JPS6050850A - 走査電子顕微鏡 - Google Patents

走査電子顕微鏡

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JPS6050850A
JPS6050850A JP58160089A JP16008983A JPS6050850A JP S6050850 A JPS6050850 A JP S6050850A JP 58160089 A JP58160089 A JP 58160089A JP 16008983 A JP16008983 A JP 16008983A JP S6050850 A JPS6050850 A JP S6050850A
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JP
Japan
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electron beam
scanning
signal
electron
sample
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JP58160089A
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JPH0542102B2 (ja
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Akinari Ono
小野 昭成
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Jeol Ltd
NTT Inc
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Jeol Ltd
Nihon Denshi KK
Nippon Telegraph and Telephone Corp
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Publication date
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    • 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
    • H01J37/295Electron or ion diffraction tubes

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  • 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I A′fF、明はビーム11ツ4ング機能を(晶えた走査
電子顕微!任に閏りる。
[従来技術1 ;H111,’I、走査電子顕微鏡を■い(?11了ブ
Vンネリングパターンを観察することにより、バルク払
拭r1の表面の結晶Vfl 41’tが広< t’r 
’/’rわれている。電子チャンネリングパターン(ま
4段行1ηの良い電子線を用い(、r++tl l t
;−、、t; lJル’rN 了fu’/)it(t’
JJ 411M ヲ一点に固定したまま、電子線の入射
角θ及び方位角φを走査して所謂ビームロッキングする
と共に、この走査に伴なって得られた反0・1電了、二
次電子等の検出信号をこの走査に同期走査される陰極線
管等の表示手段に供給することによっ−C得られる。
第1図(a)及び(、b)は各々走査電子顕微鏡におい
て、通常の走査像と電子チャンネリングパターンを得る
場合の光線図を示すためのもので、両図において1は電
子銃であり、2は集束レンズ、3は対物レンズ、4は試
別である。6はX方向及びY方向用の一対の偏向=lイ
ルより成る第1段の偏向器であり、同様に7は一対の偏
向]イルJ:り成る第2段の偏向器であり、FBは電子
線を示している。これらの図から明らかなように、走査
像観察モードの場合には集束レンズ2により電子銃1の
クロスオーバー像5が形成され、この像5を対物レンズ
3により試料面S上に投影すると共に、偏向器6及び7
によりこの投影点を試料面S十において走査する。一方
電子チャンネリングパターン観察モードにおいては、集
束レンズ2を電子銃のり「1スA−バー像が対物レンズ
3の前方焦点面E3に形成される」、うに励磁し、下行
イf電子線が試$41 /lに照射されるJ、うにづる
。そこぐ、第1段のf1mi向器61重1、’) 7t
7 ”r線1:: r’3 全偏向−J−ルト、クロス
オーバー像5゛は対物レンズ3の前記焦点面8を移÷1
1?Jるため、試t’l ’Iに入Q−1する電子線「
13は試才≧17Iへの人!J・I r:Xを光軸C上
の一点に固定()た状態0人0・1角0及びカイ☆角φ
をゆ化さけることができる。しかしくくがら、このJ、
うイr従来装Hにおいては、λ・1物レンズの球面収差
の影響及び対物レンズの物面が11−白黒6の1−1自
主面と一致しないため、電子線を[1ツ1ング(jるど
、電子線の試料而上にai iJる照射位置が実際には
数iQf1m移動してしまい、そのため試別の微小部分
の解析をすることができ/、「かっ/;: 、、このJ
