JPH05188015A - 反射回折電子線強度の検出方法および装置 - Google Patents
反射回折電子線強度の検出方法および装置Info
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- JPH05188015A JPH05188015A JP4006090A JP609092A JPH05188015A JP H05188015 A JPH05188015 A JP H05188015A JP 4006090 A JP4006090 A JP 4006090A JP 609092 A JP609092 A JP 609092A JP H05188015 A JPH05188015 A JP H05188015A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 反射回折電子線強度の検出方法および装置を
提供する。 【構成】 試料室１にセットされた試料Ｓの表面に、電
子銃２で発生された電子線EBを絞り３, 静電偏向系４,
集束レンズ５, 偏向コイル６を介して低い角度で照射
し、試料Ｓからの反射回折電子線DBを偏向コイル７で偏
向して蛍光板８に回折パターンとして投影し、この回折
パターンを観察窓９を介して観測する反射高速電子線回
折装置を用いて試料からの反射回折電子線強度を検出す
る際に、反射回折電子線DBを偏向する偏向コイル７に電
圧を印加する印加電圧電源15の印加電圧の大きさを制御
する印加電圧制御部18と、蛍光板８周辺に設置されて反
射回折電子線DBの回折スポットの電流量を検出する電子
検出板19と、この電子検出板19からの検出信号を入力し
て解析処理してその結果を表示する信号処理・表示部20
とを備えることにより、反射回折電子線強度を高精度で
かつ容易に測定することが可能である。
提供する。 【構成】 試料室１にセットされた試料Ｓの表面に、電
子銃２で発生された電子線EBを絞り３, 静電偏向系４,
集束レンズ５, 偏向コイル６を介して低い角度で照射
し、試料Ｓからの反射回折電子線DBを偏向コイル７で偏
向して蛍光板８に回折パターンとして投影し、この回折
パターンを観察窓９を介して観測する反射高速電子線回
折装置を用いて試料からの反射回折電子線強度を検出す
る際に、反射回折電子線DBを偏向する偏向コイル７に電
圧を印加する印加電圧電源15の印加電圧の大きさを制御
する印加電圧制御部18と、蛍光板８周辺に設置されて反
射回折電子線DBの回折スポットの電流量を検出する電子
検出板19と、この電子検出板19からの検出信号を入力し
て解析処理してその結果を表示する信号処理・表示部20
とを備えることにより、反射回折電子線強度を高精度で
かつ容易に測定することが可能である。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、反射高速電子線回折法
における反射回折電子線の検出方法および装置に関す
る。
における反射回折電子線の検出方法および装置に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】試料表面の結晶性や結晶構造を解析する
手段として、数十keV 以上ものエネルギーの電子線を用
いる反射高速電子線回折装置( 以下、RHEED と略称す
る）がある。ここで、このRHEED の構成について、たと
えば分析機器要覧（武藤義一ら編，科学新聞社，1980年
９月発行）を参照して説明すると、図３に示すように、
およそ10-10Torr の超高真空状態に保たれた試料室１に
セットされた試料Ｓの表面に、電子銃２で発生された電
子線EBを絞り３, 静電偏向系４, 集束レンズ５, 偏向コ
イル６を介して数十nmから数百μm 程度の大きさに集束
して低い角度で照射する。
手段として、数十keV 以上ものエネルギーの電子線を用
いる反射高速電子線回折装置( 以下、RHEED と略称す
る）がある。ここで、このRHEED の構成について、たと
えば分析機器要覧（武藤義一ら編，科学新聞社，1980年
９月発行）を参照して説明すると、図３に示すように、
およそ10-10Torr の超高真空状態に保たれた試料室１に
セットされた試料Ｓの表面に、電子銃２で発生された電
子線EBを絞り３, 静電偏向系４, 集束レンズ５, 偏向コ
イル６を介して数十nmから数百μm 程度の大きさに集束
