JPH09147783A - 試料形状測定方法および装置 - Google Patents
試料形状測定方法および装置Info
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- JPH09147783A JPH09147783A JP7302553A JP30255395A JPH09147783A JP H09147783 A JPH09147783 A JP H09147783A JP 7302553 A JP7302553 A JP 7302553A JP 30255395 A JP30255395 A JP 30255395A JP H09147783 A JPH09147783 A JP H09147783A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 所定の立体角内で検出される後方散乱電子に
より試料形状測定し、同時に組成分析する方法および装
置を提供する。 【解決手段】 試料Ｓに電子線を照射し、その際に試料
Ｓ面から発生する後方散乱電子BSE を後方散乱電子検出
器１によって所定の立体角内で検出し、この信号を後方
散乱電子像演算手段９で演算し、ついで画像処理して試
料Ｓを定量的に形状測定し、同時に組成分析する。
より試料形状測定し、同時に組成分析する方法および装
置を提供する。 【解決手段】 試料Ｓに電子線を照射し、その際に試料
Ｓ面から発生する後方散乱電子BSE を後方散乱電子検出
器１によって所定の立体角内で検出し、この信号を後方
散乱電子像演算手段９で演算し、ついで画像処理して試
料Ｓを定量的に形状測定し、同時に組成分析する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、所定の立体角内で
検出される後方散乱電子により試料形状測定し、同時に
組成分析する方法および装置に関する。
検出される後方散乱電子により試料形状測定し、同時に
組成分析する方法および装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、電子線による試料形状測定法とし
ては、例えば特公平１−211849号公報に開示されている
ように、２次電子像を異なる角度から撮像し、解析する
方法が用いられてきた。しかしながら、この方法は２次
電子を用いているため、３次元形状を定性的に求めるこ
とは可能であるが、表面粗度のような定量的な解析はで
きない。
ては、例えば特公平１−211849号公報に開示されている
ように、２次電子像を異なる角度から撮像し、解析する
方法が用いられてきた。しかしながら、この方法は２次
電子を用いているため、３次元形状を定性的に求めるこ
とは可能であるが、表面粗度のような定量的な解析はで
きない。
【０００３】それを解決する手段の一つとして、例えば
図２に示すような円環型４分割半導体式の後方散乱電子
検出器１によって検出する方法が行われていた。すなわ
ち、図示のように電子線EBを試料Ｓに照射し、その試料
Ｓの表面から放出される後方散乱電子BSE を、円環型４
分割半導体式の後方散乱電子検出器１の軸対称な位置に
配置される検出素子Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄによって検出し、そ
の差を求めることにより、試料表面粗度に対応する凹凸
情報を得るのである。
図２に示すような円環型４分割半導体式の後方散乱電子
検出器１によって検出する方法が行われていた。すなわ
ち、図示のように電子線EBを試料Ｓに照射し、その試料
Ｓの表面から放出される後方散乱電子BSE を、円環型４
分割半導体式の後方散乱電子検出器１の軸対称な位置に
配置される検出素子Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄによって検出し、そ
の差を求めることにより、試料表面粗度に対応する凹凸
情報を得るのである。
【０００４】いま、対称位置にある検出素子Ａ，Ｂで検
出される強度をＩA ，ＩB とすると、試料Ｓの凹みの深
さＺは下記(1) 式で求められる。 Ｚ＝ｋ∫tan θdx ＝ｋ∫｛（ＩA −ＩB ）／（ＩA ＋ＩB ）｝dx ………………(1) ここで、ｋ；比例定数、θ；試料Ｓの傾き角度である。
出される強度をＩA ，ＩB とすると、試料Ｓの凹みの深
