(57)【要約】【課題】暗視野ＳＴＥＭ，明視野ＳＴＥＭ、或いはＥＥＬＳの取り込み角（試料面上における散乱角）の任意設定を可能とする電子顕微鏡を提供する。【解決手段】環状暗視野電子検出器と明視野電子検出器の間に電子レンズを配置し、かつ、明視野電子検出器とＥＥＬＳスペクトロメータの間に電子レンズを配置し、かつ、ＥＥＬＳスペクトロメータの物点を虚像にする。このような構成によれば、環状暗視野電子検出器への取り込み角度と明視野電子検出器への取り込み角度を変更せずに、ＥＥＬＳスペクトロメータへの機械的な入射角度を小さくすることができる。【選択図】  図８
2004319233.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電子銃と、当該電子銃から放出された電子線を集束する集束レンズと、試料を透過した電子を結像する結像レンズと、試料を透過した電子をエネルギー分光するスペクトロメータを備えた電子顕微鏡において、
前記スペクトロメータの物点が虚像であることを特徴とする電子顕微鏡。
【請求項２】
電子銃と、当該電子銃から放出された電子線を集束する集束レンズと、試料を透過した電子を結像する結像レンズと、試料を透過した電子のうち、試料で散乱した電子を検出する散乱電子検出器と、当該散乱電子検出器を通過した電子線を検出する透過電子検出器を備えた電子顕微鏡において、
前記結像レンズのうちの少なくとも１つが、前記散乱電子検出器と、前記透過電子検出器の間に配置されることを特徴とする電子顕微鏡。
【請求項３】
電子銃と、当該電子銃から放出された電子線を集束する集束レンズと、試料を透過した電子を結像する結像レンズと、試料を透過した電子を検出する透過電子検出器と、試料を透過した電子線をエネルギー分光するスペクトロメータを備えた電子顕微鏡において、
前記結像レンズのうち少なくとも１つが、前記透過電子検出器と前記スペクトロメータの間に配置されていることを特徴とする電子顕微鏡。
【請求項４】
請求項３において、
前記スペクトロメータの物点が虚像であることを特徴とする電子顕微鏡。
【請求項５】
電子銃と、当該電子銃から放出された電子線を集束する集束レンズと、試料を透過した電子を結像する結像レンズと、試料を透過した電子のうち、試料で散乱した電子を検出する散乱電子検出器と、試料を透過した電子線をエネルギー分光するスペクトロメータを備えた電子顕微鏡において、
前記結像レンズのうち少なくとも１つが、前記散乱電子検出器と、前記スペクトロメータの間に配置されていることを特徴とする電子顕微鏡。
【請求項６】
請求項５において、
前記スペクトロメータの物点が虚像であることを特徴とする電子顕微鏡。
【請求項７】
電子銃と、当該電子銃から放出された電子線を集束する集束レンズと、試料を透過した電子を結像する結像レンズと、試料を透過した電子のうち、試料で散乱した電子を検出する散乱電子検出器と、当該散乱電子検出器を通過した電子線を検出する透過電子検出器と、試料を透過した電子をエネルギー分光するスペクトロメータを備えた電子顕微鏡において、
前記結像レンズのうち少なくとも１つが、前記散乱電子検出器と、前記透過電子検出器の間に配置されることを特徴とする電子顕微鏡。
【請求項８】
請求項７において、
前記結像レンズのうち少なくとも１つが、前記透過電子検出器と、前記スペクトルメータの間に配置されることを特徴とする電子顕微鏡。
【請求項９】
請求項７または８において、
