(57)【要約】【課題】照射光学系と結像光学系の２つのカラムを備える電子線装置において、照射光学系の調整に用いる光電子像を鮮明化する。【解決手段】ステージに載置される試料に電子線を照射する照射光学系と、試料に紫外線を含む光を照射する光照射ユニット５０と、電子線が試料に到達する前に電子軌道が反転するよう、試料に負電圧を印加する試料電圧制御部４４と、負電圧の印加により反射されたミラー電子を結像してミラー電子像を取得する結像光学系とを有し、結像光学系は、ミラー電子像を取得するセンサ３２と、センサとステージ３１との間に設けられ、光照射ユニットからの光がセンサに到達することを抑制する迷光抑制部材２７とを有する。【選択図】図１
2020077529.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ステージに載置される試料に電子線を照射する照射光学系と、
前記試料に紫外線を含む光を照射する光照射ユニットと、
前記電子線が前記試料に到達する前に電子軌道が反転するよう、前記試料に負電圧を印加する試料電圧制御部と、
前記負電圧の印加により反射されたミラー電子を結像してミラー電子像を取得する結像光学系とを有し、
前記結像光学系は、前記ミラー電子像を取得するセンサと、前記センサと前記ステージとの間に設けられ、前記光照射ユニットからの光が前記センサに到達することを抑制する迷光抑制部材とを有する電子線装置。
【請求項２】
請求項１において、
対物レンズと、
前記照射光学系の前記電子線を前記対物レンズの光軸に一致させるよう偏向させるとともに、前記電子線と前記ミラー電子とを分離して前記ミラー電子を前記結像光学系の光軸に導くビームセパレータとを有する電子線装置。
【請求項３】
請求項２において、
前記迷光抑制部材は、前記センサと前記ビームセパレータとの間に設けられる電子線装置。
【請求項４】
請求項１において、
前記迷光抑制部材は、前記結像光学系の光軸が通るように配置された筒型部材であり、
前記迷光抑制部材の内壁に、前記光照射ユニットからの光が前記センサに到達することを抑制するための加工が施された電子線装置。
【請求項５】
請求項４において、
前記迷光抑制部材の内壁に、前記光照射ユニットからの光を散乱または反射させる凹凸が設けられた、または前記光照射ユニットからの光を吸収するコーティングがなされた電子線装置。
【請求項６】
請求項４において、
前記結像光学系は、前記光照射ユニットが、前記試料に紫外線を含む光を照射することによって放出される光電子を結像して光電子像を取得する電子線装置。
【請求項７】
請求項６において、
前記結像光学系は結像レンズを有し、
前記結像光学系は、前記結像レンズにより前記光電子が前記迷光抑制部材の内壁に衝突しないように制御する電子線装置。
【請求項８】
請求項６において、
前記光照射ユニットは、紫外線ランプと前記紫外線ランプからの発光を所定の波長帯域に制限するフィルタとを有し、
前記結像光学系が前記光電子像を取得する際には、前記光照射ユニットは、前記フィルタを外した状態で前記紫外線ランプからの発光を前記試料に照射する電子線装置。
【請求項９】
請求項１において、
前記迷光抑制部材は、前記結像光学系の光軸が通る開口を有する遮蔽板である電子線装置。
【請求項１０】
請求項１において、
前記ステージを内蔵する試料室及び前記結像光学系を内蔵するカラムを含む筐体を有し、
前記筐体の内壁に、前記光照射ユニットからの光が前記センサに到達することを抑制するための加工が施された電子線装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子線装置、特に照射光学系と結像光学系の２つのカラムを備える電子線装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子線装置は、電子銃から放出された電子線を試料に向かって照射する装置である。特許文献１には、照射光学系と結像光学系の２つのカラムを備え、照射光学系から試料に向けて照射した電子を、試料にあらかじめ負の電位を印加することにより試料の表面近傍で反射させ、結像光学系にて反射した電子の像（ミラー電子像）を取得する電子線装置が開示されている。さらに、特許文献１では、試料に特定波長の紫外線を照射することによって、試料を帯電させ、帯電した状態の試料に向かって電子ビームを照射することによって、欠陥検出を行うことが説明されている。
