JPH0236209Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本考案は、２次電子による走査電子顕微鏡像等
を得る電子線装置の改良に関する。

〔従来技術〕

近時、半導体ウエハー等の大型試料を観察する
ために、これらの大型試料を装着、移動できる大
型試料室を備えた走査電子顕微鏡が使用されてい
る。この様な装置の一例を第５図に示す。第５図
において、１は図示しない電子銃より光軸Ｃに沿
つて放射された電子線であり、該電子線１は対物
レンズを形成する磁極片２の下に配置された試料
３に図示しない偏向コイルにより２次元的に走査
されて照射される。試料３は試料ホルダー１０を
介して試料ステージ１１上に載置されており、
Ｘ，Ｙ及びＺ軸方向に移動できるようになつてい
る。該試料３に電子線１が照射されると、該試料
面より２次電子ｅが発生する。試料３よりの２次
電子ｅを検出するための２次電子検出器Ｄは、シ
ンチレーター４をその先端に取り付けたライトガ
イド５と、その後端に配置された光電子増倍管６
等から構成される。前記ライトガイド先端のシン
チレーター４の前面には、導電性薄膜が蒸着され
ている。この導電性薄膜と、２次電子ｅを捕獲す
るためのリング状の電極８とには直流電源（図示
せず）によつて正の高電圧（例えば10KV）が印
加されている。又、ライトガイド５の周囲には例
えば＋100V程度の可変な電位を与えられたコレ
クタ電極７が設けられており、この様に構成され
た２次電子検出器Ｄは対物レンズの光軸に対して
傾斜した側面に沿つて鏡筒９に取付けられてい
る。そのため、光軸に対して垂直に検出器を挿入
して配置する場合と異なり、試料３の前記移動を
損うことなく、試料に極めて接近して検出器を配
置することができ、２次電子の検出効率を向上さ
せて像の分解能を高めることができる。

〔考案が解決しようとする問題点〕

しかし乍らこのように構成された装置におい
て、ワーキングデイスタンスＷが第６図に示すよ
うに大きい場合、つまり、２次電子検出器Ｄと試
料との距離が遠くなると、第６図に示すように試
料３と磁極片２間の空間に電極８が形成する比較
的大きな電界が入り込み、電子線１を偏向させ画
像に歪みを生じさせてしまう。本考案は以上の問
題点を解決して、ワーキングデイスタンスＷを小
さくした場合の検出効率を損なうことなく、ワー
キングデイスタンスＷを大きくした場合の引出し
電極の電界によ電子線の偏向によつて生ずる画像
の歪みを防止することを目的としている。

〔問題点を解決するための手段〕

このような問題を解決すため、本考案は対物レ
ンズの下に移動可能に配置された試料に電子線を
照射し、上記試料よりの２次電子を前記対物レン
ズの光軸に対して傾斜した側面に沿つて配置され
た２次電子検出器を備え、該２次電子検出器はシ
ンチレータと、２次電子を捕獲しシンチレータに
向けて加速するため該シンチレータの近傍に配置
された少なくとも数KV以上の高圧が与えられた
電極を有する装置において、前記高圧電極からの
電界を前記電子線に対して遮蔽するためのメツシ
ユ状電極と、該メツシユ状電極に前記高圧より極
めて小さな正電圧を印加するための手段と、該メ
ツシユ状電極をワーキングデイスタンスの大小の
設定に応じて選択的に前記高圧電極と試料との間
に配置するための操作手段を設けたことを特徴と
している。

〔実施例〕

以下本考案の実施例を添付図面に基づき詳述す
る。

第１図は本考案の一実施例を示す概略図であ
り、第５図と同一構成要素には同一番号を付して
その説明を省略する。第１図において１２は図示
外の電源より可変な正の電圧が印加されるメツシ
ユ状電極、１３は該メツシユ状電極１２を保持す
る金属回転棒である。該回転棒１３はコレクタ電
極７に金具１４によつて支持されており、従つて
メツシユ状電極１２もコレクター電極と同じよう
に＋100V程度に保持されている。該回転棒１３
は絶縁部材１５を介して鏡筒９を真空を保持して
貫通しており、ハンドル１６を操作することによ
り、該回転棒１３に保持されたメツシユ状電極１
２を２次電子検出器と試料３の間に配置したり除
去したりすることができる。