して低い角度で照射する。
【０００３】この試料Ｓからの反射回折電子線DBは、偏
向コイル７で偏向されて傾斜した蛍光板８に回折パター
ンとして投影され、その回折パターンは観察窓９を通し
て観察撮影される。また蛍光板８を通過した一部の反射
回折電子線DBは絞り10を介して電子捕集器11で検出さ
れ、その強度分布はたとえばＸ−Ｙレコーダなどの表示
器12に表示させることができる。なお、偏向コイル６，
７には印加電圧電源13,14から偏向電圧がそれぞれ印加
される。
向コイル７で偏向されて傾斜した蛍光板８に回折パター
ンとして投影され、その回折パターンは観察窓９を通し
て観察撮影される。また蛍光板８を通過した一部の反射
回折電子線DBは絞り10を介して電子捕集器11で検出さ
れ、その強度分布はたとえばＸ−Ｙレコーダなどの表示
器12に表示させることができる。なお、偏向コイル６，
７には印加電圧電源13,14から偏向電圧がそれぞれ印加
される。
【０００４】ところで、薄膜成長中にこれらの回折パタ
ーンを連続的に観察すると、特定の回折スポットの強度
が試料Ｓの表面に新たに形成される単原子層の面積率を
反映して変化する。したがって、薄膜成長中に回折スポ
ットの強度変化をモニタすれば、薄膜の成長過程を原子
層単位で制御することができる。そのためには、蛍光板
８に形成された回折パターンの中の注目する回折スポッ
トの背後に受光素子を固定して薄膜成長中の蛍光強度を
測定して信号化し、結晶成長制御部にフィードバックし
て結晶成長を制御する方法が一般的に行われている。
ーンを連続的に観察すると、特定の回折スポットの強度
が試料Ｓの表面に新たに形成される単原子層の面積率を
反映して変化する。したがって、薄膜成長中に回折スポ
ットの強度変化をモニタすれば、薄膜の成長過程を原子
層単位で制御することができる。そのためには、蛍光板
８に形成された回折パターンの中の注目する回折スポッ
トの背後に受光素子を固定して薄膜成長中の蛍光強度を
測定して信号化し、結晶成長制御部にフィードバックし
て結晶成長を制御する方法が一般的に行われている。
【０００５】すなわち、図４(a) に示すように、垂直な
蛍光板８の背面に観察窓９を配置して電子捕集器11を介
して光電子増倍管15で測定するとか、あるいは図４(b)
に示すように、観察窓９と電子捕集器11の間に光学レン
ズ16を設け、さらに光ファイバ17を介して光電子増倍管
15に導入するなどの手段が講じられているのである。
蛍光板８の背面に観察窓９を配置して電子捕集器11を介
して光電子増倍管15で測定するとか、あるいは図４(b)
に示すように、観察窓９と電子捕集器11の間に光学レン
ズ16を設け、さらに光ファイバ17を介して光電子増倍管
15に導入するなどの手段が講じられているのである。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記し
たような従来の結晶成長制御方法では、蛍光板を観察す
るために、検出器とは別のポートが必要であったり蛍光
板が斜めのために回折パターンが歪んでいたりして、受
光素子では蛍光強度からの信号量が小さいためダイナミ
ックレンジや精度が十分ではないという欠点があった。
また、その回折スポットの位置は、観察される試料Ｓの
結晶構造によって変化するとともに、構造が同一でも試
料Ｓの角度や観察方向あるいは電子線EBの入射角度など
によって変化するため、その都度受光素子の位置を調整
しなければならず、測定までの手順が煩雑であった。
たような従来の結晶成長制御方法では、蛍光板を観察す
るために、検出器とは別のポートが必要であったり蛍光
板が斜めのために回折パターンが歪んでいたりして、受
光素子では蛍光強度からの信号量が小さいためダイナミ
ックレンジや精度が十分ではないという欠点があった。
また、その回折スポットの位置は、観察される試料Ｓの
結晶構造によって変化するとともに、構造が同一でも試
料Ｓの角度や観察方向あるいは電子線EBの入射角度など
によって変化するため、その都度受光素子の位置を調整
しなければならず、測定までの手順が煩雑であった。
【０００７】さらに、複数個の回折スポットの強度変化
を連続的にモニタするためには、複数個の受光素子をそ
れぞれの回折スポットの背後に固定して発光強度を測定
しなければならず、より煩雑である。蛍光板の代わりに
蛍光板と同程度の大きさのマルチチャンネルプレートを
