JPH05166898A - 電子ビーム装置 - Google Patents
電子ビーム装置Info
- Publication number
- JPH05166898A JPH05166898A JP33370291A JP33370291A JPH05166898A JP H05166898 A JPH05166898 A JP H05166898A JP 33370291 A JP33370291 A JP 33370291A JP 33370291 A JP33370291 A JP 33370291A JP H05166898 A JPH05166898 A JP H05166898A
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- Japan
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- sample
- electrode
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Abstract
(57)【要約】
【目的】本発明は、電子ビーム装置に関し、二次電子が
エネルギー分析電極やリフレクタ電極などで反射され試
料面に衝突して測定精度や二次電子像のコントラストを
低下させるのを防止することを目的とする。 【構成】引出し電極２６を、光軸付近に円孔２６ａが形
成された金属製円板で構成し、Ｈを試料１４と引出し電
極２６との間隔、ＶE を引出し電極２６の印加電圧とし
たとき、円孔２６ａの直径Ｄを、孔２６ａの位置での一
次電子ビーム走査範囲と２Ｈ（Ｗ／ＶE ）1/2のうち大
きいほうの値程度としている。
エネルギー分析電極やリフレクタ電極などで反射され試
料面に衝突して測定精度や二次電子像のコントラストを
低下させるのを防止することを目的とする。 【構成】引出し電極２６を、光軸付近に円孔２６ａが形
成された金属製円板で構成し、Ｈを試料１４と引出し電
極２６との間隔、ＶE を引出し電極２６の印加電圧とし
たとき、円孔２６ａの直径Ｄを、孔２６ａの位置での一
次電子ビーム走査範囲と２Ｈ（Ｗ／ＶE ）1/2のうち大
きいほうの値程度としている。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、電子ビーム装置に係
り、引出し電極の改良に関する。
り、引出し電極の改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】図３は従来の電子ビーム装置の要部構成
を示す。
を示す。
【０００３】対物レンズ１０の中空部には、絶縁性の支
持筒１２がその中心を光軸に一致させて配置されてい
る。支持筒１２内には、試料１４側端部に引出し電極１
６が配置され、中間部に制御電極１８が配置され、引出
し電極１６と反対側の端部にエネルギー分析電極２０が
配置されている。引出し電極１６、制御電極１８及びエ
ネルギー分析電極２０は、メッシュ状で、一次電子ビー
ムＥＢが通る孔が光軸付近に形成されている。対物レン
ズ１０の一次電子ビーム射出側には、リフレクタ電極２
２がその面を光軸に直角にして配置されている。リフレ
クタ電極２２と対物レンズ１０との間には、二次電子検
出器２４Ａ及び２４Ｂが配置されている。
持筒１２がその中心を光軸に一致させて配置されてい
る。支持筒１２内には、試料１４側端部に引出し電極１
６が配置され、中間部に制御電極１８が配置され、引出
し電極１６と反対側の端部にエネルギー分析電極２０が
配置されている。引出し電極１６、制御電極１８及びエ
ネルギー分析電極２０は、メッシュ状で、一次電子ビー
ムＥＢが通る孔が光軸付近に形成されている。対物レン
ズ１０の一次電子ビーム射出側には、リフレクタ電極２
２がその面を光軸に直角にして配置されている。リフレ
クタ電極２２と対物レンズ１０との間には、二次電子検
出器２４Ａ及び２４Ｂが配置されている。