前記スペクトロメータの物点が虚像であることを特徴とする電子顕微鏡。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は電子顕微鏡に係り、特に、試料を透過した電子線から特定のエネルギーを有する電子のエネルギーロススペクトル，暗視野像、或いは明視野像を得る電子顕微鏡、或いは微小領域の観察及び分析装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、原子レベルオーダで材料を観察し、かつ、原子レベルで観察された原子の種類や結合状態を同定することが半導体不良解析部門・新素材の研究分野で極めて重要な要求となっている。
【０００３】
特定領域の分析方法には、透過型電子顕微鏡（Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ  Ｅｌｅｃｔｒｏｎ  Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｙ：ＴＥＭ）や走査透過型電子顕微鏡（Ｓｃａｎｎｉｎｇ  Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ  ＥｌｅｃｔｒｏｎＭｉｃｒｏｓｃｏｐｙ：ＳＴＥＭ）と、エネルギー損失分光法（Ｅｌｅｃｔｒｏｎ  Ｅｎｅｒｇｙ  Ｌｏｓｓ  Ｓｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐｙ：ＥＥＬＳ）とを組み合わせる方法が非特許文献１に開示されている。ＥＥＬＳによって得られたスペクトル（Ｅｌｅｃｔｒｏｎ  Ｅｎｅｒｇｙ  Ｌｏｓｓ  Ｓｐｅｃｔｒｕｍ）も、ＥＥＬＳと略すことが多い。
【０００４】
ＴＥＭやＳＴＥＭは、電子線を用いて高い空間分解能で試料の構造を観察する装置である。また、ＥＥＬＳは、ＴＥＭやＳＴＥＭの付属装置として取り付けられたスペクトロメータを用い試料でエネルギーを失った電子線の失うエネルギーとその強度をスペクトルとして得る方法である。このスペクトルから、試料内部で起こった現象や元素の種類，結合状態を調べることができ、さらにバックグラウンドの補正などの処理を経て、定量的な分析を行うことができる。
【０００５】
ＴＥＭ／ＳＴＥＭ装置にＥＥＬＳを取り付けた例を図１に示す。１はＴＥＭ／ＳＴＥＭ装置本体である。電子銃２から放出された照射電子線２０は集束レンズ系３で細く絞られ、試料１０上に照射される。照射する位置と角度は偏向コイル７で行う。試料を透過した電子線は、透過電子線２１と散乱電子線２２に分かれ、対物レンズ４，中間レンズ系５，投影レンズ系６を経て、クロスオーバー２５で一旦収束した後、再度広がって行く。散乱電子線２２は環状暗視野電子検出器３０で検出される。環状暗視野電子検出器３０には開口が設けられており、開口を通り抜けた透過電子線２１は明視野電子検出器３１で検出される。明視野電子検出器３１と明視野絞り３５は出し入れ可能となっており、光軸から取り出すことにより、透過電子線２１をスペクトロメータ３２に入射させることができる。
【０００６】
ＴＥＭ像の観察は、以下のようにして行う。環状暗視野電子検出器３０は出し入れ可能となっており、光軸から取り出すことができる。取り出した状態で、試料１０の拡大像を、蛍光板１１で観察し、写真フィルム１２で記録することができる。
【０００７】
ＳＴＥＭ像の観察は、以下のようにして行う。制御系１３は偏向コイル７に走査信号１５を送り、試料１０上で収束した照射電子線２０を走査する。環状暗視野電子検出器３０または明視野電子検出器３１で検出した電子線強度を走査像表示装置１４上に輝度信号として表示する。制御系１３から送られてくる走査同期信号１７と同期して表示すれば、ＳＴＥＭ像が得られる。
【０００８】