【０００３】
特許文献２には、特許文献１と同様に、２つの光学系を備えた電子顕微鏡が開示されている。特許文献２には、照射光学系と結像光学系の光軸調整を高精度に行える荷電粒子線装置及びその調整方法が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】国際公開第２０１６／００２００３号
【特許文献２】国際公開第２０１７／１６８４８２号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１には、照射光学系と結像光学系の２つのカラムを備える電子線装置において、光軸調整を行う方法については言及されていない。特許文献２においては、電子顕微鏡に紫外線光学系を搭載し、紫外線を試料に照射した際に生じる光電子を結像レンズ系の光軸調整に使用することを開示されている。
【０００６】
特許文献２によれば、光電子像を用いて結像光学系の調整を行うことになるが、光電子はミラー電子よりも強度が弱く、光電子像のコントラストを得るためには、例えば、紫外線光学系から試料に照射する紫外光の強度を強くして、放出される光電子の量を増加させる必要がある。ところが、これにより、紫外線光学系からの紫外線が筐体内を反射、散乱して光電子像を取得するセンサに迷光として入ることにより、明瞭な光電子像が得られないという課題が見いだされた。
【０００７】
本発明は、照射光学系と結像光学系の２つのカラムを備える電子線装置において、より鮮明な光電子像を用いて光軸調整可能とする電子線装置を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するための一態様である電子線装置は、ステージに載置される試料に電子線を照射する照射光学系と、試料に紫外線を含む光を照射する光照射ユニットと、電子線が試料に到達する前に電子軌道が反転するよう、試料に負電圧を印加する試料電圧制御部と、負電圧の印加により反射されたミラー電子を結像してミラー電子像を取得する結像光学系とを有し、結像光学系は、ミラー電子像を取得するセンサと、センサとステージとの間に設けられ、光照射ユニットからの光がセンサに到達することを抑制する迷光抑制部材とを有する。
【発明の効果】
【０００９】
照射光学系と結像光学系の２つのカラムを備える電子線装置において、照射光学系の調整に用いる光電子像を鮮明化できる。
【００１０】
その他の課題と新規な特徴は、本明細書の記述および添付図面から明らかになるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】２つの光学系（カラム）を備えた電子線装置の一例を示す図である。
【図２】ミラー電子顕微鏡の光軸調整工程を示すフローチャートである。
【図３】光照射に基づく結像光学系の光軸調整工程を示すフローチャートである。
【図４】ウイーン条件を満たす電界Ｅの変化に対する磁界Ｂの変化を示す近似関数の例である。
【図５】電子線照射に基づく照射光学系の光軸調整工程を示すフローチャートである。
【図６】迷光抑制部材の一構成例の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
半導体デバイス製造工程には、鏡面状に研磨されたＳｉやＳｉＣなどを材料とするウェハ上に微細な回路を形成する工程がある。このようなウェハ上に異物や傷、あるいは結晶欠陥などが存在すると、回路パターンの形成過程において欠陥や材質劣化が生じ、製造されたデバイスが正常に動作しなくなったり、所望の電気特性が得られなかったり、動作の信頼性が劣化する場合がある。
【００１３】
本実施例の電子線装置は、そのようなウェハを高速に検査するのに適した写像型の電子顕微鏡である。より具体的には、本実施例の電子線装置では、試料に向かって電子線をウェハ表面上の検査視野全体にウェハ表面に垂直な角度でほぼ平行に照射するとともに、照射する電子線の加速電圧と同等もしくは僅かに大きな負電圧をウェハ表面に与えることで、ウェハ表面直上で電子線をその入射方向に対してほぼ１８０度の角度で反転させ、反転した電子を電子レンズで結像することにより、検査用の電子像を得る。この反転した電子を以下、ミラー電子と称し、またミラー電子像を取得可能な電子線装置をミラー電子顕微鏡と称する。
