(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
負の電子親和力を利用したフォトカソードと、
前記フォトカソードを励起するための励起光学系と、
前記励起光学系を介して照射された励起光により前記フォトカソードから発生した電子線を試料に照射するための電子光学系と、を有し、
前記励起光学系は、前記励起光の光源装置と、前記励起光の光路中に配置され、前記励起光に対して空間位相変調を行う光変調手段と、
を含むことを特徴とする電子顕微鏡。
【請求項２】
請求項１に記載の電子顕微鏡であって、
前記励起光学系は、前記フォトカソードの微小領域に前記励起光を収束する集光レンズを
備えることを特徴とする電子顕微鏡。
【請求項３】
請求項１に記載の電子顕微鏡であって、
前記光変調手段は、前記励起光を通過できる基板の一部に、通過した前記励起光の焦点を前記フォトカソードに輪帯状に結ばせるための位相シフト領域を含むことを特徴とする電子顕微鏡。
【請求項４】
請求項１に記載の電子顕微鏡であって、
前記光変調手段は、前記励起光により前記フォトカソードから放出された電子を電子光学系において高分解能観察モードで使用する波面保護モードと、
前記励起光により前記フォトカソードから放出された電子を電子光学系において帯電制御モードで使用する波面を乱すモードと、を有し、
前記高分解能観察モードと前記帯電制御モードとを切り替える手段は、前記波面保護モードと前記波面を乱すモードとを切り替える手段であることを特徴とする電子顕微鏡。
【請求項５】
請求項１に記載の電子顕微鏡であって、
前記光変調手段は、フォーク型の励起光パターンを形成し、前記フォーク型のパターンを有する励起光により前記フォトカソードから放出された電子における軌道角運動量を持つ螺旋波を分離して利用するためのホログラム回折格子を形成する手段を含むことを特徴とする電子顕微鏡。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子顕微鏡に関する。
【背景技術】
【０００２】
高分解能の電子顕微鏡においては、従来、高輝度電子源として冷陰極電界放出電子源やショットキー電子源のように、先端が小さな針形状で、仮想光源サイズが数ｎｍから数十ｎｍのものが使用されている。電子顕微鏡において分解能を向上させるための電子光学的な変調方法の一つとして、例えば特許文献１に記載の輪帯照明があげられる。これは、例えば図２に示す様な輪帯照明用絞り２０を電子ビームの経路中に配置し、中央遮蔽部２３により電子ビームの中心部分を遮蔽し、輪帯アパーチャ部分２１を通過した電子ビームを、対物レンズを用いて試料表面に焦点を結ばせるものであり、これにより、ビームが互いに干渉し、深い焦点深度での観察が可能となる。【０００３】
また、負の電子親和力を利用して、ｐ型ＧａＡｓ薄膜カソードに光を入射して電子放出するフォトカソードを用いる電子源において、電子ビーム露光用に、電子の放出パターンを様々な形状にするため、フォトカソードに対して励起光を複数の光学素子から照射すること、照射光を走査すること、あるいは細いビームとするためにカソード上に電子放出をさえぎるマスクを置くこと等が特許文献２に開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００２−１２４２０５号公報
【特許文献２】特表２００１−５２６４４６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従来の輪帯照明では、特許文献１に示される専用の絞りを電子ビーム経路に挿入するために、中央遮蔽部２３を固定するためのサポート２２が必要であり、このサポート２２や周りの部材に衝突する電子線によりできる散乱電子が飛び込み、ノイズの原因になる可能性がある。また、アパーチャ２４を用いての観察と、輪帯アパーチャ部分２１を用いた観察を切り替える場合には、各位置の精密な調整が一般的には必要であり、簡便に切り替えて使うことは難しいものと思われる。また、電子源から放出される電子ビームは中央部分での電流密度が一番高いが、この部分は中央遮蔽部２３によりさえぎられるため、プローブ電流量が減少し、この結果、画像のＳ／Ｎが劣化する可能性がある。すなわち、従来の輪帯照明の利用においては、光源形状やサイズが一定の電子源を用いていたために、電子源の下流の絞りにて輪帯ビームを作るところに調整の困難さが伴うと考えられる。【０００６】