ＥＥＬＳの取得は以下のようにして行う。蛍光板１１と写真フィルム１２と明視野電子検出器３１と明視野絞り３５を光軸外に取り出すことによってスペクトロメータ３２に入射した透過電子線２１はエネルギー分光され、ゼロロス電子線２３とエネルギーロス電子線２４に分離し、ＥＥＬＳを形成する。偏向レンズ系３３によってエネルギー分散を設定し、スペクトル検出器３４で最終的なＥＥＬＳを得る。
【０００９】
スペクトロメータ３２は、非対称なレンズ特性を持ており、クロスオーバー２５を物点として、スペクトル検出器３４を像面とする。試料１０の像がクロスオーバー２５に結像するように中間レンズ系５と投影レンズ系６を調整すると、試料１０で照射電子線２０が当たっている微小領域のみのＥＥＬＳを得ることができる。
【００１０】
ＳＴＥＭ装置にＥＥＬＳを取り付けた例を図２に示す。ＳＴＥＭ本体８には、結像系のレンズが少なく、図２では投影レンズ９一段のみの場合を示す。また、蛍光板や写真フィルムもない。その他はＴＥＭ／ＳＴＥＭ装置１と同等である。
【００１１】
試料で散乱された電子線２２は、試料を構成する元素の種類や散乱角度によって含まれる情報が変化する。透過電子線２１を含め、低角度（＜数ｍｒａｄ）で散乱された電子線には、結晶欠陥などの構造情報が含まれ、明視野電子検出器３１で検出して位相コントラストを観察するのに適している。比較的低角度（数ｍｒａｄ〜２０ｍｒａｄ程度）で散乱された散乱電子線２２には、回折コントラストの情報が含まれ、環状暗視野電子検出器３２で検出して内部結晶欠陥を観察するのに適している。高角度（＞２０ｍｒａｄ）で散乱した散乱電子線２２には、試料の密度に依存した情報が含まれ、環状暗視野電子検出器３２で検出して構成元素を識別するのに適している。このようにして得られたコントラストをＺコントラストと言うことがある。
【００１２】
暗視野ＳＴＥＭ像，明視野ＳＴＥＭ像，ＥＥＬＳを最適に取得する条件は以下のようにして設定する。
【００１３】
観察及び分析する空間分解能は、照射電子線のプローブサイズで決定される。目的の空間分解能に設定するため、集束レンズ系３と対物レンズ４のレンズ電流を調整する。試料への収束角度やプローブ電流は集束レンズ絞り３７によって決定される。
【００１４】
ＴＥＭの場合には中間レンズ系５と投影レンズ系６を、ＳＴＥＭの場合には投影レンズ９を用いて、試料１０上に収束された電子線の像をクロスオーバー２５に結像する。クロスオーバー２５以降には回折像が現われる。このとき、散乱角度は光軸からの距離に比例しているので、レンズ系の拡大率を変更することで、環状暗視野電子検出器３０に取り込める散乱角度を決定できる。
【００１５】
以後、単に「取り込み角度」と表記した場合は、検出器またはスペクトロメータに入射する電子線の機械的な角度ではなく、試料面上に換算した、試料による散乱角度をいうことにする。機械的な角度をいう場合は、「機械的な」という形容詞を用いることにする。
【００１６】
明視野電子検出器３１には環状暗視野電子検出器３０に設けられた開口を通過した電子線が入射する。通常、散乱角は必要以上に大きいので、明視野絞り３５を用いて取り込み角度を制限する。
【００１７】
明視野絞り３５と明視野電子検出器３１を光軸外に取り出すと、スペクトロメータ３２には環状暗視野電子検出器３０に設けられた開口を通過した電子線が入射する。これも、通常、散乱角は必要以上に大きいので、ＥＥＬＳ入射絞り３６を用いて取り込み角度を制限する。
【００１８】
スペクトロメータによるエネルギー分解能は、電子銃２から発生した照射電子線２０のエネルギー幅だけでなく、ＥＥＬＳ入射絞り３６によって制限された機械的な角度によっても決定される。
【００１９】
