JPH057821B2 - - Google Patents

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JPH057821B2
JPH057821B2 JP59067743A JP6774384A JPH057821B2 JP H057821 B2 JPH057821 B2 JP H057821B2 JP 59067743 A JP59067743 A JP 59067743A JP 6774384 A JP6774384 A JP 6774384A JP H057821 B2 JPH057821 B2 JP H057821B2
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JP
Japan
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electron beam
deflection
secondary electrons
electric field
electron
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Tadashi Ootaka
Yasushi Nakaizumi
Katsuhiro Kuroda
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Hitachi Ltd
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    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01JELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/02Details
    • H01J37/244Detectors; Associated components or circuits therefor
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01JELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J2237/00Discharge tubes exposing object to beam, e.g. for analysis treatment, etching, imaging
    • H01J2237/244Detection characterized by the detecting means
    • H01J2237/2448Secondary particle detectors
    • HELECTRICITY
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    • H01J2237/00Discharge tubes exposing object to beam, e.g. for analysis treatment, etching, imaging
    • H01J2237/244Detection characterized by the detecting means
    • H01J2237/2449Detector devices with moving charges in electric or magnetic fields
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    • H01J2237/245Detection characterised by the variable being measured
    • H01J2237/24507Intensity, dose or other characteristics of particle beams or electromagnetic radiation