、うな欠点を解決するため、例えば、対物1ノンズの近
傍に補助1ノンズを配置し、この補助レンズの励磁強f
αを電子線の偏向角に応じ【身化さ【!、電子線の試別
への入q・1点が固定されるJ、うにりることも考えら
れるが、装置が大がかりにイCす、ぞの製作費用す高<
<rる。
3− [発明の目的] 本発明はこのような従来の欠点を解決J−べくなされた
もので、ビームロッキング(−伴なう電子線の照射位置
の変動を防ぐことのできる比較的構造簡単で製作コスト
の低廉な装置を提供1することを目的としでいる。
[発明の構成] 本発明は電子銃と、集束レンズと、対物レンズと、電子
線を偏向するための偏向器と、該偏向器に走査信号を供
給するための手段と、電子線°の試料への照射によって
試料より得られる信号を検出するための検出器と、該検
出器よりの出力信号に基づいて像を表示するため前記電
子線の走査に同期走査される表示装置とを備え、走査像
と電子線ロッキングによる電子チャンネリングパターン
を切換えて観察できるようにした装置において、電子線
ロッキング角αを表わす信号に基づいて、走査像観察モ
ードにおいて電子線をロッキングした際に形成される最
小錯乱円の位置を試料面の位置に一致させる手段を具備
したことを特徴どしてい4− イ)、。
[発明の信用] 以下、本発明において基本となっている考えを第1図と
同一の構成要素に対しては同一番号が付されIこ第2図
及び第3図に基づいて説明する。
第2図に承りように、走査像観察モードにおい−Cは、
対物レンズ3は光路1−1で示J−ように前記り「jス
A−バー像5の像を試料面S上に結像するj、うに励磁
されている。従って、電子チャンネリングパターン観察
モードに移行1ノだ際に対物レンズ3のト11磁がその
ままであるとすれば、第1の偏向器6の偏向」−面9は
クロスオーバー像5より下に配置6されているから、第
1の偏向器6によりロッキングを行なうと、電子線は光
路1−2に示すように試別面SJ、すΔ1°下側の点1
0を中心として[1ツー1:ングするはずであり、その
ため、試別面Sにでは電子線の入射貞が変動Jる。更に
、第2図においては対物レンズ3の球面収差を考慮しな
か−)だが、実際には球面収差があるため、ロッキング
に伴<2う人用魚の変動はより大ぎなものとなる。
即ち第3図に示すように、第1の偏向器6の偏向1丁面
9ど光軸Oとの交白から発しIこ近軸光線12゜12 
′は試料面Sよリートの前記点10に集束するが、高次
軌道L3,13′の光線は対物レンズ30球面収差の1
こめ試料面Sより上方の白Cmに集束し、この点Cmに
ロッキングの際に照射イ)“7 ”¥1の動きの最も少
ない点(最小錯乱円)ができる、1従って、試料面Sの
位置をこの+:、tcmに含Uることができれば、電子
線照用位圓の11ツー1.ングに伴イjう変り1を最小
にすることがCさる。
いま、試11面Sと最小り11乱円が形成される点Cm
との距離をΔF、C8を対物1ノンズ3の球面収差係数
、αを前記θの最人伯(′あるロッキング角度、z、)
、z、)−をり[lスA−バー像5どス・)物1ノンズ
3及び第1の偏向器6と対物レンズ3との距離、Zl 
、 zi −を各々対物レンズ3と試1′+1而Sとの
距離及び対物レンズ3と前記偏向主面90像10との距
離、dを最小な11乱円のv1径ど1れば、1/Zo 
+1/Z+ =1/7o −+1/Z+Zi ”−Zi
 −八f −プj Δ1−1 Δf−3/4 − Cs −a2d=1/2
 ・ Cs ・ (Z 3 Cあるから、 ど(iる。電子線ブIT −’、/’電流全電流とした
時、(1) i’<の第21i’lは定数どイ「す、又
対物レンズ3の励磁強1αを疫化さ1↓た際の球面収差
係数C5のゆ化す無視できる稈小ざいため、Δ[は実用
上ロッ1ンη角αのみに依(jりると児イfし得る。そ
こC゛、ilJ東−し−ドを走査録七−ドから雷了チャ
ンネリングパターン上−ドに切換えるのに伴なって対物
1ノンズ3の焦」j、(ど試オ′毫1面Sどの距−1を
前記(1)式で゛すλられるΔ]−に相当Jる分だけ変
化させるようにりれば、11ツキングに伴4「−)電子
線照射点の移動を線巾に抑えで微小領域の解析をするこ
とがCさ゛る、1 1実施例1 本発明は十3ilj l/た考えに基づくもので、以下
、図面に!謹づき本発明の実施例を詳)ホする。
7− 第4図は本発明の一実施例を示すためのもので、第4図
においては第1図と同一の構成要素に対しては同一番号
が付されている。
図中11は走査信号発生回路であり、この回路111こ
りの走査信号は各々増幅率可変増幅器12及び13を介
して第1及び第2の偏向器6,7に供給できるようにな
っていると共に、陰極線管14の偏向コイルDに供給さ
れている。15は観察モードを走査像観察モードと電子
チャンネリングパターン観察モードとの間で切換えるに
伴なって、走査信号の第2の偏向器7への供給を制tI
l−!するためのスイッチ回路である。16 t、L 
M了チャンネリングパターンを観察する際に、電子線の
ロッキング角度を指定するための信号を発生Jる[1ツ
4:ング角度指定信号発生回路であり、この回路16よ
りの信号は増幅率可変増幅器12に供給されでいる。1
7及び18は各々集束及び対物レンズ2゜3の励磁電源
である。対物レンズ助長1電源18は励磁制御回路19
