JPS60167247A - 走査電子顕微鏡 - Google Patents

走査電子顕微鏡

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JPS60167247A
JPS60167247A JP59021979A JP2197984A JPS60167247A JP S60167247 A JPS60167247 A JP S60167247A JP 59021979 A JP59021979 A JP 59021979A JP 2197984 A JP2197984 A JP 2197984A JP S60167247 A JPS60167247 A JP S60167247A
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JP
Japan
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magnetic field
electron
electron beam
electrons
generating means
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Pending
Application number
JP59021979A
Other languages
English (en)
Inventor
Kenji Obara
健二 小原
Susumu Takashima
進 高嶋
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Jeol Ltd
NTT Inc
Original Assignee
Jeol Ltd
Nihon Denshi KK
Nippon Telegraph and Telephone Corp
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Publication date
Application filed by Jeol Ltd, Nihon Denshi KK, Nippon Telegraph and Telephone Corp filed Critical Jeol Ltd
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Publication of JPS60167247A publication Critical patent/JPS60167247A/ja
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • HELECTRICITY
    • 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
    • H01J37/26Electron or ion microscopes; Electron or ion diffraction tubes
    • H01J37/28Electron or ion microscopes; Electron or ion diffraction tubes with scanning beams

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は、走査電子顕微鏡の二次電子検出器買の改良に
関する。
[従来技術] 走査電子顕微鏡を用いて半導体等の試料を観察する場合
には、半導体素子の損傷を抑えたり、試料のチャージア
ップを防いだり、入射電子のもぐり込みを小さくして表
面近くの信丹のみを取り出すだめに試料を照射する電子
ビームの加速電圧を低くすることが多い。第1図は、透
過結像型電子顕微鏡に走査電子顕微鏡像が観察できるよ
うな機能を備えた従来装置の一例を示すもので、図中1
は光軸2に沿って電子ビーム3が取り出される電子銃で
あり、該電子銃1よりの電子ビーム3は集束レンズ4に
より集束されて対物レンズ5の磁極片I!I隙の略中火
に配置された試料6に照射される。
7及び8は電子ビーム3を試料6上で二次元的に走査さ
せるための偏向コイルである。二次電子検出のための二
次電子検出器は、対物レンズ5の上方に設けられており
、シンチレータをその先端に取り付けたライトパイプつ
とその後端に配置された光電子増倍管10がら偶成され
る。前記ライトパイプ9先端のシンチレータ−の前面に
は導電性薄膜が蒸着され、その周囲には二次電子収集手
段としてのリング状の二次電子収集電極11が配置され
、該二次電子収集電極11は直流電源12によって例え
ば+10KVに印加されており、更にその周囲には接地
電位のシールド筒13が設けられている。14は電子銃
に電子ビーム3の加速電圧を供給する加速電源である。
第1図の装置において、電子ビーム3を加速するための
加速電圧Vaが例えば40KVと高い場合には、二次電
子収集電極11が形成する電場による電子ど一ム3の偏
向は問題とならない。しかし、加速電圧Vaが5KV程
度に低くなると電子ビームの速疫は遅くなり、二次電子
収集電極11によって形成される電揚内に滞在する時間
が長くなるため電子ビーム3は該電場によって大きく偏
向されてしまう。例えば、第1図中に示す軌跡3はva
が30KVの場合のものであり、3′はVaが5KVの
場合のものである。このように加速電圧の切り替えによ
って電子線の軌跡が変化することは、加速電圧の切替え
の際に試料像の視野が移動してしまうことを意味し−C
おり、特に半導体試料の観察には大きな障害となってい
た。
[発明の目的] 本発明は二次電子検出装置にお(プる二次電子収集手段
が形成する電場によって試料照射電子ビームが偏向され
ることを防止することによって、加n¥X圧の切り替え
に伴なう観察視野の移動を防止することを目的としてい
る。
[発明の構成] 本発明の4iQ成は、電子銃から光軸に沿って取り出さ
れる電子ビームを加速電圧Vaで加速して試料に照射す
る手段と、該試料より電子銃側に設けられ該試料よりの
二次電子を収集する電界を形成するための二次電子収集
手段と、該二次電子収集手段によって収集された二次電
子を検出するための二次電子検出器を備えた装置におい
て、前記二次電子収集手段が形成する電場によって前記
電子ビームの電子が受ける力をlち消づ方向に電子ビー
ムの電子に対して力を与える磁場を形成する補正用の偏
向磁場発生手段を設(づたことを特徴としている。
[実施例] 以下本発明の実施例を添付図面に基づき詳述する。
第2図は本発明の一実施例を示J概略図である。
第1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2図において、15は電子ど一ム3の二次
電子収集電極11が形成する電場による電子ヒーム3の
