電子顕微鏡装置
【課題】走査電子像と光学像との同時観察が可能であり、更に走査電子像観察と走査電子像観察以外の観察、作業とを同時に行える様にし、而も構造も簡単な電子顕微鏡装置を提供する。
【解決手段】電子ビームを走査する走査手段１０と、電子ビームが走査された試料８から発せられる電子１１を検出する電子検出器１２を有し、該電子検出器からの検出結果に基づき走査電子像を得る走査型電子顕微鏡２と、試料に照明光を照射して該試料からの反射光を受光して光学像を得る光学顕微鏡３とを具備し、前記電子検出器は電子／光変換する蛍光体層と、該蛍光体層からの蛍光の波長帯域の全て或は略全てが透過する様に制限した波長フィルタと、該波長フィルタを透過した前記蛍光を受光し、光／電気変換する波長検出素子を有し、前記照明光は前記波長フィルタの透過波長帯域から外れた波長を有する様に設定された。
【解決手段】電子ビームを走査する走査手段１０と、電子ビームが走査された試料８から発せられる電子１１を検出する電子検出器１２を有し、該電子検出器からの検出結果に基づき走査電子像を得る走査型電子顕微鏡２と、試料に照明光を照射して該試料からの反射光を受光して光学像を得る光学顕微鏡３とを具備し、前記電子検出器は電子／光変換する蛍光体層と、該蛍光体層からの蛍光の波長帯域の全て或は略全てが透過する様に制限した波長フィルタと、該波長フィルタを透過した前記蛍光を受光し、光／電気変換する波長検出素子を有し、前記照明光は前記波長フィルタの透過波長帯域から外れた波長を有する様に設定された。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は試料の走査電子像と光学像を観察できる電子顕微鏡装置、特に電子走査中に同時に光学像の観察を可能とした電子顕微鏡装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ：Ｓｃａｎｎｉｎｇ Ｅｌｅｃｔｒｏｎ Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ）は、電子ビームを試料上に走査し、電子ビームの照射によって発した電子を検知して試料表面の性状について走査電子像を取得するものである。
【０００３】
一方、電子ビームの画角は非常に小さく、照射位置が事前に分っていないと、電子ビームを特定の位置に照射するのは極めて困難である。
【０００４】
この為、電子顕微鏡装置では電子顕微鏡に比べ低倍率の光学顕微鏡を備えており、先ず試料を照明光（白色光）により照明し、光学顕微鏡により試料の観察を行い、照射位置を特定し、次に電子顕微鏡に切替え、照射位置に電子ビームを走査し、観察することが行われている。
【０００５】
走査電子像を得る場合は、試料から発せられた電子を蛍光体に入射させ、蛍光体が発する光を光電変換素子により電気信号に変換し、この電気信号に基づき走査電子像が取得されている。又、光学顕微鏡を用いた光学像も、試料から反射される光を光学顕微鏡用の光電素子で受光し、電気信号に変換し、この電気信号に基づき光学像が取得されている。
【０００６】
ところが、電子ビームの走査で得られる電子と前記試料から反射される光とでは、エネルギレベルが著しく異なり、電子ビームを検出する光電素子に試料からの反射光が入射した場合、光電素子が飽和してしまい、或はＳ／Ｎが著しく小さくなって電子ビームを検出することができなくなってしまう。
【０００７】
この為、従来より、光学顕微鏡で観察する場合と、電子顕微鏡で観察する場合とでは、完全に切替え、光学顕微鏡で観察している状態では、電子顕微鏡では観察せず、又、電子顕微鏡で観察している状態では、光学顕微鏡では観察しない様な構造となっている。
【０００８】
例えば、光学顕微鏡と電子顕微鏡とが分離され、又光学顕微鏡の光軸と電子顕微鏡の光軸とは既知の関係で設けられ、試料を保持したテーブルが光学顕微鏡と電子顕微鏡との間を移動することで、光学像の観察位置と走査電子像の観察位置とが関連付けられる様になっている。
【０００９】
この為、従来の電子顕微鏡では、構造が複雑となっていると共に走査電子像と光学像とを同時に観察することができないという問題があった。
【００１０】
尚、走査電子像と光学像との同時観察を可能とした電子顕微鏡として特許文献１に示されるものがある。
【００１１】
特許文献１に示されるものでは、電子顕微鏡の光学系と光学顕微鏡の光学系とを同一光軸とし、照明光と電子ビームとを同時に照射し、電子検出器からの信号については、照明光の信号を直流成分として除去し、電子のみの信号を抽出する様にしている。
【００１２】
然し乍ら、上記した様に、照明光による直流成分が信号成分に対して著しく大きい為、実現は極めて困難である。
【００１３】
【特許文献１】特開平４−２８００５３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
本発明は斯かる実情に鑑み、走査電子像と光学像との同時観察が可能であり、更に走査電子像観察と走査電子像観察以外の観察、作業とを同時に行える様にし、而も構造も簡単な電子顕微鏡装置を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本発明は、電子ビームを走査する走査手段と、電子ビームが走査された試料から発せられる電子を検出する電子検出器を有し、該電子検出器からの検出結果に基づき走査電子像を得る走査型電子顕微鏡と、試料に照明光を照射して該試料からの反射光を受光して光学像を得る光学顕微鏡とを具備し、前記電子検出器は電子／光変換する蛍光体層と、該蛍光体層からの蛍光の波長帯域の全て或は略全てが透過する様に制限した波長フィルタと、該波長フィルタを透過した前記蛍光を受光し、光／電気変換する波長検出素子を有し、前記照明光は前記波長フィルタの透過波長帯域から外れた波長を有する様に設定された電子顕微鏡装置に係るものである。
【００１６】
又本発明は、電子ビームを走査する走査手段と、電子ビームが走査された試料から発せられる電子を検出する電子検出器を有し、該電子検出器からの検出結果に基づき走査電子像を得る走査型電子顕微鏡と、前記試料表面に検査光を照射し、異物からの散乱光を検出して異物検出を行う異物検出装置とを具備し、前記電子検出器は電子／光変換する蛍光体層と、該蛍光体層からの蛍光の波長帯域の全て或は略全てが透過する様に制限した波長フィルタと、該波長フィルタを透過した前記蛍光を受光し、光／電気変換する波長検出素子を有し、前記検査光は前記波長フィルタの透過波長帯域から外れた波長を有する様に設定された電子顕微鏡装置に係るものである。
【００１７】
又本発明は、電子ビームを走査する走査手段と、電子ビームが走査された試料から発せられる電子を検出する電子検出器を有し、該電子検出器からの検出結果に基づき走査電子像を得る走査型電子顕微鏡と、前記試料表面に干渉光を照射し、前記試料表面からの前記干渉光反射を用いて前記試料の高さ位置を検出する干渉計とを具備し、前記電子検出器は電子／光変換する蛍光体層と、該蛍光体層からの蛍光の波長帯域の全て或は略全てが透過する様に制限した波長フィルタと、該波長フィルタを透過した前記蛍光を受光し、光／電気変換する波長検出素子を有し、前記干渉光は前記波長フィルタの透過波長帯域から外れた波長を有する様に設定された電子顕微鏡装置に係るものである。
【００１８】