以上のように構成された装置において、第１図
に示すようにワーキングデイスタンスＷが小さい
状態、つまり、２次電子検出器Ｄと試料との距離
が比較的近い状態で観察する場合は、ハンドル１
６を矢印Ａのように回転させる。この操作によ
り、回転棒１３に保持されたメツシユ状電極１２
は第２図に示すように２次電子検出器Ｄの前方よ
り除去される。このような状態では、試料３より
発生した２次電子ｅは、第１図におけるイのよう
な軌跡をとつてシンチレーター４に入射し検出さ
れる。又、第３図に示す様にワーキングデイスタ
ンスＷが大きい場合には、つまり、試料３と２次
電子検出器が遠い場合、ハンドル１６を矢印Ｂの
ように回転させる。この操作により、第４図に示
すように回転棒１３に保持されたメツシユ状電極
１２は回転して２次電子検出器前方に配置され。
この正の電圧が印加されたメツシユ状電極１２が
検出器前方に配置されることにより、試料３と磁
極片２の空間に入り込む電極８の比較的大きな電
界は該メツシユ状電極１２によつて遮蔽される。
そのため、電極８の電界により電子線１が偏向さ
れることはないため、画像の歪を防止することが
できる。一方、メツシユ状電極１２には＋100V
程度の電位が与えられているため、メツシユ状電
極１２と試料３間の空間には第３図に示す如き等
電位面に対応した電界が形成される。この電界に
よつて２次電子は、第３図ロに示す如き軌跡をと
つてシンチレーター４に入射し検出される。とこ
ろで、メツシユ状電極１２を配置することにより
電界は弱くなるが、従来不必要に大きかつた電界
が弱くなるだけであるため、従来に比して検出効
率は殆んど低減することはない。

尚、該メツシユ状電極１２を２次電子検出器Ｄ
の前方に配置するか否かは、例えば、画像の歪み
を予め測定して許容値を決めておき、ワーキング
デイスタンスＷを変えてその許容値を越える場合
には、手動もしくは自動により配置するように構
成してもよく、更に、ワーキングデイスタンスＷ
の値によりメツシユ状電極に印加される電圧を可
変して検出効率を向上させることも可能である。

〔考案の効果〕 以上の様に本考案によれば、２次電子検出器を
対物レンズ磁極片に沿つて試料に接近させて配置
した電子線装置において、ワーキングデイスタン
スが大きい場合に、２次電子の検出効率を損うこ
となく検出器全面の電極の電界の影響を少なくし
て画像の歪みを防止することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の一実施例装置の構成図、第２
図、第３図、及び第４図は考案装置の動作状態を
説明するための図、第５図は従来装置の構成図、
第６図は従来装置の動作状態を説明するための図
である。 １……電子線、２……磁極片、３……試料、４
……シンチレーター、５……ライトガイド、６…
…光電子増倍管、７……コレクタ電極、８……引
出し電極、９……鏡筒、１０……試料ホルダー、
１１……試料ステージ、１２……メツシユ状電
極、１３……金属回転棒、１４……支持金具、１
５……絶縁部材、１６……ハンドル、Ｄ……２次
電子検出器。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 (1) 対物レンズの下に移動可能に配置された試料
   に電子線を照射し、上記試料よりの２次電子を
   前記対物レンズの光軸に対して傾斜した側面に
   沿つて配置された２次電子検出器を備え、該２
   次電子検出器はシンチレータと、２次電子を捕
   獲しシンチレータに向けて加速するため該シン
   チレータの近傍に配置された少なくとも数KV
   以上の高圧が与えられた電極を有する装置にお
   いて、前記高圧電極からの電界を前記電子線に
   対して遮蔽するためのメツシユ状電極と、該メ
   ツシユ状電極に前記高圧より極めて小さな正電
   圧を印加するための手段と、該メツシユ状電極
   をワーキングデイスタンスの大小の設定に応じ
   て選択的に前記高圧電極と試料との間に配置す
   るための操作手段を設けたことを特徴とする電
   子線装置。 (2) 前記メツシユ状電極の電位を可変としたこと
   を特徴とする実用新案登録請求の範囲第１項記
   載の電子線装置。