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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Analysing Materials By The Use Of Radiation (AREA)
  • Measurement Of Radiation (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
〔発明の利用分野〕 本発明は2次電子を効率良く検出すると共に、
該2次電子を検出する際に生ずる電子ビームの軸
ずれが生じない走査電子顕微鏡等の電子線装置の
2次電子検出装置に関する。 〔発明の背景〕 近年、走査電子顕微鏡は高分解能化が計られ、
特に半導体の観察では電子線ダメージを少なくす
るために低加速電圧で使用することが多くなつて
きている。第1図に従来装置の概略断面図を示
す。試料2は電子ビーム5で走査され、それによ
り試料2から2次電子6が放出される。この2次
電子6を検出するために2次電子検出器4が電子
ビーム5に直交する側に配置され、2次電子検出
器4が作る電界7で2次電子6を検出している。 このような構成においては、電子ビーム5が電
界7によつて、電子ビーム5′のように軌道が曲
げられ電子光学的軸ずれが生じ、対物レンズ1の
中心軸からはずれてしまう。特に低加速電圧の電
子ビームになるほど著しく曲げられ、軸ずれおよ
び非点の発生となり、低加速電圧での高性能化の
大きな障害となる。2次電子6を効率良く検出す
るためには、電界7が2次電子6を十分に検出し
2次電子検出器4に誘導するに十分な強度を有す
る必要があり上述した軸ずれ、非点発生は避けら
れない。 〔発明の目的〕 本発明の目的は、2次電子の検出効率を向上す
る一方、電子ビームに対する軸ずれの影響を簡単
な構成でもつて高精度に防止することのできる走
査形電子顕微鏡等の電子線装置を提供するにあ
る。 〔発明の概要〕 本発明は、電子ビーム及びこの電子ビームと逆
方向の2次電子の双方が通る通路を挾んで偏向板
を対向配置し、この偏向板間に電位差を与えて電
界を形成すると共に、この偏向板の表面上にコイ
ルを配置し、前記電子ビームに対して作用する力
が前記電界と逆向きとなる磁界を当該ビームに与
えるように構成することにより、前記磁界発生用
コイルのコアを前記偏向板で兼ねることにより構
成を簡単にしつつ、前記偏向板及びコイルの位置
合わせ、即ち前記電界及び磁界の軸対称性を容易
にし、電子ビームの軸ずれを高精度に防止すると
同時に2次電子の取り出し効率を向上したところ
にある。更には、対向配置した偏向板と直交する
側にアース電極を配置し、前記磁界及び電界の均
一性及び軸対称性を一層向上したところにある。 〔発明の実施例〕 第2図は本発明の一実施例の概略断面図であ
る。 電子ビーム5は対物レンズ1で収束され、試料
2更にこの試料2が収束された電子ビーム5でも
つて走査されるように偏向コイル3により2次元
的に偏向される。試料2からは2次電子6が放出
され、対物レンズ1の磁場を通過し、上部へらせ
ん運動しながら進行する。偏向器8は電子ビーム
5に対しては全く偏向を与えず、試料2より放出
する2次電子6に対しては2次電子検出器4の側
に偏向するように構成する。 第3図は偏向器8の詳細の平面図である。 偏向器8は偏向板1,8−1、偏向板2,8−
2、アース電極1,8−3、アース電極2,8−
4および偏向コイル1,8−5、偏向コイル2,
8−6によつて構成される。偏向板1,8−1に
は負の電圧を印加し、偏向板2,8−2には正の
電圧を印加する。この正負の電圧とアース電極
1,2によつて電界が構成され、電子ビーム5は
左側の方向に力9を受ける。一方、偏向コイル
1,8−5、偏向コイル2,8−6によつて磁力
線10を作ると、電子ビーム5は右方向の力11
を受ける。したがつて、この電界による力9と磁
界による力11とを等しくしておくと電子ビーム
5に対しては何ら偏向作用を及ぼさない。 この場合に、磁界発生用の偏向コイル1,8−
5及び偏向コイル2,8−6は、偏向板1,8−
1及び偏向板2,8−2の表面上に配置している
ので、偏向板1,8−1及び偏向板2,8−2は
偏向コイル1,8−5及び偏向コイル2,8−6
のコアを兼ねることができ、かつ、両者の関係は
常に同一の中心軸に対して機械的に配置されるの
で、その電界及び磁界の軸対称性を高精度に維持
することができる。加えて、これらの偏向器8の
周辺の磁界及び電界による影響を、アーム電極1
で防止しているので、前記電界及び磁界の均一性
及び軸対称性を一層高精度に維持することができ
る。 一方、試料2より放出される2次電子6に対し
ては電界による力はそのまま同じ方向に力を受け
るが、磁界による力は電子ビーム5が入射した方
向と逆に2次電子6が向かうので、反対側、すな
わち電界によつて受ける力と同方向に作用するこ
とになり第4図に概略断面を示す如く力を受け、
偏向板2,8−2の方向に2次電子検出器4を配
置しておくことにより、2次電子検出器4の方向
に2次電子6を誘導させることが出来る。 このように入射電子ビームに対しては偏向作用
を及ぼさないので軸ずれが生じることがなく、ま
た2次電子6に対しては2次電子検出器側に力を
作用させるので2次電子検出器4の2次電子6を
引き出すための電界7は極めて弱い状態でも、効
率良く2次電子6を検出することが可能になり、
2次電子検出器4による電界7の影響を電子ビー
ム5は受けない。したがつて低い加速電圧でも軸
ずれが生ずることなく、効率の良い2次電子検出
が可能になる。 第5図は偏向板1,2,8−1,8−2、およ
びアース電極1,2,8−3,8−4の具体的な
構成例を示したものである。 第6図は、偏向コイル1,8−5、偏向コイル
2,8−6をフレキシブルプリント板上に形成し
た具体例を示したものである。このコイルを第5
図に示す偏向板に巻きつけることにより第3図の
原理で説明した電場と磁場を形成することができ
る。 いま加速電圧を1kVとし、2次電子の偏向角を
30°(第4図におけるθ)、偏向板の内径を16ミリ
メータ(第4図におけるd)、偏向板の長さを14
mm(第4図におけるL)、さらに偏向コイルの径
を20mm(第4図におけるD)、偏向コイルの長さ
を10mm(第4図におけるl)、偏向コイルの中心
からの角度を120°(第3図におけるΨ)とすると
各2次電子のエネルギーの対して各電界、磁界お
よび偏向板の電圧差、磁界の強さが計算でき表1
の如くなる。 すなわち5eVの2次電子を30°2次電子検出器の
方向に曲げる電圧は9.92V、偏向コイルは0.59ア
ンペアターンであれば良いという結果となる。先
述したようにことのような関係を選べば電子ビー
ムに対しては偏向作用がなく、2次電子のみを2
次電子検出器側に軌道を曲げることができる。2
次電子のエネルギーは〜2eVをピークとしてせい
ぜい5eV程度までで2次電子の90%以上であり第
1表に示すように上述したような具体的数値に設
定することにより、2次電子のほとんどを2次電
子検出器に導くことができる。 したがつて、2次電子検出器は電子光学軸より
十分に離れた位置に配置することが出来るので電
子ビームが低加速電圧となつても、軸を曲げるこ
とがない。
〔発明の効果〕
以上、本発明によれば、互いに直交する電界及
び磁界を、中心軸に対して互いに対向配置した偏
向板、及びその表面上に夫々設けたコイルにより
形成しているので、その電界及び磁界の軸対称性
を面倒な位置調整を必要とせず高精度に維持でき
る。したがつて、製作が容易であり、かつ電子ビ
ームが低加速電圧となつても、電子ビームの軸ず
れを生ずることなく、2次電子を高効率で検出す
ることができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来装置の概略断面図、第2図は本発
明の概略断面図、第3図は偏向器の原理説明の平
面図、第4図は第3図の断面図、第5図は偏向板
の具体的外観図、第6図は偏向コイルの具体的外
観図である。 1……電子レンズ、2……試料、4……2次電
子検出器、5……電子ビーム、6……2次電子、
7……電界、8……偏向器、8−1,8−2……
偏向板、8−3,8−4……アース電極、8−
5,8−6……偏向コイル。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 電子ビームを試料に照射し、当該電子ビーム
    を前記試料上で走査する手段と、前記電子ビーム
    と逆方向に前記試料から放出される2次電子を検
    出する2次電子検出器とを備えた電子線装置にお
    いて、前記電子ビーム及びこの電子ビームと逆向
    きの前記2次電子の双方が通る通路を挾んで互い
    に対向配置された偏向板と、該偏向板間で電界を
    形成すべく、互いの偏向板間に電位差を与える直
    流電源と、前記対向配置された夫々の偏向板の表
    面上に配置され、前記電子ビームに対して作用す
    る力が前記電界と逆向きとなる磁界を当該電子ビ
    ームに与えるコイルとを備えたことを特徴とする
    電子線装置。 2 特許請求の範囲第1項において、前記電子ビ
    ーム及び前記2次電子の双方が通る通路を中心に
    して、前記対向配置れさた偏向板と直交する方向
    にアース電極を対向配置したことを特徴とする電
    子線装置。
JP59067743A 1984-04-06 1984-04-06 電子線装置 Granted JPS60212953A (ja)

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DE3590146A DE3590146C2 (ja) 1984-04-06 1985-04-05
GB08529033A GB2168839B (en) 1984-04-06 1985-04-05 Secondary electron detector
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