偏向を補正する目的のために二次電子検出器の近傍に配
置された補正用偏向磁場発生手段であり、該補正用偏向
磁場発生手段15は第3図に示ツ如く光軸2に直交する
方向に補正用磁場Bを形成するための鞍型に形成された
コイル15a、15bとヨーク1Gから構成されいる。
該コイル15a、15bは巻枠を兼ねたヨー916に巻
回され、対向J−るコイル間には本実施例の場合は第3
図矢印で示す方向に一様な補正用磁場Bか形成される。
又、該ヨーク16には窓16aが穿たれており、該窓部
分に二次電子検出器が配置されている。17はコイル1
5a、15bに励磁電流を供給する励磁電源てあり、該
励FI11電源17は加速電源14に接続されており、
加速電源14の加速電圧の切り換え【こ連動してコイル
15a、15bに供給する励磁電流が変化するように構
成されている。
第3図において、例えば接地電位部Aと二次電子収集電
極11の距離が20cmで電場が一様に分布すると仮定
すると、二次電子収集電極11に直流電源12から+1
0KVの電圧を印加した場合、光軸の近傍には10KV
10.2m=5X104V / mの電極が形成される
。このため、電子ビーム3は該電場によりF+ =eE
の力を受け第1図の電子ビーム3′の様に偏向され試料
照射位置が移動することとなる。ここで、eは電子の電
荷量であり、Eは電場の強さである。
そこで、本発明は、二次電子収集電極11が形成する電
場による電子ビーム3の偏向を補正するために、電子ビ
ーム3が受ける二次電子収集電極11の電場による力F
1を新たに設けた補正用鍋向磁場発生手段15による偏
向磁場によって相殺するようにし1=ものである。第2
図に示す補正用偏向磁場発生手段15が形成する磁場B
によって、電子ビーム3の電子は、Flとは反対の方向
の力F2 =eVo Bの力を受ける。ここで、VOは
電子ヒーム3の速度、Bは磁場の強さ、電子ビーム3の
加速電圧をVas電子の質量をrrlQとするとmo 
Vo 2= 2 e Va Vo= 26Va/n−となり 故に、F2=eヅ]「;σ]−し1冨−0×8 となる
又、電子ビーム3の電子の受りる二次電子収集電極11
の電場によるノ]F+を新たに加えた磁場により相殺す
るためにはF+ =F2を’+fJ’45f:づ“る磁
場を形成して相殺すればよい。
即ち、e[=eF「5乙/rTIQX3が成立すればよ
い。従って、E=5X104V/mでVa=1KVとす
ると本実施例の場合は、約26.7ガウスの磁場を形成
することにより電子ビーム3の電場による偏向を補正す
ることができる。ここで、二次゛重子収集電極11に印
加する電圧が一定とすると、電子銃1の加速電圧Vaを
変化さけた場合には、この電圧の変化と連動させて補正
用偏向磁場発生手段15の励[電流を変化さi!磁場B
の強さを変化させればどのような加速電圧であっても常
に電極11による電子ビームの偏向を補正することがで
きる。尚、補正用偏向磁場発生手段15における励磁コ
イルやヨークは、試料6からの二次電子e2が二次電子
検出器に向かう方向と直交する方向に配置されるので、
励磁コイルやヨーク16が二次電子の通過を妨げること
はない。
又、試料6J、り放出された二次電子e2は、電子ビー
ム3とは反対方向に進むので、補正用磁場Bから電子ビ
ーム3が受けた力とは反対方向の力を受ける。即ち、二
次電子収集電極11の方向に向う方向なので、この新た
に加えられた補正用磁場Bは、二次電子収集にも寄与す
る。この様に+F4成することにより、二次電子収集電
極11の電場による電子ビーム3の偏向を補正すること
ができる。
第4図は本発明の他の実施例の概略図であり、第2図と
同一構成要素には同一番号をイリしてその説明を省略す
る。第4図において、18a、18bは補正用偏向磁場
発生手段15が形成するv11揚Bに直交する方向に電
場Eを形成するための一対の二次電子偏向用電極であり
、一方の電極18aは金属平板状電極であり、もう一方
の電極18bは金属メツシュ状に構成されている。又、
該電極18aには、直流電源19にリーV/2(例えば
−500V)の直流電圧が印加され、18bには十V/
2 (例えば+500V)の直流電圧が直流電源20よ
り印加されている。このように構成された装置では、電
子ビーム3の二次電子収集用(セ11と電極18a、1
8bの電場による偏向は補正用偏向磁場発生手段15に
より補正されるため電子ビーム3の試料照射位置は移動
せず、従って視野移動も防止される。又、試料6よりの
二次電子e2は+500Vが印加された二次電子偏向用
電極18bによって偏向され金属で形成されたメツシュ
状の間隙を通過し、更に二次電子収集電極11に印加さ
れた+10KVの電圧により加速されて検出されるため
二次電子収集効率を向上させることができる。尚、電極
18a、18bを配置することにより略一様な電場を形
成できるので、電子ビーム3の電子の受ける力は前記補
正用鍋向磁場発生手段15によって、より簡単に相殺で
きる利点がある。更に、下から上ってきた二次電子e2
に対しては、電場Eによる力、磁場Bによる力共に二次
電子検出器の方向を向いているので二次電子検出効率を
向上することができる。更に又、補正用偏向磁場発生手
段としてリング状の強磁性体のヨークとその上に巻回し
たコイルを用い、該ヨークに検出器挿入用の窓と軸対称
の位置にある相似形の窓16bを設けることにより、内
部に発生ずる磁場を均−磁場に近ずけ得るので電子ビー
ムに対ザる電場EとIl場Bの偏向力をより正確にキャ
ンセルすることができる。
[効果] 以上のように本発明は、電子銃から光軸に沿って取り出
される電子ビームを加速電圧Vaで加速して試料に照射
する手段と、該対物レンズより電子銃側に設けられ該試
料よりの二次電子を収集する電界を形成するための二次
電子収集手段と、該二次電子収集手段によって収集され
た二次電子を検出するための二次電子検出器を備えた装
置において、該二次電子収集手段が形成する電場による
電子ビームの偏向を補正することにより加速電圧の切り
替えに伴なう視野移動を防止した走査電子顕微鏡を提供
する。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来装置の概略図、第2図は本発明の一実施例
の概略図、第3図は第2図の実施例装置を説明するだめ
の図、第4図は他の実施例の概略図、第5図は他の実施
例を説明するだめの図である。 1:電子銃、3:電子ヒーム、4:集束レンズ。 5:対物レンズ、7.s:a向コイル、9ニライトパイ
プ、10:二次電子増倍管、11:二次電子収集電極、
13:シール1〜筒、14;加速電源。 15:補正用量向磁場発生手段、16:ヨーク。 17:励磁電源、18a、18b:二次電子捕集用電極
、19.20:直流電源。 特許出願人 日本電子株式会社 代表者 9藤 −夫