用いて同様な信号処理を行って薄膜成長を制御すること
も可能であるが、この方法は極めて高価になる。
を連続的にモニタするためには、複数個の受光素子をそ
れぞれの回折スポットの背後に固定して発光強度を測定
しなければならず、より煩雑である。蛍光板の代わりに
蛍光板と同程度の大きさのマルチチャンネルプレートを
用いて同様な信号処理を行って薄膜成長を制御すること
も可能であるが、この方法は極めて高価になる。
【０００８】本発明は、上記のような従来技術の有する
課題を解決した反射回折電子線強度の検出方法および装
置を提供することを目的とする。
課題を解決した反射回折電子線強度の検出方法および装
置を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明は、高速の電子線
を試料に低角度で照射してその試料表面で回折された電
子線群を偏向させながら蛍光板上に形成させた回折パタ
ーンを観察する反射高速電子線回折法によって試料から
の反射回折電子線強度を検出する方法において、前記回
折パターンのスポット位置を移動する工程と、移動した
スポットの電流量を検出する工程と、からなることを特
徴とする反射回折電子線強度の検出方法である。
を試料に低角度で照射してその試料表面で回折された電
子線群を偏向させながら蛍光板上に形成させた回折パタ
ーンを観察する反射高速電子線回折法によって試料から
の反射回折電子線強度を検出する方法において、前記回
折パターンのスポット位置を移動する工程と、移動した
スポットの電流量を検出する工程と、からなることを特
徴とする反射回折電子線強度の検出方法である。
【００１０】また、本発明は、試料室にセットされた試
料の表面に、電子銃で発生された電子線を絞り, 静電偏
向系, 集束レンズ, 偏向コイルを介して低い角度で照射
し、該試料からの反射回折電子線を偏向コイルで偏向し
て蛍光板に回折パターンとして投影し、この回折パター
ンを観察窓を介して観測する反射高速電子線回折装置を
用いて試料からの反射回折電子線強度を検出する装置で
あって、前記反射回折電子線を偏向する偏向コイルに電
圧を印加する印加電圧電源の印加電圧の大きさを制御す
る印加電圧制御部と、前記蛍光板周辺に設置されて反射
回折電子線の回折スポットの電流量を検出する電子検出
板と、この電子検出板での検出信号を入力して解析処理
してその結果を表示する信号処理・表示部と、を備えた
ことを特徴とする反射回折電子線強度の検出装置であ
る。
料の表面に、電子銃で発生された電子線を絞り, 静電偏
向系, 集束レンズ, 偏向コイルを介して低い角度で照射
し、該試料からの反射回折電子線を偏向コイルで偏向し
て蛍光板に回折パターンとして投影し、この回折パター
ンを観察窓を介して観測する反射高速電子線回折装置を
用いて試料からの反射回折電子線強度を検出する装置で
あって、前記反射回折電子線を偏向する偏向コイルに電
圧を印加する印加電圧電源の印加電圧の大きさを制御す
る印加電圧制御部と、前記蛍光板周辺に設置されて反射
回折電子線の回折スポットの電流量を検出する電子検出
板と、この電子検出板での検出信号を入力して解析処理
してその結果を表示する信号処理・表示部と、を備えた
ことを特徴とする反射回折電子線強度の検出装置であ
る。
【００１１】
【作 用】本発明によれば、蛍光板上の任意の位置に形
成される回折スポットを、試料と蛍光板の間に設置した
偏向コイルに回折スポットの位置に応じた電位を印加す
ることにより、電子線検出板に照射し得るように移動さ
せるようにしたので、電子線検出板に流れる電流値から
回折スポットの強度を高精度で直接検出することができ
る。
成される回折スポットを、試料と蛍光板の間に設置した
偏向コイルに回折スポットの位置に応じた電位を印加す
ることにより、電子線検出板に照射し得るように移動さ
せるようにしたので、電子線検出板に流れる電流値から
回折スポットの強度を高精度で直接検出することができ
る。
【００１２】
【実施例】以下に、本発明の実施例について、図面を参
照して説明する。図１に示すように、回折電子線DBを偏
向する偏向コイル７に印加電圧電源14から印加される印
加電圧の大きさは印加電圧制御部18によって制御され
る。また、蛍光板８の頂部には、反射回折電子線DBの回
折スポットの強度を検出する電子線検出板19が設けられ
る。さらに、その検出信号は信号処理・表示部20に入力
