走査型電子顕微鏡

　今日、半導体デバイスの高集積化、微細化が進んでいる。それに従い、半導体の動作解析、故障解析の手段として、従来の光学顕微鏡の分解能では、観察が困難になってきている。どんなに精度のよい光学レンズ群の組合せによる光学顕微鏡でも、その拡大能力には限界があって、それは光の波長そのものに起因する。光学顕微鏡の分解能ｄと、光の波λとの間に、
　　　　　　

という関係がある（ここでｎはレンズの屈折率、αは入射光線の開き角、ｎsinαは通常1.5程度）。可視光の波長は短い波長でも0.4μｍであるから、光学顕微鏡の分解能は〜0.2μｍ程度が限界であり、それより微細な構造を見分けるには“光によらない”顕微鏡を必要とした。

　そこで、光学方式に変わり、走査型電子顕微鏡（Scanning　Electron　Microscope：以下SEMと略す）などによる解析方法が有効な手段として注目されている。

　SEMの特徴として、分解能が高く、焦点深度が光学顕微鏡に比べて著しく大きいことが上げられる。その理由は、走査電子プローブとしてきわめて細いビームを用いるためである。凹凸の激しい試料表面であっても、ほぼ全面に焦点があい、臨場感にあふれたミクロの世界が映し出される。また、観察のための試料作成は一般にTEMに比較して簡単であり、金属・鉱物・半導体などの試料は，レプリカの作成の手間なしにそのまま観察できる。そして、さまざまな情報信号が利用できるため試料に電位差がある場合に、それを電位差コントラストとして測定でき、これを利用して広く電子ビームテスティングが行われている。