JPH0129019B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPH0129019B2 JPH0129019B2 JP56068780A JP6878081A JPH0129019B2 JP H0129019 B2 JPH0129019 B2 JP H0129019B2 JP 56068780 A JP56068780 A JP 56068780A JP 6878081 A JP6878081 A JP 6878081A JP H0129019 B2 JPH0129019 B2 JP H0129019B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- sample
- electron beam
- objective lens
- magnetic pole
- reflected
- 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.)
- Expired
Links
- 238000010894 electron beam technology Methods 0.000 claims description 35
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 claims description 2
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 4
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 2
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 description 1
- 238000005136 cathodoluminescence Methods 0.000 description 1
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- 230000002452 interceptive effect Effects 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
- H01J37/02—Details
- H01J37/04—Arrangements of electrodes and associated parts for generating or controlling the discharge, e.g. electron-optical arrangement or ion-optical arrangement
- H01J37/10—Lenses
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は走査形電子顕微鏡の対物レンズに係
り、特に、散乱電子線の発生を抑制する対物レン
ズに関するものである。
り、特に、散乱電子線の発生を抑制する対物レン
ズに関するものである。
従来の走査形電子顕微鏡（以下SEMと記す）
で半導体や集積回路等を検鏡する場合は、収束電
子線を照射した部分が電子線損傷を受けると共
に、更にこの部分の近傍も対物レンズの下面で反
射した散乱電子線が衝突して特性の劣化を生じさ
せるという欠点をもつていた。
で半導体や集積回路等を検鏡する場合は、収束電
子線を照射した部分が電子線損傷を受けると共
に、更にこの部分の近傍も対物レンズの下面で反
射した散乱電子線が衝突して特性の劣化を生じさ
せるという欠点をもつていた。
第１図は従来のSEMの対物レンズと試料との
関係を示す正面図である。対物レンズ１の下面は
平坦面を形成して試料２に対向しているので、対
物レンズ１より放射された収束電子線３の照射点
から反射した反射電子線４が対物レンズ１の下面
によつて再び反射され、散乱電子線５となつて試
料２の全面に衝突する。
関係を示す正面図である。対物レンズ１の下面は
平坦面を形成して試料２に対向しているので、対
物レンズ１より放射された収束電子線３の照射点
から反射した反射電子線４が対物レンズ１の下面
によつて再び反射され、散乱電子線５となつて試
料２の全面に衝突する。
通常SEMによつて像観察を高分解能で行う時
は、対物レンズ１の下面と試料２との距離Ｌを１
cm程度にするが、収束電子線３から５mm離れた所
では、10-9Aの僅少な照射電流でも約７分間で
1Vのしきい値電圧（VTH）となる。即ち、散乱電
子線５の試料２に対する影響が大きく、観察して
いる部分以外の試料２の面を破損する。例えば試
料２としてモス・トランジスタを用いた場合は、
散乱電子線５の照射によつて電気的特性が変化す
るが、これはゲート電極下部の絶縁層に帯電現象
を生じてしきい値電圧が変化することが原因と考
えられ、電気的特性の劣化をもたらすばかりでな
く甚だしいときは破損する結果となる。
は、対物レンズ１の下面と試料２との距離Ｌを１
cm程度にするが、収束電子線３から５mm離れた所
では、10-9Aの僅少な照射電流でも約７分間で
1Vのしきい値電圧（VTH）となる。即ち、散乱電
子線５の試料２に対する影響が大きく、観察して
いる部分以外の試料２の面を破損する。例えば試
料２としてモス・トランジスタを用いた場合は、
散乱電子線５の照射によつて電気的特性が変化す