されて解析処理されるとともに、その解析結果は表示さ
れる。この電子線検出板19としては、その直径がたとえ
ば数mmで任意の形状を有する金属板を用いることができ
る。
照して説明する。図１に示すように、回折電子線DBを偏
向する偏向コイル７に印加電圧電源14から印加される印
加電圧の大きさは印加電圧制御部18によって制御され
る。また、蛍光板８の頂部には、反射回折電子線DBの回
折スポットの強度を検出する電子線検出板19が設けられ
る。さらに、その検出信号は信号処理・表示部20に入力
されて解析処理されるとともに、その解析結果は表示さ
れる。この電子線検出板19としては、その直径がたとえ
ば数mmで任意の形状を有する金属板を用いることができ
る。
【００１３】まず、印加電圧制御部18によって印加電圧
を調整することにより、図２に示すように、反射回折電
子線DBの回折スポットＰの一部が電子線検出板19を照射
するように移動させる。そして、電子線検出板19に流れ
る電流量の検出信号を信号処理・表示部20に入力して解
析処理することにより、回折スポットＰの強度を測定す
る。
を調整することにより、図２に示すように、反射回折電
子線DBの回折スポットＰの一部が電子線検出板19を照射
するように移動させる。そして、電子線検出板19に流れ
る電流量の検出信号を信号処理・表示部20に入力して解
析処理することにより、回折スポットＰの強度を測定す
る。
【００１４】ここで、偏向コイル７に印加する電圧の大
きさとしては、入射する電子線EBのエネルギーの大きさ
や試料Ｓから偏向コイル７と蛍光板８への距離の大き
さ、さらに蛍光板８上での反射回折電子線DBの回折スポ
ットＰの位置などから定量的に算出することができる。
それ故、任意の回折スポットＰに対して算出された電圧
に応じて印加電圧制御部18で制御して偏向コイル７に印
加することにより、任意の回折スポットＰの強度を検出
することができる。この印加電圧制御部18による印加電
圧の制御は、迅速かつ容易に行うことができ、また印加
電圧量は精度よく調整することができるので、従来例に
比べて測定までの手続きが簡便でかつ高精度である。
きさとしては、入射する電子線EBのエネルギーの大きさ
や試料Ｓから偏向コイル７と蛍光板８への距離の大き
さ、さらに蛍光板８上での反射回折電子線DBの回折スポ
ットＰの位置などから定量的に算出することができる。
それ故、任意の回折スポットＰに対して算出された電圧
に応じて印加電圧制御部18で制御して偏向コイル７に印
加することにより、任意の回折スポットＰの強度を検出
することができる。この印加電圧制御部18による印加電
圧の制御は、迅速かつ容易に行うことができ、また印加
電圧量は精度よく調整することができるので、従来例に
比べて測定までの手続きが簡便でかつ高精度である。
【００１５】同様の理由によって、いくつかの反射回折
電子線に対応する偏向電圧を順次偏向コイル７に印加す
ることによって、複数の反射回折電子線の信号強度を迅
速に測定することが可能である。すなわち、たとえば異
なる面指数の回折強度のくり返し測定や、あるいは１な
いし数原子層ごとに異なる構造を有する多層薄膜の成長
制御にも簡便に応用することができる。また、薄膜成長
過程の観察ばかりではなく、結晶性の試料表面からの回
折スポット強度の測定も高精度で行うことが可能であ
り、さらに通常の回折パターンの観察も可能である。
電子線に対応する偏向電圧を順次偏向コイル７に印加す
ることによって、複数の反射回折電子線の信号強度を迅
速に測定することが可能である。すなわち、たとえば異
なる面指数の回折強度のくり返し測定や、あるいは１な
いし数原子層ごとに異なる構造を有する多層薄膜の成長
制御にも簡便に応用することができる。また、薄膜成長
過程の観察ばかりではなく、結晶性の試料表面からの回
折スポット強度の測定も高精度で行うことが可能であ
り、さらに通常の回折パターンの観察も可能である。
【００１６】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、RH
EED 法における任意の反射回折電子線強度を直接電流量
として高精度でかつ容易に測定することができるので、
薄膜成長過程の制御を高精度に行うことが可能となり、
製品品質の向上に寄与するという効果を奏する。
EED 法における任意の反射回折電子線強度を直接電流量
として高精度でかつ容易に測定することができるので、