環状暗視野電子検出器３０でＺコントラストを検出する場合、検出する散乱角度範囲には最適値が存在する。上記したＥＥＬＳ分析のための散乱角度内には、回折コントラストの情報も含まれるので、この領域は避ける方がいい。加速電圧にも依存するが、結晶性試料の場合、５０ｍｒａｄ以上の散乱角度の散乱電子線を用いるとよい。非晶質性試料の場合、１０ｍｒａｄ以上の散乱角度でよい（非特許文献１より）。
【００２０】
明視野ＳＴＥＭ像を観察するときに明視野電子検出器３１で検出する散乱角度範囲は、ＴＥＭ像を観察するときの照射電子線２０の開き角に対応する。位相コントラストは、ＴＥＭ像観察では開き角が小さい方がコントラストよく得られるので、明視野電子検出器３１で検出する取り込み角度も小さい方がいい。しかし、小さくしすぎると信号量そのものが減ってＳ／Ｎ低下を招いてしまう。４ｍｒａｄ以下の散乱角度の散乱電子を用いるのが現実的である。
【００２１】
非弾性散乱電子（試料でエネルギーを失った電子で、ＥＥＬＳ分析の対象となる）は、電子線の加速電圧や試料の構成元素にも依存するが、大部分が０．２ｍｒａｄ〜２０ｍｒａｄ程度の散乱角度領域に存在している（非特許文献１より）ので、スペクトロメータ３２には、これらを含む角度領域が入射するように設定することが望まれる。
【００２２】
暗視野ＳＴＥＭ像、特にＺコントラスト観察に有効な取り込み角度は、明視野ＳＴＥＭ像に有効な角度よりも大きいので、これらの像は、同時に表示することが可能である。また、同様の理由により、暗視野ＳＴＥＭ像とＥＥＬＳ分析も同時に行うことができる。
【００２３】
【非特許文献１】
Ｒ．  Ｆ．  Ｅｇｅｒｔｏｎ：  Ｅｌｅｃｔｒｏｎ  Ｅｎｅｒｇｙ−Ｌｏｓｓ  Ｓｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐｙ  ｉｎ  ｔｈｅ  Ｅｌｅｃｔｒｏｎ  Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ，  Ｐｌｅｎｕｍ  Ｐｒｅｓｓ  （１９８６）
【００２４】
【発明が解決しようとする課題】
上記したように、暗視野ＳＴＥＭ，明視野ＳＴＥＭ，ＥＥＬＳには、加速電圧や試料構造や試料構成元素などに依存して変化する最適散乱角度範囲が存在する。すなわち、これらの条件に対して、それぞれ独立に設定できることが望ましい。しかしながら、暗視野ＳＴＥＭ観察に特化して投影レンズ系６や投影レンズ９の励磁電流を設定すると、明視野電子検出器３１で取り込む角度範囲が一意に決定してしまう。すなわち、取り込み角度範囲は明視野絞り３５の孔径でしか変更することはできない。様々な条件全てには対応できない。
【００２５】
また、同様に、ＥＥＬＳのスペクトロメータ３２での取り込み角も一意に決まってしまうので、取り込み角度範囲はＥＥＬＳ入射絞り３６の孔径でしか変更することはできない。様々な条件全てには対応できない。
【００２６】
さらに、上述したように、ＥＥＬＳのエネルギー分解能は、ＥＥＬＳ入射絞り３６によって制限された機械的な角度によっても決定される。これは、スペクトロメータ３２の幾何学的な収差が存在するからであり、入射する電子線の機械的な角度は小さいほど有利である。このため、クロスオーバー２５における拡大率は大きいほどいい。しかしながら、拡大率が大きくなると、暗視野電子検出器３０には相対的に大きい角度で散乱した散乱電子線しか入射しなくなるという矛盾がある。
【００２７】
本発明の目的は、上記した従来技術の問題点に鑑み、暗視野ＳＴＥＭ像，明視野ＳＴＥＭ像，ＥＥＬＳのそれぞれに最適な散乱角度を容易に満足する光学系を提供し、及び／またはＥＥＬＳのエネルギー分解能を損なわない光学系を提供することにある。
【００２８】
【課題を解決するための手段】
上記した目的を達成するために、本発明では、以下のような手段を講じた点に特徴がある。
【００２９】
