走査電子顕微鏡（SEM）の電子光学

佐藤貢

（株）日立ハイテクノロジーズ

要旨：走査電子顕微鏡において分解能は重要な性能指標の一つである．本稿では，分解能と電子光学系の構成要素との関連性を理解するために，ビーム集束系の軌道理論を概説する．近軸軌道方程式から導かれる軌道の性質と分解能要因（電子源，レンズ収差，回折）の関係から，ビーム電流に対応した分解能の挙動（電子の回折が支配的な挙動，電子源サイズが支配的な挙動，電子源直下の集束レンズの収差が支配的な挙動）が示される．どのビーム電流においても，対物レンズの収差で決まるビームの最適集束角（最適開き角）が大きくなれば分解能は向上する．分解能と最適開き角を高精度に評価する手法として，光学像の情報量を評価する情報理論を適用した計算法を示す．

キーワード：走査電子顕微鏡，分解能，輝度，回折，収差

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