JPH0214663B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPH0214663B2 JPH0214663B2 JP55148987A JP14898780A JPH0214663B2 JP H0214663 B2 JPH0214663 B2 JP H0214663B2 JP 55148987 A JP55148987 A JP 55148987A JP 14898780 A JP14898780 A JP 14898780A JP H0214663 B2 JPH0214663 B2 JP H0214663B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- sample
- secondary electrons
- voltage
- grid
- electron beam
- 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
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
- G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
- G01R31/26—Testing of individual semiconductor devices
- G01R31/265—Contactless testing
- G01R31/2653—Contactless testing using electron beams
-
- 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
- H01J37/26—Electron or ion microscopes; Electron or ion diffraction tubes
- H01J37/266—Measurement of magnetic or electric fields in the object; Lorentzmicroscopy
- H01J37/268—Measurement of magnetic or electric fields in the object; Lorentzmicroscopy with scanning beams
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- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Measurement Of Current Or Voltage (AREA)
- Tests Of Electronic Circuits (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は電圧測定装置に係り、特に試料に電子
ビームを照射し、該試料より２次電子を取り出し
て該試料の電圧測定を行うようにした電圧測定装
置に関する。
ビームを照射し、該試料より２次電子を取り出し
て該試料の電圧測定を行うようにした電圧測定装
置に関する。
試料に電子ビームを照射し、該試料から放出さ
れる２次電子をエネルギアナライザーによつて測
定することによつて試料の電圧を測定することが
行われる。これは２次電子のエネルギー分布すな
わち試料から飛び出す２次電子の速度とその速度
の２次電子の個数との２次電子エネルギー分布曲
線は、試料の電圧が負ならば２次電子が負電圧に
よつて飛び出し阻止の力をうけるためにより速い
飛び出し速度をもつた２次電子のみが試料表面か
ら飛び出すこととなるために右方にシフトし、ま
た逆に試料の電圧が正なら、前記分布曲線が左方
にシフトすることを利用するものである。２次電
子に対するエネルギアナライザーを用いた電圧測
定装置としては、従来より種々の装置が提案され
ている。
れる２次電子をエネルギアナライザーによつて測
定することによつて試料の電圧を測定することが
行われる。これは２次電子のエネルギー分布すな
わち試料から飛び出す２次電子の速度とその速度
の２次電子の個数との２次電子エネルギー分布曲
線は、試料の電圧が負ならば２次電子が負電圧に
よつて飛び出し阻止の力をうけるためにより速い
飛び出し速度をもつた２次電子のみが試料表面か
ら飛び出すこととなるために右方にシフトし、ま
た逆に試料の電圧が正なら、前記分布曲線が左方
にシフトすることを利用するものである。２次電
子に対するエネルギアナライザーを用いた電圧測
定装置としては、従来より種々の装置が提案され
ている。
これら、電圧測定装置の１つとして複数個の半
球状メツシユよりなるグリツドG1〜G3を有する