【００１４】
以下、実施形態および実施例について、図面を用いて説明する。ただし、以下の説明において、同一構成要素には同一符号を付し繰り返しの説明を省略することがある。
【００１５】
図１を用いて、ミラー電子の検出に基づいて画像（ミラー電子像）を生成するミラー電子顕微鏡の構成について説明する。試料３０は、試料表面方向が対物レンズ光軸１２（ビームの理想光軸）に垂直になるように配置されている。電子銃２０から放出される電子は、図示しない加速電極等によって加速され、電子ビーム（電子線）となる。電子線は照射レンズ２１によって収束され、照射光学系の光軸（「照射系光軸」と称する）１０を通過する。なお、照射レンズ２１は複数のレンズから構成される場合もある。照射レンズ２１によって収束された電子線は、ビームセパレータ２４により対物レンズ光軸１２の軌道に沿うように偏向される。照射電子線は対物レンズ２３の後焦点面に収束され、試料３０に向かって照射される。ビームセパレータ２４によって偏向された電子線は、対物レンズ２３によって平行ビームとなって、対物レンズ光軸１２に沿って、試料３０に向かって垂直に照射される。一方、試料３０、或いはステージ３１には、試料電圧制御部４４から負電圧が印加されている。試料電圧制御部４４から印加される負電圧は、電子銃２０のチップと加速電極との間に印加される加速電圧とほぼ等しいか、若干高い電圧が印加されることにより、照射電子線は試料３０に到達することなく、撮像素子に向かって反射する。照射電子線は試料に到達していないので、試料表面形状ではなく、試料上の電位分布（等電位面）を反映した画像を取得することができる。反転された電子線は対物レンズ光軸１２を通過したのち、ビームセパレータ２４により結像光学系の光軸（「結像系光軸」と称する）１１に導入され、結像レンズ２２によりセンサ３２上にミラー電子像が形成される。この例では、センサ３２はシンチレータ３３とカメラ３４とを有している。本例では結像レンズ２２は１個として表現しているが、複数個の場合もある。カメラ３４は、電子線の入射によるシンチレータ３３の発光を撮像することにより、電子線像を光学像に変換して取得することができる。カメラ３４としては、二次元撮像素子、例えばＣＣＤ（Charge-Coupled Device）イメージセンサなどを用いることができる。これにより、試料上の電位分布を画像化するための信号を取得する。
【００１６】
なお、照射光学系及び結像光学系は制御装置４０により制御され、電子銃２０は電子銃制御装置４１により制御される。また、センサ３２の出力は画像取得装置４２に入力され、必要な画像処理が行われる。
【００１７】
このように、ミラー電子顕微鏡は、照射光学系の光源（電子銃２０）位置と、結像光学系の結像位置（センサ３２）が異なる一方で、試料３０上にて照射系光軸１０と結像系光軸１１とを対物レンズ光軸１２に一致させるため、ビームセパレータ２４を用いて照射光学系のビームを偏向し、照射光学系のビームと結像光学系のビームとを分離しなければならない。具体的には、図１の構成の場合、ビームセパレータ２４は、照射系光軸１０に沿って照射される電子線を、角度θ（照射系光軸１０と対物レンズ光軸１２のなす角）分、偏向するように調整されている必要がある。同時に、試料３０の直上に形成された減速電界にて反射され、試料３０方向からビームセパレータ２４に対して飛んでくる電子に対しては、結像系光軸１１に沿ってシンチレータ３３に向かうように、ビームセパレータ２４の直交電磁界の電界と磁界が調整されている必要がある。ビームセパレータ２４として、例えばウイーンフィルタを使用する。
【００１８】
