JP2021044193A - 荷電粒子線装置および分析方法 - Google Patents
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Abstract
Description
荷電粒子線源と、
前記荷電粒子線源から放出された一次荷電粒子線が試料に照射されることによって前記試料から放出される二次電子および反射荷電粒子を含む粒子を分光して検出する分光器と、
前記試料にバイアス電圧を印加するバイアス電圧印加部と、
前記試料に第1バイアス電圧を印加した状態で前記粒子を前記分光器で検出して得られた第1スペクトル、および前記試料に前記第1バイアス電圧とは異なる第2バイアス電圧を印加した状態で前記粒子を前記分光器で検出して得られた第2スペクトルに基づいて、前記二次電子の信号成分を抽出する解析部と、
を含む。
荷電粒子線源と、
前記荷電粒子線源から放出される一次荷電粒子線の運動エネルギーを変動させるエネルギー印加部と、
前記一次荷電粒子線が試料に照射されることによって前記試料から放出される二次電子および反射荷電粒子を含む粒子を分光して検出する分光器と、
前記一次荷電粒子線を第1運動エネルギーとした状態で前記粒子を前記分光器で検出して得られた第1スペクトル、および前記一次荷電粒子線を前記第1運動エネルギーとは異なる第2運動エネルギーとした状態で前記粒子を前記分光器で検出して得られた第2スペクトルに基づいて、前記反射荷電粒子の信号成分を抽出する解析部と、
を含む。
荷電粒子線源と、前記荷電粒子線源から放出された一次荷電粒子線が試料に照射されることによって前記試料から放出される二次電子および反射荷電粒子を含む粒子を分光して検出する分光器と、を含む荷電粒子線装置における分析方法であって、
前記試料に第1バイアス電圧を印加した状態で前記粒子を前記分光器で検出して得られた第1スペクトルを取得する工程と、
前記試料に前記第1バイアス電圧とは異なる第2バイアス電圧を印加した状態で前記粒子を前記分光器で検出して得られた第2スペクトルを取得する工程と、
前記第1スペクトルおよび前記第2スペクトルに基づいて、前記二次電子の信号成分を抽出する工程と、
を含む。
荷電粒子線源と、前記荷電粒子線源から放出された一次荷電粒子線が試料に照射されることによって前記試料から放出される二次電子および反射荷電粒子を含む粒子を分光して検出する分光器と、を含む荷電粒子線装置における分析方法であって、
前記一次荷電粒子線を第1運動エネルギーとした状態で前記粒子を前記分光器で検出して得られた第1スペクトルを取得する工程と、
前記一次荷電粒子線を前記第1運動エネルギーとは異なる第2運動エネルギーとした状態で前記粒子を前記分光器で検出して得られた第2スペクトルを取得する工程と、
前記第1スペクトルおよび前記第2スペクトルに基づいて、前記反射荷電粒子の信号成分を抽出する工程と、
を含む。
1.1. 電子顕微鏡
まず、第1実施形態に係る電子顕微鏡について図面を参照しながら説明する。図1は、第1実施形態に係る電子顕微鏡100の構成を示す図である。
電子顕微鏡100では、試料Sに電子線を照射して試料Sから放出された電子を電子分光器30で検出して得られた電子のスペクトルから二次電子の信号成分を抽出して、二次電子のスペクトルを得ることができる。以下、この原理について説明する。
ある。
ただし、Kは運動エネルギーであり、Pはポテンシャルエネルギーであり、VSはバイアス電圧であり、ΔVSはバイアス電圧の変動分である。
図8は、解析部50の処理の一例を示すフローチャートである。
電子顕微鏡100では、走査偏向器によって試料S上で電子線を走査し、試料S上の各照射位置における第1スペクトルおよび第2スペクトルを測定することで、二次電子像を取得できる。
を得ることができる。二次電子の強度は、例えば、差スペクトルS3において、peak
to peak値(正のピークのピーク値と負のピークのピーク値の差)である。なお、二次電子の強度は、差スペクトルS3において、ピークの積分強度であってもよい。