一方、特許文献２のように複数の光路や光のスキャンで有られる光源サイズは大きく、これを縮小して小さな点にすると十分なプローブ電流が取れないことが多い。また、フォトカソードにマスクを置くと十分に小さいサイズの輪帯光源が作製可能だが、励起光の焦点とこのマスクの位置合わせを行い、さらにこの結果できる光源と電子光学系との位置合わせが必要になり、使い勝手が悪いことが危惧される。また、通常の輪帯ではない光学条件との切り替えが必要な場合も、フォトカソードの移動と位置合わせがその都度必要となり、使い勝手が悪くなるものと思われる。更に、フォトカソードに輪帯の光を照射することが示されているが、フォトカソード表面での光強度分布は輪帯になっておらず、単独のピークのみが得られるものであり、得られる電子線も単独ピークである。【０００７】
本発明の目的は、例えば輪帯照明や広域照射、所望の干渉パターンと、通常照明との切り替えが迅速で容易に行える、もしくは良好なＳ／Ｎが得られる電子顕微鏡を提供することにある。
【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実施形態として、負の電子親和力を利用したフォトカソードと、
前記フォトカソードを励起するための励起光学系と、
前記励起光学系を介して照射された励起光により前記フォトカソードから発生した電子線を試料に照射するための電子光学系とを有し、
前記励起光学系は、前記励起光の光源装置と、前記励起光の光路中に配置され、前記励起光に対して空間位相変調を行う光変調手段とを含むことを特徴とする電子顕微鏡とする。【０００９】
また、励起光光源と、
前記励起光光源からの励起光により電子を放出するフォトカソードと、
前記励起光光源と前記フォトカソードとの間の光路中に配置され前記励起光を光変調可能な光変調手段と、
前記フォトカソードから放出された電子を電子線として試料に照射する電子光学系と、を有することを特徴とする電子顕微鏡とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、例えば輪帯照明や広域照射、所望の干渉パターンと、通常照明との切り替えが迅速で容易に行え、または良好なＳ／Ｎが得られる電子顕微鏡を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の第１の実施例に係る電子顕微鏡における光励起電子銃の一例を示す概略断面図である。
【図２】電子線を用いた従来の輪帯照明を説明するための輪帯照明用マスクの平面図である。
【図３】本発明の第１の実施例に係る電子顕微鏡の一例を示す概略全体断面図である。
【図４Ａ】図１に示す光励起電子銃における光変調手段（透過型空間位相変調器）の一例を示す平面図である。
【図４Ｂ】図４Ａに示す透過型空間位相変調器の断面構造の一例を示す断面図である。
【図４Ｃ】図４Ａに示す透過型空間位相変調器の断面構造の他の例を示す断面図である。
【図５Ａ】図４Ａに示す透過型空間位相変調器を用いた場合のフォトカソード膜上における励起光の強度を説明するためのグラフである。
【図５Ｂ】図４Ａに示す透過型空間位相変調器の領域Ａを通過した励起光によりフォトカソード膜から放出される電子ビーム（通常）を示す模式断面図である。
【図５Ｃ】図４Ａに示す透過型空間位相変調器の領域Ｂを通過した励起光によりフォトカソード膜から放出される電子ビーム（輪帯）を示す模式断面図である。
【図６】本発明の第２の実施例に係る電子顕微鏡における光励起電子銃の一例を示す概略断面図である。
【図７Ａ】図６に示す光励起電子銃における光変調手段（反射型空間位相変調器）を説明するための試料の模式平面図である（通常（スポット）照射）。
【図７Ｂ】図６に示す光励起電子銃における光変調手段（反射型空間位相変調器）を説明するための試料の模式平面図である（広域照射）。
【図８】図６に示す光励起電子銃における光変調手段（反射型空間位相変調器）を説明するためのフォトカソード膜上における励起光の模式平面図である（フォーク型干渉パターン）。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