図１の構成では、結像光学系の光軸調整を行うための電子線を発生するための光源を備えている。すなわち、光照射ユニット５０と光照射ユニット制御装置４３とを備え、光照射ユニット５０は、試料３０の電子線照射位置（電子銃２０から照射される電子ビームの理想的な到達位置（電子ビームの理想光軸直下））に向かって紫外線を照射するよう取り付けられている。光照射ユニット５０は、電子線で観察する試料上の視野と同程度の大きさに絞られていてもよいし、それ以上の大きさであってもよい。なお、図では光照射ユニット５０が装置の筐体に直接取り付けられているように描かれているが、光ファイバーを用いて装置に紫外線を導入するように構成してもよい。また、光軸調整専用に光照射ユニットを設ける必要はなく、例えば、試料３０の帯電防止等の目的あるいは、欠陥観察等の目的で紫外線光源を搭載している電子顕微鏡の場合には、その紫外線光源を兼用することができる。この場合、適正な位置に紫外線が照射されるように取り付けられているため、紫外線光源の位置合わせが不要となる。光照射ユニット５０からの紫外線照射によって試料３０から放出された光電子は、対物レンズ２３（例えば接地電位）と負電圧が印加された試料３０との間に形成される電界（入射する電子ビームにとっての減速電界）によって、結像光学系に向かって加速される。このように、光照射ユニット５０及び試料３０は、いわば、結像光学系専用の電子源として機能する。この例では、光照射ユニット５０は光源である紫外線ランプ５１と光源の発する光を所望の波長帯域に制限するフィルタ５２とを有している。かかる構成により、低コストに光照射ユニット５０を実現できる。
【００１９】
図２を用いて、図１に示すミラー電子顕微鏡の光軸調整方法を説明する。なお、図２及び後述する図３、５に例示する処理アルゴリズムはプログラムとして、予め所定の記憶媒体に記憶されており、ミラー電子顕微鏡を制御する統合制御装置（図示せず）は、当該プログラムに従って、電子顕微鏡の各構成要素を自動的に制御する。
【００２０】
まず、ステージ３１に試料３０を載置する。試料３０は、光照射ユニット５０から照射される紫外線によって、光電子の発生し易いものを使用することが望ましい。あるいは、光照射ユニット５０が照射する紫外線は、試料３０の仕事関数以上のエネルギーを持つことが望ましい。また、本フローでは、画像処理を用いて軸調整を行うため、試料３０は、その表面にパターンが形成された試料であることが望ましい。パターン像に基づき軸ずれを評価する場合、画像のずれ（視差）の評価に基づいて軸ずれの程度を判定するが、画像の２次元的なずれを評価するために、Ｘ−Ｙ方向のずれの評価が可能な２次元方向に広がりを持つパターン（例えば十字パターン）を用いることが望ましい。なお、試料３０はステージ３１の一部にあらかじめ固定されていてもよい。
【００２１】
試料３０を理想光軸１２上に載置したら、光照射ユニット５０から試料３０に対して紫外線を照射する（ステップＳ０１）。電子線で観察する視野と同じになるように、必要に応じて光学レンズ等を用いて紫外線照射領域を調整する。ただし、紫外線照射領域が電子線で観察する視野より大きければ、光軸調整に必要な光電子像を取得することができる。
【００２２】
次に、結像系光軸１１とビームセパレータ２４の偏向条件についてパラメータ調整を行う（ステップＳ０２）。ステップＳ０２では、結像レンズ２２及びビームセパレータ２４であるウイーンフィルタのパラメータを調整する。
【００２３】
まず、結像系光軸１１がセンサ３２により取得される画像の中心となるように、結像レンズ２２の位置を調整する。図１の構成では、撮像光学系を内蔵するカラムは直立カラムであるため、ウイーンフィルタを動作させない状態で、対物レンズ光軸１２と結像系光軸１１とは一致する。そこで、結像レンズ２２の中心軸がセンサ３２により取得される画像の中心となるよう、結像レンズ２２の位置を調整する。このため、結像レンズ２２の光学条件を試料３０から放出される光電子がシンチレータ３３上にスポット照射される条件とし、光電子によるスポットが撮像画像の中心となるように結像レンズ２２の位置を調整する。結像レンズ２２が複数個からなる場合は、調整の終わっていないレンズは動作させないようにし１個ずつ上記の手順を繰り返す。
【００２４】