【０００４】引出し電極１６は、二次電子ＳＥを引出す
ためのものであって、例えば１０００Ｖが印加される。
制御電極１８は、二次電子ＳＥの速度を低減して二次電
子ＳＥをエネルギー分析電極２０に垂直に入射させるた
めのものであって、例えば６０Ｖが印加される。また、
リフレクタ電極２２は、二次電子ＳＥを押し戻して二次
電子検出器２４Ａ又は二次電子検出器２４Ｂの方に導か
せるためのものであって、例えば−１５０Ｖが印加され
る。
ためのものであって、例えば１０００Ｖが印加される。
制御電極１８は、二次電子ＳＥの速度を低減して二次電
子ＳＥをエネルギー分析電極２０に垂直に入射させるた
めのものであって、例えば６０Ｖが印加される。また、
リフレクタ電極２２は、二次電子ＳＥを押し戻して二次
電子検出器２４Ａ又は二次電子検出器２４Ｂの方に導か
せるためのものであって、例えば−１５０Ｖが印加され
る。
【０００５】上記構成において、一次電子ビームＥＢを
対物レンズ１０の作る磁界に通して、ＬＳＩなどの試料
１４上の測定点に収束照射させると、照射点から二次電
子ＳＥが放出され、引出し電極１６、制御電極１８及び
エネルギー分析電極２０を通って二次電子検出器２４Ａ
又は二次電子検出器２４Ｂで検出される。エネルギー分
析電極２０に印加する電圧（エネルギー分析電圧）を変
化させると、二次電子検出量が変化し、エネルギー分析
電圧対二次電子検出量のグラフ上にいわゆるＳカーブが
得られる。二次電子検出量が設定値となるエネルギー分
析電圧から、照射点の電圧を測定することができる。
対物レンズ１０の作る磁界に通して、ＬＳＩなどの試料
１４上の測定点に収束照射させると、照射点から二次電
子ＳＥが放出され、引出し電極１６、制御電極１８及び
エネルギー分析電極２０を通って二次電子検出器２４Ａ
又は二次電子検出器２４Ｂで検出される。エネルギー分
析電極２０に印加する電圧（エネルギー分析電圧）を変
化させると、二次電子検出量が変化し、エネルギー分析
電圧対二次電子検出量のグラフ上にいわゆるＳカーブが
得られる。二次電子検出量が設定値となるエネルギー分
析電圧から、照射点の電圧を測定することができる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかし、引出し電極１
６がメッシュ状のため、放出された二次電子ＳＥの中に
は軌道Ｃ１のようにエネルギー分析電極２０で反射さ
れ、この反射電子ＲＥが引出し電極１６を再通過して試
料１４上に衝突し、または軌道Ｃ２のようにリフレクタ
電極２２で反射され、この反射電子ＲＥが引出し電極１
６を再通過して試料１４上に衝突するものもあり、試料
１４上から再度二次電子を放出させて試料１４上を帯電
させる。通常、１個の電子衝突で数個の二次電子が放出
されるので、試料１４上は正に帯電する。この帯電によ
り、一次電子ビームＥＢの照射点付近の電界が変化し
て、放出直後の二次電子の軌道を変化させ、照射点の電
圧測定精度を低下させる。また、試料１４上に一次電子
ビームＥＢを走査させて二次電子像（ＳＥＭ像）を取得
すると、像のコントラストが低下し、測定点を自動検出
するためのパターンマッチング等の画像処理が不正確と
なる。
６がメッシュ状のため、放出された二次電子ＳＥの中に
は軌道Ｃ１のようにエネルギー分析電極２０で反射さ
れ、この反射電子ＲＥが引出し電極１６を再通過して試
料１４上に衝突し、または軌道Ｃ２のようにリフレクタ
電極２２で反射され、この反射電子ＲＥが引出し電極１
６を再通過して試料１４上に衝突するものもあり、試料
１４上から再度二次電子を放出させて試料１４上を帯電
させる。通常、１個の電子衝突で数個の二次電子が放出
されるので、試料１４上は正に帯電する。この帯電によ
り、一次電子ビームＥＢの照射点付近の電界が変化し
て、放出直後の二次電子の軌道を変化させ、照射点の電
圧測定精度を低下させる。また、試料１４上に一次電子
ビームＥＢを走査させて二次電子像（ＳＥＭ像）を取得