又本発明は、電子ビームを走査する走査手段と、電子ビームが走査された試料から発せられる電子を検出する電子検出器を有し、該電子検出器からの検出結果に基づき走査電子像を得る走査型電子顕微鏡と、試料に照明光を照射して該試料からの反射光を受光して光学像を得る光学顕微鏡と、前記試料表面に検査光を照射し、異物からの散乱光を検出して異物検出を行う異物検出装置と、前記試料表面に干渉光を照射し、前記試料表面からの前記干渉光反射を用いて前記試料の高さ位置を検出する干渉計とを具備し、前記電子検出器は電子／光変換する蛍光体層と、該蛍光体層からの蛍光の波長帯域の全て或は略全てが透過する様に制限した波長フィルタと、該波長フィルタを透過した前記蛍光を受光し、光／電気変換する波長検出素子を有し、前記照明光、前記検査光、前記干渉光は、前記波長フィルタの透過波長帯域から外れた波長を有し、前記照明光、前記検査光、前記干渉光それぞれが異なる波長帯を有する様に設定された電子顕微鏡装置に係るものである。
【００１９】
又本発明は、前記照明光は白色光であり、該照明光の光路上に前記波長フィルタの前記透過波長帯域から外れた波長帯域を透過する波長フィルタを挿脱可能に設け、前記走査型電子顕微鏡による走査電子像観察時には、前記波長フィルタが挿入されて光学像との同時観察を可能とし、前記走査電子像観察をしていない時には、前記波長フィルタが外され、前記走査電子像観察と分離して光学像の観察を可能とした電子顕微鏡装置に係るものである。
【００２０】
又本発明は、前記蛍光体層からの蛍光の波長帯域の全て或は略全てが透過する様に制限した前記波長フィルタを挿脱可能とした電子顕微鏡装置に係るものである。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、電子ビームを走査する走査手段と、電子ビームが走査された試料から発せられる電子を検出する電子検出器を有し、該電子検出器からの検出結果に基づき走査電子像を得る走査型電子顕微鏡と、試料に照明光を照射して該試料からの反射光を受光して光学像を得る光学顕微鏡とを具備し、前記電子検出器は電子／光変換する蛍光体層と、該蛍光体層からの蛍光の波長帯域の全て或は略全てが透過する様に制限した波長フィルタと、該波長フィルタを透過した前記蛍光を受光し、光／電気変換する波長検出素子を有し、前記照明光は前記波長フィルタの透過波長帯域から外れた波長を有する様に設定されたので、照明光が走査電子像観察に与える影響がなくなり、走査電子像と光学像との同時観察が可能で、又走査型電子顕微鏡による走査電子像の取得と光学顕微鏡による光学像の取得とを機械的に分離して行う必要がなく、構造が簡略化できる。
【００２２】
又本発明によれば、電子ビームを走査する走査手段と、電子ビームが走査された試料から発せられる電子を検出する電子検出器を有し、該電子検出器からの検出結果に基づき走査電子像を得る走査型電子顕微鏡と、前記試料表面に検査光を照射し、異物からの散乱光を検出して異物検出を行う異物検出装置とを具備し、前記電子検出器は電子／光変換する蛍光体層と、該蛍光体層からの蛍光の波長帯域の全て或は略全てが透過する様に制限した波長フィルタと、該波長フィルタを透過した前記蛍光を受光し、光／電気変換する波長検出素子を有し、前記検査光は前記波長フィルタの透過波長帯域から外れた波長を有する様に設定されたので、検査光が走査電子像観察に与える影響がなくなり、走査電子像の観察と異物検出、異物観察が同時に行え、又走査型電子顕微鏡による走査電子像の取得と異物検出装置による異物検出とを機械的に分離して行う必要がなく、構造が簡略化できる。
【００２３】
又本発明によれば、電子ビームを走査する走査手段と、電子ビームが走査された試料から発せられる電子を検出する電子検出器を有し、該電子検出器からの検出結果に基づき走査電子像を得る走査型電子顕微鏡と、前記試料表面に干渉光を照射し、前記試料表面からの前記干渉光反射を用いて前記試料の高さ位置を検出する干渉計とを具備し、前記電子検出器は電子／光変換する蛍光体層と、該蛍光体層からの蛍光の波長帯域の全て或は略全てが透過する様に制限した波長フィルタと、該波長フィルタを透過した前記蛍光を受光し、光／電気変換する波長検出素子を有し、前記干渉光は前記波長フィルタの透過波長帯域から外れた波長を有する様に設定されたので、干渉光が走査電子像観察に与える影響がなくなり、走査電子像観察と試料の高さ測定とが同時に行え、又走査型電子顕微鏡による走査電子像の取得と干渉計による試料の高さ測定とを機械的に分離して行う必要がなく、構造が簡略化できる。
【００２４】
又本発明によれば、電子ビームを走査する走査手段と、電子ビームが走査された試料から発せられる電子を検出する電子検出器を有し、該電子検出器からの検出結果に基づき走査電子像を得る走査型電子顕微鏡と、試料に照明光を照射して該試料からの反射光を受光して光学像を得る光学顕微鏡と、前記試料表面に検査光を照射し、異物からの散乱光を検出して異物検出を行う異物検出装置と、前記試料表面に干渉光を照射し、前記試料表面からの前記干渉光反射を用いて前記試料の高さ位置を検出する干渉計とを具備し、前記電子検出器は電子／光変換する蛍光体層と、該蛍光体層からの蛍光の波長帯域の全て或は略全てが透過する様に制限した波長フィルタと、該波長フィルタを透過した前記蛍光を受光し、光／電気変換する波長検出素子を有し、前記照明光、前記検査光、前記干渉光は、前記波長フィルタの透過波長帯域から外れた波長を有し、前記照明光、前記検査光、前記干渉光それぞれが異なる波長帯を有する様に設定されたので、照明光、検査光、干渉光が走査電子像観察に与える影響がなくなり、走査電子像観察と、光学像観察、異物検出、異物観察、試料の高さ測定とが同時に行え、更に、走査型電子顕微鏡による走査電子像の取得と光学顕微鏡による光学像の取得、異物検出装置による異物検出、干渉計による試料の高さ測定とを機械的に分離して行う必要がなく、構造が簡略化できる。
【００２５】
又本発明によれば、前記照明光は白色光であり、該照明光の光路上に前記波長フィルタの前記透過波長帯域から外れた波長帯域を透過する波長フィルタを挿脱可能に設け、前記走査型電子顕微鏡による走査電子像観察時には、前記波長フィルタが挿入されて光学像との同時観察を可能とし、前記走査電子像観察をしていない時には、前記波長フィルタが外され、前記走査電子像観察と分離して光学像の観察を可能としたので、試料のフルカラー光学像を取得することが可能となる。
【００２６】
又本発明によれば、前記蛍光体層からの蛍光の波長帯域の全て或は略全てが透過する様に制限した前記波長フィルタを挿脱可能としたので、同時観察が不要な際に、照明光を消した状態で電子顕微鏡装置を使用し、より感度が高い観測が可能となる等の優れた効果を発揮する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
以下、図面を参照しつつ本発明を実施する為の最良の形態を説明する。
【００２８】
先ず、図１、図２に於いて、本発明に係る電子顕微鏡装置１の概略を説明する。
【００２９】
該電子顕微鏡装置１は、走査型電子顕微鏡２、光学顕微鏡３、干渉計４、前記走査型電子顕微鏡２、前記光学顕微鏡３、前記干渉計４の作動を制御する制御部５を具備し、前記光学顕微鏡３の光軸６、前記走査型電子顕微鏡２の光軸７の交差する点に測定対象（試料）８が設置され、該測定対象８はＸ−Ｙの２方向に移動可能な検査ステージ９に載置されている。
