JPH01189848A - 荷電ビーム装置 - Google Patents
荷電ビーム装置Info
- Publication number
- JPH01189848A JPH01189848A JP63012529A JP1252988A JPH01189848A JP H01189848 A JPH01189848 A JP H01189848A JP 63012529 A JP63012529 A JP 63012529A JP 1252988 A JP1252988 A JP 1252988A JP H01189848 A JPH01189848 A JP H01189848A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- charged beam
- deflector
- sample
- beam device
- secondary electrons
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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- Electron Tubes For Measurement (AREA)
- Analysing Materials By The Use Of Radiation (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、細く収束した荷電ビームを試料上に走査させ
、該試料から放出された二次電子を検出し、試料の形態
等を観察する走査形の顕微鏡に関係し、特に二次電子を
効率良く検出する荷電ビーム装置に関する。
、該試料から放出された二次電子を検出し、試料の形態
等を観察する走査形の顕微鏡に関係し、特に二次電子を
効率良く検出する荷電ビーム装置に関する。
従来の荷電ビーム装置の二次電子検出は、文献「走査形
電子顕微鏡の基礎と応用ｊ ｐ、１８；共立出版株式会
社、１９８３年、１２月１日発行、に記述されているよ
うに電子ビームの照射方向とほぼ直交する方向から二次
電子を吸引する電界を印加していた。この結果、凹凸の
ある試料では、検出器に面しない裏側や凹みの部分は観
察できない問題があった。これを解決する方法として、
二次電子を一次電子と同一方向（上方）に引き出し、半
導体検出器やＭＣＰ（マルチチャンネルプレート）で検
出する方法が提案されているが、この方法では検出器の
中央に一次電子を通過させるための開口が必要となり、
中央部の二次電子を検知できない欠点がある。
電子顕微鏡の基礎と応用ｊ ｐ、１８；共立出版株式会
社、１９８３年、１２月１日発行、に記述されているよ
うに電子ビームの照射方向とほぼ直交する方向から二次
電子を吸引する電界を印加していた。この結果、凹凸の
ある試料では、検出器に面しない裏側や凹みの部分は観
察できない問題があった。これを解決する方法として、
二次電子を一次電子と同一方向（上方）に引き出し、半
導体検出器やＭＣＰ（マルチチャンネルプレート）で検
出する方法が提案されているが、この方法では検出器の
中央に一次電子を通過させるための開口が必要となり、
中央部の二次電子を検知できない欠点がある。
上記問題点は一次電子の軌道と二次電子の軌道とを分離
することにより解決できる。二次電子を上方に引き出す
ための電極の上部に偏向器を置く。
することにより解決できる。二次電子を上方に引き出す
ための電極の上部に偏向器を置く。
この偏向器の偏向中心に向かって一次電子を入射させ、
偏向された一次電子を試料に照射する。二次電子は引出
電極に向かい、引出電極を通り抜けた後、同一の偏向器
で偏向を受け、検出器に向う。
偏向された一次電子を試料に照射する。二次電子は引出
電極に向かい、引出電極を通り抜けた後、同一の偏向器
で偏向を受け、検出器に向う。
偏向器に電磁偏向を用いれば、一次と二次電子の偏向方
向は逆になり、両者の軌道が分離され、上述の問題を解
決できる。
向は逆になり、両者の軌道が分離され、上述の問題を解
決できる。
第１図を用いて本発明の作用を詳述する。電子ビーム１
は対物レンズ２で収束され、試料５を照射する。ただし
、電子ビーム１は開口１３を通って偏向器４の中心に向
かって照射され、偏向器４の作る磁場Ｈで偏向された後
試料５を照射する。
は対物レンズ２で収束され、試料５を照射する。ただし
、電子ビーム１は開口１３を通って偏向器４の中心に向
かって照射され、偏向器４の作る磁場Ｈで偏向された後
試料５を照射する。
電子ビーム１の照射で放出された二次電子６は正電位７
の引加された引出し電極３で吸引、加速され、偏向器４
の偏向を受けた後、グリッド１２を通過する。グリッド
１２を通過した二次電子６はシンチレータ９に印加され
た正の高電圧８に吸引され、シンチレータ９を光らせる
。その光はライトガイド１０を通って光電子増倍管１１