すると、像のコントラストが低下し、測定点を自動検出
するためのパターンマッチング等の画像処理が不正確と
なる。
【０００７】本発明の目的は、このような問題点に鑑
み、二次電子がエネルギー分析電極やリフレクタ電極な
どで反射され試料面に衝突して測定精度や二次電子像の
コントラストを低下させるのを防止することができる電
子ビーム装置を提供することにある。
み、二次電子がエネルギー分析電極やリフレクタ電極な
どで反射され試料面に衝突して測定精度や二次電子像の
コントラストを低下させるのを防止することができる電
子ビーム装置を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段及びその作用】本発明に係
る電子ビーム装置を、実施例図中の対応する構成要素の
符号を引用して説明する。
る電子ビーム装置を、実施例図中の対応する構成要素の
符号を引用して説明する。
【０００９】この電子ビーム装置は、例えば図１に示す
如く、一次電子ビームＥＢを対物レンズ１０が作る磁界
に通して試料１４上に収束照射し、照射点から放出され
た二次電子ＳＥを、試料１４に対向配置された引出し電
極２６が作る電界で引出し、エネルギー分析電極２０が
作る電界を通して二次電子検出器２４Ａ、２４Ｂで検出
するものであって、引出し電極２６は、光軸付近に孔２
６ａが形成され金属板であり、該金属板の面が該光軸に
直角になるように配置されている。
如く、一次電子ビームＥＢを対物レンズ１０が作る磁界
に通して試料１４上に収束照射し、照射点から放出され
た二次電子ＳＥを、試料１４に対向配置された引出し電
極２６が作る電界で引出し、エネルギー分析電極２０が
作る電界を通して二次電子検出器２４Ａ、２４Ｂで検出
するものであって、引出し電極２６は、光軸付近に孔２
６ａが形成され金属板であり、該金属板の面が該光軸に
直角になるように配置されている。
【００１０】上記構成において、二次電子ＳＥは、軌道
Ｃ３のようにエネルギー分析電極２０で反射されても、
この反射電子ＲＥは引出し電極２６上に衝突して吸収さ
れ、または軌道Ｃ４のようにリフレクタ電極２２で反射
されても、この反射電子ＲＥは引出し電極２６上に衝突
して吸収され、試料１４上には衝突しない。
Ｃ３のようにエネルギー分析電極２０で反射されても、
この反射電子ＲＥは引出し電極２６上に衝突して吸収さ
れ、または軌道Ｃ４のようにリフレクタ電極２２で反射
されても、この反射電子ＲＥは引出し電極２６上に衝突
して吸収され、試料１４上には衝突しない。
【００１１】したがって、反射電子ＲＥが試料１４上に
衝突し測定点付近の電界を変えて電圧測定精度が低下す
るのを防止することができる。また、この衝突による試
料１４の帯電がないので、一次電子ビームＥＢを試料１
４上で走査して得た二次電子像のコントラストを従来よ
りも高くすることができ、二次電子像の画像処理をより
正確に行なうことが可能となる。さらに、引出し電極２
６は、従来のようにメッシュを形成する必要がないの
で、製作が簡単となる。
衝突し測定点付近の電界を変えて電圧測定精度が低下す
るのを防止することができる。また、この衝突による試
料１４の帯電がないので、一次電子ビームＥＢを試料１
４上で走査して得た二次電子像のコントラストを従来よ
りも高くすることができ、二次電子像の画像処理をより
正確に行なうことが可能となる。さらに、引出し電極２
６は、従来のようにメッシュを形成する必要がないの
で、製作が簡単となる。
【００１２】本発明の第１態様では、孔２６ａは円形で
あり、例えば図２に示す如く、Ｈを試料１４と引出し電
極２６との間隔、ＶEを引出し電極２６の印加電圧とし
たとき、孔２６ａの直径Ｄが、孔２６ａの位置での一次
電子ビーム走査範囲と２Ｈ（Ｗ／ＶE）1/2のうち大きい
ほうの値程度である。
あり、例えば図２に示す如く、Ｈを試料１４と引出し電
極２６との間隔、ＶEを引出し電極２６の印加電圧とし