ＥＥＬＳスペクトロメータの物点を虚像にする。このような構成によれば、ＥＥＬＳスペクトロメータへの機械的な入射角度を小さくすることができ、ＥＥＬＳのエネルギー分解能を損なわないようになる。
【００３０】
環状暗視野電子検出器と明視野電子検出器の間に電子レンズを配置する。このような構成によれば、暗視野電子検出器の取り込み角と明視野電子検出器の取り込み角を独立に設定できるようになる。
【００３１】
明視野電子検出器とＥＥＬＳスペクトロメータの間に電子レンズを配置する。このような構成によれば、明視野電子検出器の取り込み角とＥＥＬＳスペクトロメータの取り込み角を独立に設定できるようになる。
【００３２】
明視野電子検出器とＥＥＬＳスペクトロメータの間に電子レンズを配置し、かつ、ＥＥＬＳスペクトロメータの物点を虚像にする。このような構成によれば、明視野電子検出器への取り込み角度を変更せずに、ＥＥＬＳスペクトロメータへの機械的な入射角度を小さくすることができ、ＥＥＬＳのエネルギー分解能を損なわないようになる。
【００３３】
環状暗視野電子検出器とＥＥＬＳスペクトロメータの間に電子レンズを配置する。このような構成によれば、環状暗視野電子検出器の取り込み角とＥＥＬＳスペクトロメータの取り込み角を独立に設定できるようになる。
【００３４】
環状暗視野電子検出器とＥＥＬＳスペクトロメータの間に電子レンズを配置し、かつ、ＥＥＬＳスペクトロメータの物点を虚像にする。このような構成によれば、環状暗視野電子検出器への取り込み角度を変更せずに、ＥＥＬＳスペクトロメータへの機械的な入射角度を小さくすることができ、ＥＥＬＳのエネルギー分解能を損なわないようになる。
【００３５】
環状暗視野電子検出器と明視野電子検出器の間に電子レンズを配置し、かつ、明視野電子検出器とＥＥＬＳスペクトロメータの間に電子レンズを配置する。このような構成によれば、環状暗視野電子検出器の取り込み角と明視野電子検出器の取り込み角とＥＥＬＳスペクトロメータの取り込み角を独立に設定できるようになる。
【００３６】
環状暗視野電子検出器と明視野電子検出器の間に電子レンズを配置し、かつ、明視野電子検出器とＥＥＬＳスペクトロメータの間に電子レンズを配置し、かつ、ＥＥＬＳスペクトロメータの物点を虚像にする。このような構成によれば、環状暗視野電子検出器への取り込み角度と明視野電子検出器への取り込み角度を変更せずに、ＥＥＬＳスペクトロメータへの機械的な入射角度を小さくすることができ、ＥＥＬＳのエネルギー分解能を損なわないようになる。
【００３７】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施例を詳細に説明する。
【００３８】
図３は、本発明による微小領域の観察及び分析装置の第一の実施例のブロック図である。４１は本発明による微小領域の観察及び分析装置である。電子銃２から対物レンズ４までは、図２と同等である。対物レンズ４の下には試料１０上に収束した照射電子線２０の像がクロスオーバー２５として存在する。これを投影レンズ９を用いて虚像のクロスオーバー４０に拡大している。スペクトロメータ３２は、この虚像のクロスオーバー４０を物点としてエネルギー分散する。以降は、図２と同等である。
【００３９】
上記したように、ＥＥＬＳには２０ｍｒａｄ以下の散乱角度の電子線を用いる。一方、スペクトロメータ３２の収差などにより、機械的な入射角度は、１ｍｒａｄ以下であることが望ましい。すなわち、対物レンズ４と投影レンズ９による倍率は２０倍以上必要である。対物レンズ４の焦点距離などにも依存するが、対物レンズ４と投影レンズ９の間隔や投影レンズ９とスペクトロメータ３２の間隔を長くとることで可能である。しかし、装置が無意味に背が高くなってしまう。そこで、対物レンズ４は、対物レンズ４と投影レンズ９の間に実像のクロスオーバー２５を形成し、さらに投影レンズ９は虚像のクロスオーバー４０を形成するようにレンズ電流を調整する。対物レンズ４の倍率が１０倍、投影レンズ９の倍率を２倍とすると、必要倍率の２０倍が容易に達成できる。