発明者等は、電子ビームによる通常照明と他の照明とを迅速に切り替える方法について検討した。その結果、光変調手段により励起光の形状を変えれば、電子ビーム光学系を変更することなしに電子ビーム形状を迅速に変更することが可能であるとの知見を得た。本発明はこの新たな知見に基づいて生まれたものである。具体的には、例えば輪帯照明と通常照明とを切替える場合、電子源として負の電子親和力を利用するフォトカソード、すなわち、ｐ型半導体膜を主体とし、表面に仕事関数低減手段を有するフォトカソードと、この励起光は真空中に設けられた集光レンズと、大気中にある励起用の平行光源及び、励起光の光路中においた光変調手段とを用いる。この光変調手段が透過型空間位相変調器の場合には、例えば透明板と、透明板条に軸対称形の位相シフト領域を配置することにより、ここを経由した励起光は集光レンズの焦点では中心が暗い輪帯形状となる。この結果、放出した電子線は、輪帯状となり、電子光学系を経て試料上に結像、照射される。
【００１３】
上記構成とすることにより、位相シフト領域を励起光の光路中に配置することで、集光レンズにより集光されたフォトカソード膜上での焦点は、中央が暗く、周辺が明るい輪帯パターンとなり、この結果フォトカソード膜から真空中に放出される電子の光源は光の強度に依存するため、ドーナツ状となる。このフォトカソード膜から放出される電子の電子放出角は広がりが狭いことが特徴であり、さらに下の電子光学系で縮小して試料に縮小する際に角度制限アパーチャにより中心付近の電子ビームを選択される結果、カソードからほぼ垂直に放出する電子ビームのみが選択されるために、試料に照射される電子ビームは中央部分の抜けた、輪帯照明が実現されるので、焦点深度の深い観察が可能となる。この輪帯照明は透過型空間位相変調器の位相シフト領域を励起光が通過するときのみ実現されるので、透過型空間位相変調器を移動させ位相変化の無い光を通過させることで、励起光の焦点は小さい一つのスポットになるため、電子ビーム光学系を変更する必要はなく、迅速かつ簡便に通常の観察と切り替えて使うことができる。また、輪帯照明時も電子ビーム電流は減少せず、良好なＳ／Ｎを保って観察可能となる。
【００１４】
以下、本発明について実施例により図面を用いて説明する。なお、同一符号は同一構成要素を示す。
【実施例１】
【００１５】
図１は本発明の第１の実施例に係る電子顕微鏡における電子銃の概略断面図である。本実施例では、主に輪帯照明と通常照明とを切り替える場合について説明する。フォトカソード１０１は、フォトカソード膜１０と透明基板１１とを有し、上面から励起光１２が入射するとフォトカソード膜１０の下面から電子を発生するもので、対向する引き出し電極１０３との間の電界により加速されて電子ビーム１３として下部の開口部１４から下の電子光学系に導かれる。この電子源は負の電子親和力として知られている現象を利用するもので、フォトカソード膜１０はｐ型の半導体であり、代表的なものとしてＧａＡｓ、ＧａＰ等が用いられる。これらの表面に仕事関数低減手段、代表的にはＣｓと酸素を吸着させて用いる。このための準備室（図示せず）が、電子銃に隣接して設けられ、真空バルブとカソード移動手段により、フォトカソード１０１の表面状態を調整する。表面状態の調整手段としては、半導体表面の酸化物、炭化物を除去するためのクリーニング手段を持つ。具体的には、加熱ヒーターを用いた。より好適には原子状水素発生手段を併用すると一層効果がある。さらに、Ｃｓ蒸発手段と、酸素導入手段により、表面の仕事関数が低下し、真空準位がカソード膜内部の伝導体よりも低い状態が得られる。この結果、励起光としてｐ型半導体のバンド間遷移に十分なエネルギーの光の入射により価電子帯から電導帯に励起された電子は、すでに真空準位よりもポテンシャルエネルギーの高い状態であり、膜表面の電界により真空中に放出される。ＧａＡｓの場合の励起光の波長は８５０ｎｍ以下が必要であり、７８０ｎｍ−６６０ｎｍ程度が好適である。ＧａＰの場合は波長５４０ｎｍ以下が望ましい。フォトカソード膜内で電導帯電子が広がってしまうと光源サイズが大きくなる結果、輝度が低下し、顕微鏡には好ましくない。そのため、膜は１μｍより十分薄くすることが望ましい。さらにｐ型不純物も十分な濃度が必要である。この膜を支えるために励起光を吸収しない透明基板１１に貼り付けて用いる。このフォトカソード膜がＧａＡｓの場合、透明基板１１は、ガラス、あるいはＧａＰ等のバンドギャップの広い半導体等が用いられる。透明基板１１に直接貼り付けてもよいが、中間層を介して貼り付けることもできる。また、透明基板１１として半導体を用いる場合は、エピタキシャル成長によりフォトカソード膜１０を形成しても良く、その場合、中間となるバッファ層を成長しても良い。【００１６】
電子源への加速電圧は、フォトカソード膜１０に電気的に接触しているカソードホルダ１０４に対して外部から加速電源１０５により印加され、引き出し電極との間で加速電界を形成する。この電子銃は、図示していない真空排気手段、好適には図示していないイオンポンプと非蒸発ゲッタポンプにより排気されている。【００１７】