電子顕微鏡100では、試料Sに第1バイアス電圧を印加した状態で電子分光器30で電子を検出して得られた第1スペクトル、および試料Sに第1バイアス電圧とは異なる第2バイアス電圧を印加した状態で電子分光器30で電子を検出して得られた第2スペクトルに基づいて、二次電子の信号成分を抽出する解析部50を含む。また、電子顕微鏡100では、解析部50は、第1スペクトルと第2スペクトルとの差を求め、当該差に基づいて二次電子の信号成分を抽出する。
2.1. 電子顕微鏡
次に、第2実施形態に係る電子顕微鏡について図面を参照しながら説明する。図10は、第2実施形態に係る電子顕微鏡200の構成を示す図である。以下、第2実施形態に係る電子顕微鏡200において、第1実施形態に係る電子顕微鏡100の構成部材と同様の機能を有する部材については同一の符号を付し、その詳細な説明を省略する。
を変動させる。加速電圧電源20は、加速電圧を変動させる変動電圧印加部22を含む。加速電圧電源20は、電子線の運動エネルギーを変動させるエネルギー印加部として機能する。
電子顕微鏡200では、試料Sに電子線を照射して試料Sから放出された電子を電子分光器30で検出して得られた電子のスペクトルから反射電子の信号成分を抽出して、反射電子のスペクトルを取得できる。以下、この原理について説明する。
ただし、EPは加速電圧であり、ΔEPは加速電圧の変動分である。ΔEPは、例えば、変動電圧印加部22が発生させる。
動するため、差スペクトルS3には、第1スペクトルS1および第2スペクトルS2の反射電子に由来するピークに対応して、例えば、正のピークおよび負のピークが対となって現れる。これに対して、電子の運動エネルギーを変動させても二次電子に由来するピークは変動しないため、差スペクトルS3には、第1スペクトルS1および第2スペクトルS2の二次電子に由来するピークに対応するピークは現れない。したがって、第1スペクトルS1と第2スペクトルS2の差S1−S2を求めることによって、反射電子の信号成分を抽出できる。
図16は、解析部50の処理の一例を示すフローチャートである。
電子顕微鏡200では、走査偏向器によって試料S上で電子線を走査し、試料S上の各照射位置における第1スペクトルおよび第2スペクトルを測定することで、反射電子像を取得できる。
いて反射電子の信号成分を抽出する(S42)。
電子顕微鏡200は、電子線を第1運動エネルギーとした状態で電子分光器30で電子を検出して得られた第1スペクトル、および電子線を第1運動エネルギーとは異なる第2運動エネルギーとした状態で電子分光器30で電子を検出して得られた第2スペクトルに基づいて、反射電子の信号成分を抽出する解析部50と、を含む。また、解析部50は、第1スペクトルと第2スペクトルとの差を求め、当該差に基づいて反射電子の信号成分を抽出する。
次に、第3実施形態に係る電子顕微鏡について図面を参照しながら説明する。図18は、第3実施形態に係る電子顕微鏡300の構成を示す図である。以下、第3実施形態に係る電子顕微鏡300において、第1実施形態に係る電子顕微鏡100および第2実施形態に係る電子顕微鏡200の構成部材と同様の機能を有する部材については同一の符号を付し、その詳細な説明を省略する。
なお、本発明は上述した実施形態に限定されず、本発明の要旨の範囲内で種々の変形実施が可能である。
る。例えば、本発明は、実施形態で説明した構成と実質的に同一の構成を含む。実質的に同一の構成とは、例えば、機能、方法、及び結果が同一の構成、あるいは目的及び効果が同一の構成である。また、本発明は、実施形態で説明した構成の本質的でない部分を置き換えた構成を含む。また、本発明は、実施形態で説明した構成と同一の作用効果を奏する構成又は同一の目的を達成することができる構成を含む。また、本発明は、実施形態で説明した構成に公知技術を付加した構成を含む。
Claims (10)
- 荷電粒子線源と、
前記荷電粒子線源から放出された一次荷電粒子線が試料に照射されることによって前記試料から放出される二次電子および反射荷電粒子を含む粒子を分光して検出する分光器と、
前記試料にバイアス電圧を印加するバイアス電圧印加部と、
前記試料に第1バイアス電圧を印加した状態で前記粒子を前記分光器で検出して得られた第1スペクトル、および前記試料に前記第1バイアス電圧とは異なる第2バイアス電圧を印加した状態で前記粒子を前記分光器で検出して得られた第2スペクトルに基づいて、前記二次電子の信号成分を抽出する解析部と、