さＺは下記(1) 式で求められる。 Ｚ＝ｋ∫tan θdx ＝ｋ∫｛（ＩA −ＩB ）／（ＩA ＋ＩB ）｝dx ………………(1) ここで、ｋ；比例定数、θ；試料Ｓの傾き角度である。
【０００５】なお、検出素子Ｃ，Ｄを用いても同様の結
果が得られる。しかしながら、上記の(1) 式の比例定数
ｋは試料Ｓの組成により変動するので、試料傾斜角度と
後方散乱電子強度との関係は試料組成により異なる。そ
の一例を図３に示す。この図において、□印はAl、△印
はFe、○印はＷの場合を示す。また、試料Ｓのビッカー
ス圧痕深さの測定値と計算値の差の組成の影響を図４に
示す。この図から、ビッカース圧痕深さは試料Ｓの組成
の影響を受けることがわかる。そのため、図５に示すよ
うに、試料Ｓの表面に例えばPt−Pdのような標準物質を
膜状に蒸着し、後方散乱電子強度を規格化することによ
り組成の影響を打ち消していた。
果が得られる。しかしながら、上記の(1) 式の比例定数
ｋは試料Ｓの組成により変動するので、試料傾斜角度と
後方散乱電子強度との関係は試料組成により異なる。そ
の一例を図３に示す。この図において、□印はAl、△印
はFe、○印はＷの場合を示す。また、試料Ｓのビッカー
ス圧痕深さの測定値と計算値の差の組成の影響を図４に
示す。この図から、ビッカース圧痕深さは試料Ｓの組成
の影響を受けることがわかる。そのため、図５に示すよ
うに、試料Ｓの表面に例えばPt−Pdのような標準物質を
膜状に蒸着し、後方散乱電子強度を規格化することによ
り組成の影響を打ち消していた。
【０００６】次に、図６に試料傾斜角度と後方散乱電子
強度Ｅ｛＝（ＩA −ＩB ）／（ＩA＋ＩB ）｝の電子線
の加速電圧依存性を示す。この図において、□印は５k
V、△印は10kV、○印は15kVである。なお、試料の組成
はFeとした。この図からわかるように、試料傾斜角度と
後方散乱電子強度との関係は電子線の加速電圧に影響さ
れるのである。
強度Ｅ｛＝（ＩA −ＩB ）／（ＩA＋ＩB ）｝の電子線
の加速電圧依存性を示す。この図において、□印は５k
V、△印は10kV、○印は15kVである。なお、試料の組成
はFeとした。この図からわかるように、試料傾斜角度と
後方散乱電子強度との関係は電子線の加速電圧に影響さ
れるのである。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、試料表
面を標準物質で蒸着してしまうと試料本来の形態を損ね
てしまう可能性があり、また、試料形状測定と同時に電
子線照射によって発生する特性Ｘ線による組成分析をす
ることができないという問題があった。本発明は、上記
のような従来技術の有する課題を解決すべくなされたも
のであって、組成分析を可能とする試料形状測定方法お
よび装置を提供することを目的とする。
面を標準物質で蒸着してしまうと試料本来の形態を損ね
てしまう可能性があり、また、試料形状測定と同時に電
子線照射によって発生する特性Ｘ線による組成分析をす
ることができないという問題があった。本発明は、上記
のような従来技術の有する課題を解決すべくなされたも
のであって、組成分析を可能とする試料形状測定方法お
よび装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明の第１の態様は、
試料に電子線を照射し、その際に試料面から発生する後
方散乱電子を所定の立体角内で検出し、この信号を演算
し、ついで画像処理して試料を定量的に形状測定し、同
時に組成分析することを特徴とする試料形状測定方法で
ある。
試料に電子線を照射し、その際に試料面から発生する後
方散乱電子を所定の立体角内で検出し、この信号を演算
し、ついで画像処理して試料を定量的に形状測定し、同
時に組成分析することを特徴とする試料形状測定方法で
ある。
【０００９】また、本発明の第２の態様は、試料に電子
線を照射する電子銃と、試料面から発生する後方散乱電
子を所定の立体角内で検出する後方散乱電子検出器と、
検出された後方散乱電子像を演算する後方散乱電子像演
算手段および組成分析する組成分析手段と、を備えたこ
とを特徴とする試料形状測定装置である。
線を照射する電子銃と、試料面から発生する後方散乱電
子を所定の立体角内で検出する後方散乱電子検出器と、
検出された後方散乱電子像を演算する後方散乱電子像演
算手段および組成分析する組成分析手段と、を備えたこ
とを特徴とする試料形状測定装置である。
【００１０】
【発明の実施の形態】以下に、本発明の実施例につい