【００４０】
図４は、本発明による微小領域の観察及び分析装置の第二の実施例のブロック図である。４２は本発明による微小領域の観察及び分析装置である。電子銃２から環状暗視野電子検出器３０までは、図２と同等である。環状暗視野電子検出器３０の下には第２の投影レンズ３８が配置され、その下に、明視野絞り３５と明視野電子検出器３１が配置されている。第２の投影レンズ３８は、クロスオーバー２５を第２のクロスオーバー２６に結像する。明視野絞り３５を通過した電子線は明視野電子検出器３１で検出される。明視野電子検出器３１で検出される電子線の取り込み角度は、第２の投影レンズ３８のレンズ電流を変更することで、環状暗視野電子検出器３０への取り込み角度と独立に制御することができる。このとき、明視野絞り３５の孔径を変更する必要はない。
【００４１】
図５は、本発明による微小領域の観察及び分析装置の第三の実施例のブロック図である。４３は本発明による微小領域の観察及び分析装置である。電子銃２から投影レンズ９までは、図２と同等である。投影レンズ９の下には明視野絞り３５と明視野電子検出器３１が配置され、その下に、第２の投影レンズ３８が配置されている。さらに、その下に、ＥＥＬＳ入射絞り３６とスペクトロメータ３２が配置されている。それより以降は、図２と同等である。投影レンズ９は、クロスオーバー２５を結像し、明視野絞り３５で制限される取り込み角度で明視野電子検出器３１が電子線強度を検出する。明視野電子検出器３１と明視野絞り３５は光軸から出し入れ可能であり、取り出すことにより、電子線をスペクトロメータ３２へ入射させることが可能である。第２の投影レンズ３８は、クロスオーバー２５を虚像のクロスオーバー４０に結像する。虚像のクロスオーバー４０を物点として、スペクトロメータ３２はエネルギー分析を行う。明視野電子検出器３１への理想的な取り込み角度は４ｍｒａｄであるので、対物レンズ４の倍率を１０倍、投影レンズ９の倍率を１倍に設定すると、機械的な入射角度は０．４ｍｒａｄとなる。明視野絞り３５の孔径を適切に設定しておけば、この値を得ることは容易である。一方、スペクトロメータ３２への理想的な取り込み角度が２０ｍｒａｄとすると、クロスオーバー２５における機械的な角度は５倍の２ｍｒａｄになる。スペクトロメータ３２への機械的な入射角度を１ｍｒａｄ以下にするためには、第２の投影レンズ３８による倍率を２倍にすればよい。また、明視野電子検出器３１への取り込み角度を変更するには投影レンズ９の励磁電流を、スペクトロメータへの取り込み角度を変更するには第２の投影レンズ３８の励磁電流を、それぞれ変更すればよく、また、これらは独立に設定することも可能である。
【００４２】
図６は、本発明による微小領域の観察及び分析装置の第四の実施例のブロック図である。４４は本発明による微小領域の観察及び分析装置である。図５の明視野電子検出器３１が環状暗視野電子検出器３０になっている以外は、図５と同等である。また、レンズ電流の制御の方法も図５と同等である。環状暗視野電子検出器３０への理想的な取り込み角度が５０ｍｒａｄ以上の場合、対物レンズ４の倍率を１０倍、投影レンズ９の倍率を１倍に設定すると、機械的な入射角度は５ｍｒａｄとなる。環状暗視野電子検出器３０の孔径を適切に設定しておけば、この値を得ることは容易である。一方、スペクトロメータ３２への理想的な取り込み角度が２０ｍｒａｄとすると、クロスオーバー２５における機械的な角度は２／５倍の２ｍｒａｄになる。スペクトロメータ３２への機械的な入射角度を１ｍｒａｄ以下にするためには、第２の投影レンズ３８による倍率を２倍にすればよい。また、環状暗視野電子検出器３０への取り込み角度を変更するには投影レンズ９の励磁電流を、スペクトロメータへの取り込み角度を変更するには第２の投影レンズ３８の励磁電流を、それぞれ変更すればよく、また、これらは独立に設定することも可能である。