グリツド群１と同じく半球状金属板よりなるドー
ム状アノード２内に試料３を第１図示の如く配
し、該ドーム状アノード２の上方に穿つた透孔４
を通して電子ビーム５を試料３に照射することで
該試料より放出された２次電子５ａを該ドーム状
アノードで捕獲して増巾回路６を通して電圧ｖを
取り出して試料３の電圧を測定するようにしたも
のが知られている。
球状メツシユよりなるグリツドG1〜G3を有する
グリツド群１と同じく半球状金属板よりなるドー
ム状アノード２内に試料３を第１図示の如く配
し、該ドーム状アノード２の上方に穿つた透孔４
を通して電子ビーム５を試料３に照射することで
該試料より放出された２次電子５ａを該ドーム状
アノードで捕獲して増巾回路６を通して電圧ｖを
取り出して試料３の電圧を測定するようにしたも
のが知られている。
更に他の電圧測定装置として第２図に示す如く
シンチレータと光電子増倍管を用いたものが知ら
れている。この装置の大要は複数の半円球状メツ
シユよりなるグリツドG1〜G3を有するグリツド
群１内に配設した試料３に電子ビーム５を照射
し、放出された２次電子５ａを検知手段７で検知
する。該検知手段は10kV程度の高電圧が加えら
れた1000Å厚程のアルミニウム膜７ａの後部に螢
光膜７ｂを有し該アルミニウム膜７ａを透過した
２次電子は螢光膜を発光させ該螢光膜よりの光８
を光電子増倍管９に加え、この光電子増倍管９よ
りの出力を測定して試料の電圧ｖを知るようにし
たものである。
シンチレータと光電子増倍管を用いたものが知ら
れている。この装置の大要は複数の半円球状メツ
シユよりなるグリツドG1〜G3を有するグリツド
群１内に配設した試料３に電子ビーム５を照射
し、放出された２次電子５ａを検知手段７で検知
する。該検知手段は10kV程度の高電圧が加えら
れた1000Å厚程のアルミニウム膜７ａの後部に螢
光膜７ｂを有し該アルミニウム膜７ａを透過した
２次電子は螢光膜を発光させ該螢光膜よりの光８
を光電子増倍管９に加え、この光電子増倍管９よ
りの出力を測定して試料の電圧ｖを知るようにし
たものである。
上述の如き構成に於て、第１図示の場合は試料
３として集積回路（IC）等が用いられ、特にIC
がMOSICの場合には大きなエネルギーの電子ビ
ームを与えると当該ICが破壊され、大きな電子
ビームを与えられない事、更にICは2μ程度の細
いパターンで構成されているので、電流を大きく
するとビーム径が大きくなるので分解能を上げる
ためにビーム径を小さくし電子ビーム電流を小さ
くする必要を生じるため２次電子に対する感度が
低くなり、更に増巾回路６はアノード２で取り出
した微少な２次電子を多段増巾して所定の測定電
圧を得るために増巾回路６自体のノイズ等の影響
を受けてＳ／Ｎを劣化させる欠点を有している。
３として集積回路（IC）等が用いられ、特にIC
がMOSICの場合には大きなエネルギーの電子ビ
ームを与えると当該ICが破壊され、大きな電子
ビームを与えられない事、更にICは2μ程度の細
いパターンで構成されているので、電流を大きく
するとビーム径が大きくなるので分解能を上げる
ためにビーム径を小さくし電子ビーム電流を小さ
くする必要を生じるため２次電子に対する感度が
低くなり、更に増巾回路６はアノード２で取り出
した微少な２次電子を多段増巾して所定の測定電
圧を得るために増巾回路６自体のノイズ等の影響
を受けてＳ／Ｎを劣化させる欠点を有している。
更に第２図に示す従来例の場合は、第１図の構
成に比べて、Ｓ／Ｎはよいが試料から放出された
２次電子を検知手段７で検知する場合に２次電子
の捕獲率が小さくなる欠点を有する。これは検知
手段が試料３より放射状に放出された２次電子の
極く１部しか捕獲し得ない位置に配されているた
めに当然、生ずる現象である。この結果第２図の
構成でもＳ／Ｎが小さくなる欠点を生ずる。
成に比べて、Ｓ／Ｎはよいが試料から放出された
２次電子を検知手段７で検知する場合に２次電子
の捕獲率が小さくなる欠点を有する。これは検知
手段が試料３より放射状に放出された２次電子の
極く１部しか捕獲し得ない位置に配されているた
めに当然、生ずる現象である。この結果第２図の
構成でもＳ／Ｎが小さくなる欠点を生ずる。
本発明は、上述の従来の欠点に鑑みて２次電子
の捕獲率が向上しＳ／Ｎが改善されることにより
電圧測定精度が向上した電圧測定装置を提供する
ことを目的とする。
の捕獲率が向上しＳ／Ｎが改善されることにより
電圧測定精度が向上した電圧測定装置を提供する
ことを目的とする。
本発明の特徴とするところは、半円球グリツド
を覆うように平行に円盤状マイクロチヤンネルプ
レートを設け、このマイクロチヤンネルプレート
に捕獲した多くの２次電子を増倍して電圧信号と
して取り出す様にした電圧測定装置である。