【００３０】
前記走査型電子顕微鏡２の光軸７は前記光学顕微鏡３の光軸６に対して所定角度（例えば６０°）傾斜しており、前記光軸６と前記光軸７の交差する点が前記測定対象８の観察点となっている。前記光軸７に沿って電子ビームが前記測定対象８に照射され、又電子ビーム走査手段１０によって所定範囲を走査する様になっている。電子ビームが照射されることで、前記測定対象８から発せられた電子１１は電子検出器１２によって検出される。又、前記検査ステージ９は電子ビームの照射と同期してＸ−Ｙの２方向に移動し、電子ビームは前記測定対象８の所要範囲を走査する。
【００３１】
前記電子検出器１２の検出結果は前記制御部５に送出され、検出結果に基づき前記制御部５に於いて走査電子像が作成される。
【００３２】
前記光軸６上には照明光（白色光）を発するＬＥＤ１３、第１ハーフミラー１４、第２ハーフミラー１５、対物レンズ１６が配置され、更に前記ＬＥＤ１３と前記第１ハーフミラー１４との間には波長フィルタ４０（後述）が前記光軸６に対して挿脱可能に設けられる。
【００３３】
前記ＬＥＤ１３は発光駆動部１７によって発光が制御される。前記ＬＥＤ１３から発せられた照明光は前記第１ハーフミラー１４、前記第２ハーフミラー１５、前記対物レンズ１６を通して前記測定対象８に照射され、該測定対象８で反射された照明光は前記第２ハーフミラー１５を通り、前記第１ハーフミラー１４で反射されて観察用ＣＣＤ１８で受光される様になっている。
【００３４】
前記干渉計４は光軸１９を有し、該光軸１９は前記第２ハーフミラー１５で偏向され、前記測定対象８上に到達する。前記光軸１９上に第３ハーフミラー２１が配設され、該第３ハーフミラー２１を挾んで一方に計測用ＣＣＤ２２、他方に参照鏡２３が配設されている。
【００３５】
計測用光源２４から前記光軸１９上に干渉用の単波長光が射出され、単波長光の一部は前記第３ハーフミラー２１を透過し、前記第２ハーフミラー１５で反射され、前記対物レンズ１６を通して前記測定対象８に照射される。該測定対象８で反射された単波長光は、前記第２ハーフミラー１５、前記第３ハーフミラー２１を通って前記計測用ＣＣＤ２２で受光される。又、前記第３ハーフミラー２１で反射された前記単波長光の残部は前記参照鏡２３で反射され、前記第３ハーフミラー２１を透過した後、前記計測用ＣＣＤ２２で受光される。該計測用ＣＣＤ２２は、前記測定対象８からの反射光と前記参照鏡２３からの反射光を受光し、両反射光の干渉により前記測定対象８の高さ方向の位置を測定する。
【００３６】
前記測定対象８の観察点のＸ−Ｙ位置と前記干渉計４で得られる高さ方向の位置とで観察点の３次元位置情報が得られる。
【００３７】
又、前記測定対象８の表面の異物を検出する異物検出装置２５が設けられる。
【００３８】
該異物検出装置２５は、異物検出用の検査光を照射する異物検出用光源２６と異物によって反射される散乱光を検出する散乱光検出器２７を有し、前記異物検出用光源２６の照射光軸２８は前記走査型電子顕微鏡２の光軸７とは異なった方向から前記測定対象８の表面に入射する様になっている。又、前記散乱光検出器２７の光軸２９は散乱光を受光し易い様に、図２の紙面に対して垂直な方向となっている。即ち、前記照射光軸２８と前記光軸６を含む平面と、前記光軸２９と前記光軸６を含む平面とは直交している。尚、図２は理解を容易にする為、前記照射光軸２８と前記光軸２９とが同一平面内にある様に示している。
【００３９】
前記測定対象８の表面に検査光を照射し、前記測定対象８の表面に異物が有った場合、異物により検査光が散乱され、前記散乱光検出器２７によって散乱光が検出される。検出可能な異物の大きさは、使用される検査光の波長によって異なるが、赤色系の光を使用した場合でも、前記光学顕微鏡３では観察が難しいサブミクロンの大きさの異物を検出可能である。更に、検査光の画角は、電子ビームより大きく、検査光の照射位置を特定すること、目的とする検査部位を探すことは電子ビームより簡単である。
【００４０】
次に、前記電子検出器１２について図３により説明する。
【００４１】
ガラス基板等の透明板３１に蛍光体層３２が形成されて電子／光変換部材（シンチレータ）３３が構成され、該電子／光変換部材３３に、波長フィルタ３４、ライトガイド３５、波長検出素子３６が順次連設され、更にこれらが遮光カバー３７で覆われることで一体化され、前記電子検出器１２を構成している。
【００４２】
前記蛍光体層３２に電子１１が入射することで、該蛍光体層３２が所定量域の波長（蛍光）を発光する。蛍光は前記波長フィルタ３４を通過し、更に前記ライトガイド３５を経て前記波長検出素子３６に到達する。該波長検出素子３６は蛍光を電気信号に変換する。従って、前記電子検出器１２は、電子／光／電気変換し、電子１１が入射すると、電気信号を発する。
【００４３】
本発明では、前記電子検出器１２が電子１１を変換して検出する光、前記ＬＥＤ１３が照射する照明光、前記計測用光源２４が照射する単波長光、前記異物検出用光源２６が照射する検査光を異なる波長帯の光とし、それぞれを波長で分離し、又、分離した波長を選択して検出する様にし、複数の光学系で同時観察可能としたものである。
【００４４】
以下、図４、図５を参照して前記電子検出器１２について更に説明する。
【００４５】
図４（Ａ）中、曲線Ａは、前記蛍光体層３２から発せられる波長帯域を示し、曲線Ｂは前記波長検出素子３６が検出する波長帯域を示している。図示される様に、前記曲線Ｂの波長帯域の方が前記曲線Ａの波長帯域より広くなっており、前記波長検出素子３６に到達する波長帯域を前記曲線Ａ、即ち前記蛍光体層３２が発する蛍光の波長帯域に限定しても、感度上支障はない。
【００４６】
図４（Ｂ）中、曲線Ｃは前記波長フィルタ３４の波長透過特性を示している。該波長フィルタ３４は透過波長帯域Ｗを有し、該透過波長帯域Ｗは蛍光の波長帯域の殆どを含み、波長の透過を蛍光の波長帯に略限定するものである。例えば３００ｎｍ〜６００ｎｍの波長帯を透過する。尚、前記波長フィルタ３４で蛍光の波長の透過帯域を制限する場合は、蛍光の透過光量が９０％〜９５％以上となる様に設定する。
【００４７】
従って、前記ＬＥＤ１３から発する照明光、前記計測用光源２４から発する干渉用の単波長光、前記異物検出用光源２６から発せられる検査光の波長を前記透過波長帯域Ｗから外れたものとすれば、電子ビームを走査し、走査電子像を観察すると同時に他の照明光による観察が行える。この時、照明光、前記計測用光源２４からの光が前記波長フィルタ３４を透過する透過率は０．００１％以下が好ましい。
【００４８】
例えば、前記異物検出用光源２６が発する検査光の波長が、図４（Ｂ）中、波長Ｄで示されるとすると、検査光は前記波長フィルタ３４によって遮断され、前記波長検出素子３６には到達しない。即ち、前記異物検出装置２５により前記測定対象８の表面の異物を検出、或は観察しつつ走査電子像の観察が可能である。
【００４９】
又、前記干渉計４では、前記計測用ＣＣＤ２２で得た像を、目視で観察する必要はないので、選択可能な波長帯域は広くなり、前記透過波長帯域Ｗ、前記波長Ｄ以外の波長を選択することが容易である。
【００５０】
