方向に設けられた貫通孔である。開口部４および開口部６は、図３に示すように矢印Ａの方向から見て、光軸Ｌに沿った（光軸Ｌに平行な）長手方向を持つ形状である。例えば、開口部４および開口部６は、光軸Ｌに沿った長軸を持つ楕円である。このように、開口部４および開口部６が光軸Ｌに沿った長手方向を持つ形状であることにより、遮蔽板５０と二次電子検出器３０とを接触させることなく配置することができる。

本変形例に係る走査電子顕微鏡２００によれば、上述した実施形態と同様の作用効果を奏することができる。

２．２． 第２変形例
図８は、第２変形例に係る走査電子顕微鏡３００の対物レンズ１４近傍の構成を模式的に示す図である。なお、図８は、図２に対応している。

本変形例に係る走査電子顕微鏡３００では、図８に示すように、遮蔽板５０には、所定の電圧（装置の基準電圧に対して負の電圧）が印加される。これにより、二次電子Ｅに対して反発する力、すなわち、遮蔽板５０から遠ざける方向の力（斥力）が働く。そのため、二次電子検出器３０の検出面３２に入射する二次電子を増やすことができ、検出効率（試料Ｓから放出された電子のうち検出されて信号となる割合）を向上できる。

なお、正の電荷を持つイオンＩｏおよび電荷を持たないスパッタ粒子Ｎなどは、遮蔽板５０が形成する電場によってはほとんど影響を受けない。

上記では、図２に示す走査電子顕微鏡１００の構成に本変形例を適用した例について説明したが、図９に示すように、本変形例は、第１変形例に係る走査電子顕微鏡２００の構成についても、同様に、適用可能である。

２．３． 第３変形例
図１０は、第３変形例に係る走査電子顕微鏡４００の対物レンズ１４近傍の構成を模式的に示す図である。なお、図１０は、図２に対応している。

本変形例に係る走査電子顕微鏡４００では、図８に示す第２変形例に係る走査電子顕微鏡３００と同様に、遮蔽板５０の所定の電圧が印加されている。さらに、走査電子顕微鏡４００では、遮蔽板５０が二次電子Ｅを二次電子検出器３０の検出面３２に導くような力（静電力）が生じるような形状に形成されている。そのため、より多くの二次電子Ｅを二次電子検出器３０の検出面３２に入射させることができ、検出効率をより向上できる。

２．４． 第４変形例
図１１は、第４変形例に係る走査電子顕微鏡５００を模式的に示す図である。図１２は、第４変形例に係る走査電子顕微鏡５００の対物レンズ１４近傍の構成を模式的に示す図である。なお、図１１は図１に対応し、図１２は図２に対応している。

上述した走査電子顕微鏡１００では、図１および図２に示すように、反射電子検出器４０が対物レンズ１４内に配置されていた。これに対して、走査電子顕微鏡５００では、図１１および図１２に示すように、反射電子検出器４０が対物レンズ１４の外に配置されている。

具体的には、反射電子検出器４０は、対物レンズ１４の上方（電子源１２側）に配置されている。反射電子検出器４０は、例えば、対物レンズ１４と集束レンズ（コンデンサーレンズ、図示せず）との間に配置されている。集束レンズは、電子源１２と対物レンズ１４との間に配置されており、電子プローブの径とプローブ電流（照射電流）の制御に用いられる。

走査電子顕微鏡５００では、反射電子検出器４０が対物レンズ１４の外に配置されているため、遮蔽板５０も、同様に、対物レンズ１４の外（対物レンズ１４の上方）に配置されている。

走査電子顕微鏡５００では、上述した走査電子顕微鏡１００と同様の作用効果を奏することができる。

２．５． 第５変形例
図１３は、第５変形例に係る走査電子顕微鏡６００の対物レンズ１４近傍の構成を模式的に示す図である。なお、図１３は、図２に対応している。

上述した走査電子顕微鏡１００では、図２に示すように、対物レンズ１４が１つの磁極１４ｂを有するシングルポールピースレンズであった。これに対して、走査電子顕微鏡６００では、対物レンズ１４は、２つの磁極（内側磁極１４０、外側磁極１４２）を有するセミインレンズである。

対物レンズ１４では、内側磁極１４０と外側磁極１４２の下端面より下方に単一のレンズ磁場が形成される。このレンズ磁場の中に試料（図示せず）が配置される。

二次電子検出器３０を通すための開口部４は、内側磁極１４０および外側磁極１４２を貫通するように設けられている。遮蔽板５０を通すための開口部６は、内側磁極１４０および外側磁極１４２を貫通するように設けられている。

本変形例に係る走査電子顕微鏡６００では、上述した走査電子顕微鏡１００と同様の作用効果を奏することができる。

２．６． 第６変形例
上述した走査電子顕微鏡１００では、図１に示すように、ＦＩＢ装置（ＦＩＢ鏡筒２０）を備えていた。そのため、走査電子顕微鏡１００では、ＦＩＢによる試料Ｓの加工と、ＳＥＭによる試料Ｓの観察と、を行うことができた。