薄膜成長過程の制御を高精度に行うことが可能となり、
製品品質の向上に寄与するという効果を奏する。
【図１】本発明の実施例を模式的に示す構成図である。
【図２】蛍光板上での電子線回折パターンの一例を示す
説明図である。
説明図である。
【図３】RHEED の従来例を模式的に示す構成図である。
【図４】(a),(b) はRHEED の他の従来例を模式的に示す
部分構成図である。
部分構成図である。
１ 試料室 ２ 電子銃 ３, 10 絞り ４ 静電偏向系 ５ 集束レンズ ６，７ 偏向コイル ８ 蛍光板 ９ 観察窓 11 電子捕集器 13, 14 印加電圧電源 15 光電子増倍管 16 光学レンズ 17 光ファイバ 18 印加電圧制御部 19 電子線検出板 20 信号処理・表示部 Ｐ 回折スポット Ｓ 試料 EB 電子線 DB 反射回折電子線
Claims (2)
- 【請求項１】 高速の電子線を試料に低角度で照射し
てその試料表面で回折された電子線群を偏向させながら
蛍光板上に形成させた回折パターンを観察する反射高速
電子線回折法によって試料からの反射回折電子線強度を
検出する方法であって、前記回折パターンのスポット位
置を移動する工程と、移動したスポットの電流量を検出
する工程と、からなることを特徴とする反射回折電子線
強度の検出方法。 - 【請求項２】 試料室にセットされた試料の表面に、
電子銃で発生された電子線を絞り, 静電偏向系, 集束レ
ンズ, 偏向コイルを介して低い角度で照射し、該試料か
らの反射回折電子線を偏向コイルで偏向して蛍光板に回
折パターンとして投影し、この回折パターンを観察窓を
介して観測する反射高速電子線回折装置を用いて試料か
らの反射回折電子線強度を検出する装置であって、前記
反射回折電子線を偏向する偏向コイルに電圧を印加する
印加電圧電源の印加電圧の大きさを制御する印加電圧制
御部と、前記蛍光板周辺に設置されて反射回折電子線の
回折スポットの電流量を検出する電子検出板と、この電
子検出板からの検出信号を入力して解析処理してその結
果を表示する信号処理・表示部と、を備えたことを特徴
とする反射回折電子線強度の検出装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4006090A JPH05188015A (ja) | 1992-01-17 | 1992-01-17 | 反射回折電子線強度の検出方法および装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4006090A JPH05188015A (ja) | 1992-01-17 | 1992-01-17 | 反射回折電子線強度の検出方法および装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05188015A true JPH05188015A (ja) | 1993-07-27 |
Family
ID=11628832
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4006090A Pending JPH05188015A (ja) | 1992-01-17 | 1992-01-17 | 反射回折電子線強度の検出方法および装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05188015A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2019035744A (ja) * | 2017-08-17 | 2019-03-07 | エフ イー アイ カンパニＦｅｉ Ｃｏｍｐａｎｙ | 透過型荷電粒子顕微鏡における回折パターン検出 |
-
1992
- 1992-01-17 JP JP4006090A patent/JPH05188015A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2019035744A (ja) * | 2017-08-17 | 2019-03-07 | エフ イー アイ カンパニＦｅｉ Ｃｏｍｐａｎｙ | 透過型荷電粒子顕微鏡における回折パターン検出 |
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