JPS60185351A - 荷電粒子ビ−ム制御法 - Google Patents
荷電粒子ビ−ム制御法Info
- Publication number
- JPS60185351A JPS60185351A JP59040382A JP4038284A JPS60185351A JP S60185351 A JPS60185351 A JP S60185351A JP 59040382 A JP59040382 A JP 59040382A JP 4038284 A JP4038284 A JP 4038284A JP S60185351 A JPS60185351 A JP S60185351A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- charged particle
- particle beam
- sample
- control method
- polarity
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
- H01J37/252—Tubes for spot-analysing by electron or ion beams; Microanalysers
- H01J37/256—Tubes for spot-analysing by electron or ion beams; Microanalysers using 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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の利用分野〕
本発明は荷電粒子ビーム制御法に係り、特に。
荷電粒子源から引出された荷電粒子ビームを試料に照射
し、この試料から二次的に放出される荷電粒子信号を検
出して試料解析情報とする荷電粒子ビーム制御法に関す
るもので９例えば、二次イオン像や二次電子像による高
分解能での試料面観察。
し、この試料から二次的に放出される荷電粒子信号を検
出して試料解析情報とする荷電粒子ビーム制御法に関す
るもので９例えば、二次イオン像や二次電子像による高
分解能での試料面観察。
二次正負イオンによる高感度質量スペクトル分析等に適
用される。
用される。
従来技術とその問題点を第１図により述べる。
第１図は、走査型イオン顕微鏡に関する従来例である。
本装置は、荷電粒子源（この場合はイオン源）１．絞り
２，３，４．、レンズ系５，６，７゜偏向電極８．試料
９．二次荷電粒子検出器１０．走査電源１１．像観察用
ＣＲＴ（陰極線管）１２より構成されている。３段レン
ズ系を利用しているのは。
２，３，４．、レンズ系５，６，７゜偏向電極８．試料
９．二次荷電粒子検出器１０．走査電源１１．像観察用
ＣＲＴ（陰極線管）１２より構成されている。３段レン
ズ系を利用しているのは。
縮小率を向上させるためであり、２段レンズ系を利用す
る場合もある。
る場合もある。
動作原理は次の通りである。まず、荷電粒子源１より放
出された一次荷電粒子（いまの場合はイオン）ビーム１
３を絞り２，３．４及びレンズ系５゜６．７により細束
化して試料９に照射する。試料９が二次荷電粒子ビーム
１３の照射を受りることにより、試料原子に基づく二次
荷電粒子（二次圧イオンまたは二次電子）１４が放出さ
れる。二次荷電粒子１４は荷電粒子検出器１０により検
出され、像観察用ＣＲＴ１２の輝度変調信号として利用
され、試料９の表面の二次イオン像（または二次電子像
）がｍ察される。この場合、ビーム走査は偏向電極８に
走査電源１１より供給される電圧信号によって像１１１
ｍ用ＣＲ′ｒ１２と同期させて行なう。
出された一次荷電粒子（いまの場合はイオン）ビーム１
３を絞り２，３．４及びレンズ系５゜６．７により細束
化して試料９に照射する。試料９が二次荷電粒子ビーム
１３の照射を受りることにより、試料原子に基づく二次
荷電粒子（二次圧イオンまたは二次電子）１４が放出さ
れる。二次荷電粒子１４は荷電粒子検出器１０により検
出され、像観察用ＣＲＴ１２の輝度変調信号として利用
され、試料９の表面の二次イオン像（または二次電子像
）がｍ察される。この場合、ビーム走査は偏向電極８に
走査電源１１より供給される電圧信号によって像１１１
ｍ用ＣＲ′ｒ１２と同期させて行なう。
しかし、従来法は、荷電粒子源からの二次荷電粒子ビー
ムとして正イオン、負イオン、電子のいずれか一つのみ
が利用可能であることから、検出結果として得られる情
報量が少ないという問題があった。特に、荷電粒子検出
器の出力として特定イオン種を利用する場合、二次イオ
ン種の二次イオン種に対する依存性が大きく、試料元素
の全てに対しては高感度での検出が困難であるという問
題があった。即ち、−次イオン種としてＣＫのような陽
性イオン種を用いる場合には陰性元素の負−３＝ の二次イオン強度が高くなるが、陽性元素の二次イオン
は、正負を問わず、著しく低下する。−次イオン種とし