で電気信号に変換される。ここの説明では走査像を得る
回路および走査用の偏向器については省略した。尚、荷
電ビームが正イオンの場合には偏向器には静電形を用い
る。
の引加された引出し電極３で吸引、加速され、偏向器４
の偏向を受けた後、グリッド１２を通過する。グリッド
１２を通過した二次電子６はシンチレータ９に印加され
た正の高電圧８に吸引され、シンチレータ９を光らせる
。その光はライトガイド１０を通って光電子増倍管１１
で電気信号に変換される。ここの説明では走査像を得る
回路および走査用の偏向器については省略した。尚、荷
電ビームが正イオンの場合には偏向器には静電形を用い
る。
本発明の他実施例を第２図に示す。この実施例ではグリ
ツ′ド１２の外側にエネルギ分析器を備えたもので、こ
の実施例では反射形の分析器である。
ツ′ド１２の外側にエネルギ分析器を備えたもので、こ
の実施例では反射形の分析器である。
反射グリッド１４に負電位１５を印加する。例えば、反
射グリッド１４の負電位を一５ｖにしておくと、試料５
の電位１６が正電位のとき検出される信号（光電子増倍
管１１の出力）は減少し、負になると増加する。この現
象を利用すると試料の電位（例えばＩＣの内部配線の電
位）を定性的に知ることができる。検出される信号量を
一定になるように制御すれば、試料電位を定量的に測定
することもできる。上述の電位測定については、特開昭
６０−７０４９に詳述されている。
射グリッド１４の負電位を一５ｖにしておくと、試料５
の電位１６が正電位のとき検出される信号（光電子増倍
管１１の出力）は減少し、負になると増加する。この現
象を利用すると試料の電位（例えばＩＣの内部配線の電
位）を定性的に知ることができる。検出される信号量を
一定になるように制御すれば、試料電位を定量的に測定
することもできる。上述の電位測定については、特開昭
６０−７０４９に詳述されている。
第３図は半球状の反射グリッドを用いた実施例である。
この実施例のエネルギ分析器は外シールドグリッド１６
、反射グリッド１４、内シールドグリッド１７で構成さ
れている。反射グリッド１４、シールドグリッド１６．
１７の球中心は図に示した６点になっている。この６点
は引出電極３のレンズ作用と偏向によるズレを考慮した
二次電子の仮想光源である。一次電子１の通る開口１３
には、外と内側のシールドグリッド１６゜１７を繋ぐ円
筒２３が配置されている。これはすでに述べた電位の定
量測定時に、反射グリッド電位の変化による一次電子ビ
ーム１の変動を防ぐためのものである。シールドグリッ
ド１６．１７には電位１８が１反射グリッド１４には電
位１９が印加されている。電位１８と引出、加速電極の
電位７は同電位としてもよい。
、反射グリッド１４、内シールドグリッド１７で構成さ
れている。反射グリッド１４、シールドグリッド１６．
１７の球中心は図に示した６点になっている。この６点
は引出電極３のレンズ作用と偏向によるズレを考慮した
二次電子の仮想光源である。一次電子１の通る開口１３
には、外と内側のシールドグリッド１６゜１７を繋ぐ円
筒２３が配置されている。これはすでに述べた電位の定
量測定時に、反射グリッド電位の変化による一次電子ビ
ーム１の変動を防ぐためのものである。シールドグリッ
ド１６．１７には電位１８が１反射グリッド１４には電
位１９が印加されている。電位１８と引出、加速電極の
電位７は同電位としてもよい。
第４図は偏向器４と試料５との間に対物レンズを設けた
他の実施例で、この実施例では電子ビーム１は偏向器４
で偏向された後、対物レンズ２で収束される。この実施
例の特徴は、対物レンズ２の焦点距離が短いことから、
レンズの収差が小さくなり、細い電子ビームが得られる
ことと、偏向器による収差がレンズで縮小されることで
ある６尚、本実施例の反射グリッド１４、シールドグリ
ッド１６．１７の球中心は偏向器４の偏向中心に一致し
ている。また、二次電子６は引出電極３で加速され、対
物レンズ２で収束を受けるが、その焦点は偏向器４の中
心に一致させている。上述の条件で最も高い精度で電位
を測定できるが、精度との関係で必ずしも一致させる必
要はない。
他の実施例で、この実施例では電子ビーム１は偏向器４
で偏向された後、対物レンズ２で収束される。この実施
例の特徴は、対物レンズ２の焦点距離が短いことから、
レンズの収差が小さくなり、細い電子ビームが得られる
ことと、偏向器による収差がレンズで縮小されることで
ある６尚、本実施例の反射グリッド１４、シールドグリ
ッド１６．１７の球中心は偏向器４の偏向中心に一致し
ている。また、二次電子６は引出電極３で加速され、対
物レンズ２で収束を受けるが、その焦点は偏向器４の中
心に一致させている。上述の条件で最も高い精度で電位
を測定できるが、精度との関係で必ずしも一致させる必
要はない。
第５図は対物レンズ２が上磁極２０と下磁極２１に分離
され、両磁極の間に試料５を置く、他の実施例である。