次に、図５は、前記蛍光体層３２が発する蛍光の波長帯域の他の例を示しており、図５中曲線Ｅで示される波長帯域では、蛍光のピークは波長４００ｎｍに集中し、又波長帯域の広がりも、図４（Ａ）の曲線Ａで示した場合よりも狭くなっている。可視光の波長は３８０ｎｍ〜７８０ｎｍと言われており、前記曲線Ｅを持つ前記蛍光体層３２では、前記波長フィルタ３４の透過波長帯域Ｗを３８０ｎｍ〜５３０ｎｍ程度に制限することで、蛍光の波長帯域の殆どをカバーでき、又透過波長帯域Ｗを３８０ｎｍ〜５３０ｎｍ程度に制限することで、５３０ｎｍ〜７８０ｎｍの波長帯域の可視光、即ち青系の光を除く可視光の使用が可能となる。
【００５１】
更に、５３０ｎｍ〜７８０ｎｍの波長帯域の一部を前記光学顕微鏡３の照明光に、又残りの他の波長帯域を前記異物検出装置２５の検査光にそれぞれ割当てれば、前記光学顕微鏡３による光学像の観察、前記異物検出装置２５による異物検出、及び前記走査型電子顕微鏡２による走査電子像の観察を同時に行うことができる。尚、上記した各波長帯域は、例示であって、本発明は上記各波長帯域に限定されるものではない。
【００５２】
尚、前記ＬＥＤ１３は、前記透過波長帯域Ｗより外れた波長帯の光を発するものを選択してもよく、或は前記ＬＥＤ１３から射出される光を白色光とし、前記波長フィルタ４０を設け、前記透過波長帯域Ｗより外れた波長帯域に制限してもよい。
【００５３】
この場合、前記波長フィルタ４０を前記光軸６に対して挿脱可能とし、前記光学顕微鏡３単独で光学像を観察する場合に、前記波長フィルタ４０を外しておけば、フルカラーの光学像を観察することができる。
【００５４】
上記した様に、前記電子検出器１２が検知する波長帯域、前記光学顕微鏡３の照明光の波長帯、前記検査光の波長帯域を分離することで、更に電子顕微鏡装置１の利便性が向上する。
【００５５】
即ち、先ず前記光学顕微鏡３により前記測定対象８の光学像を観察し、所定の観察部位を特定する。光学像を観察しつつ、前記異物検出装置２５により検査光を照射し、散乱光により照射位置を更に限定する。次に、電子ビームを照射して観察部位の走査電子像の観察を行う。
【００５６】
前記光学顕微鏡３の光学系の画角、検査光の画角、電子ビームの画角は順次小さくなるので、電子ビームの照射位置の特定が容易になる。又、前記光学顕微鏡３による観察、前記異物検出装置２５による観察を同時に行えるので、観察部位特定時の修正、変更は、何時でも容易に可能である。
【００５７】
又、波長フィルタ３４を挿脱可能とすることもできる。これにより、同時観察が不要な際に、照明光を消した状態で電子顕微鏡装置１を使用し、より感度が高い観測が可能となる。これは、Ｓ／Ｎ比を向上させたい場合に有効である。
【００５８】
尚、前記異物検出装置２５で異物を検出した場合、前記電子検出器１２によって得られた情報から、スペクトル分析等により、異物の物性を得る等、異物の検査を行ってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００５９】
【図１】本発明が実施される電子顕微鏡装置の概略構成図である。
【図２】該電子顕微鏡装置を他の方向から見た概略構成図である。
【図３】該電子顕微鏡装置に用いられる電子検出器の一例を示す説明図である。
【図４】（Ａ）は、波長検出素子の感度領域と蛍光体層が発する蛍光の波長帯の関係を示す線図、（Ｂ）は、前記電子検出器に組込まれる波長フィルタの透過波長帯域を示す線図である。
【図５】他の蛍光体層を用いた場合の、発光される蛍光の波長帯域を示す線図である。
【符号の説明】
【００６０】
１ 電子顕微鏡装置
２ 走査型電子顕微鏡
３ 光学顕微鏡
４ 干渉計
５ 制御部
８ 測定対象
１１ 電子
１２ 電子検出器
１３ ＬＥＤ
２４ 計測用光源
２５ 異物検出装置
２６ 異物検出用光源
２７ 散乱光検出器
【技術分野】
【０００１】
本発明は試料の走査電子像と光学像を観察できる電子顕微鏡装置、特に電子走査中に同時に光学像の観察を可能とした電子顕微鏡装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ：Ｓｃａｎｎｉｎｇ Ｅｌｅｃｔｒｏｎ Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ）は、電子ビームを試料上に走査し、電子ビームの照射によって発した電子を検知して試料表面の性状について走査電子像を取得するものである。
【０００３】
一方、電子ビームの画角は非常に小さく、照射位置が事前に分っていないと、電子ビームを特定の位置に照射するのは極めて困難である。
【０００４】
この為、電子顕微鏡装置では電子顕微鏡に比べ低倍率の光学顕微鏡を備えており、先ず試料を照明光（白色光）により照明し、光学顕微鏡により試料の観察を行い、照射位置を特定し、次に電子顕微鏡に切替え、照射位置に電子ビームを走査し、観察することが行われている。
【０００５】
走査電子像を得る場合は、試料から発せられた電子を蛍光体に入射させ、蛍光体が発する光を光電変換素子により電気信号に変換し、この電気信号に基づき走査電子像が取得されている。又、光学顕微鏡を用いた光学像も、試料から反射される光を光学顕微鏡用の光電素子で受光し、電気信号に変換し、この電気信号に基づき光学像が取得されている。
【０００６】
ところが、電子ビームの走査で得られる電子と前記試料から反射される光とでは、エネルギレベルが著しく異なり、電子ビームを検出する光電素子に試料からの反射光が入射した場合、光電素子が飽和してしまい、或はＳ／Ｎが著しく小さくなって電子ビームを検出することができなくなってしまう。
【０００７】
この為、従来より、光学顕微鏡で観察する場合と、電子顕微鏡で観察する場合とでは、完全に切替え、光学顕微鏡で観察している状態では、電子顕微鏡では観察せず、又、電子顕微鏡で観察している状態では、光学顕微鏡では観察しない様な構造となっている。
【０００８】
例えば、光学顕微鏡と電子顕微鏡とが分離され、又光学顕微鏡の光軸と電子顕微鏡の光軸とは既知の関係で設けられ、試料を保持したテーブルが光学顕微鏡と電子顕微鏡との間を移動することで、光学像の観察位置と走査電子像の観察位置とが関連付けられる様になっている。
【０００９】
この為、従来の電子顕微鏡では、構造が複雑となっていると共に走査電子像と光学像とを同時に観察することができないという問題があった。
【００１０】
尚、走査電子像と光学像との同時観察を可能とした電子顕微鏡として特許文献１に示されるものがある。
【００１１】
特許文献１に示されるものでは、電子顕微鏡の光学系と光学顕微鏡の光学系とを同一光軸とし、照明光と電子ビームとを同時に照射し、電子検出器からの信号については、照明光の信号を直流成分として除去し、電子のみの信号を抽出する様にしている。
【００１２】
然し乍ら、上記した様に、照明光による直流成分が信号成分に対して著しく大きい為、実現は極めて困難である。
【００１３】
【特許文献１】特開平４−２８００５３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