て陰性元素を用いる場合には、上記と全く逆の関係にな
る。
ムとして正イオン、負イオン、電子のいずれか一つのみ
が利用可能であることから、検出結果として得られる情
報量が少ないという問題があった。特に、荷電粒子検出
器の出力として特定イオン種を利用する場合、二次イオ
ン種の二次イオン種に対する依存性が大きく、試料元素
の全てに対しては高感度での検出が困難であるという問
題があった。即ち、−次イオン種としてＣＫのような陽
性イオン種を用いる場合には陰性元素の負−３＝ の二次イオン強度が高くなるが、陽性元素の二次イオン
は、正負を問わず、著しく低下する。−次イオン種とし
て陰性元素を用いる場合には、上記と全く逆の関係にな
る。
本発明の目的は、従来技術での上記した問題点を解決し
、−次荷電粒子ビームとして陽性ビームと陰性ビームを
交互に引出し、試料から放出される二次荷電粒子信号と
して正イオン、負イオンあるいは電子を任意に独立にか
つ選択的に検出する方法とすることにより、高分解能で
の試料面観察。
、−次荷電粒子ビームとして陽性ビームと陰性ビームを
交互に引出し、試料から放出される二次荷電粒子信号と
して正イオン、負イオンあるいは電子を任意に独立にか
つ選択的に検出する方法とすることにより、高分解能で
の試料面観察。
高感度での分析、さらに、試料面観察と分析との同時遂
行を可能とする荷電粒子ビーム制御法を提供することに
ある。
行を可能とする荷電粒子ビーム制御法を提供することに
ある。
本発明においては、上記目的を達成するために。
荷電粒子源からビームを引出す電界の極性を周期的に変
換して陽性元素による荷電粒子ビームと陰性元素による
荷電粒子ビームとを交互に発生させて試料に照射し、試
料から二次的に放出される荷４− 重粒子信号の検出極性の変換を、上記ビーム引出し電界
の極性変換と選択的に同期させる制御方法とする。この
場合の二次荷電粒子信号の検出極性の変換は、陽性元素
による荷電粒子ビームの照射に対して陽性元素による二
次信号を検出し、陰性元素による荷電粒子ビームの照射
に対して陰性元素による二次信号を検出するように同期
変換を行なうこともあり、また、陽性元素による荷電粒
子ビームの照射と陰性元素による荷電粒子ビームの照射
のいずれに対しても陽性元素による二次信号と陰性元素
による二次信号とを独立にかつ選択的に検出するように
同期変換を行なうこともある。
換して陽性元素による荷電粒子ビームと陰性元素による
荷電粒子ビームとを交互に発生させて試料に照射し、試
料から二次的に放出される荷４− 重粒子信号の検出極性の変換を、上記ビーム引出し電界
の極性変換と選択的に同期させる制御方法とする。この
場合の二次荷電粒子信号の検出極性の変換は、陽性元素
による荷電粒子ビームの照射に対して陽性元素による二
次信号を検出し、陰性元素による荷電粒子ビームの照射
に対して陰性元素による二次信号を検出するように同期
変換を行なうこともあり、また、陽性元素による荷電粒
子ビームの照射と陰性元素による荷電粒子ビームの照射
のいずれに対しても陽性元素による二次信号と陰性元素
による二次信号とを独立にかつ選択的に検出するように
同期変換を行なうこともある。
本発明の一実施例を第２図により説明する。これは、走
査型電子像と走査型イオン像とを同時に観察する例であ
る。装置は、荷電粒子源１．絞り２．３，４．−次荷電
粒子ビーム集束用のレンズ５．６．７ （磁場、静電の
組合せレンズの場合も含む）、偏向電極８．試料９．正
荷電粒子検出器１０及び負荷電粒子検出器１０′、走査
電源１１．正荷重粒子像観察用ＣＲＴ１２及び負荷電粒
子像観察用ＣＲＴ１．２’、−次ビームプランキング用
の偏向電極１５．ビーム分離用の絞り１６．二次信号分
離用の偏向電極１７．二次信号分離用絞り１８．加速用
高圧電源１９及び分圧電源２０より構成されている。
査型電子像と走査型イオン像とを同時に観察する例であ
る。装置は、荷電粒子源１．絞り２．３，４．−次荷電
粒子ビーム集束用のレンズ５．６．７ （磁場、静電の
組合せレンズの場合も含む）、偏向電極８．試料９．正
荷電粒子検出器１０及び負荷電粒子検出器１０′、走査
電源１１．正荷重粒子像観察用ＣＲＴ１２及び負荷電粒
子像観察用ＣＲＴ１．２’、−次ビームプランキング用
の偏向電極１５．ビーム分離用の絞り１６．二次信号分
離用の偏向電極１７．二次信号分離用絞り１８．加速用
高圧電源１９及び分圧電源２０より構成されている。
第２図実施例は次のように動作する。荷電粒子源１とし
てアルゴン導入によるデュオプラズマトロンを採用した
。この荷電粒子源］に、第３図に示すように正及び負の
パルス電圧を印加し、陽性元素による荷電粒子（正イオ
ン）ビームと陰性元素による荷電粒子（電子ビームまた
は負イオンビーム）とを交互に引出す。アルゴンプラズ
マの場合。
てアルゴン導入によるデュオプラズマトロンを採用した
。この荷電粒子源］に、第３図に示すように正及び負の
パルス電圧を印加し、陽性元素による荷電粒子（正イオ
ン）ビームと陰性元素による荷電粒子（電子ビームまた