るが、これはゲート電極下部の絶縁層に帯電現象
を生じてしきい値電圧が変化することが原因と考
えられ、電気的特性の劣化をもたらすばかりでな
く甚だしいときは破損する結果となる。
第２図は試料の総照射電子量としきい値電圧変
化量との関係を示す線図で、横軸は総照射電子量
をクーロンの対数値で示し、縦軸はしきい値電圧
の変化量を対数値で示している。この場合の対物
レンズ１の下面と試料２との距離Ｌは30mmであ
り、電子線源の加速電圧は25kVでモス・トラン
ジスタの最外周部のドレイン電極からｌ＝５mm離
れた場所を照射した時の実測値を黒点６で示すと
黒点６はほぼ直線７上に分布する。そしてこれに
よれば１×10-5クーロンの電荷量で1Vのしきい
値の変化を生じ、モス・トランジスタは特性劣化
により使用不可能になることを示している。
化量との関係を示す線図で、横軸は総照射電子量
をクーロンの対数値で示し、縦軸はしきい値電圧
の変化量を対数値で示している。この場合の対物
レンズ１の下面と試料２との距離Ｌは30mmであ
り、電子線源の加速電圧は25kVでモス・トラン
ジスタの最外周部のドレイン電極からｌ＝５mm離
れた場所を照射した時の実測値を黒点６で示すと
黒点６はほぼ直線７上に分布する。そしてこれに
よれば１×10-5クーロンの電荷量で1Vのしきい
値の変化を生じ、モス・トランジスタは特性劣化
により使用不可能になることを示している。
このように対物レンズ１の下面で再反射した散
乱電子線５は試料面の広い面積に亘つて悪影響を
及ぼしており、半導体や集積回路等を製造する際
に特性を劣化させるという欠点をもつていた。
乱電子線５は試料面の広い面積に亘つて悪影響を
及ぼしており、半導体や集積回路等を製造する際
に特性を劣化させるという欠点をもつていた。
本発明は散乱電子線を大幅に減少させて観察試
料に悪影響を与えないSEMの対物レンズを提供
することを目的とし、その特徴とするところは、
収束電子線が通過する対物レンズの孔の周辺部を
試料面に対して近接するごとく突起させて円錐状
に形成したことにある。
料に悪影響を与えないSEMの対物レンズを提供
することを目的とし、その特徴とするところは、
収束電子線が通過する対物レンズの孔の周辺部を
試料面に対して近接するごとく突起させて円錐状
に形成したことにある。
第３図は本発明の一実施例である対物レンズの
要部断面図で、第１図と同じ部分には同一符号を
付してある。この場合は対物レンズ１の下磁極１
ａと上磁極１ｂとを試料２に向つて円錐状に突出
させ、特に下磁極１ａの先端を光鋭化してある。
このようにすると、試料２の収束電子線３の照射
点よりの反射電子線４が下磁極１ａに衝突する割
合が大幅に減少すると共に、小量の反射電子線４
が衝突してもその散乱電子線５の大部分は試料２
に影響しない方向に分散する。したがつて、散乱
電子線５によつて試料２の特性が劣化するという
ことは大幅に減少する。
要部断面図で、第１図と同じ部分には同一符号を
付してある。この場合は対物レンズ１の下磁極１
ａと上磁極１ｂとを試料２に向つて円錐状に突出
させ、特に下磁極１ａの先端を光鋭化してある。
このようにすると、試料２の収束電子線３の照射
点よりの反射電子線４が下磁極１ａに衝突する割
合が大幅に減少すると共に、小量の反射電子線４
が衝突してもその散乱電子線５の大部分は試料２
に影響しない方向に分散する。したがつて、散乱
電子線５によつて試料２の特性が劣化するという
ことは大幅に減少する。
第４図は第３図の下磁極先端部の拡大断面図
で、下磁極の先端はできるだけ鋭くしてあり、そ
の面取りも極く僅少である。なお、この下磁極１
ａはアース電位となつている。また、収束電子線
３が照射した試料２のＯ点よりは反射電子線の他
に二次電子線、Ｘ線、カソードルミネツセンス
（陰極光）等が発生するが、これらは試料２と下
磁極１ａとの間の側方の空間に設置したそれぞれ
の検出器によつて検知される。したがつて、試料
２よりの散乱電子線５が減少することは、これら
の検出器に対する妨害要因も除かれることにな
る。
で、下磁極の先端はできるだけ鋭くしてあり、そ
の面取りも極く僅少である。なお、この下磁極１
ａはアース電位となつている。また、収束電子線
３が照射した試料２のＯ点よりは反射電子線の他
に二次電子線、Ｘ線、カソードルミネツセンス
（陰極光）等が発生するが、これらは試料２と下
磁極１ａとの間の側方の空間に設置したそれぞれ
の検出器によつて検知される。したがつて、試料
２よりの散乱電子線５が減少することは、これら
の検出器に対する妨害要因も除かれることにな
る。
更に下磁極１ａの形状について検討すると、そ
の形状は円錐状が適当であるが、観察試料が小さ
い場合は円錐角度は比較的大きくとも良い。これ
に反して試料２が大きい場合は円錐角度を小さ
く、かつ、その先端面を小さくすることが必要で
ある。なお、下磁極１ａの先端面は完全にエツジ
状であれば理想的であるが、小さな球面又は小平
面であつても実際上は差支えない。また、円錐形
状と類似した形状でも使用でき、類似の効果が得
られる。このように注意して対物レンズ１の形状
を定めることによつて、試料２に到達する散乱電
子線量を第１図のような平坦な下端面を有する場
合に比べて約２桁減少させることができた。
の形状は円錐状が適当であるが、観察試料が小さ
い場合は円錐角度は比較的大きくとも良い。これ
に反して試料２が大きい場合は円錐角度を小さ
く、かつ、その先端面を小さくすることが必要で