【００４３】
図７は、本発明による微小領域の観察及び分析装置の第五の実施例のブロック図である。４５は本発明による微小領域の観察及び分析装置である。図４の実施例の明視野電子検出器３１の下に、第３の投影レンズ３９が配置され、さらにその下にスペクトロメータ３２が配置されている。環状暗視野電子検出器３０への理想的な取り込み角度が５０ｍｒａｄ以上の場合、対物レンズ４の倍率を１０倍、投影レンズ９の倍率を１倍に設定すると、機械的な入射角度は５ｍｒａｄとなる。第２の投影レンズ３８の倍率を１倍とすると、第２のクロスオーバー２６への機械的な入射角度も５ｍｒａｄである。明視野電子検出器３１への理想的な取り込み角度である４ｍｒａｄを実現するには、第２のクロスオーバー２６への機械的な入射角度が０．４ｍｒａｄ  となるように明視野絞り３５の孔径を設定すればよい。さらに、スペクトロメータ３２への理想的な取り込み角度も、明視野絞り３５と明視野電子検出器３１を光軸から外した上で、第３の投影レンズ３９の励磁電流を調整することにより、図５と同様な手順で容易に実現できる。また、それぞれの取り込み角度も、投影レンズ９，第２の投影レンズ３８，第３の投影レンズ３９の励磁電流により、独立に設定することができる。
【００４４】
図８は、本発明による微小領域の観察及び分析装置の第六の実施例のブロック図である。４６は本発明による微小領域の観察及び分析装置で、ＴＥＭ／ＳＴＥＭ装置に適用した例である。中間レンズ系５，投影レンズ９の下に環状暗視野電子検出器３０を配置する。以下、第２の投影レンズ３８，明視野絞り３５，明視野電子検出器３１，蛍光板１１，写真フィルム１２，第３の投影レンズ３９，ＥＥＬＳ入射絞り３６，スペクトロメータ３２の順に配置される。電子光学系の調整については、図７と同様である。
【００４５】
【発明の効果】
上記したように、本発明によれば以下のような効果が達成される。
【００４６】
ＥＥＬＳスペクトロメータの物点を虚像にする。このような構成によれば、ＥＥＬＳスペクトロメータへの機械的な入射角度を小さくすることができ、ＥＥＬＳのエネルギー分解能を損なわないようになる。
【００４７】
環状暗視野電子検出器と明視野電子検出器の間に電子レンズを配置する。このような構成によれば、暗視野電子検出器の取り込み角と明視野電子検出器の取り込み角を独立に設定できるようになる。
【００４８】
明視野電子検出器とＥＥＬＳスペクトロメータの間に電子レンズを配置する。このような構成によれば、明視野電子検出器の取り込み角とＥＥＬＳスペクトロメータの取り込み角を独立に設定できるようになる。
【００４９】
明視野電子検出器とＥＥＬＳスペクトロメータの間に電子レンズを配置し、かつ、ＥＥＬＳスペクトロメータの物点を虚像にする。このような構成によれば、明視野電子検出器への取り込み角度を変更せずに、ＥＥＬＳスペクトロメータへの機械的な入射角度を小さくすることができ、ＥＥＬＳのエネルギー分解能を損なわないようになる。
【００５０】
環状暗視野電子検出器とＥＥＬＳスペクトロメータの間に電子レンズを配置する。このような構成によれば、環状暗視野電子検出器の取り込み角とＥＥＬＳスペクトロメータの取り込み角を独立に設定できるようになる。
【００５１】