は負イオンビーム）とを交互に引出す。アルゴンプラズ
マの場合。
負イオン量は極めて微量であり、電子量に比較して無視
できる。引出された荷電粒子ビーム１３は。
できる。引出された荷電粒子ビーム１３は。
偏向電極１５と集束レンズ５．絞り２及びビーム分離用
絞り１６により、正イオンビーム及び電子ビームとして
周期的に分離して絞り１６の下方に取り出される。即ち
、試料９は、正イオンビームと電子ビームにより交互に
照射される。この場合、集束レンズ系のうちのあるレン
ズ系に磁場レンズを併用することにより、電子ビーム径
をより細束化することができる。本実施例では、レンズ
６．７を静電レンズと磁場レンズ両用のハイブリッドレ
ンズとして利用した。即ち、正イオンに対しては２段の
静電Ｉノンズ５，７（静電レンズ６は動作させず）を利
用し、また電子に刺しては、加速電圧の極性変換に同期
させて静電レンズをオフ状態にし。
絞り１６により、正イオンビーム及び電子ビームとして
周期的に分離して絞り１６の下方に取り出される。即ち
、試料９は、正イオンビームと電子ビームにより交互に
照射される。この場合、集束レンズ系のうちのあるレン
ズ系に磁場レンズを併用することにより、電子ビーム径
をより細束化することができる。本実施例では、レンズ
６．７を静電レンズと磁場レンズ両用のハイブリッドレ
ンズとして利用した。即ち、正イオンに対しては２段の
静電Ｉノンズ５，７（静電レンズ６は動作させず）を利
用し、また電子に刺しては、加速電圧の極性変換に同期
させて静電レンズをオフ状態にし。
３段の磁場レンズを利用した。これにより、試料上での
イオンビーム径及び電子ビーム径としてそわぞれ１７７
ｆｆｌ及びＯ、］、 ／／ＩＩ＋を得た。
イオンビーム径及び電子ビーム径としてそわぞれ１７７
ｆｆｌ及びＯ、］、 ／／ＩＩ＋を得た。
一方、−次荷電粒子ビームの照射によって試料表面で発
生した二次荷電粒子流１４の正、負の検出は、偏向電極
１７により選択的に行なわれる。本実施例では、上記し
たように一次ビームとして正イオンビームと電子ビーム
を交互に利用し、二次信号としてそれぞれ二次圧イオン
と二次電子を利用することにより、二次イオン像と二次
電子像とを。
生した二次荷電粒子流１４の正、負の検出は、偏向電極
１７により選択的に行なわれる。本実施例では、上記し
たように一次ビームとして正イオンビームと電子ビーム
を交互に利用し、二次信号としてそれぞれ二次圧イオン
と二次電子を利用することにより、二次イオン像と二次
電子像とを。
像観察用ＣＲＴ］、２及び１２′ に、同時にかつ独立
に観察することができる。この場合の一次励起源。
に観察することができる。この場合の一次励起源。
二次信号の選択、情報の種類及び特徴を表示する７−
と第１表のようになる。
ＣＲＴ１２．１２’ により、二次イオン像と二次電子
像とを同時に、独立に観察する場合について述べたが２
本発明によれば、正負の荷電粒子検出器１０゜１０′及
び正負の像観察用ＣＲＴ１２．１２’の検出系のいずれ
か一方、あるいは両方を、質量分析計とすることにより
、ＣＲＴによる像観察と質量分析計によるスペクトル分
析とを同時に、あるいは二次圧、負イオンの質量スペク
トル分析を同時に遂行することも可能である。二次圧、
負イオンによる質量スペクトル分析遂行時の一次励起源
、二次信号、情報の種類、それぞれの特徴を第２表に表
示して示す。
像とを同時に、独立に観察する場合について述べたが２
本発明によれば、正負の荷電粒子検出器１０゜１０′及
び正負の像観察用ＣＲＴ１２．１２’の検出系のいずれ
か一方、あるいは両方を、質量分析計とすることにより
、ＣＲＴによる像観察と質量分析計によるスペクトル分
析とを同時に、あるいは二次圧、負イオンの質量スペク
トル分析を同時に遂行することも可能である。二次圧、
負イオンによる質量スペクトル分析遂行時の一次励起源
、二次信号、情報の種類、それぞれの特徴を第２表に表
示して示す。
８−
極性と二次信号の検出極性を選択的に同期させ。
それぞれ、正イオンビームの励起に対して正または負の
二次信号を、また負イオンまたは電子励起に対して正負
イオンまたは電子の二次信号を独立にかつ選択的に検出
することが可能となり、これにより、高能率での試料面
像の観察、高分解能での試料元素の分析、さらに、像観
察と分析との同時遂行を可能にする利点がある。
二次信号を、また負イオンまたは電子励起に対して正負
イオンまたは電子の二次信号を独立にかつ選択的に検出
することが可能となり、これにより、高能率での試料面
像の観察、高分解能での試料元素の分析、さらに、像観
察と分析との同時遂行を可能にする利点がある。
本発明によれば、（１）従来方法に比べて情報量を２倍
に増加させることができ、これにより、より正確な試料
評価が可能になる。（２）二次信号として正イオン、負
イオンまたは電子を任意に取り出して利用でき、高分解
能での試料表面観察、高感度での試料分析が可能となり
、かつ、必要に応じて情報を選択できる。（３）像観察
と分析とを同時に遂行するというように異なったモード