本発明は斯かる実情に鑑み、走査電子像と光学像との同時観察が可能であり、更に走査電子像観察と走査電子像観察以外の観察、作業とを同時に行える様にし、而も構造も簡単な電子顕微鏡装置を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本発明は、電子ビームを走査する走査手段と、電子ビームが走査された試料から発せられる電子を検出する電子検出器を有し、該電子検出器からの検出結果に基づき走査電子像を得る走査型電子顕微鏡と、試料に照明光を照射して該試料からの反射光を受光して光学像を得る光学顕微鏡とを具備し、前記電子検出器は電子／光変換する蛍光体層と、該蛍光体層からの蛍光の波長帯域の全て或は略全てが透過する様に制限した波長フィルタと、該波長フィルタを透過した前記蛍光を受光し、光／電気変換する波長検出素子を有し、前記照明光は前記波長フィルタの透過波長帯域から外れた波長を有する様に設定された電子顕微鏡装置に係るものである。
【００１６】
又本発明は、電子ビームを走査する走査手段と、電子ビームが走査された試料から発せられる電子を検出する電子検出器を有し、該電子検出器からの検出結果に基づき走査電子像を得る走査型電子顕微鏡と、前記試料表面に検査光を照射し、異物からの散乱光を検出して異物検出を行う異物検出装置とを具備し、前記電子検出器は電子／光変換する蛍光体層と、該蛍光体層からの蛍光の波長帯域の全て或は略全てが透過する様に制限した波長フィルタと、該波長フィルタを透過した前記蛍光を受光し、光／電気変換する波長検出素子を有し、前記検査光は前記波長フィルタの透過波長帯域から外れた波長を有する様に設定された電子顕微鏡装置に係るものである。
【００１７】
又本発明は、電子ビームを走査する走査手段と、電子ビームが走査された試料から発せられる電子を検出する電子検出器を有し、該電子検出器からの検出結果に基づき走査電子像を得る走査型電子顕微鏡と、前記試料表面に干渉光を照射し、前記試料表面からの前記干渉光反射を用いて前記試料の高さ位置を検出する干渉計とを具備し、前記電子検出器は電子／光変換する蛍光体層と、該蛍光体層からの蛍光の波長帯域の全て或は略全てが透過する様に制限した波長フィルタと、該波長フィルタを透過した前記蛍光を受光し、光／電気変換する波長検出素子を有し、前記干渉光は前記波長フィルタの透過波長帯域から外れた波長を有する様に設定された電子顕微鏡装置に係るものである。
【００１８】
又本発明は、電子ビームを走査する走査手段と、電子ビームが走査された試料から発せられる電子を検出する電子検出器を有し、該電子検出器からの検出結果に基づき走査電子像を得る走査型電子顕微鏡と、試料に照明光を照射して該試料からの反射光を受光して光学像を得る光学顕微鏡と、前記試料表面に検査光を照射し、異物からの散乱光を検出して異物検出を行う異物検出装置と、前記試料表面に干渉光を照射し、前記試料表面からの前記干渉光反射を用いて前記試料の高さ位置を検出する干渉計とを具備し、前記電子検出器は電子／光変換する蛍光体層と、該蛍光体層からの蛍光の波長帯域の全て或は略全てが透過する様に制限した波長フィルタと、該波長フィルタを透過した前記蛍光を受光し、光／電気変換する波長検出素子を有し、前記照明光、前記検査光、前記干渉光は、前記波長フィルタの透過波長帯域から外れた波長を有し、前記照明光、前記検査光、前記干渉光それぞれが異なる波長帯を有する様に設定された電子顕微鏡装置に係るものである。
【００１９】
又本発明は、前記照明光は白色光であり、該照明光の光路上に前記波長フィルタの前記透過波長帯域から外れた波長帯域を透過する波長フィルタを挿脱可能に設け、前記走査型電子顕微鏡による走査電子像観察時には、前記波長フィルタが挿入されて光学像との同時観察を可能とし、前記走査電子像観察をしていない時には、前記波長フィルタが外され、前記走査電子像観察と分離して光学像の観察を可能とした電子顕微鏡装置に係るものである。
【００２０】
又本発明は、前記蛍光体層からの蛍光の波長帯域の全て或は略全てが透過する様に制限した前記波長フィルタを挿脱可能とした電子顕微鏡装置に係るものである。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、電子ビームを走査する走査手段と、電子ビームが走査された試料から発せられる電子を検出する電子検出器を有し、該電子検出器からの検出結果に基づき走査電子像を得る走査型電子顕微鏡と、試料に照明光を照射して該試料からの反射光を受光して光学像を得る光学顕微鏡とを具備し、前記電子検出器は電子／光変換する蛍光体層と、該蛍光体層からの蛍光の波長帯域の全て或は略全てが透過する様に制限した波長フィルタと、該波長フィルタを透過した前記蛍光を受光し、光／電気変換する波長検出素子を有し、前記照明光は前記波長フィルタの透過波長帯域から外れた波長を有する様に設定されたので、照明光が走査電子像観察に与える影響がなくなり、走査電子像と光学像との同時観察が可能で、又走査型電子顕微鏡による走査電子像の取得と光学顕微鏡による光学像の取得とを機械的に分離して行う必要がなく、構造が簡略化できる。
【００２２】
又本発明によれば、電子ビームを走査する走査手段と、電子ビームが走査された試料から発せられる電子を検出する電子検出器を有し、該電子検出器からの検出結果に基づき走査電子像を得る走査型電子顕微鏡と、前記試料表面に検査光を照射し、異物からの散乱光を検出して異物検出を行う異物検出装置とを具備し、前記電子検出器は電子／光変換する蛍光体層と、該蛍光体層からの蛍光の波長帯域の全て或は略全てが透過する様に制限した波長フィルタと、該波長フィルタを透過した前記蛍光を受光し、光／電気変換する波長検出素子を有し、前記検査光は前記波長フィルタの透過波長帯域から外れた波長を有する様に設定されたので、検査光が走査電子像観察に与える影響がなくなり、走査電子像の観察と異物検出、異物観察が同時に行え、又走査型電子顕微鏡による走査電子像の取得と異物検出装置による異物検出とを機械的に分離して行う必要がなく、構造が簡略化できる。
【００２３】
又本発明によれば、電子ビームを走査する走査手段と、電子ビームが走査された試料から発せられる電子を検出する電子検出器を有し、該電子検出器からの検出結果に基づき走査電子像を得る走査型電子顕微鏡と、前記試料表面に干渉光を照射し、前記試料表面からの前記干渉光反射を用いて前記試料の高さ位置を検出する干渉計とを具備し、前記電子検出器は電子／光変換する蛍光体層と、該蛍光体層からの蛍光の波長帯域の全て或は略全てが透過する様に制限した波長フィルタと、該波長フィルタを透過した前記蛍光を受光し、光／電気変換する波長検出素子を有し、前記干渉光は前記波長フィルタの透過波長帯域から外れた波長を有する様に設定されたので、干渉光が走査電子像観察に与える影響がなくなり、走査電子像観察と試料の高さ測定とが同時に行え、又走査型電子顕微鏡による走査電子像の取得と干渉計による試料の高さ測定とを機械的に分離して行う必要がなく、構造が簡略化できる。
【００２４】