を覆うように平行に円盤状マイクロチヤンネルプ
レートを設け、このマイクロチヤンネルプレート
に捕獲した多くの２次電子を増倍して電圧信号と
して取り出す様にした電圧測定装置である。
以下本発明の実施例を図面によつて詳記する。
第３図は本発明のエネルギアナライザの電極構造
を示す原理図であり、試料３は半円球状のメツシ
ユよりなる第１グリツドG1、第２グリツドG2、
第３グリツドG3よりなるグリツド群１内に配さ
れ該第１乃至第３グリツドG1〜G3にはV1、−V2、
V3で示す電圧が印加され、半円球状第３グリツ
ドG3の上部には、大面積のマイクロチヤンネル
プレート１１が配設され、このマイクロチヤンネ
ルプレートは基板１１ａとアノード部１１ｂより
成り、これらは円盤状に形成され、且つ中心には
試料３に照射する電子ビーム５が通過する中心孔
１１ｃを有するもので、測定電圧ｖはこのマイク
ロチヤンネルプレート１１より取り出される。上
記第１のグリツドは試料３より飛び出した２次電
子を引き出すためのグリツドであり、数100Vの
電圧が印加されている。第２グリツドG2は所定
の速度以下の２次電子を通過させない様にマイナ
スの電圧が印加されている。第３グリツドG3は
第２グリツドG2を通過した２次電子を更に加速
しかつアノード１１ｂの上面に近接して設けられ
たシールド１２とともに電界シールド効果をかね
た半円球状メツシユ金属であり、試料３に電子ビ
ームを中心孔１１ｃを通して照射すると、この試
料からは第４図に示す如きエネルギ分布曲線ａを
持つ２次電子が放出される。第４図に於て、横軸
は２次電子の飛び出す速度（Ｓ）を縦軸は放出さ
れた２次電子の個数を表し第４図では試料３に電
圧が加わつていない場合の分布曲線であり、２次
電子の個数がピーク値Ｐを示す２次電子飛び出し
速度Ｓは試料３に掛る電圧によつて変化し、例え
ば試料にマイナス電圧が加えられるとピーク値Ｐ
は第４図で右側にシフトされる。故にピーク値Ｐ
を与える２次電子の飛び出す速度いいかえれば２
次電子のエネルギ（eV）を求めれば試料の電圧
が求まる。このためには２次電子の飛び出し速度
すなわちエネルギスペクトルを分析するようにな
せばよい。
第３図は本発明のエネルギアナライザの電極構造
を示す原理図であり、試料３は半円球状のメツシ
ユよりなる第１グリツドG1、第２グリツドG2、
第３グリツドG3よりなるグリツド群１内に配さ
れ該第１乃至第３グリツドG1〜G3にはV1、−V2、
V3で示す電圧が印加され、半円球状第３グリツ
ドG3の上部には、大面積のマイクロチヤンネル
プレート１１が配設され、このマイクロチヤンネ
ルプレートは基板１１ａとアノード部１１ｂより
成り、これらは円盤状に形成され、且つ中心には
試料３に照射する電子ビーム５が通過する中心孔
１１ｃを有するもので、測定電圧ｖはこのマイク
ロチヤンネルプレート１１より取り出される。上
記第１のグリツドは試料３より飛び出した２次電
子を引き出すためのグリツドであり、数100Vの
電圧が印加されている。第２グリツドG2は所定
の速度以下の２次電子を通過させない様にマイナ
スの電圧が印加されている。第３グリツドG3は
第２グリツドG2を通過した２次電子を更に加速
しかつアノード１１ｂの上面に近接して設けられ
たシールド１２とともに電界シールド効果をかね
た半円球状メツシユ金属であり、試料３に電子ビ
ームを中心孔１１ｃを通して照射すると、この試
料からは第４図に示す如きエネルギ分布曲線ａを
持つ２次電子が放出される。第４図に於て、横軸
は２次電子の飛び出す速度（Ｓ）を縦軸は放出さ
れた２次電子の個数を表し第４図では試料３に電
圧が加わつていない場合の分布曲線であり、２次
電子の個数がピーク値Ｐを示す２次電子飛び出し
速度Ｓは試料３に掛る電圧によつて変化し、例え
ば試料にマイナス電圧が加えられるとピーク値Ｐ
は第４図で右側にシフトされる。故にピーク値Ｐ
を与える２次電子の飛び出す速度いいかえれば２
次電子のエネルギ（eV）を求めれば試料の電圧
が求まる。このためには２次電子の飛び出し速度
すなわちエネルギスペクトルを分析するようにな
せばよい。
そこで本発明に於ては２次電子５ａを第５図
Ａ，Ｂで示す如きマイクロチヤンネルプレートを
用いて２次電子を収集させ、且つマイクロチヤン
ネルプレートで２次電子を増巾し、感度を上げる
ようにしたものである。第５図Ａ，Ｂは本発明に
用いるマイクロチヤンネルプレートの１実施例を
示す平面図及び断面図を示し、円盤上に形成され
たマイクロチヤンネルプレートは基板１１ａとア
ノード電極１１ｂより成り、基板１１は多数の細
い穴１１ｄがあけられ、この穴内に２次電子が飛
び込み反射をくり返すことによつて穴の内壁内で
２次電子を次々に放出させて増倍される。尚円盤
状の基板とアノードの中央にはビームを透過させ
