概要

　電界放出形電子顕微鏡（FE-SEM：Field-Emission Scanning Electron Microscope）は、電子顕微鏡の一種である。電子顕微鏡は、光の代わりに電子を用いることで、光学顕微鏡よりもはるかに高い倍率を実現することができる。

　走査電子顕微鏡（ＳＥＭ）の基本コンセプトは、1935年にドイツの物理学者Max Knollによって考案されたものであり、その歴史は古い。しかし、分解能が十分に高い（すなわち非常に小さいものがはっきりと見える）電界放出形の走査電子顕微鏡（FE-SEM）が実用化されたのは、米国人研究者Albert V. Creweの電界放出形電子源のアイデアを具体化した、日立製作所（以下「日立」と呼ぶ）の商用機が登場した1972年のことである。

　その後、日立製のFE-SEMは、世界中の研究機関で使用されるようになった。最近では、ウイルスの観察・撮影などの医療･バイオ分野の研究や、触媒、電池の電極材料、ナノチューブなどのナノテク分野の研究にも幅広く使用されるに至っている。

　当初、FE-SEMの用途は理化学分野の研究に限定されていたが、「測長ＳＥＭ」の登場によって、その用途は抜本的に拡大し、半導体産業に不可欠なツールへと発展した。FE-SEMの応用技術である測長ＳＥＭを開発したのも日立であった。その登場は、基本コンセプトの発明から50年ほど後の1982年のことであった。

　測長ＳＥＭは、半導体集積回路（ＬＳＩ）の回路素子の微小寸法を自動的に計測できるものであり、微細化･高集積化が進むＬＳＩの開発と製造に非常に大きなインパクトをもたらした。測長ＳＥＭは、その誕生から約30年経った今日でも、微細化、高集積化が進むＬＳＩの開発、製造に欠くことができないツールとして、半導体産業を支え続けている。

世界初の商用FE-SEM「HFS-2形」（1972年）

画像提供：日立ハイテクノロジーズ