よりの制御信号に基づい−C制御される。励磁制御回路
19は走査像観察用の励磁−〇− 指定信号を発11りる第1の回路19aと電子チャンネ
リングパターン観察用の励磁指定信号を発生覆る第2の
回路19bど、回路19よりの出力信号をこれら2つの
回路19a、19bの出力信号間で切換えるためのスイ
ッチ回路19cとより成っている。回路19bに(上前
記ロッキング角度指定信弓発生回路16よりのロッキン
グ角度αを表わt (M号が供給されCおり、この回路
16bはこの回路16J、りの指定信号1こ基づいて、
回路19aが指定づる位置より第(1)式のΔFだけ遠
い位置に最小811乱円Ornを形成づるように対物レ
ンズ3を励…J−るJこめの信号を発生する。又、前記
スイッチ回路15どスイッチ19Cとは連動する、」、
うになっている。20は電子線FBの試料4への照01
によつ−(、試Fl 4 J、り発生した反射電子等を
検出Jるための検出器であり、この検出器20J、りの
出力信号は増幅器21を介して前記陰極線管14に輝度
イハシ〕どして供給されている。
このJ、う/l−構成において、まず走査像を観察しJ
、うとづる際には、スイッチ回路15及び19Cを第4
図の点線のように接続づるとjljに、励磁電源17を
切換えて集束レンズ2にJ、り電子銃1の像が第1図(
a>の点5に形成されるJ、うにする。
そのため、対物レンズ3はり[1スA−バー像5の像を
試わl i′ri′1S−1に結像づるように励磁され
る。又、増幅率可変増幅器12.13の増幅率を図示外
の制御手段により走査像観察用の所定の値に切換える。
そこで、走杏信号発イに回路11J、すflr: +!
状の走査信号を発生すれば、電子線は試料而上を二次元
的に走査し、この走査に伴4Tつで検出器20j。
り得られた検出信号は陰極線管14に供給されるため、
陰極線管14には通常の走査像が表示される。次に電子
チャンネリングパターンを観察しようとJ゛る際には、
スイッチ回路190を第4図において実線で示すように
接続り=るどJtに、スイッチ回路15を非導通状態に
切換える。更に、集束レンズ2を第1図(b)に示すよ
うに、電子銃1のり【]スA−バー像が対物レンズの前
方焦点面8に形成づるように励磁づる。又、対物レンズ
のb11磁電源18は第2の励磁指定伯号介年回路19
よりのす、I+ Ia指定(1’7 >’3 +、−早
づいて励(娃されるため、対物1ノンス:′3はfA 
/Is t:’+乱内円Cm第1図に示す場合j、り前
1.+1△1だ(J遠い(1’/ Vr’lに来る」、
うにη1111される1、−fこ(・、11−rイ、ツ
〕介11回路1J、り走査信号を供給りれば、この走査
(ijr3は第1の偏向器6に供給され、ぞの結宋、電
r銃1のり[1スオーバー像1)゛が対物1ノンズの前
/]焦魚而面を走査Jるため、電子線の試1M ’lへ
の八〇・1点を固定した状態で大剣f(10及びj)位
角φが走査される。ぞこC1検出器20 J、りの出カ
イ、1月に阜づい−(陰極線管14には宙rJIIンネ
リングパターンが表示されるが、対物レンズJ3の焦+
:、!距11111は、走査像観察モードの場合J、す
1)前ijLΔi−tc相当Jる分だ(°)艮くされて
いる1、:v)、前記II4小1i乱円が形成される点
CmもΔ[だtJ移動1)C1−1−1σ試判而Sの位
1mと一致することにイcる。従つ【、試$11面Sに
おける電子線入口・1貞の移り1をり、l小に抑λるこ
とができる。
尚、L J lノIこ実施例【」1、本発明の一実施例
に過さ゛f、幾多の他の態様で・実施して−b良い。
例λば、」述しlJ実施例(、二おいては、対物レン1
1− ズの焦魚距離を変化さ1↓るようにし“lこか、観奈七
−ドを切換えるに際しく、逆に試料の/]を光軸1ノ向
にΔFだIi自動的に移動させるように構成しくも授い
、。
[効果1 上述した説明から明らか’、’t J:うに、本発明に
1.朱づく装置によれば、比較内面111目−) !1
1!1作:1ストの安価な構成により、電子線の人躬貞
をほとんど移動させることなく電子線をロッキングして
、微小領域の電子チャンネリングパターンをl+lJ察
りることができる。
【図面の簡単な説明】
第1図(a)及び(b)は従来装置にお()る各々、走
査像観察モード及び宙了ヂ1?ンネリングパターン観察
モードの光線図、第2図及び第3図は本発明の基本的考
えを説明りるための図、ui /1図は本発明の一実施
例を示Jための図Cある。 1:電子銃、2:集束レンズ、3:対物レンズ、4:試
料、5:走査像観察モードにお(−Jる電子銃のクロス
オーバー像、5−:電子ヂャンネリング12− バクーンi11.!察し一ドにお【」る電子銃のクロス
オーバー酸、6 、7: ll11!向器、11:走査
信号発生回路、12.13:増幅率可変増幅器、14:
陰極線管、Ih、19(C:スイッチ回路、16:ロワ
1ング角+CI指定fFisj発41回路、17.18
:励磁電源、19 : 1ijl lit制911回路
、19a、19b:励磁1旨定イi’i ’3 R11
’ I!’l k”FI、20:M出器、C:光軸、C
rr):最小111乱円が(fイ1リール■;、ミ、S
:試料面。 Bt K’l出願人 11本電子株式会社 代表者 伊睦 −大