て、図面を参照して詳しく説明する。図１は、本発明の
試料形状測定装置の一実施例の全体構成を示す概要図で
ある。この図において、１は後方散乱電子検出器、２は
電子銃、３は試料形状測定装置本体制御部である。４は
２次電子検出器、５は特性Ｘ線検出器、６は後方散乱電
子増幅器、７は観察用ＣＲＴ用の信号同期装置、８は観
察用ＣＲＴ、９は後方散乱電子像演算手段で、10は試料
形状表示用ＣＲＴである。
て、図面を参照して詳しく説明する。図１は、本発明の
試料形状測定装置の一実施例の全体構成を示す概要図で
ある。この図において、１は後方散乱電子検出器、２は
電子銃、３は試料形状測定装置本体制御部である。４は
２次電子検出器、５は特性Ｘ線検出器、６は後方散乱電
子増幅器、７は観察用ＣＲＴ用の信号同期装置、８は観
察用ＣＲＴ、９は後方散乱電子像演算手段で、10は試料
形状表示用ＣＲＴである。
【００１１】そこで、電子銃２より電子線EBを試料Ｓに
照射すると、試料Ｓの表面より放出される後方散乱電子
BSE 、２次電子SEおよび特性Ｘ線XRがそれぞれ後方散乱
電子検出器１、２次電子検出器４および特性Ｘ線検出器
５で検出される。後方散乱電子検出器１は後方散乱電子
BSE を所定の立体角内で検出するために、試料Ｓ直上に
電子線EBに対して軸対称に配置され、検出部が多数に分
割されている。後方散乱電子検出器１で検出された後方
散乱電子BSE は、後方散乱電子増幅器６で増幅され、観
察用ＣＲＴ用の信号同期装置７によって電子線EBの走査
と同期され、２次電子SEおよび特性Ｘ線XRの画像と同時
に観察用ＣＲＴ８に表示される。
照射すると、試料Ｓの表面より放出される後方散乱電子
BSE 、２次電子SEおよび特性Ｘ線XRがそれぞれ後方散乱
電子検出器１、２次電子検出器４および特性Ｘ線検出器
５で検出される。後方散乱電子検出器１は後方散乱電子
BSE を所定の立体角内で検出するために、試料Ｓ直上に
電子線EBに対して軸対称に配置され、検出部が多数に分
割されている。後方散乱電子検出器１で検出された後方
散乱電子BSE は、後方散乱電子増幅器６で増幅され、観
察用ＣＲＴ用の信号同期装置７によって電子線EBの走査
と同期され、２次電子SEおよび特性Ｘ線XRの画像と同時
に観察用ＣＲＴ８に表示される。
【００１２】一方、後方散乱電子増幅器６で増幅された
後方散乱電子BSE の強度Ｅi * は、後方散乱電子像演算
手段９において下記(2) 式によって求められる。 Ｅi * ＝Ｉi ／ΣＩi ………………(2) ここで、後方散乱電子検出器１に４個の検出素子Ａ，
Ｂ，Ｃ，Ｄを備えた円環型４分割半導体方式を用いると
すると、上記ｉはｉ＝Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄである。そして、
検出素子Ａの場合を例にしてその後方散乱電子強度ＥA
* を求めると、下記(3) 式で表される。
後方散乱電子BSE の強度Ｅi * は、後方散乱電子像演算
手段９において下記(2) 式によって求められる。 Ｅi * ＝Ｉi ／ΣＩi ………………(2) ここで、後方散乱電子検出器１に４個の検出素子Ａ，
Ｂ，Ｃ，Ｄを備えた円環型４分割半導体方式を用いると
すると、上記ｉはｉ＝Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄである。そして、
検出素子Ａの場合を例にしてその後方散乱電子強度ＥA
* を求めると、下記(3) 式で表される。
【００１３】 ＥA * ＝ＩA ／（ＩA ＋ＩB ＋ＩC ＋ＩD ） ………………(3) その後、前出(1) 式を用いて試料形状Ｚを演算し、試料
形状表示用ＣＲＴ10に表示する。このように、本発明に
よれば、試料表面にPt−Pdのような標準物質を膜状に蒸
着する必要がないので、試料本来の形態を損なわず、電
子線照射時に放出される特性Ｘ線XRを検出することによ
り、同時に組成分析を行うこともできる。
形状表示用ＣＲＴ10に表示する。このように、本発明に
よれば、試料表面にPt−Pdのような標準物質を膜状に蒸
着する必要がないので、試料本来の形態を損なわず、電
子線照射時に放出される特性Ｘ線XRを検出することによ
り、同時に組成分析を行うこともできる。
【００１４】また、本発明によれば、後方散乱電子強度
が組成および加速電圧に影響されないので、所定の立体
角内で検出される後方散乱電子の量が一定であることが
わかる。
が組成および加速電圧に影響されないので、所定の立体