たとき、孔２６ａの直径Ｄが、孔２６ａの位置での一次
電子ビーム走査範囲と２Ｈ（Ｗ／ＶE）1/2のうち大きい
ほうの値程度である。
【００１３】円孔２６ａの直径Ｄは、小さ過ぎると一次
電子ビームＥＢ又は二次電子ＳＥの通過が阻止されて電
圧測定精度が低下し、大き過ぎると引出し電極２６によ
り測定点付近に形成される電界が弱くなって二次電子Ｓ
Ｅの引出しが困難となる。
電子ビームＥＢ又は二次電子ＳＥの通過が阻止されて電
圧測定精度が低下し、大き過ぎると引出し電極２６によ
り測定点付近に形成される電界が弱くなって二次電子Ｓ
Ｅの引出しが困難となる。
【００１４】一次電子ビームＥＢの試料１４上への照射
に対し、試料１４から飛び出した二次電子ＳＥの円孔２
６ａの位置での光軸からの距離の最大値ＲＳは、試料１
４から最大エネルギーＷの二次電子ＳＥが試料１４の面
にほぼ平行に飛び出した場合であり、ＲＳは２Ｈ（Ｗ／
ＶE）1/2となる。したがって、上記第１態様の孔２６ａ
の直径は、電圧測定精度を低下させない好ましい値とな
る。
に対し、試料１４から飛び出した二次電子ＳＥの円孔２
６ａの位置での光軸からの距離の最大値ＲＳは、試料１
４から最大エネルギーＷの二次電子ＳＥが試料１４の面
にほぼ平行に飛び出した場合であり、ＲＳは２Ｈ（Ｗ／
ＶE）1/2となる。したがって、上記第１態様の孔２６ａ
の直径は、電圧測定精度を低下させない好ましい値とな
る。
【００１５】
【実施例】以下、図面に基づいて本発明の一実施例を説
明する。
明する。
【００１６】図１は、電子ビーム装置の要部構成を示
す。図３と同一構成要素には同一符号を付してその説明
を省略する。
す。図３と同一構成要素には同一符号を付してその説明
を省略する。
【００１７】この電子ビーム装置では、図３のメッシュ
状引出し電極１６の代わりに、板状引出し電極２６を用
いている。引出し電極２６は、金属製円板の中央部に同
心の円孔２６ａを形成したものである。引出し電極２６
は、その中心を光軸に一致させ、かつ、その面を光軸と
直角にして支持筒１２内に配置されている。
状引出し電極１６の代わりに、板状引出し電極２６を用
いている。引出し電極２６は、金属製円板の中央部に同
心の円孔２６ａを形成したものである。引出し電極２６
は、その中心を光軸に一致させ、かつ、その面を光軸と
直角にして支持筒１２内に配置されている。
【００１８】次に、円孔２６ａの好ましい直径Ｄについ
て説明する。
て説明する。
【００１９】円孔２６ａの直径Ｄは、小さ過ぎると一次
電子ビームＥＢ又は二次電子ＳＥの通過が阻止されて電
圧測定精度が低下し、大き過ぎると引出し電極２６によ
り測定点付近に形成される電界が弱くなって二次電子Ｓ
Ｅの引出しが困難となる。
電子ビームＥＢ又は二次電子ＳＥの通過が阻止されて電
圧測定精度が低下し、大き過ぎると引出し電極２６によ
り測定点付近に形成される電界が弱くなって二次電子Ｓ
Ｅの引出しが困難となる。
【００２０】図２に示すように、一次電子ビームＥＢの
試料１４上への照射に対し、試料１４から飛び出した二
次電子ＳＥの円孔２６ａの位置での光軸からの距離の最
大値ＲＳは、試料１４から最大エネルギーＷの二次電子
ＳＥが試料１４の面にほぼ平行に飛び出した場合であ
り、ＲＳは次式で表される。
試料１４上への照射に対し、試料１４から飛び出した二
次電子ＳＥの円孔２６ａの位置での光軸からの距離の最
大値ＲＳは、試料１４から最大エネルギーＷの二次電子
ＳＥが試料１４の面にほぼ平行に飛び出した場合であ
り、ＲＳは次式で表される。
【００２１】ＲＳ＝２Ｈ（Ｗ／ＶE）1/2 ここに、Ｈは試料１４と引出し電極２６との間隔、ＶE
は引出し電極２６の印加電圧である。なお、試料１４上
の一次電子ビーム照射点の電圧は０Ｖとする。
は引出し電極２６の印加電圧である。なお、試料１４上
の一次電子ビーム照射点の電圧は０Ｖとする。
【００２２】例えば、Ｈ＝２ｍｍ、ＶE＝１０００Ｖ、
Ｗ＝２０ｅＶのとき、ＲＳ＝０．５６ｍｍとなる。一