フォトカソード１０１に対して励起光１２を集光する集光レンズ１０２（図１）は透明基板１１を通してフォトカソード膜１０に作る焦点が最小になるように球面収差を補正してなるレンズである。本実施例では平行光の直径４−４．２ｍｍであり、ＮＡ（Numerical Aperture）は０．５である。この結果、６６０ｎｍの波長の励起光（レーザー光）はフォトカソード膜１０上で図５Ａの破線Ａに示されるように、直径１μｍ（半値幅）程度が得られる。このとき、平行な励起光は、真空容器外にある平行光源１０７から発し、透過型空間位相変調器１０８と窓１０６を介して真空容器１０９の内部にも入射する。ここでは、透過型空間位相変調器１０８を積極的に用いない場合（通常照明）として、透過型空間位相変調器の透明な平板からなる図４Ａの領域Ａに図示される部分を介している。【００１８】
この電子銃を用いた走査電子顕微鏡（ＳＥＭ）の例を図３に示す。図３に示す光励起電子銃３０の下部の開口から取り出される電子線１３は、電子光学系筐体３１の内部に配置された第１コンデンサレンズ３２、第２コンデンサレンズ３３、により縮小され対物レンズ３６により、試料３７上に焦点を結ぶ。この焦点位置を移動させるための偏向器３５と、試料３７から発生する電子を計測する二次電子検出器３８により試料表面の微細構造の観察が可能となる。本実施例で用いた電子源のエネルギー分布は０．１−０．２ｅＶと、Ｗ（タングステン）による冷陰極電界放出（ＣＦＥ）電子源の０．３ｅＶに比べて良くそろっており、特に低加速で色収差低減による分解能向上が可能である。【００１９】
例えば、加速電源１０５を−２ｋＶとした場合、光励起電子銃３０から放出される電子線１３は放射角電流密度にして３９ｍＡ／ｓｒ以上が得られる。この時、光源径は１μｍであり、分解能１ｎｍ以下の観察を可能にするためには、試料上に結像する光源サイズは０．５ｎｍ以下とする必要がある。そこで、第１，２コンデンサレンズと対物レンズ３６のトータルの縮小率を１／２０００以下とする。【００２０】
ここで、電子光学的に対物レンズの試料上への開き半角αｏの特徴的な値として１０ｍｒａｄとなるようにアパーチャ（角度制限アパーチャ）３４と光学条件を調節する。この結果、アパーチャ３４を通過できる電子ビームは、光励起電子銃３０の光源側のビーム開き半角αｓにして５μｒａｄ以下と極めて狭い範囲のものとなる。この結果、試料３７上に照射される電子のプローブ電流としては３ｐＡ以上が得られ十分観察可能である。この時の焦点深度としてはスポット径／αｏとして、１００ｎｍ程度である。この程度の段差や奥行き迄なら一視野で高分解能観察すること可能である。【００２１】
次に、透過型空間位相変調器１０８を切り替え手段（図示せず）によりスライドし、励起光１２が、図４ＡのＢ領域に設けられた位相シフト領域Ｂを介すると、集光された励起光は、フォトカソード膜１０上で、図５Ａの実線Ｂに示されるように、中央部分の暗い輪帯パターンとなる。この直径は２μｍ程度となる。この結果、フォトカソード膜１０から放出される電子ビーム１３は図５Ｃのような中央部が抜けた輪帯となる。これを図３のＳＥＭで１／２０００程度の縮小系で用いる場合、光源側の開き半角αｓは５μｒａｄであり、これは２０ｍｍ進んで離軸が１００ｎｍ以下という極めて狭いもので直径２μの光源から放出される輪帯の断面形状は十分保存されるものである。ここで、この輪帯を得るための位相シフト領域の条件は以下のものである。【００２２】
断面構造の例を図４Ｂに示す。位相シフト領域４０は光の位相をπシフトさせるもので、この部分の高さｈの条件は次式となる。【００２３】
【数１】
0006568646.tif 000002
【００２４】
ここで、ｎは透明位相マスクの屈折率である。特徴的な値として石英（ｎ＝１．４６）を使い波長６６０ｎｍの場合は、ｈ＝７１７ｎｍである。位相シフト領域４０の外径Ｄは励起光径に一致させ、内径ｄは輪帯にするための条件は次式となる。【００２５】
【数２】
0006568646.tif 000003
【００２６】