これに対して、本変形例では、走査電子顕微鏡は、プラズマやイオンなどの荷電粒子で試料Ｓをクリーニングするクリーニング装置を備えている。クリーニング装置は、プラズマやイオンなどの荷電粒子で試料表面の汚れを分解、除去する装置である。

本変形例に係る走査電子顕微鏡においても、図２に示す走査電子顕微鏡１００と同様に、遮蔽板５０が設けられている。そのため、本変形例に係る走査電子顕微鏡においても、プラズマやイオンによるクリーニング時（加工時）に、反射電子検出器４０の汚損を防ぎつつ二次電子検出器３０による二次電子の検出ができる。したがって、本変形例に係る走査電子顕微鏡では、汚損による反射電子検出器の検出感度の低下を抑制することができ、かつ、加工時に試料Ｓの状態をモニターできる。

また、上述した走査電子顕微鏡１００では、図１に示すように、ＦＩＢ鏡筒２０を備えており、集束イオンビームで試料Ｓの加工を行ったが、本変形例に係る走査電子顕微鏡は、イオンビーム（集束されていないイオンビーム、例えばＡｒイオンビームなど）で試料Ｓの加工を行うイオンビーム装置を備えていてもよい。このような場合でも、上述した走査電子顕微鏡１００と同様の作用効果を奏することができる。

なお、上述した実施形態及び変形例は一例であって、これらに限定されるわけではない。例えば各実施形態及び各変形例は、適宜組み合わせることが可能である。

本発明は、実施の形態で説明した構成と実質的に同一の構成（例えば、機能、方法および結果が同一の構成、あるいは目的及び効果が同一の構成）を含む。また、本発明は、実施の形態で説明した構成の本質的でない部分を置き換えた構成を含む。また、本発明は、実施の形態で説明した構成と同一の作用効果を奏する構成又は同一の目的を達成することができる構成を含む。また、本発明は、実施の形態で説明した構成に公知技術を付加した構成を含む。

２…試料室、４…開口部、６…開口部、１０…ＳＥＭ鏡筒、１２…電子源、１４…対物レンズ、１４ａ…コイル、１４ｂ…磁極、２０…ＦＩＢ鏡筒、３０…二次電子検出器、３２…検出面、４０…反射電子検出器、４２…検出面、５０…遮蔽板、５２…主面、６０…移動機構、１００…走査電子顕微鏡、１４０…内側磁極、１４２…外側磁極、２００…走査電子顕微鏡、３００…走査電子顕微鏡、４００…走査電子顕微鏡、５００…走査電子顕微鏡、６００…走査電子顕微鏡、１０１４…対物レンズ、１０１４ｂ…磁極、１０３０…二次電子検出器、１０３２…検出面、１０４０…反射電子検出器、１０４２…検出面、１０５０…遮蔽板

Claims (6)

1. 荷電粒子で試料を加工する荷電粒子装置を備えた走査電子顕微鏡であって、
   電子源と、
   前記試料で発生した二次電子を検出する二次電子検出器と、
   前記二次電子検出器の検出面よりも前記電子源側に配置され、前記試料で発生した反射電子を検出する反射電子検出器と、
   前記反射電子検出器の検出面を遮蔽するための遮蔽板と、
   前記遮蔽板を移動させる移動機構と、
   を含み、
   前記反射電子検出器の検出面が遮蔽されるように前記移動機構が前記遮蔽板を移動させた状態において、前記遮蔽板は、前記反射電子検出器の検出面と前記二次電子検出器の検出面との間に位置している、走査電子顕微鏡。
2. 請求項１において、
   対物レンズを含み、
   前記対物レンズは、当該対物レンズが発生させるレンズ磁場の中に前記試料が配置される構成を有している、走査電子顕微鏡。
3. 請求項２において、
   前記対物レンズには、当該対物レンズの光軸に直交する方向に設けられた前記二次電子検出器を通す第１開口部と、前記光軸に直交する方向に設けられた前記遮蔽板を通す第２開口部と、が設けられ、
   前記第１開口部および前記第２開口部は、前記光軸に直交する方向から見て、前記光軸に沿った長手方向を持つ形状である、走査電子顕微鏡。
4. 請求項１ないし３のいずれか１項において、
   前記遮蔽板には、所定の電圧が印加され、二次電子との間に反発する力を生じさせる、走査電子顕微鏡。
5. 請求項１ないし４のいずれか１項において、
   前記荷電粒子装置は、集束イオンビーム装置である、走査電子顕微鏡。
6. 請求項１ないし５のいずれか１項において、
   前記二次電子検出器は、前記荷電粒子装置から放出された荷電粒子が前記試料に照射されることで発生した二次電子を検出する、走査電子顕微鏡。

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