による同時的な解析が可能となる２等の効果を発揮する
。
に増加させることができ、これにより、より正確な試料
評価が可能になる。（２）二次信号として正イオン、負
イオンまたは電子を任意に取り出して利用でき、高分解
能での試料表面観察、高感度での試料分析が可能となり
、かつ、必要に応じて情報を選択できる。（３）像観察
と分析とを同時に遂行するというように異なったモード
による同時的な解析が可能となる２等の効果を発揮する
。
第１図は従来の走査型電子顕微鏡の配置図、第２図は本
発明制御法を適用して走査型電子顕微鏡〈符号の説明〉 ■・・・荷電粒子源 ２、 ３．４．、１．６・・・絞り ５．６．７・・・レンズ ８．１５・・・偏向電極 ９・・・試料 １０、１０’・・・荷電粒子検出器 １１・・・走査電源 １２、１２’・・・ＣＲＴ Ｉ３・・・−次荷電粒子ビーム １４・・・二次荷電粒子流 １７・・二次信号分離用偏向電極 １８・・二次信号勺離用絞り １９・・・加速用高圧電源 ２０・・・分圧電源 代理人弁理士 中 村 純之助 第３図 正電圧 雪 負電圧 りＣ１
発明制御法を適用して走査型電子顕微鏡〈符号の説明〉 ■・・・荷電粒子源 ２、 ３．４．、１．６・・・絞り ５．６．７・・・レンズ ８．１５・・・偏向電極 ９・・・試料 １０、１０’・・・荷電粒子検出器 １１・・・走査電源 １２、１２’・・・ＣＲＴ Ｉ３・・・−次荷電粒子ビーム １４・・・二次荷電粒子流 １７・・二次信号分離用偏向電極 １８・・二次信号勺離用絞り １９・・・加速用高圧電源 ２０・・・分圧電源 代理人弁理士 中 村 純之助 第３図 正電圧 雪 負電圧 りＣ１
Claims (4)
- （１）荷電粒子源から引出された荷電粒子ビームを試料
に照射し、試料から二次的に放出される荷電粒子信号を
検出して試料解析情報とする荷電粒子ビーム制御法にお
いて、荷電粒子源からビームを引出す電界の極性を周期
的に変換して陽性元素による荷電粒子ビームと陰性元素
による荷電粒子ビームとを交互に発生させて試料に照射
し、試料から二次的に放出される荷電粒子信号の検出極
性の変換を、」二記ビーム引出し電界の極性変換と選択
的に同期させて行なうことを特徴とする荷電粒子ビーム
制御法。 - （２）前記二次荷電粒子信号の検出極性の変換が。 陽性元素による荷電粒子ビームの照射に対して陽性元素
による二次信号を検出し陰性元素による荷電粒子ビーム
の照射に対して陰性元素による二次信号を検出するよう
に、前記ビーム引出し電界の極性変換に応じて行なわれ
ることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の荷電粒
子ビーム制御法。 - （３）前記二次荷電粒子信号の検出極性の変換が。 陽性元素による荷電粒子ビームの照射と陰性元素による
荷電粒子ビームの照射のいずれに対しても陽性元素によ
る二次信号と陰性元素による二次信号とを独立にかつ選
択的に検出するように、前記ビーム引出し電界の極性変
換に応じて行なわれることを特徴とする特許請求の範囲
第１−項記載の荷電粒子ビーム制御法。 - （４）前記二次荷電粒子信号の検出極性の変換が。 −次荷電粒子ビ・−ムの試料への照射に対して試料から
の二次信号として試料面の像観察用の二次信号と試料元
素分析用の二次信号とを検出するように、前記ビーム引
出し電界の極性変換に応じて行なわれることを特徴とす
る特許請求の範囲第１項記載の荷電粒子ビーム制御法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59040382A JPS60185351A (ja) | 1984-03-05 | 1984-03-05 | 荷電粒子ビ−ム制御法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59040382A JPS60185351A (ja) | 1984-03-05 | 1984-03-05 | 荷電粒子ビ−ム制御法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60185351A true JPS60185351A (ja) | 1985-09-20 |
Family
ID=12579103
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59040382A Pending JPS60185351A (ja) | 1984-03-05 | 1984-03-05 | 荷電粒子ビ−ム制御法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60185351A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63211551A (ja) * | 1987-02-27 | 1988-09-02 | Hitachi Ltd | 荷電粒子線装置 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5342096A (en) * | 1976-09-28 | 1978-04-17 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Ion impulse type mass spectrograph |
