JP2899629B2 - 荷電二次粒子の検出装置 - Google Patents
荷電二次粒子の検出装置Info
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- JP2899629B2 JP2899629B2 JP1295183A JP29518389A JP2899629B2 JP 2899629 B2 JP2899629 B2 JP 2899629B2 JP 1295183 A JP1295183 A JP 1295183A JP 29518389 A JP29518389 A JP 29518389A JP 2899629 B2 JP2899629 B2 JP 2899629B2
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Description
【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明は荷電二次粒子の検出装置に関する。
［従来の技術］ 検出器と一次放射線により試料上に遊離した二次粒子
を偏向する偏向ユニットとを備えた荷電二次粒子の検出
装置は、ドイツ連邦共和国特許出願公開第3590146号公
報から知られている。
を偏向する偏向ユニットとを備えた荷電二次粒子の検出
装置は、ドイツ連邦共和国特許出願公開第3590146号公
報から知られている。
粒子線が試料上に当たると、一次粒子と固体との相互
作用に基づき二次粒子が放出され、この二次粒子のエネ
ルギー分布と角度分布とはとりわけ相互作用領域の中に
存在する化学・物理的組成と表面構造と試料上に存在す
る電位分布とに関係する。表面近くの層中に遊離した二
次電子は走査形電子顕微鏡における像形成と電位測定と
に対して特に重要であり、二次電子は通常試料の上側側
方に配置された検出器で検出される。検出器は特に著し
く非対称の吸引電界を発生させるので、定量的な電位測
定は非常に小さい走査領域の内部でしか実施できない。
作用に基づき二次粒子が放出され、この二次粒子のエネ
ルギー分布と角度分布とはとりわけ相互作用領域の中に
存在する化学・物理的組成と表面構造と試料上に存在す
る電位分布とに関係する。表面近くの層中に遊離した二
次電子は走査形電子顕微鏡における像形成と電位測定と
に対して特に重要であり、二次電子は通常試料の上側側
方に配置された検出器で検出される。検出器は特に著し
く非対称の吸引電界を発生させるので、定量的な電位測
定は非常に小さい走査領域の内部でしか実施できない。
遊離点と放出角度とに無関係な二次電子の検出を保証
するために、一次放射線軸線に対し対称に配置された複
数の検出器が用いられる。例えば特開昭第58−35854号
明細書から知られたこの複数検出器装置は特に、単一検
出器に比べて多重化された検出面に基づき後方散乱電子
により発生した干渉信号が二次電子信号に重畳されると
いう欠点を有する。この検出器装置においても定量的測
定に利用可能な走査領域は数mm2に制限される。
するために、一次放射線軸線に対し対称に配置された複
数の検出器が用いられる。例えば特開昭第58−35854号
明細書から知られたこの複数検出器装置は特に、単一検
出器に比べて多重化された検出面に基づき後方散乱電子
により発生した干渉信号が二次電子信号に重畳されると
いう欠点を有する。この検出器装置においても定量的測
定に利用可能な走査領域は数mm2に制限される。
［発明が解決しようとする課題］ この発明の課題は、試料上に遊離した二次粒子に対す
る検出確率が大面積の走査領域の内部の測定個所の位置
に無関係であるような、前記の種類の装置を提供するこ
とにある。特にこのような装置をプリント配線板の電子
線検査に適したものにしようとするものである。
る検出確率が大面積の走査領域の内部の測定個所の位置
に無関係であるような、前記の種類の装置を提供するこ
とにある。特にこのような装置をプリント配線板の電子
線検査に適したものにしようとするものである。
［課題を解決するための手段］ この課題はこの発明に基づき、一次放射線方向に偏向
ユニットの下方に配置され第１の電位に置かれた筒形電
極を備え、この筒形電極の長手軸線が偏向ユニットの対
称軸線に平行に向けられている検出装置により解決され
る。
ユニットの下方に配置され第１の電位に置かれた筒形電
極を備え、この筒形電極の長手軸線が偏向ユニットの対
称軸線に平行に向けられている検出装置により解決され
る。
［発明の効果］ この発明により得られる長所は特に、検出器の形状寸
法により引き起こされ位置に関係する干渉が、発生電位
又は図形又は材料のコントラスト信号に重畳されないと
いういことにある。更に後方散乱させられた一次電子の
信号に対する影響が著しく低減される。
法により引き起こされ位置に関係する干渉が、発生電位
又は図形又は材料のコントラスト信号に重畳されないと
いういことにある。更に後方散乱させられた一次電子の
信号に対する影響が著しく低減される。