続いて、ウイーンフィルタの調整を行う。ウイーンフィルタでは、調整パラメータが複数ある場合、複数あるパラメータ間の拘束関数として記述する調整方法をとることができる。この拘束関数にてパラメータの数を減らし、後の照射系光軸１０の調整を容易にすることができる。なお、拘束関数作成の際に、対物レンズ２３の強度を一定の振幅で変化させるワブリングを行い、像の中心が動かないように厳密に調整し、電界Ｅと磁界Ｂの組の値の範囲を詳細に確かめてもよい。このパラメータの微調整を行うことで、より厳密な拘束関数を作成することができる。また、結像系のみに関して対物レンズのワブリングを行い像の解像度を高めておくことは、この後の軸調整の高精度化にも繋がる。なお、対物レンズのワブリングによって画像のずれ（視差）が発生する場合には、その視差がゼロ、或いは所定値以下となるように、図示しないアライメント偏向器によって光軸調整を行う。
【００２５】
図３は、試料に対する紫外線照射によって放出される光電子を用いて、結像光学系の軸調整（図３では、ウイーンフィルタの調整を例示）と、照射光学系の調整に要する近似関数を生成する工程の一例を示すフローチャートである。
【００２６】
まず、画像認識可能な調整用パターンが形成された試料に対して紫外線を照射して画像を取得する（ステップＳ３０１）。先に述べたように、調整用パターンは、装置条件を変化させたときの画像のずれ（視差）をモニタするために用いられるため、十字パターンのような２次元的な変位（Δｘ，Δｙ）の特定が容易なパターンとする。さらに、ミラー状態での画像認識を可能とするため、パターン部の帯電状態とそれ以外の部分の帯電状態とを異ならせることが望ましい。例えば、パターン部は絶縁部材で形成し、それ以外の部分を導電性部材で形成することが考えられる。紫外線を試料に照射することによって、試料から光電子が放出される。光電子は試料上に形成された減速電界によって結像光学系に向かって加速され、ビームセパレータ２４（ウイーンフィルタ）、及び結像レンズ２２を通過して、シンチレータ３３に到達する。シンチレータ３３に電子が到達することによるシンチレータ３３の発光を、カメラ３４によって撮像することによって、調整用パターンを含む領域の画像を生成する。次に、形成された画像上の調整用パターンの位置（ｘ０，ｙ０）を画像処理によって認識する（ステップＳ３０２）。
【００２７】
調整用パターンの初期位置の認識後、ウイーンフィルタに含まれる電極間に形成される電界（Ｅ）と、コイルに供給する電流によって調整される磁界（Ｂ）とを設定する（ステップＳ３０３）。この状態ではウイーン条件（電界Ｅによる偏向作用を磁界Ｂが打ち消している状態）が保たれているものとする。なお、ウイーンフィルタを稼働させたときに、視差が発生するような場合は、電界Ｅ或いは磁界Ｂの調整によって、像のずれがなくなるように補正を行う。
【００２８】
次に、電界Ｅまたは磁界Ｂの一方を所定量変更し（ステップＳ３０４）、その際の調整用パターンの位置（ｘ１，ｙ１）を特定することによって、ウイーンフィルタの条件を変化させたときの視差（ｘ１−ｘ０，ｙ１−ｙ０）を演算する（ステップＳ３０５）。以下の説明では、ステップＳ３０４にて電界ＥをＥ０からＥ１に変化させた場合を例にとって説明する。
【００２９】
ステップＳ３０４での電界Ｅを変化させたときに発生する視差（ｘ１−ｘ０，ｙ１−ｙ０）をゼロ、或いは所定値以下とする磁界Ｂを探索すべく、磁界Ｂを徐々に変化させたときの視差を評価する（ステップＳ３０６，Ｓ３０７）。視差がゼロ（或いは所定値以下）になった状態とは、試料から放出された光電子に対する電界Ｅによる偏向作用が、磁界Ｂの偏向作用によって相殺された状態であり、この状態が見出されるまでステップＳ３０６、Ｓ３０７を繰り返す。
【００３０】
１つの電界Ｅ（電極に印加する電圧値）について、適正な磁界Ｂ（コイルに供給する電流値）が見出された後、さらに、他の電界Ｅについてもウイーン条件が満たされる磁界Ｂを探索すべく、所定数の電界Ｅに対する磁界Ｂが見出されるまで、ステップＳ３０４〜ステップＳ３０７を繰り返す。所定数の電界Ｅと磁界Ｂの組み合わせが見出された後に、図４に例示するような電界Ｅの変化に対する磁界Ｂの変化を示す近似関数をフィッティング等により求める（ステップＳ３０８）。
【００３１】