ある。なお、下磁極１ａの先端面は完全にエツジ
状であれば理想的であるが、小さな球面又は小平
面であつても実際上は差支えない。また、円錐形
状と類似した形状でも使用でき、類似の効果が得
られる。このように注意して対物レンズ１の形状
を定めることによつて、試料２に到達する散乱電
子線量を第１図のような平坦な下端面を有する場
合に比べて約２桁減少させることができた。
本実施例の対物レンズは、収束電子線を通過さ
せる磁極孔を円錐形磁極の先端部に形成させてそ
の先端部を試料面に対向させることにより、試料
よりの反射電子線による散乱電子線が試料と衝突
する量を大幅に減少させ、散乱電子線による試料
に対する影響を２桁程度低下させて実質的な被害
を生じさせないという効果が得られる。
せる磁極孔を円錐形磁極の先端部に形成させてそ
の先端部を試料面に対向させることにより、試料
よりの反射電子線による散乱電子線が試料と衝突
する量を大幅に減少させ、散乱電子線による試料
に対する影響を２桁程度低下させて実質的な被害
を生じさせないという効果が得られる。
本発明の走査形電子顕微鏡の対物レンズは、磁
極の形状を試料面に対して近接させるように円錐
状に形成することにより、散乱電子線による試料
面の被害を大幅に減少させて実質的に影響がない
ようにすることができるという効果をもつてい
る。
極の形状を試料面に対して近接させるように円錐
状に形成することにより、散乱電子線による試料
面の被害を大幅に減少させて実質的に影響がない
ようにすることができるという効果をもつてい
る。
第１図は従来のSEMの対物レンズと試料との
関係を示す正面図、第２図は試料の総照射電子量
としきい値電圧変化量との関係を示す線図、第３
図は本発明の一実施例である対物レンズの要部断
面図、第４図は第３図の下磁極先端部の拡大断面
図である。 １……対物レンズ、１ａ……下磁極、１ｂ……
上磁極、２……試料、３……収束電子線、４……
反射電子線、５……散乱電子線。
関係を示す正面図、第２図は試料の総照射電子量
としきい値電圧変化量との関係を示す線図、第３
図は本発明の一実施例である対物レンズの要部断
面図、第４図は第３図の下磁極先端部の拡大断面
図である。 １……対物レンズ、１ａ……下磁極、１ｂ……
上磁極、２……試料、３……収束電子線、４……
反射電子線、５……散乱電子線。
Claims (1)
- １ 対物レンズによつて収束された収束電子線で
試料面を走査し、該試料面より得られる二次的信
号によつて陰極線管の輝度変調を行い像表示する
走査形電子顕微鏡において、上記収束電子線が通
過する上記対物レンズの孔の周辺部を上記試料面
に近接するごとく突出させて円錐状に形成したこ
とを特徴とする走査形電子顕微鏡の対物レンズ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56068780A JPS57182955A (en) | 1981-05-07 | 1981-05-07 | Objective lens for scanning electron microscope |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56068780A JPS57182955A (en) | 1981-05-07 | 1981-05-07 | Objective lens for scanning electron microscope |
Related Child Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5099624A Division JP2530095B2 (ja) | 1993-04-26 | 1993-04-26 | 走査形電子顕微鏡 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS57182955A JPS57182955A (en) | 1982-11-11 |
| JPH0129019B2 true JPH0129019B2 (ja) | 1989-06-07 |
Family
ID=13383582
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP56068780A Granted JPS57182955A (en) | 1981-05-07 | 1981-05-07 | Objective lens for scanning electron microscope |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS57182955A (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2530095B2 (ja) * | 1993-04-26 | 1996-09-04 | 株式会社日立製作所 | 走査形電子顕微鏡 |
-
1981
- 1981-05-07 JP JP56068780A patent/JPS57182955A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS57182955A (en) | 1982-11-11 |
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