このようにして発生した輪帯電子ビームは、電子レンズを介して試料３７上で結像する際に、干渉性があり、焦点深度が５０％程度長くなる。このため、１５０ｎｍ程度の高さや奥行きがある試料の観察に適している。また、従来例の図２に示す輪帯絞りに比べて、ビームの輝度を低下させる要因が無いために、十分な量（数ｐＡ以上）のプローブ電流で高Ｓ／Ｎ比での画像取得が可能である。図４Ａの領域Ａを用いる通常照射の場合には、フォトカソード膜から放出される電子ビームは、図５Ｂに示すようにスポット状の断面形状となる。本実施例では、通常観察と輪帯照明の切り替えは、励起光学系に入れた透過型空間位相変調器１０８の一種である位相マスク（位相シフト領域）４０の出し入れ（領域Ａと領域Ｂとの選択）で行えるため、電子光学系の変更の必要が無く、瞬時に行え、かつ視野が変わることが無いため、両者の比較が容易であるという利点がある。【００２７】
ここで、本実施例で用いているフォトカソード１０１から放出される電子の干渉性が高いことが重要である。通常の光源径１μｍ程度の電子源としては、Ｗ（タングステン）フィラメントを用いる熱電子源があるが、この場合には光励起電子源と異なり干渉は生じない。【００２８】
なお、位相シフト領域として、図４Ｃに示すように内径ｄ部分の位相シフト領域４１を作製し、外径Ｄの励起光と軸を合わせても同様の効果がある。【００２９】
本実施例では高分解能のＳＥＭに応用するために大きく縮小する電子光学系の例について示してきたが、縮小が小さいか等倍あるいは拡大系で結像する場合にも有用である。例えば、本光励起電子銃を用いて、ホローコーン照明として試料に電子線照射できるため、透過電子や散乱電子を拡大結像することにより、収差低減や生体試料のコントラスト増加等が得られる。【００３０】
以上本実施例によれば、輪帯照明と通常照明との切り替えが迅速で容易に行え、且つ良好なＳ／Ｎが得られる電子顕微鏡を提供することができる。また、輪帯照明において、焦点深度が深く、且つ高Ｓ／Ｎ比での画像取得が可能である。
【実施例２】
【００３１】
本発明の第２の実施例について、図６乃至図８を用いて説明する。なお、実施例１に記載され本実施例に未記載の事項は特段の事情がない限り本実施例にも適用することができる。本実施例では、広域照射或いはフォーク型干渉パターンと、通常照明とを切り替える場合について説明する。【００３２】
光変調手段として空間位相変調器(ＳＬＭ：Spatial Light Modulator)を用いることにより、カソード表面において励起光の様々なパターンを形成することができる。本実施例では、応答速度の速い反射型の液晶ＳＬＭを光変調手段として用いた例について説明する。ＳＬＭは二次元的に配置された液晶の配向方向電場で制御することにより位相に変調を与えるものである。図６は反射型ＳＬＭを用いた光励起電子源の一例を示す概略構成断面図である。真空容器内部における電子銃のすべての構成は実施例１の図１と同じであり、真空容器等の構成は図示していない。電子光学系は図３のものと同じ構成である。この場合、反射型ＳＬＭ ６０を用いるため励起光１２は横から入射する。符号６１は変調された励起光を示す。【００３３】
ここで反射型ＳＬＭ ６０の設定を、平面ミラーのような波面を保存するモード（波面保護モード）にすると、集光レンズで作られる焦点は、図５Ａ中の破線Ａと同じく回折限界の小さなスポットとなり、フォトカソード膜１０から放出される電子ビーム１３は図５Ｂに示すようにスポット状（通常照射）となるため高分解能観察が可能である（高分解能観察モード）。【００３４】
一方、波面を乱すと（波面を乱すモード）、励起光焦点は大きくなる。このサイズは波面の乱し方で選ぶことができる。図７Ａ及び図７Ｂは観察している試料の例である。観察対象は半導体基板７０に作られた微細回路であり、反射型ＳＬＭ ６０において波面を保存した場合（通常照明）は、図７Ａに示すように、観察電子ビーム７２も微小なスポットに絞られており、高分解能のＳＥＭ観察を行う。ここで、半導体基板７０上に帯電しやすい領域（帯電領域）７１が設けられていた場合、この上に電子線（観察電子ビーム）７２を照射すると帯電が起こり、寸法精度やコントラスト異常が起き、Ｓ／Ｎが劣化する。このような場合、反射型ＳＬＭ ６０により励起光の波面を乱す（波面を乱すモード）ことで、図７Ｂに示すように電子の光源サイズを大きくして、帯電制御ビーム７３を半導体基板７０上の帯電領域７１を囲むような広い領域に照射する（帯電制御モード）。これにより、帯電領域７１に局部的に蓄積された電荷が平坦にならされるので、寸法精度を保つ、もしくはコントラスト異常を補正することが可能である。ここで、反射型ＳＬＭ ６０を、波面保護モードと波面を乱すモードとの間で切り替え手段（図示せず）により高速で切り替えることで、ＳＥＭのスキャン中に観察電子ビーム７２と帯電制御ビーム７３を切り替えて高Ｓ／Ｎの状態で測定することができる。帯電の正負や帯電のし易さによってこの帯電制御電子ビームの照射時間、インターバル、電流量、照射範囲を、励起光１２の強度と反射型ＳＬＭ ６０の設定で制御することができる。このように、反射型ＳＬＭを用いてフォトカソード膜から放出される電子ビームの形状を変えており、電子光学系の設定を変える必要が無いため、より短時間で高いスループットで半導体のパターン観察や検査装置を提供することが可能となる。【００３５】