以上のようにして生成された近似関数に則って電界Ｅと磁界Ｂとを変化させることによって、結像光学系に対する適正な調整状態を維持しつつ、電界Ｅと磁界Ｂの条件を変化させることができる。後述する照射光学系の調整では、生成された近似関数に則って、電界Ｅと磁界Ｂとを変化させることによって、結像光学系の調整状態を変化させることなく、照射光学系の適正な調整を行う。本実施例では、電界Ｅと磁界Ｂを変数とする関数を生成する例を説明しているが、これに限られることはなく、他の変動要因を変数とした関数を生成するようにしても良い。さらに、関数を作成することなく、上記条件を満たす複数の電界Ｅと磁界Ｂの組み合わせを取得し、記憶するようにしても良い。
【００３２】
光電子像により結像光学系の調整が終了した後、光照射ユニット５０からの紫外線照射を止め、電子銃２０から電子線を照射する（図２のフローチャートのステップＳ０３）。その後、照射電子線が対物レンズ光軸へと進むように、例えば拘束関数を用いてパラメータの数を減らしながらウイーンフィルタを像が見えるように調整を行い、照射レンズ２１にて試料３０に電子線が平行に照射されるように照射電子線の調整を行う（ステップＳ０４）。このとき、ステップＳ０２にて取得した光電子像と、電子線を照射して取得した像とを比較して、照射系の調整を行ってもよい。
【００３３】
図５は、結像光学系調整の終了後、照射光学系の調整（図５では、ウイーンフィルタの調整を例示）を行う工程の一例を示すフローチャートである。まず、ビームセパレータの調整工程、具体的には図３に示したフローチャートのステップＳ３０８で作成された関数に則って、電界Ｅと磁界Ｂを設定する（ステップＳ５０１）。関数が作成されていない場合には、登録された複数の電界Ｅと磁界Ｂの組み合わせの中から、初期設定のための電界Ｅと磁界Ｂを読み出す。電界Ｅと磁界Ｂが初期設定された状態で、電子銃２０より電子線を照射し（ステップＳ５０２）、当該照射に基づいて得られる検出信号に基づいて、画像を生成する（ステップＳ５０３）。当該画像にて、調整用パターンの位置を特定し、元の位置（例えば、ステップＳ３０２で特定された調整用パターンの位置）との視差を評価する（ステップＳ５０４）。この視差がゼロ、或いは所定値以下となるように、ステップＳ５０１〜Ｓ５０４の処理を繰り返すことによって、適正なセパレータの条件を見出すことができる（ステップＳ５０５）。
【００３４】
なお、光電子像と電子顕微鏡像とはその見え方が異なり、一般的な２つの画像の相関を評価するパターンマッチング処理のようなずれ検出法では正確な位置を特定することが困難となる場合には、例えばパターンの重心位置を検出し、そのずれを評価するようにしても良い。重心検出には種々の手段が考えられるが、例えばパターンの輪郭線を抽出し、その距離画像を求めることによって、重心位置を検出することが考えられる。
【００３５】
本実施例のように、結像光学系の調整を行った後、試料位置（調整用パターン位置）を動かすことなく、照射光学系の調整を行うことによって、視差判定の基準となるパターン位置変動のない、高精度な調整を行うことが可能となる。
【００３６】
ここで、光照射ユニット５０は、結像光学系調整において、よりコントラストの高い光電子像を得るため、紫外線ランプ５１が放出する紫外線の強度を高めることが望ましい。例えば、帯電防止や欠陥観察等のために試料に照射するときの紫外線よりも高い強度の紫外線を照射する。さらに、紫外線ランプ５１は実際には紫外線のみならず、より広い波長帯域の光を発光しているので、フィルタ５２を外して光照射ユニット５０から放射される光源の波長帯域を広げることも望ましい。
【００３７】
ところが、課題として述べたように、光照射ユニット５０により試料３０に強い紫外線を含む光を照射すると、光照射ユニット５０から照射された光が、試料３０から反射し、ステージ等を内蔵する試料室や撮像光学系を内蔵するカラム（これらを包括して筐体という）内を、反射したり、散乱したりすることにより、迷光として直接センサ３２に入射されることにより、光電子像のコントラストが低下するという現象が見いだされた。センサ３２を構成するカメラ３４は、光電子またはミラー電子がシンチレータ３３に衝突することによって生じる発光を検知するため、シンチレータ３３からの放出光の帯域に対して高い検出感度を有している。ところが、光照射ユニット５０から筐体内を伝搬した光（迷光）がセンサ３２に入射されると、迷光の波長帯域がカメラ３４の検出帯域と重なっているため、光電子起因またはミラー電子起因の光と迷光起因の光とを区別することができない。とりわけミラー電子よりもエネルギーの小さい光電子を画像化する光電子像において、コントラストの低下が顕著である。