方、円孔２６ａの位置での一次電子ビームＥＢの走査範
囲ＤＥは、Ｈ＝２ｍｍの場合、２ｍｍ弱となる。したが
ってこの場合、円孔２６ａの好ましい直径Ｄは、円孔２
６ａの位置での一次電子ビームＥＢの走査範囲ＤＥで定
まり、２ｍｍ程度となる。Ｈの値によっては、２ＲＳ＞
ＤＥとなり、この場合は円孔２６ａの好ましい直径Ｄは
２ＲＳ程度の値となる。
Ｗ＝２０ｅＶのとき、ＲＳ＝０．５６ｍｍとなる。一
方、円孔２６ａの位置での一次電子ビームＥＢの走査範
囲ＤＥは、Ｈ＝２ｍｍの場合、２ｍｍ弱となる。したが
ってこの場合、円孔２６ａの好ましい直径Ｄは、円孔２
６ａの位置での一次電子ビームＥＢの走査範囲ＤＥで定
まり、２ｍｍ程度となる。Ｈの値によっては、２ＲＳ＞
ＤＥとなり、この場合は円孔２６ａの好ましい直径Ｄは
２ＲＳ程度の値となる。
【００２３】上記構成において、二次電子ＳＥは、軌道
Ｃ３のようにエネルギー分析電極２０で反射されても、
この反射電子ＲＥは引出し電極２６上に衝突して吸収さ
れ、または軌道Ｃ４のようにリフレクタ電極２２で反射
されても、この反射電子ＲＥは引出し電極２６上に衝突
して吸収され、試料１４上には衝突しない。
Ｃ３のようにエネルギー分析電極２０で反射されても、
この反射電子ＲＥは引出し電極２６上に衝突して吸収さ
れ、または軌道Ｃ４のようにリフレクタ電極２２で反射
されても、この反射電子ＲＥは引出し電極２６上に衝突
して吸収され、試料１４上には衝突しない。
【００２４】したがって、反射電子ＲＥが試料１４上に
衝突し測定点付近の電界を変えて電圧測定精度が低下す
るのを防止することができる。また、この衝突による試
料１４の帯電がないので、一次電子ビームＥＢを試料１
４上で走査して得た二次電子像のコントラストを従来よ
りも高くすることができ、二次電子像の画像処理をより
正確に行なうことが可能となる。さらに、引出し電極２
６は、従来のようにメッシュを形成する必要がないの
で、製作が簡単となる。
衝突し測定点付近の電界を変えて電圧測定精度が低下す
るのを防止することができる。また、この衝突による試
料１４の帯電がないので、一次電子ビームＥＢを試料１
４上で走査して得た二次電子像のコントラストを従来よ
りも高くすることができ、二次電子像の画像処理をより
正確に行なうことが可能となる。さらに、引出し電極２
６は、従来のようにメッシュを形成する必要がないの
で、製作が簡単となる。
【００２５】
【発明の効果】以上説明した如く、本発明に係る電子ビ
ーム装置では、引出し電極を、光軸付近に孔が形成され
た金属板とし、この金属板の面が光軸に直角になるよう
に配置しているので、エネルギー分析電極やリフレクタ
電極などで反射された二次電子が試料上に衝突し測定点
付近の電界を変えて電圧測定精度が低下するのを防止す
ることができ、また、この衝突による試料の帯電がない
ので、一次電子ビームを試料上で走査して得た二次電子
像のコントラストを従来よりも高くすることができ、こ
のため、二次電子像の画像処理をより正確に行なうこと
が可能となり、そのうえ、引出し電極は従来のようにメ
ッシュを形成する必要がないので、製作が簡単となると
いう優れた効果を奏する。
ーム装置では、引出し電極を、光軸付近に孔が形成され
た金属板とし、この金属板の面が光軸に直角になるよう
に配置しているので、エネルギー分析電極やリフレクタ
電極などで反射された二次電子が試料上に衝突し測定点
付近の電界を変えて電圧測定精度が低下するのを防止す
ることができ、また、この衝突による試料の帯電がない
ので、一次電子ビームを試料上で走査して得た二次電子
像のコントラストを従来よりも高くすることができ、こ
のため、二次電子像の画像処理をより正確に行なうこと
が可能となり、そのうえ、引出し電極は従来のようにメ
ッシュを形成する必要がないので、製作が簡単となると
いう優れた効果を奏する。
【００２６】本発明の第１態様では、前記孔は円形であ
り、Ｈを試料と引出し電極との間隔、ＶEを引出し電極