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 (1〉電子銃から光軸に治って取り出される電子ビーム
    を加速電圧Vaで加速して試料に照射する手段と、該試
    料より電子銃側に設(プられ該試料よりの二次電子を収
    集する電界を形成するための二次電子収集手段と、該二
    次電子収集手段によって収集された二次電子を検出する
    ための二次電子検出器を備えた装置に43いて、前記二
    次電子収集手段が形成する電場によって前記電子ビーム
    の電子が受ける力を打ち消す方向に電子ビームの電子に
    対して力を与える磁場を形成する補正用の偏向磁場発生
    手段を設けたことを特徴とする走査電子顕微鏡。 (2)前記補正用の偏向磁場発生手段の励磁強度を前記
    加速電圧Vaの切り換えに連動して制御するように構成
    した特許請求の範囲第1項記載の走杏@竿IIM満焙− (3)前記補正用の偏向磁場発生手段として、二次電子
    通過用の窓及び該窓と軸対称の位置に同形状の窓を有す
    る強磁性体から成るヨーク及びその上に巻回されたコイ
    ルより成る特許請求の範囲第1項乃至第2項記載の走査
    電子顕微鏡。 (4)前記二次電子収集手段として光軸に関し略対称に
    配置された一V/2の電圧が印加される金属平板状電極
    及び+V/2の電圧が印加される金属メツシュ状電極を
    用いたことを特徴とする特許請求の範囲第1項記載乃至
    第3項記載の走査電子顕微鏡。
JP59021979A 1984-02-10 1984-02-10 走査電子顕微鏡 Pending JPS60167247A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007285512A (ja) * 2006-03-24 2007-11-01 Aichi Mach Ind Co Ltd 自動シフト式変速機
JP2008208872A (ja) * 2007-02-23 2008-09-11 Ikeya Formula Kk 変速操作装置

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JPS5411275A (en) * 1977-03-22 1979-01-27 Alfa Laval Ab Recovery of meat material and fat from animal material
JPS54111275A (en) * 1978-02-20 1979-08-31 Jeol Ltd Electron microscope

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