環状暗視野電子検出器とＥＥＬＳスペクトロメータの間に電子レンズを配置し、かつ、ＥＥＬＳスペクトロメータの物点を虚像にする。このような構成によれば、環状暗視野電子検出器への取り込み角度を変更せずに、ＥＥＬＳスペクトロメータへの機械的な入射角度を小さくすることができ、ＥＥＬＳのエネルギー分解能を損なわないようになる。
【００５２】
環状暗視野電子検出器と明視野電子検出器の間に電子レンズを配置し、かつ、明視野電子検出器とＥＥＬＳスペクトロメータの間に電子レンズを配置する。このような構成によれば、環状暗視野電子検出器の取り込み角と明視野電子検出器の取り込み角とＥＥＬＳスペクトロメータの取り込み角を独立に設定できるようになる。
【００５３】
環状暗視野電子検出器と明視野電子検出器の間に電子レンズを配置し、かつ、明視野電子検出器とＥＥＬＳスペクトロメータの間に電子レンズを配置し、かつ、ＥＥＬＳスペクトロメータの物点を虚像にする。このような構成によれば、環状暗視野電子検出器への取り込み角度と明視野電子検出器への取り込み角度を変更せずに、ＥＥＬＳスペクトロメータへの機械的な入射角度を小さくすることができ、ＥＥＬＳのエネルギー分解能を損なわないようになる。
【図面の簡単な説明】
【図１】ＴＥＭ／ＳＴＥＭ装置にＥＥＬＳを取り付けた例のブロック図である。
【図２】ＳＴＥＭ装置にＥＥＬＳを取り付けた例のブロック図である。
【図３】本発明による微小領域の観察及び分析装置の第一の実施例のブロック図である。
【図４】本発明による微小領域の観察及び分析装置の第二の実施例のブロック図である。
【図５】本発明による微小領域の観察及び分析装置の第三の実施例のブロック図である。
【図６】本発明による微小領域の観察及び分析装置の第四の実施例のブロック図である。
【図７】本発明による微小領域の観察及び分析装置の第五の実施例のブロック図である。
【図８】本発明による微小領域の観察及び分析装置の第六の実施例のブロック図である。
【符号の説明】
１…ＴＥＭ／ＳＴＥＭ装置本体、２…電子銃、３…集束レンズ系、４…対物レンズ、５…中間レンズ系、６…投影レンズ系、７…偏向コイル、８…ＳＴＥＭ装置本体、９…投影レンズ、１０…試料、１１…蛍光板、１２…写真フィルム、
１３…制御系、１４…走査像表示装置、１５…走査信号、１６…レンズ制御信号、１７…走査同期信号、１８…暗視野画像信号、１９…明視野画像信号、２０…照射電子線、２１…透過電子線、２２…散乱電子線、２３…ゼロロス電子線、
２４…エネルギーロス電子線、２５…クロスオーバー、２６…第２のクロスオーバー、３０…環状暗視野電子検出器、３１…明視野電子検出器、３２…スペクトロメータ、３３…偏向レンズ系、３４…スペクトル検出器、３５…明視野絞り、３６…ＥＥＬＳ入射絞り、３７…集束レンズ絞り、３８…第２の投影レンズ、
３９…第３の投影レンズ、４０…虚像のクロスオーバー、４１…微小領域の観察及び分析装置の第一の実施例、４２…微小領域の観察及び分析装置の第二の実施例、４３…微小領域の観察及び分析装置の第三の実施例、４４…微小領域の観察及び分析装置の第四の実施例、４５…微小領域の観察及び分析装置の第五の実施例、４６…微小領域の観察及び分析装置の第六の実施例。
【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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【図７】
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【図８】
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