| JPS55133740A (en) * | 1979-04-03 | 1980-10-17 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Secondary ion mass spectrometer |
| JPS58158844A (ja) * | 1982-03-17 | 1983-09-21 | Jeol Ltd | イオン銃 |
-
1984
- 1984-03-05 JP JP59040382A patent/JPS60185351A/ja active Pending
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5342096A (en) * | 1976-09-28 | 1978-04-17 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Ion impulse type mass spectrograph |
| JPS55133740A (en) * | 1979-04-03 | 1980-10-17 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Secondary ion mass spectrometer |
| JPS58158844A (ja) * | 1982-03-17 | 1983-09-21 | Jeol Ltd | イオン銃 |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63211551A (ja) * | 1987-02-27 | 1988-09-02 | Hitachi Ltd | 荷電粒子線装置 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP1540692B1 (en) | Particle-optical device and detection means | |
| JP2008539549A (ja) | 電子衝撃イオン源において空間電荷により影響を受けるイオン不安定性の制御方法 | |
| US3889115A (en) | Ion microanalyzer | |
| JPH0286036A (ja) | イオンマイクロアナライザ | |
| EP0559202B1 (en) | Secondary ion mass spectrometer for analyzing positive and negative ions | |
| JPS59205142A (ja) | 質量分析計 | |
| JPS5958749A (ja) | 複合対物および放射レンズ | |
| US4841143A (en) | Charged particle beam apparatus | |
| EP0084850B1 (en) | Apparatus for irradiation with charged particle beams | |
| JPH10154483A (ja) | イオン検出器 | |
| US4107527A (en) | Ion-emission microanalyzer microscope | |
| JPH04122882A (ja) | 荷電粒子測定装置および光強度波形測定装置 | |
| Gersch et al. | Postionization of sputtered neutrals by a focused electron beam | |
| US20040004773A1 (en) | Reducing chromatic aberration in images formed by emmission electrons | |
| JP2607573B2 (ja) | イオンマイクロアナライザ | |
| JPS60143759A (ja) | 質量分析計 | |
| JPH02165038A (ja) | 飛行時間型粒子分析装置 | |
| JPH0330249A (ja) | イオン検出器 | |
| JP2949753B2 (ja) | 四重極質量分析計 | |
| JPH059899B2 (ja) | ||
| JPS59201357A (ja) | 二次イオン質量分析計 | |
| JPS58142285A (ja) | 荷電粒子検出器 | |
| JPH01264153A (ja) | 電子線装置 | |
| JPH02244549A (ja) | 二次イオン質量分析装置 | |
| JPH06318443A (ja) | イオンビーム装置 |