の印加電圧としたとき、孔の直径が、孔の位置での一次
電子ビーム走査範囲と２Ｈ（Ｗ／ＶE）1/2のうち大きい
ほうの値程度であるので、、孔が小さ過ぎて一次電子ビ
ーム又は二次電子の通過が阻止され電圧測定精度が低下
するのを防止でき、孔が大き過ぎて引出し電極により測
定点付近に形成される電界が弱くなり二次電子の引出し
が困難となるのを防止することができるという効果を奏
する。
り、Ｈを試料と引出し電極との間隔、ＶEを引出し電極
の印加電圧としたとき、孔の直径が、孔の位置での一次
電子ビーム走査範囲と２Ｈ（Ｗ／ＶE）1/2のうち大きい
ほうの値程度であるので、、孔が小さ過ぎて一次電子ビ
ーム又は二次電子の通過が阻止され電圧測定精度が低下
するのを防止でき、孔が大き過ぎて引出し電極により測
定点付近に形成される電界が弱くなり二次電子の引出し
が困難となるのを防止することができるという効果を奏
する。
【図１】本発明の一実施例の電子ビーム装置要部構成図
である。
である。
【図２】引出し電極の位置での二次電子の光軸からの最
大距離を説明する図である。
大距離を説明する図である。
【図３】従来の電子ビーム装置要部構成図である。
１０ 対物レンズ １２ 支持筒 １４ 試料 １６、２６ 引出し電極 ２６ａ 円孔 １８ 制御電極 ２０ エネルギー分析電極 ２２ リフレクタ電極 ２４Ａ、２４Ｂ 二次電子検出器 ＥＢ 一次電子ビーム ＳＥ 二次電子 Ｃ１〜Ｃ４ 二次電子の軌道
Claims (2)
- 【請求項１】 一次電子ビーム（ＥＢ）を対物レンズ
（１０）が作る磁界に通して試料（１４）上に収束照射
し、照射点から放出された二次電子（ＳＥ）を、試料に
対向配置された引出し電極（２６）が作る電界で引出
し、エネルギー分析電極（２０）が作る電界を通して二
次電子検出器（２４Ａ、２４Ｂ）で検出する電子ビーム
装置において、 該引出し電極は、光軸付近に孔（２６ａ）が形成された
金属板であり、該金属板の面が該光軸に直角になるよう
に配置されていることを特徴とする電子ビーム装置。 - 【請求項２】 前記孔（２６ａ）は円形であり、Ｈを前
記試料（１４）と前記引出し電極（２６）との間隔、Ｖ
Eを該引出し電極の印加電圧としたとき、該孔の直径
が、該孔の位置での一次電子ビーム走査範囲と２Ｈ（Ｗ
／ＶE）1/2のうち大きいほうの値程度であることを特徴
とする請求項１記載の電子ビーム装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33370291A JPH05166898A (ja) | 1991-12-17 | 1991-12-17 | 電子ビーム装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33370291A JPH05166898A (ja) | 1991-12-17 | 1991-12-17 | 電子ビーム装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05166898A true JPH05166898A (ja) | 1993-07-02 |
Family
ID=18269011
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP33370291A Withdrawn JPH05166898A (ja) | 1991-12-17 | 1991-12-17 | 電子ビーム装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05166898A (ja) |
-
1991
- 1991-12-17 JP JP33370291A patent/JPH05166898A/ja not_active Withdrawn
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