又本発明によれば、電子ビームを走査する走査手段と、電子ビームが走査された試料から発せられる電子を検出する電子検出器を有し、該電子検出器からの検出結果に基づき走査電子像を得る走査型電子顕微鏡と、試料に照明光を照射して該試料からの反射光を受光して光学像を得る光学顕微鏡と、前記試料表面に検査光を照射し、異物からの散乱光を検出して異物検出を行う異物検出装置と、前記試料表面に干渉光を照射し、前記試料表面からの前記干渉光反射を用いて前記試料の高さ位置を検出する干渉計とを具備し、前記電子検出器は電子／光変換する蛍光体層と、該蛍光体層からの蛍光の波長帯域の全て或は略全てが透過する様に制限した波長フィルタと、該波長フィルタを透過した前記蛍光を受光し、光／電気変換する波長検出素子を有し、前記照明光、前記検査光、前記干渉光は、前記波長フィルタの透過波長帯域から外れた波長を有し、前記照明光、前記検査光、前記干渉光それぞれが異なる波長帯を有する様に設定されたので、照明光、検査光、干渉光が走査電子像観察に与える影響がなくなり、走査電子像観察と、光学像観察、異物検出、異物観察、試料の高さ測定とが同時に行え、更に、走査型電子顕微鏡による走査電子像の取得と光学顕微鏡による光学像の取得、異物検出装置による異物検出、干渉計による試料の高さ測定とを機械的に分離して行う必要がなく、構造が簡略化できる。
【００２５】
又本発明によれば、前記照明光は白色光であり、該照明光の光路上に前記波長フィルタの前記透過波長帯域から外れた波長帯域を透過する波長フィルタを挿脱可能に設け、前記走査型電子顕微鏡による走査電子像観察時には、前記波長フィルタが挿入されて光学像との同時観察を可能とし、前記走査電子像観察をしていない時には、前記波長フィルタが外され、前記走査電子像観察と分離して光学像の観察を可能としたので、試料のフルカラー光学像を取得することが可能となる。
【００２６】
又本発明によれば、前記蛍光体層からの蛍光の波長帯域の全て或は略全てが透過する様に制限した前記波長フィルタを挿脱可能としたので、同時観察が不要な際に、照明光を消した状態で電子顕微鏡装置を使用し、より感度が高い観測が可能となる等の優れた効果を発揮する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
以下、図面を参照しつつ本発明を実施する為の最良の形態を説明する。
【００２８】
先ず、図１、図２に於いて、本発明に係る電子顕微鏡装置１の概略を説明する。
【００２９】
該電子顕微鏡装置１は、走査型電子顕微鏡２、光学顕微鏡３、干渉計４、前記走査型電子顕微鏡２、前記光学顕微鏡３、前記干渉計４の作動を制御する制御部５を具備し、前記光学顕微鏡３の光軸６、前記走査型電子顕微鏡２の光軸７の交差する点に測定対象（試料）８が設置され、該測定対象８はＸ−Ｙの２方向に移動可能な検査ステージ９に載置されている。
【００３０】
前記走査型電子顕微鏡２の光軸７は前記光学顕微鏡３の光軸６に対して所定角度（例えば６０°）傾斜しており、前記光軸６と前記光軸７の交差する点が前記測定対象８の観察点となっている。前記光軸７に沿って電子ビームが前記測定対象８に照射され、又電子ビーム走査手段１０によって所定範囲を走査する様になっている。電子ビームが照射されることで、前記測定対象８から発せられた電子１１は電子検出器１２によって検出される。又、前記検査ステージ９は電子ビームの照射と同期してＸ−Ｙの２方向に移動し、電子ビームは前記測定対象８の所要範囲を走査する。
【００３１】
前記電子検出器１２の検出結果は前記制御部５に送出され、検出結果に基づき前記制御部５に於いて走査電子像が作成される。
【００３２】
前記光軸６上には照明光（白色光）を発するＬＥＤ１３、第１ハーフミラー１４、第２ハーフミラー１５、対物レンズ１６が配置され、更に前記ＬＥＤ１３と前記第１ハーフミラー１４との間には波長フィルタ４０（後述）が前記光軸６に対して挿脱可能に設けられる。
【００３３】
前記ＬＥＤ１３は発光駆動部１７によって発光が制御される。前記ＬＥＤ１３から発せられた照明光は前記第１ハーフミラー１４、前記第２ハーフミラー１５、前記対物レンズ１６を通して前記測定対象８に照射され、該測定対象８で反射された照明光は前記第２ハーフミラー１５を通り、前記第１ハーフミラー１４で反射されて観察用ＣＣＤ１８で受光される様になっている。
【００３４】
前記干渉計４は光軸１９を有し、該光軸１９は前記第２ハーフミラー１５で偏向され、前記測定対象８上に到達する。前記光軸１９上に第３ハーフミラー２１が配設され、該第３ハーフミラー２１を挾んで一方に計測用ＣＣＤ２２、他方に参照鏡２３が配設されている。
【００３５】
計測用光源２４から前記光軸１９上に干渉用の単波長光が射出され、単波長光の一部は前記第３ハーフミラー２１を透過し、前記第２ハーフミラー１５で反射され、前記対物レンズ１６を通して前記測定対象８に照射される。該測定対象８で反射された単波長光は、前記第２ハーフミラー１５、前記第３ハーフミラー２１を通って前記計測用ＣＣＤ２２で受光される。又、前記第３ハーフミラー２１で反射された前記単波長光の残部は前記参照鏡２３で反射され、前記第３ハーフミラー２１を透過した後、前記計測用ＣＣＤ２２で受光される。該計測用ＣＣＤ２２は、前記測定対象８からの反射光と前記参照鏡２３からの反射光を受光し、両反射光の干渉により前記測定対象８の高さ方向の位置を測定する。
【００３６】
前記測定対象８の観察点のＸ−Ｙ位置と前記干渉計４で得られる高さ方向の位置とで観察点の３次元位置情報が得られる。
【００３７】
又、前記測定対象８の表面の異物を検出する異物検出装置２５が設けられる。
【００３８】
該異物検出装置２５は、異物検出用の検査光を照射する異物検出用光源２６と異物によって反射される散乱光を検出する散乱光検出器２７を有し、前記異物検出用光源２６の照射光軸２８は前記走査型電子顕微鏡２の光軸７とは異なった方向から前記測定対象８の表面に入射する様になっている。又、前記散乱光検出器２７の光軸２９は散乱光を受光し易い様に、図２の紙面に対して垂直な方向となっている。即ち、前記照射光軸２８と前記光軸６を含む平面と、前記光軸２９と前記光軸６を含む平面とは直交している。尚、図２は理解を容易にする為、前記照射光軸２８と前記光軸２９とが同一平面内にある様に示している。
【００３９】
前記測定対象８の表面に検査光を照射し、前記測定対象８の表面に異物が有った場合、異物により検査光が散乱され、前記散乱光検出器２７によって散乱光が検出される。検出可能な異物の大きさは、使用される検査光の波長によって異なるが、赤色系の光を使用した場合でも、前記光学顕微鏡３では観察が難しいサブミクロンの大きさの異物を検出可能である。更に、検査光の画角は、電子ビームより大きく、検査光の照射位置を特定すること、目的とする検査部位を探すことは電子ビームより簡単である。
【００４０】
次に、前記電子検出器１２について図３により説明する。
【００４１】
ガラス基板等の透明板３１に蛍光体層３２が形成されて電子／光変換部材（シンチレータ）３３が構成され、該電子／光変換部材３３に、波長フィルタ３４、ライトガイド３５、波長検出素子３６が順次連設され、更にこれらが遮光カバー３７で覆われることで一体化され、前記電子検出器１２を構成している。
【００４２】
前記蛍光体層３２に電子１１が入射することで、該蛍光体層３２が所定量域の波長（蛍光）を発光する。蛍光は前記波長フィルタ３４を通過し、更に前記ライトガイド３５を経て前記波長検出素子３６に到達する。該波長検出素子３６は蛍光を電気信号に変換する。従って、前記電子検出器１２は、電子／光／電気変換し、電子１１が入射すると、電気信号を発する。
【００４３】
本発明では、前記電子検出器１２が電子１１を変換して検出する光、前記ＬＥＤ１３が照射する照明光、前記計測用光源２４が照射する単波長光、前記異物検出用光源２６が照射する検査光を異なる波長帯の光とし、それぞれを波長で分離し、又、分離した波長を選択して検出する様にし、複数の光学系で同時観察可能としたものである。