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)電子銃と、集束レンズと、対物レンズと、電子線
    を偏向するための偏向器と、該偏向器に走査信号を供給
    するための手段と、電子線の試料への照射によって試料
    より得られる信号を検出器るだめの検出器と、該検出器
    よりの出力信号に基づいて像を表示Mるため前記電子線
    の走査に同期走査される表示@置とを備え、走査像ど雷
    了!fAnツキングによる電子チャンネリングパターン
    を切換えて観察できるようにした装置において、電子線
    ロッキング角αを表わJ信号に基づいて、走査像観察モ
    ードにおいて電子線をロッキングした際に形成される最
    小錯乱円の位置を試お1而の位置に一致させる手段を具
    備したことを特徴とりる走査電子顕微鏡。
  2. (2)前記電子線1]ツキング角αを人ねり信号に基づ
    いて、走査像観察モードにJtいて電子線を11ツ1ン
    グしl、=際に形成される最小♀j1乱円の位置を試1
    1而のイ〜’t if”7に 致さIJる手段1.1、
    対物レンズの焦白距#fを倹化さ1Lる手段から成る特
    許請求の範囲第1拍記載の走査電子顕微鏡。
  3. (3)前記電子線11ツニ1ング角αを表わず信号に燵
    づいて、走査像観察モードにおいて電子線をロワ1ニン
    グした際に形成される最小♀11100位置を試オ′セ
    1面のイ)“111“I(、二 致さlる手段は、試料
    を光軸に沿テ)(機械的に移動さ1Lる1段から成る特
    許請求の範囲第(1)項記載の走査電子顕微鏡。
JP58160089A 1983-08-31 1983-08-31 走査電子顕微鏡 Granted JPS6050850A (ja)

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JPS6050850A true JPS6050850A (ja) 1985-03-20
JPH0542102B2 JPH0542102B2 (ja) 1993-06-25

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ID=15707617

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Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5652859A (en) * 1979-10-05 1981-05-12 Hitachi Ltd Scanning type electron microscope
JPS5765656A (en) * 1980-10-08 1982-04-21 Hitachi Ltd Limited view diffraction image device

Patent Citations (2)

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