【００３８】
このため、本実施例の電子線装置においては、このような迷光がセンサ３２に入射されるのを抑制するため、迷光抑制部材２７を設けている（図１参照）。
【００３９】
図６に迷光抑制部材２７の一構成例の断面図を示す。迷光抑制部材２７は結像光学系の光軸１１が通るように配置された筒型部材であり、図は、結像系光軸１１を含む平面で切った断面図である。例えば、迷光抑制部材２７の内径はｒであり、その内壁には、迷光がセンサ３２に到達することを抑制するための加工が施されている。図６に示した例は、内壁にねじ切りにより凹凸を施し、迷光を下方（ビームセパレータ２４側）に反射または散乱させることにより、迷光が上方（センサ３２側）に伝搬するのを抑制する。凹凸の形状はねじ切りによる形状には限定されず、例えば内壁にランダムな傷を入れることにより、迷光の伝搬を抑制することも可能である。さらに、内壁に迷光を吸収する炭素などの材料でコーティングを施してもよい。コーティングの種類も問わず、例えば、内壁を塗装、メッキ、染色して、迷光を吸収するようにしてもよい。また、迷光抑制部材２７の材料としてはアルミのような非磁性材料を用いることが望ましい。ただし、電子線が通過する領域で真空状態を維持できるように、迷光抑制部材２７の内側表面からの気体の放出量（脱ガス）は基準値以下である必要がある。
【００４０】
迷光抑制部材２７の内径の大きさも特に限定されない。ただし、光電子（またはミラー電子）が迷光抑制部材２７の内壁に衝突するとセンサ３２に到達する電子が減少する。このため、光電子（またはミラー電子）が迷光抑制部材２７の内壁に衝突しないような径にする、あるいは結像レンズ２２により光電子（またはミラー電子）の広がりを抑えて、光電子（またはミラー電子）が迷光抑制部材２７の内壁に衝突しないようにすることが望ましい。
【００４１】
なお、迷光抑制部材２７を専用に設ける必要はない。例えば、結像光学系が電子線を通すためのビーム管を有する場合には、ビーム管の内壁の一部、または全部を迷光が伝搬するのを抑制するよう加工することにより、同じ効果を得ることができる。
【００４２】
また、迷光抑制部材２７は図６に例示した筒型部材に限られず、結像系光軸１１を通る開口を設けた遮蔽板であってもよい。電子線は開口を通過する一方で、迷光は遮蔽板により遮蔽される。迷光の開口透過をできるだけ少なくするには、開口の内径を小さくすることが望ましい。このため、光電子像を得るときの結像レンズ２２の条件で、電子線の焦点位置に遮蔽板を置くことが望ましい。
【００４３】
また、迷光を抑制するため、筐体の内壁に、迷光の伝搬を抑えるような加工、例えば、先に述べたような何らかのコーティングを行うことも望ましい。通常、電子顕微鏡の鏡体内部は金属光沢を有するため、迷光が反射等によりセンサ３２に伝搬しやすくなっている。迷光抑制部材２７と同様の加工を行うことによって、迷光の伝搬を抑制することができる。
【００４４】
また、以上挙げたような迷光抑制部材や筐体に対する迷光抑制加工を複数、組み合わせて使用してもよい。
【符号の説明】
【００４５】
１０：照射系光軸、１１：結像系光軸、１２：対物レンズ光軸、２０：電子銃、２１：照射レンズ、２２：結像レンズ、２３：対物レンズ、２４：ビームセパレータ、２７：迷光抑制部材、３０：試料、３１：ステージ、３２：センサ、３３：シンチレータ、３４：カメラ、４０：制御装置、４１：電子銃制御装置、４２：画像取得装置、４３：光照射ユニット制御装置、４４：試料電圧制御部、５０：光照射ユニット、５１：紫外線ランプ、５２：フィルタ。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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