る中心孔１１ｃを穿つようになす。
Ａ，Ｂで示す如きマイクロチヤンネルプレートを
用いて２次電子を収集させ、且つマイクロチヤン
ネルプレートで２次電子を増巾し、感度を上げる
ようにしたものである。第５図Ａ，Ｂは本発明に
用いるマイクロチヤンネルプレートの１実施例を
示す平面図及び断面図を示し、円盤上に形成され
たマイクロチヤンネルプレートは基板１１ａとア
ノード電極１１ｂより成り、基板１１は多数の細
い穴１１ｄがあけられ、この穴内に２次電子が飛
び込み反射をくり返すことによつて穴の内壁内で
２次電子を次々に放出させて増倍される。尚円盤
状の基板とアノードの中央にはビームを透過させ
る中心孔１１ｃを穿つようになす。
第６図は本発明に用いるマイクロチヤンネルプ
レートの他の実施例を示すもので、電極G4，G5
は基板１１ａの両端に薄膜で蒸着されたクローム
金属に接続され、更に該基板は細い管よりなる材
料を束にして円盤状に仕上げたもので、該管の内
壁には、２次電子放出を起す半導体物質がコーテ
ングされている。今電極G4，G5及びアノード１
１ｂに所定のポテンシヤル（アノードは約1kV）
がかけられると基板１１ａは励起状態となり、試
料より飛び出した低速、低エネルギの２次電子は
管内に飛び込み内壁に衝突して２次電子を誘起
し、誘起された２次電子は更に内壁に衝突する現
象をくり返し最終的に膨大な電子が多数の管より
飛び出すことになる。
レートの他の実施例を示すもので、電極G4，G5
は基板１１ａの両端に薄膜で蒸着されたクローム
金属に接続され、更に該基板は細い管よりなる材
料を束にして円盤状に仕上げたもので、該管の内
壁には、２次電子放出を起す半導体物質がコーテ
ングされている。今電極G4，G5及びアノード１
１ｂに所定のポテンシヤル（アノードは約1kV）
がかけられると基板１１ａは励起状態となり、試
料より飛び出した低速、低エネルギの２次電子は
管内に飛び込み内壁に衝突して２次電子を誘起
し、誘起された２次電子は更に内壁に衝突する現
象をくり返し最終的に膨大な電子が多数の管より
飛び出すことになる。
本発明は上述の如きエネルギーアナライザとマ
イクロチヤンネルプレートを用いたので第２グリ
ツドG2の電圧を制御することで、この第２グリ
ツドに加えられた負電圧による減速電界を通り抜
ける速度を有する２次電子すなわち、第４図で第
２グリツドG2に対応する境界線Ｑより右方の斜
線で示す範囲内の２次電子を測定して、第２グリ
ツド電圧以上の速度を有する２次電子がマイクロ
チヤンネルプレートの基板穴又は管内に飛び込ん
で２次電子を増倍することになるので、２次電子
の捕獲率が向上しかつ増幅器６が不用となるの
で、エネルギスペクトルを高Ｓ／Ｎで、且つ高速
に得られ、試料の電圧を高速にかつ精度よく得ら
れる特徴を有するものである。
イクロチヤンネルプレートを用いたので第２グリ
ツドG2の電圧を制御することで、この第２グリ
ツドに加えられた負電圧による減速電界を通り抜
ける速度を有する２次電子すなわち、第４図で第
２グリツドG2に対応する境界線Ｑより右方の斜
線で示す範囲内の２次電子を測定して、第２グリ
ツド電圧以上の速度を有する２次電子がマイクロ
チヤンネルプレートの基板穴又は管内に飛び込ん
で２次電子を増倍することになるので、２次電子
の捕獲率が向上しかつ増幅器６が不用となるの
で、エネルギスペクトルを高Ｓ／Ｎで、且つ高速
に得られ、試料の電圧を高速にかつ精度よく得ら
れる特徴を有するものである。
第１図は従来の半球状金属アノードを用いた電
子ビームにより試料を照射した時に生ずる２次電
子の電圧測定装置の略線図、第２図は電圧測定装
置の他の従来例を示す略線図、第３図は本発明の
マイクロチヤンネルプレートを用いた電子ビーム
により試料を照射した時に生ずる２次電子の電圧
測定装置の一実施例の略線図、第４図は２次電子
の放出個数と２次電子の飛び出し速度との関係を
示すエネルギ分布曲線図、第５図Ａ，Ｂは本発明
に用いるマイクロチヤンネルプレートの平面図と
側断面図、第６図は本発明に用いるマイクロチヤ
ンネルプレートの他の実施例と電気配線の関係を
示す１部を断面とする側面図である。 １……グリツド群、２……アノード、３……試
料、４……透孔、５……電子ビーム、６……増巾
回路、７……検知手段、９……光電子増倍管、１
１……マイクロチヤンネルプレート。
子ビームにより試料を照射した時に生ずる２次電
子の電圧測定装置の略線図、第２図は電圧測定装
置の他の従来例を示す略線図、第３図は本発明の
マイクロチヤンネルプレートを用いた電子ビーム
により試料を照射した時に生ずる２次電子の電圧
測定装置の一実施例の略線図、第４図は２次電子
の放出個数と２次電子の飛び出し速度との関係を
示すエネルギ分布曲線図、第５図Ａ，Ｂは本発明