され、両磁極の間に試料５を置く、他の実施例である。
この場合には、下磁極２１に上磁極２０のような開口２
２は不要である。第５図の実施例では、試料５は下磁極
２１の上に乗っているが、単独で移動するものであって
もよい。
２は不要である。第５図の実施例では、試料５は下磁極
２１の上に乗っているが、単独で移動するものであって
もよい。
本発明によれば、電子ビーム（一次電子）を通すための
開口部で生じていた測定誤差をなくすことが可能となり
、電子ビームを用いた電位測定装置の測定精度を向上さ
せることが可能となる。
開口部で生じていた測定誤差をなくすことが可能となり
、電子ビームを用いた電位測定装置の測定精度を向上さ
せることが可能となる。
第１図は本発明の基本的な作用を示す図、第２図は反射
形エネルギ分析器を備えた実施例の構成図、第３図はシ
ールドグリッドを備えた半球状反射グリッドを用いた他
の実施例の構成図、第４図は偏向器と試料の間に対物レ
ンズを置いた他の実施例の構成図、第５図は偏向器と対
物レンズの間に、上磁極と下磁極が分離された構造の対
物レンズを用いた他の実施例の構成図である。 茅１図
形エネルギ分析器を備えた実施例の構成図、第３図はシ
ールドグリッドを備えた半球状反射グリッドを用いた他
の実施例の構成図、第４図は偏向器と試料の間に対物レ
ンズを置いた他の実施例の構成図、第５図は偏向器と対
物レンズの間に、上磁極と下磁極が分離された構造の対
物レンズを用いた他の実施例の構成図である。 茅１図
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、荷電ビームを試料に照射し、該試料から放出された
二次電子を検知して、像観察や電位測定を行う荷電ビー
ム装置において、試料に対向して二次電子を吸引、加速
する引出電極と、加速された二次電子と一次の荷電ビー
ムを異なつた方向に偏向する偏向器を備え、一次の荷電
ビームを該偏向器の偏向中心に向けて斜めに照射したこ
とを特徴とする荷電ビーム装置。 ２、偏向器と二次電子の検出器の間に二次電子のエネル
ギ分析器を備えたことを特徴とする特許請求の範囲第１
項記載の荷電ビーム装置。 ３、二次電子のエネルギ分析器が反射形の分析器である
ことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の荷電ビー
ム装置。 ４、エネルギ分析器が半球状の反射グリッドで、かつ二
枚のシールドグリッドで挟まれていることを特徴とする
特許請求の範囲第３項記載の荷電ビーム装置。 ５、偏向器と引出電極との間に一次荷電ビームを収束す
る対物レンズを備えたことを特徴とする特許請求の範囲
第１項記載の荷電ビーム装置。 ６、一次荷電ビームを収束する対物レンズの下磁極が上
磁極と分離され、かつ開口を持たない構造であることを
特徴とする特許請求の範囲第５項記載の荷電ビーム装置
。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63012529A JPH01189848A (ja) | 1988-01-25 | 1988-01-25 | 荷電ビーム装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63012529A JPH01189848A (ja) | 1988-01-25 | 1988-01-25 | 荷電ビーム装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01189848A true JPH01189848A (ja) | 1989-07-31 |
Family
ID=11807860
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63012529A Pending JPH01189848A (ja) | 1988-01-25 | 1988-01-25 | 荷電ビーム装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH01189848A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100583768B1 (ko) * | 2004-07-07 | 2006-05-26 | 한국과학기술원 | 광압을 이용한 입자빔 집속장치 |
-
1988
- 1988-01-25 JP JP63012529A patent/JPH01189848A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100583768B1 (ko) * | 2004-07-07 | 2006-05-26 | 한국과학기술원 | 광압을 이용한 입자빔 집속장치 |
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