を含む、荷電粒子線装置。 - 請求項1において、
前記解析部は、前記第1スペクトルと前記第2スペクトルとの差を求め、前記差に基づいて前記二次電子の信号成分を抽出する、荷電粒子線装置。 - 請求項1または2において、
前記試料上で前記一次荷電粒子線を走査する偏向器を含み、
前記解析部は、
前記試料上の各照射位置ごとに、前記第1スペクトルおよび前記第2スペクトルに基づいて前記二次電子の信号成分を抽出する処理と、
各照射位置ごとの前記二次電子の強度に基づいて、前記二次電子の強度の分布を示す画像を生成する、荷電粒子線装置。 - 請求項1ないし3のいずれか1項において、
前記荷電粒子線源から放出される前記一次荷電粒子線の運動エネルギーを変動させるエネルギー印加部を含み、
前記解析部は、前記一次荷電粒子線を第1運動エネルギーとした状態で前記粒子を前記分光器で検出して得られた第3スペクトル、および前記一次荷電粒子線を前記第1運動エネルギーとは異なる第2運動エネルギーとした状態で前記粒子を前記分光器で検出して得られた第4スペクトルに基づいて、前記反射荷電粒子の信号成分を抽出する、荷電粒子線装置。 - 荷電粒子線源と、
前記荷電粒子線源から放出される一次荷電粒子線の運動エネルギーを変動させるエネルギー印加部と、
前記一次荷電粒子線が試料に照射されることによって前記試料から放出される二次電子および反射荷電粒子を含む粒子を分光して検出する分光器と、
前記一次荷電粒子線を第1運動エネルギーとした状態で前記粒子を前記分光器で検出して得られた第1スペクトル、および前記一次荷電粒子線を前記第1運動エネルギーとは異なる第2運動エネルギーとした状態で前記粒子を前記分光器で検出して得られた第2スペクトルに基づいて、前記反射荷電粒子の信号成分を抽出する解析部と、
を含む、荷電粒子線装置。 - 請求項5において、
前記解析部は、前記第1スペクトルと前記第2スペクトルとの差を求め、前記差に基づいて前記反射荷電粒子の信号成分を抽出する、荷電粒子線装置。 - 請求項5または6において、
前記試料上で前記一次荷電粒子線を走査する偏向器を含み、
前記解析部は、
前記試料上の各照射位置ごとに、前記第1スペクトルおよび前記第2スペクトルに基づいて前記反射荷電粒子の信号成分を抽出する処理と、
各照射位置ごとの前記反射荷電粒子の強度に基づいて、前記反射荷電粒子の強度の分布を示す画像を生成する、荷電粒子線装置。 - 請求項5ないし7のいずれか1項において、
前記エネルギー印加部は、前記一次荷電粒子線を加速させるための加速電圧を変動させることによって、前記一次荷電粒子線の運動エネルギーを変動させる、荷電粒子線装置。 - 荷電粒子線源と、前記荷電粒子線源から放出された一次荷電粒子線が試料に照射されることによって前記試料から放出される二次電子および反射荷電粒子を含む粒子を分光して検出する分光器と、を含む荷電粒子線装置における分析方法であって、
前記試料に第1バイアス電圧を印加した状態で前記粒子を前記分光器で検出して得られた第1スペクトルを取得する工程と、
前記試料に前記第1バイアス電圧とは異なる第2バイアス電圧を印加した状態で前記粒子を前記分光器で検出して得られた第2スペクトルを取得する工程と、
前記第1スペクトルおよび前記第2スペクトルに基づいて、前記二次電子の信号成分を抽出する工程と、
を含む、分析方法。 - 荷電粒子線源と、前記荷電粒子線源から放出された一次荷電粒子線が試料に照射されることによって前記試料から放出される二次電子および反射荷電粒子を含む粒子を分光して検出する分光器と、を含む荷電粒子線装置における分析方法であって、
前記一次荷電粒子線を第1運動エネルギーとした状態で前記粒子を前記分光器で検出して得られた第1スペクトルを取得する工程と、
前記一次荷電粒子線を前記第1運動エネルギーとは異なる第2運動エネルギーとした状態で前記粒子を前記分光器で検出して得られた第2スペクトルを取得する工程と、
前記第1スペクトルおよび前記第2スペクトルに基づいて、前記反射荷電粒子の信号成分を抽出する工程と、
を含む、分析方法。
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