【００４４】
以下、図４、図５を参照して前記電子検出器１２について更に説明する。
【００４５】
図４（Ａ）中、曲線Ａは、前記蛍光体層３２から発せられる波長帯域を示し、曲線Ｂは前記波長検出素子３６が検出する波長帯域を示している。図示される様に、前記曲線Ｂの波長帯域の方が前記曲線Ａの波長帯域より広くなっており、前記波長検出素子３６に到達する波長帯域を前記曲線Ａ、即ち前記蛍光体層３２が発する蛍光の波長帯域に限定しても、感度上支障はない。
【００４６】
図４（Ｂ）中、曲線Ｃは前記波長フィルタ３４の波長透過特性を示している。該波長フィルタ３４は透過波長帯域Ｗを有し、該透過波長帯域Ｗは蛍光の波長帯域の殆どを含み、波長の透過を蛍光の波長帯に略限定するものである。例えば３００ｎｍ〜６００ｎｍの波長帯を透過する。尚、前記波長フィルタ３４で蛍光の波長の透過帯域を制限する場合は、蛍光の透過光量が９０％〜９５％以上となる様に設定する。
【００４７】
従って、前記ＬＥＤ１３から発する照明光、前記計測用光源２４から発する干渉用の単波長光、前記異物検出用光源２６から発せられる検査光の波長を前記透過波長帯域Ｗから外れたものとすれば、電子ビームを走査し、走査電子像を観察すると同時に他の照明光による観察が行える。この時、照明光、前記計測用光源２４からの光が前記波長フィルタ３４を透過する透過率は０．００１％以下が好ましい。
【００４８】
例えば、前記異物検出用光源２６が発する検査光の波長が、図４（Ｂ）中、波長Ｄで示されるとすると、検査光は前記波長フィルタ３４によって遮断され、前記波長検出素子３６には到達しない。即ち、前記異物検出装置２５により前記測定対象８の表面の異物を検出、或は観察しつつ走査電子像の観察が可能である。
【００４９】
又、前記干渉計４では、前記計測用ＣＣＤ２２で得た像を、目視で観察する必要はないので、選択可能な波長帯域は広くなり、前記透過波長帯域Ｗ、前記波長Ｄ以外の波長を選択することが容易である。
【００５０】
次に、図５は、前記蛍光体層３２が発する蛍光の波長帯域の他の例を示しており、図５中曲線Ｅで示される波長帯域では、蛍光のピークは波長４００ｎｍに集中し、又波長帯域の広がりも、図４（Ａ）の曲線Ａで示した場合よりも狭くなっている。可視光の波長は３８０ｎｍ〜７８０ｎｍと言われており、前記曲線Ｅを持つ前記蛍光体層３２では、前記波長フィルタ３４の透過波長帯域Ｗを３８０ｎｍ〜５３０ｎｍ程度に制限することで、蛍光の波長帯域の殆どをカバーでき、又透過波長帯域Ｗを３８０ｎｍ〜５３０ｎｍ程度に制限することで、５３０ｎｍ〜７８０ｎｍの波長帯域の可視光、即ち青系の光を除く可視光の使用が可能となる。
【００５１】
更に、５３０ｎｍ〜７８０ｎｍの波長帯域の一部を前記光学顕微鏡３の照明光に、又残りの他の波長帯域を前記異物検出装置２５の検査光にそれぞれ割当てれば、前記光学顕微鏡３による光学像の観察、前記異物検出装置２５による異物検出、及び前記走査型電子顕微鏡２による走査電子像の観察を同時に行うことができる。尚、上記した各波長帯域は、例示であって、本発明は上記各波長帯域に限定されるものではない。
【００５２】
尚、前記ＬＥＤ１３は、前記透過波長帯域Ｗより外れた波長帯の光を発するものを選択してもよく、或は前記ＬＥＤ１３から射出される光を白色光とし、前記波長フィルタ４０を設け、前記透過波長帯域Ｗより外れた波長帯域に制限してもよい。
【００５３】
この場合、前記波長フィルタ４０を前記光軸６に対して挿脱可能とし、前記光学顕微鏡３単独で光学像を観察する場合に、前記波長フィルタ４０を外しておけば、フルカラーの光学像を観察することができる。
【００５４】
上記した様に、前記電子検出器１２が検知する波長帯域、前記光学顕微鏡３の照明光の波長帯、前記検査光の波長帯域を分離することで、更に電子顕微鏡装置１の利便性が向上する。
【００５５】
即ち、先ず前記光学顕微鏡３により前記測定対象８の光学像を観察し、所定の観察部位を特定する。光学像を観察しつつ、前記異物検出装置２５により検査光を照射し、散乱光により照射位置を更に限定する。次に、電子ビームを照射して観察部位の走査電子像の観察を行う。
【００５６】
前記光学顕微鏡３の光学系の画角、検査光の画角、電子ビームの画角は順次小さくなるので、電子ビームの照射位置の特定が容易になる。又、前記光学顕微鏡３による観察、前記異物検出装置２５による観察を同時に行えるので、観察部位特定時の修正、変更は、何時でも容易に可能である。
【００５７】
又、波長フィルタ３４を挿脱可能とすることもできる。これにより、同時観察が不要な際に、照明光を消した状態で電子顕微鏡装置１を使用し、より感度が高い観測が可能となる。これは、Ｓ／Ｎ比を向上させたい場合に有効である。
【００５８】
尚、前記異物検出装置２５で異物を検出した場合、前記電子検出器１２によって得られた情報から、スペクトル分析等により、異物の物性を得る等、異物の検査を行ってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００５９】
【図１】本発明が実施される電子顕微鏡装置の概略構成図である。
【図２】該電子顕微鏡装置を他の方向から見た概略構成図である。
【図３】該電子顕微鏡装置に用いられる電子検出器の一例を示す説明図である。
【図４】（Ａ）は、波長検出素子の感度領域と蛍光体層が発する蛍光の波長帯の関係を示す線図、（Ｂ）は、前記電子検出器に組込まれる波長フィルタの透過波長帯域を示す線図である。
【図５】他の蛍光体層を用いた場合の、発光される蛍光の波長帯域を示す線図である。
【符号の説明】
【００６０】
１ 電子顕微鏡装置
２ 走査型電子顕微鏡
３ 光学顕微鏡
４ 干渉計
５ 制御部
８ 測定対象
１１ 電子
１２ 電子検出器
１３ ＬＥＤ
２４ 計測用光源
２５ 異物検出装置
２６ 異物検出用光源
２７ 散乱光検出器
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電子ビームを走査する走査手段と、電子ビームが走査された試料から発せられる電子を検出する電子検出器を有し、該電子検出器からの検出結果に基づき走査電子像を得る走査型電子顕微鏡と、試料に照明光を照射して該試料からの反射光を受光して光学像を得る光学顕微鏡とを具備し、前記電子検出器は電子／光変換する蛍光体層と、該蛍光体層からの蛍光の波長帯域の全て或は略全てが透過する様に制限した波長フィルタと、該波長フィルタを透過した前記蛍光を受光し、光／電気変換する波長検出素子を有し、前記照明光は前記波長フィルタの透過波長帯域から外れた波長を有する様に設定されたことを特徴とする電子顕微鏡装置。
【請求項２】
電子ビームを走査する走査手段と、電子ビームが走査された試料から発せられる電子を検出する電子検出器を有し、該電子検出器からの検出結果に基づき走査電子像を得る走査型電子顕微鏡と、前記試料表面に検査光を照射し、異物からの散乱光を検出して異物検出を行う異物検出装置とを具備し、前記電子検出器は電子／光変換する蛍光体層と、該蛍光体層からの蛍光の波長帯域の全て或は略全てが透過する様に制限した波長フィルタと、該波長フィルタを透過した前記蛍光を受光し、光／電気変換する波長検出素子を有し、前記検査光は前記波長フィルタの透過波長帯域から外れた波長を有する様に設定されたことを特徴とする電子顕微鏡装置。