に用いるマイクロチヤンネルプレートの平面図と
側断面図、第６図は本発明に用いるマイクロチヤ
ンネルプレートの他の実施例と電気配線の関係を
示す１部を断面とする側面図である。 １……グリツド群、２……アノード、３……試
料、４……透孔、５……電子ビーム、６……増巾
回路、７……検知手段、９……光電子増倍管、１
１……マイクロチヤンネルプレート。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 同心状に配置された複数個の半球状グリツド
内に配された試料に電子ビームを照射し、該試料
より２次電子を取り出して、該試料の電圧を測定
する電圧測定装置において、 前記グリツド上において試料面に略平行に配置
され、中心に電子ビーム透孔を有する円盤状のマ
イクロチヤンネルプレートを具備してなることを
特徴とする電圧測定装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP55148987A JPS5772072A (en) | 1980-10-24 | 1980-10-24 | Voltage measuring device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP55148987A JPS5772072A (en) | 1980-10-24 | 1980-10-24 | Voltage measuring device |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5772072A JPS5772072A (en) | 1982-05-06 |
| JPH0214663B2 true JPH0214663B2 (ja) | 1990-04-09 |
Family
ID=15465159
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP55148987A Granted JPS5772072A (en) | 1980-10-24 | 1980-10-24 | Voltage measuring device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5772072A (ja) |
Families Citing this family (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6197575A (ja) * | 1984-10-19 | 1986-05-16 | Jeol Ltd | 電子線を用いた電位測定装置 |
| JPS6250672A (ja) * | 1985-08-30 | 1987-03-05 | Jeol Ltd | 電位測定装置 |
| DE69223088T2 (de) * | 1991-06-10 | 1998-03-05 | Fujitsu Ltd | Apparat zur Musterüberprüfung und Elektronenstrahlgerät |
| US5557105A (en) * | 1991-06-10 | 1996-09-17 | Fujitsu Limited | Pattern inspection apparatus and electron beam apparatus |
| US5384463A (en) * | 1991-06-10 | 1995-01-24 | Fujisu Limited | Pattern inspection apparatus and electron beam apparatus |
| JP5077643B2 (ja) * | 2007-03-02 | 2012-11-21 | 株式会社島津製作所 | Ｔｆｔアレイ検査装置 |
| WO2011024677A1 (ja) * | 2009-08-28 | 2011-03-03 | 独立行政法人産業技術総合研究所 | 電極部材、電子エネルギー分析器、光電子エネルギー分析器、及び温度測定装置 |
| JP6713454B2 (ja) | 2016-01-21 | 2020-06-24 | 公益財団法人高輝度光科学研究センター | 阻止電位型エネルギー分析器 |
-
1980
- 1980-10-24 JP JP55148987A patent/JPS5772072A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5772072A (en) | 1982-05-06 |
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