また、反射型ＳＬＭを用いてホログラム回折格子形成手段（図示せず）により当該回折格子を構成することができるので、図８に示すようなフォーク型の干渉縞パターンを作製することが可能となる。この形状の電子の光源から放出した電子線は、干渉により、電子ビームの中心軸上から離れた角度に、軌道角運動量を持つ螺旋波が分離して得られる。これを電子光学系により選択して用いることで、カイラリティーを持った試料への有効な計測手段となる。さらに今後の電子の螺旋波の応用にとって重要な実験装置となる。すなわち、従来のように、特別なアパーチャを作製する必要が無く、反射型ＳＬＭ ６０による励起光の干渉パターン形成により、所望の電子の螺旋波を生成できるために色々なパターンを容易に生成できるためである。【００３６】
反射型ＳＬＭを用いることにより、フォトカソード膜上に結像した所望の励起光パターンにより形成された所望の電子ビームパターン照明と、通常照明とを迅速に行うことができる。【００３７】
以上、本実施例によれば、広域照射又は所望の干渉パターンと、通常照明との切り替えが迅速で容易に行える、或いは良好なＳ／Ｎが得られる電子顕微鏡を提供することができる。また、広域照明と通常照明とを切替えることにより、帯電によるコントラスト異常やＳ／Ｎの劣化を抑制することができる。また、フォーク型の干渉縞パターンを用いて電子ビームを放出した場合には、カイラリティーを持った試料への有効な計測手段となりうる。【００３８】
なお、本発明は上記した実施例に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、空間位相変調器として、液晶による反射型を用いた実施例であっても、機能が同様ならば効果も同様であり、透過型の空間位相変調器を用いても同様の効果があることは具体例を挙げて説明するまでもない。上記した実施例はあくまでも本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施例の構成の一部を他の実施例の構成に置き換えることも可能であり、また、ある実施例の構成に他の実施例の構成を加えることも可能である。また、各実施例の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。
【符号の説明】
【００３９】
１０１：フォトカソード、１０２：集光レンズ、１０３：引き出し電極、１０４：カソードホルダ、１０５：加速電源、１０６：窓、１０７：平行光源、１０８：透過型空間位相変調器（光変調手段）、１０９：真空容器、１０：フォトカソード膜、１１：透明基板、１２：励起光、１３：電子ビーム、１４：開口部、２０：従来の輪帯照明用絞り、２１：輪帯アパーチャ部分、２２：サポート、２３：中央遮蔽部、２４：通常アパーチャ、３０：光励起電子銃、３１：電子光学系筐体、３２：第１コンデンサレンズ、３３：第２コンデンサレンズ、３４：角度制限アパーチャ、３５：偏向器、３６：対物レンズ、３７：試料、３８：二次電子検出器、４０：位相シフト領域、４１：位相シフト領域、６０：反射型空間位相変調器（光変調手段）、６１：変調された励起光、７０：半導体基板、７１：帯電領域、７２：観察電子ビーム（通常照射）、７３：帯電制御電子ビーム（広域照射）。 
【図１】
0006568646.tif 000004
【図２】
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【図３】
0006568646.tif 000006
【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図４Ｃ】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図５Ｃ】
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【図６】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図８】
0006568646.tif 000016