角内で検出される後方散乱電子の量が一定であることが
わかる。
【００１５】
【実施例】試料Ｓの組成がAl，Fe，Ｗの３種類の形状に
ついて、本発明の試料形状測定装置を用いて測定した。
このとき、後方散乱電子検出器１には４個の検出素子
Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄを備えた円環型４分割半導体方式を用
い、検出素子Ａの後方散乱電子強度ＥA * を前出(3) 式
によって求めた。その試料傾斜角度と後方散乱電子強度
との関係を図７に示した。この図７から明らかなよう
に、いずれの試料Ｓの後方散乱電子強度も試料傾斜角度
と比例しており、試料Ｓの組成による影響がみられない
ことがわかる。
ついて、本発明の試料形状測定装置を用いて測定した。
このとき、後方散乱電子検出器１には４個の検出素子
Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄを備えた円環型４分割半導体方式を用
い、検出素子Ａの後方散乱電子強度ＥA * を前出(3) 式
によって求めた。その試料傾斜角度と後方散乱電子強度
との関係を図７に示した。この図７から明らかなよう
に、いずれの試料Ｓの後方散乱電子強度も試料傾斜角度
と比例しており、試料Ｓの組成による影響がみられない
ことがわかる。
【００１６】また、本発明による手段によって求めた試
料傾斜角度と後方散乱電子強度との関係の加速電圧依存
性を図８に示した。このとき用いた試料Ｓの組成はFe
で、加速電圧は５kV，10kV, 15kVの３段階に変化させ
た。この図８と従来法の手段で求めた前出図６との比較
で明らかなように、加速電圧を増加させると後方散乱電
子強度は変動する従来法に対し、本発明ではほとんど変
動しない。
料傾斜角度と後方散乱電子強度との関係の加速電圧依存
性を図８に示した。このとき用いた試料Ｓの組成はFe
で、加速電圧は５kV，10kV, 15kVの３段階に変化させ
た。この図８と従来法の手段で求めた前出図６との比較
で明らかなように、加速電圧を増加させると後方散乱電
子強度は変動する従来法に対し、本発明ではほとんど変
動しない。
【００１７】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
電子線に軸対称な分割された後方散乱電子検出器を用
い、１つの検出部の強度を全ての検出部で検出された強
度の和で除算するようにしたので、試料表面を標準物質
で蒸着することなく試料形状を定量的に測定することが
できる。その結果、試料本来の形態を反映する形状測定
ができ、また、同時に特性Ｘ線による組成分析をするこ
とができる。さらに、試料表面に標準物質を蒸着する必
要がないので作業の効率化にも寄与することができる。
電子線に軸対称な分割された後方散乱電子検出器を用
い、１つの検出部の強度を全ての検出部で検出された強
度の和で除算するようにしたので、試料表面を標準物質
で蒸着することなく試料形状を定量的に測定することが
できる。その結果、試料本来の形態を反映する形状測定
ができ、また、同時に特性Ｘ線による組成分析をするこ
とができる。さらに、試料表面に標準物質を蒸着する必
要がないので作業の効率化にも寄与することができる。
【図１】本発明に係る実施例の構成を示す概略図であ
る。
る。
【図２】従来例を示す斜視図である。
【図３】従来例による試料傾斜角度と後方散乱電子強度
との関係を示す特性図である。
との関係を示す特性図である。
【図４】従来例によるビッカース圧痕深さの測定値と計
算値との差を示す特性図である。
算値との差を示す特性図である。
【図５】ビッカース圧痕の説明図である。
【図６】従来法での加速電圧を変化させた場合の試料傾
斜角度と後方散乱電子強度との関係を示す特性図であ
る。
斜角度と後方散乱電子強度との関係を示す特性図であ
る。
【図７】本発明に係る試料傾斜角度と後方散乱電子強度
との関係の一例を示す特性図である。
との関係の一例を示す特性図である。
【図８】本発明法での加速電圧を変化させた場合の試料
傾斜角度と後方散乱電子強度との関係を示す特性図であ
る。
傾斜角度と後方散乱電子強度との関係を示す特性図であ
る。
１ 後方散乱電子検出器 ２ 電子銃 ３ 試料形状測定装置本体制御部 ４ ２次電子検出器 ５ 特性Ｘ線検出器 ６ 後方散乱電子増幅器 ７ 信号同期装置 ８ 観察用ＣＲＴ ９ 後方散乱電子像演算手段 10 試料形状表示用ＣＲＴ EB 電子線 BSE 後方散乱電子 SE ２次電子 XR 特性Ｘ線 Ｓ 試料