【請求項３】
電子ビームを走査する走査手段と、電子ビームが走査された試料から発せられる電子を検出する電子検出器を有し、該電子検出器からの検出結果に基づき走査電子像を得る走査型電子顕微鏡と、前記試料表面に干渉光を照射し、前記試料表面からの前記干渉光反射を用いて前記試料の高さ位置を検出する干渉計とを具備し、前記電子検出器は電子／光変換する蛍光体層と、該蛍光体層からの蛍光の波長帯域の全て或は略全てが透過する様に制限した波長フィルタと、該波長フィルタを透過した前記蛍光を受光し、光／電気変換する波長検出素子を有し、前記干渉光は前記波長フィルタの透過波長帯域から外れた波長を有する様に設定されたことを特徴とする電子顕微鏡装置。
【請求項４】
電子ビームを走査する走査手段と、電子ビームが走査された試料から発せられる電子を検出する電子検出器を有し、該電子検出器からの検出結果に基づき走査電子像を得る走査型電子顕微鏡と、試料に照明光を照射して該試料からの反射光を受光して光学像を得る光学顕微鏡と、前記試料表面に検査光を照射し、異物からの散乱光を検出して異物検出を行う異物検出装置と、前記試料表面に干渉光を照射し、前記試料表面からの前記干渉光反射を用いて前記試料の高さ位置を検出する干渉計とを具備し、前記電子検出器は電子／光変換する蛍光体層と、該蛍光体層からの蛍光の波長帯域の全て或は略全てが透過する様に制限した波長フィルタと、該波長フィルタを透過した前記蛍光を受光し、光／電気変換する波長検出素子を有し、前記照明光、前記検査光、前記干渉光は、前記波長フィルタの透過波長帯域から外れた波長を有し、前記照明光、前記検査光、前記干渉光それぞれが異なる波長帯を有する様に設定されたことを特徴とする電子顕微鏡装置。
【請求項５】
前記照明光は白色光であり、該照明光の光路上に前記波長フィルタの前記透過波長帯域から外れた波長帯域を透過する波長フィルタを挿脱可能に設け、前記走査型電子顕微鏡による走査電子像観察時には、前記波長フィルタが挿入されて光学像との同時観察を可能とし、前記走査電子像観察をしていない時には、前記波長フィルタが外され、前記走査電子像観察と分離して光学像の観察を可能とした請求項１〜請求項４の内いずれかの電子顕微鏡装置。
【請求項６】
前記蛍光体層からの蛍光の波長帯域の全て或は略全てが透過する様に制限した前記波長フィルタを挿脱可能としたことを特徴とする請求項１〜請求項４の内いずれかの電子顕微鏡装置。
【請求項１】
電子ビームを走査する走査手段と、電子ビームが走査された試料から発せられる電子を検出する電子検出器を有し、該電子検出器からの検出結果に基づき走査電子像を得る走査型電子顕微鏡と、試料に照明光を照射して該試料からの反射光を受光して光学像を得る光学顕微鏡とを具備し、前記電子検出器は電子／光変換する蛍光体層と、該蛍光体層からの蛍光の波長帯域の全て或は略全てが透過する様に制限した波長フィルタと、該波長フィルタを透過した前記蛍光を受光し、光／電気変換する波長検出素子を有し、前記照明光は前記波長フィルタの透過波長帯域から外れた波長を有する様に設定されたことを特徴とする電子顕微鏡装置。
【請求項２】
電子ビームを走査する走査手段と、電子ビームが走査された試料から発せられる電子を検出する電子検出器を有し、該電子検出器からの検出結果に基づき走査電子像を得る走査型電子顕微鏡と、前記試料表面に検査光を照射し、異物からの散乱光を検出して異物検出を行う異物検出装置とを具備し、前記電子検出器は電子／光変換する蛍光体層と、該蛍光体層からの蛍光の波長帯域の全て或は略全てが透過する様に制限した波長フィルタと、該波長フィルタを透過した前記蛍光を受光し、光／電気変換する波長検出素子を有し、前記検査光は前記波長フィルタの透過波長帯域から外れた波長を有する様に設定されたことを特徴とする電子顕微鏡装置。
【請求項３】
電子ビームを走査する走査手段と、電子ビームが走査された試料から発せられる電子を検出する電子検出器を有し、該電子検出器からの検出結果に基づき走査電子像を得る走査型電子顕微鏡と、前記試料表面に干渉光を照射し、前記試料表面からの前記干渉光反射を用いて前記試料の高さ位置を検出する干渉計とを具備し、前記電子検出器は電子／光変換する蛍光体層と、該蛍光体層からの蛍光の波長帯域の全て或は略全てが透過する様に制限した波長フィルタと、該波長フィルタを透過した前記蛍光を受光し、光／電気変換する波長検出素子を有し、前記干渉光は前記波長フィルタの透過波長帯域から外れた波長を有する様に設定されたことを特徴とする電子顕微鏡装置。
【請求項４】
電子ビームを走査する走査手段と、電子ビームが走査された試料から発せられる電子を検出する電子検出器を有し、該電子検出器からの検出結果に基づき走査電子像を得る走査型電子顕微鏡と、試料に照明光を照射して該試料からの反射光を受光して光学像を得る光学顕微鏡と、前記試料表面に検査光を照射し、異物からの散乱光を検出して異物検出を行う異物検出装置と、前記試料表面に干渉光を照射し、前記試料表面からの前記干渉光反射を用いて前記試料の高さ位置を検出する干渉計とを具備し、前記電子検出器は電子／光変換する蛍光体層と、該蛍光体層からの蛍光の波長帯域の全て或は略全てが透過する様に制限した波長フィルタと、該波長フィルタを透過した前記蛍光を受光し、光／電気変換する波長検出素子を有し、前記照明光、前記検査光、前記干渉光は、前記波長フィルタの透過波長帯域から外れた波長を有し、前記照明光、前記検査光、前記干渉光それぞれが異なる波長帯を有する様に設定されたことを特徴とする電子顕微鏡装置。
【請求項５】
前記照明光は白色光であり、該照明光の光路上に前記波長フィルタの前記透過波長帯域から外れた波長帯域を透過する波長フィルタを挿脱可能に設け、前記走査型電子顕微鏡による走査電子像観察時には、前記波長フィルタが挿入されて光学像との同時観察を可能とし、前記走査電子像観察をしていない時には、前記波長フィルタが外され、前記走査電子像観察と分離して光学像の観察を可能とした請求項１〜請求項４の内いずれかの電子顕微鏡装置。
【請求項６】
前記蛍光体層からの蛍光の波長帯域の全て或は略全てが透過する様に制限した前記波長フィルタを挿脱可能としたことを特徴とする請求項１〜請求項４の内いずれかの電子顕微鏡装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２０１０−１５７３９３（Ｐ２０１０−１５７３９３Ａ）
【公開日】平成２２年７月１５日（２０１０．７．１５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−３３４０６４（Ｐ２００８−３３４０６４）
【出願日】平成２０年１２月２６日（２００８．１２．２６）
【出願人】（０００２２０３４３）株式会社トプコン (904)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年７月１５日（２０１０．７．１５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年１２月２６日（２００８．１２．２６）
【出願人】（０００２２０３４３）株式会社トプコン (904)
【Ｆターム（参考）】
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