Claims (2)
- 【請求項１】 試料に電子線を照射し、その際に試料面
から発生する後方散乱電子を所定の立体角内で検出し、
この信号を演算し、ついで画像処理して試料を定量的に
形状測定し、同時に組成分析することを特徴とする試料
形状測定方法。 - 【請求項２】 試料に電子線を照射する電子銃と、試料
面から発生する後方散乱電子を所定の立体角内で検出す
る後方散乱電子検出器と、検出された後方散乱電子像を
演算する後方散乱電子像演算手段および組成分析する組
成分析手段と、を備えたことを特徴とする試料形状測定
装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7302553A JPH09147783A (ja) | 1995-11-21 | 1995-11-21 | 試料形状測定方法および装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7302553A JPH09147783A (ja) | 1995-11-21 | 1995-11-21 | 試料形状測定方法および装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09147783A true JPH09147783A (ja) | 1997-06-06 |
Family
ID=17910366
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7302553A Pending JPH09147783A (ja) | 1995-11-21 | 1995-11-21 | 試料形状測定方法および装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09147783A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2013217898A (ja) * | 2012-03-16 | 2013-10-24 | Hitachi High-Tech Science Corp | 試料作製装置及び試料作製方法 |
| WO2019087229A1 (ja) * | 2017-10-30 | 2019-05-09 | 株式会社日立ハイテクノロジーズ | 評価用半導体基板およびそれを用いた検査装置の欠陥検出感度評価方法 |
| JP2020139829A (ja) * | 2019-02-28 | 2020-09-03 | 株式会社堀場製作所 | 三次元画像生成装置、及び三次元画像生成装置の係数算出方法 |
-
1995
- 1995-11-21 JP JP7302553A patent/JPH09147783A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2013217898A (ja) * | 2012-03-16 | 2013-10-24 | Hitachi High-Tech Science Corp | 試料作製装置及び試料作製方法 |
| WO2019087229A1 (ja) * | 2017-10-30 | 2019-05-09 | 株式会社日立ハイテクノロジーズ | 評価用半導体基板およびそれを用いた検査装置の欠陥検出感度評価方法 |
| JPWO2019087229A1 (ja) * | 2017-10-30 | 2020-11-26 | 株式会社日立ハイテク | 評価用半導体基板およびそれを用いた検査装置の欠陥検出感度評価方法 |
| US11193895B2 (en) | 2017-10-30 | 2021-12-07 | Hitachi High-Tech Corporation | Semiconductor substrate for evaluation and method using same to evaluate defect detection sensitivity of inspection device |
| JP2020139829A (ja) * | 2019-02-28 | 2020-09-03 | 株式会社堀場製作所 | 三次元画像生成装置、及び三次元画像生成装置の係数算出方法 |
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