［実施例］ 次にこの発明に基づく荷電二次粒子の検出装置の一実
施例を示す図面により、この発明を詳細に説明する。
施例を示す図面により、この発明を詳細に説明する。
第１図に示された二次電子の検出装置は特に、プリン
ト配線板及び配線モジュールを検査する電子線測定器に
用いることができる。この測定装置は従来の検出器装置
の代わりとなるもので、検査しようとするプリント配線
板LPの上方に一次放射線軸線OAに関して調整可能な台Ｔ
上の真空引きされた室Ｋの中に配置される。導体回路網
を帯電させ回路網の形状寸法に応じて生じる電位分布を
走査する電子線は通常のような走査形電子顕微鏡で発生
させられる。この顕微鏡の鏡筒は電子銃と一つ又は複数
の集束レンズと対物レンズと20×20cm2以下の大きさの
走査領域内に一次電子線を位置決めする偏向装置PAとを
備える。それぞれの測定個所で遊離した二次電子は、一
次放射線軸線OAに関して回転対称な電界の中で筒形電極
REの上方に配置された偏向ユニットSAの方向へ加速さ
れ、ほぼ半球形の二つの電極K1とK2との間に形成された
逆向き電界の中で減速され、約10kVの高い正の電位に置
かれたシンチレータ、光導波路及び光電子増倍管から成
る検出器DTの方向へ吸引される。
ト配線板及び配線モジュールを検査する電子線測定器に
用いることができる。この測定装置は従来の検出器装置
の代わりとなるもので、検査しようとするプリント配線
板LPの上方に一次放射線軸線OAに関して調整可能な台Ｔ
上の真空引きされた室Ｋの中に配置される。導体回路網
を帯電させ回路網の形状寸法に応じて生じる電位分布を
走査する電子線は通常のような走査形電子顕微鏡で発生
させられる。この顕微鏡の鏡筒は電子銃と一つ又は複数
の集束レンズと対物レンズと20×20cm2以下の大きさの
走査領域内に一次電子線を位置決めする偏向装置PAとを
備える。それぞれの測定個所で遊離した二次電子は、一
次放射線軸線OAに関して回転対称な電界の中で筒形電極
REの上方に配置された偏向ユニットSAの方向へ加速さ
れ、ほぼ半球形の二つの電極K1とK2との間に形成された
逆向き電界の中で減速され、約10kVの高い正の電位に置
かれたシンチレータ、光導波路及び光電子増倍管から成
る検出器DTの方向へ吸引される。
プリント配線板LPのすぐ上方に一次放射線軸線OAに対
し対称に配置された筒形電極REは円形断面を有するのが
有利であり、その筒直径はプリント配線板の対角線より
幾分大きく選ばれている。基準電位又は例えばURE＝−5
V〜−50Vの低い負電位UREに置かれたこの筒形電極RE
は、複数のスタッドにより結合された二つのアルミニウ
ム製支持リングR1、R2と案内レールに保持された合金鋼
線の網DN（線直径ｄ≒0.25mm、網目幅ｗ≒1mm）とから
成る。筒形電極REと偏向ユニットSAとを室壁Ｗにねじ止
めされたアルミニウム板TPに固定するためにスタッド１
ないしG4が用いられ、これらのスタッドはそれぞれ架橋
ポリスチロールから成るブッシュと座金とにより絶縁さ
れて支持リングR2又はR3に結合されている。
し対称に配置された筒形電極REは円形断面を有するのが
有利であり、その筒直径はプリント配線板の対角線より
幾分大きく選ばれている。基準電位又は例えばURE＝−5
V〜−50Vの低い負電位UREに置かれたこの筒形電極RE
は、複数のスタッドにより結合された二つのアルミニウ
ム製支持リングR1、R2と案内レールに保持された合金鋼
線の網DN（線直径ｄ≒0.25mm、網目幅ｗ≒1mm）とから
成る。筒形電極REと偏向ユニットSAとを室壁Ｗにねじ止
めされたアルミニウム板TPに固定するためにスタッド１
ないしG4が用いられ、これらのスタッドはそれぞれ架橋
ポリスチロールから成るブッシュと座金とにより絶縁さ
れて支持リングR2又はR3に結合されている。
偏向ユニットSAとして一次放射線軸線OAに対称に配置
された電気式八極子が用いられる。この八極子の二つの
アルミニウムリングR3、R4から成る枠は、アルミニウム
板TPと同様に例えばUA＝１〜3kVの吸引電位UAに置かれ
ている。八極子の偏向板APのそれぞれの短辺には架橋ポ
リスチロールから成る帯ISが取り付けられ、この帯が支
持リングR3、R4にそれぞれ設けられた案内溝に正確に係
合する。機械的な安定性を高めるために、支持リングR
3、R4はここでもスタッドにより相互に結合されてい
る。
された電気式八極子が用いられる。この八極子の二つの
アルミニウムリングR3、R4から成る枠は、アルミニウム
板TPと同様に例えばUA＝１〜3kVの吸引電位UAに置かれ
ている。八極子の偏向板APのそれぞれの短辺には架橋ポ
リスチロールから成る帯ISが取り付けられ、この帯が支
持リングR3、R4にそれぞれ設けられた案内溝に正確に係
合する。機械的な安定性を高めるために、支持リングR
3、R4はここでもスタッドにより相互に結合されてい
る。
回転対称な吸引電界中に発生した二次電子束を、八極
子SAの上側側方に配置された検出器DTの方向へ偏向させ
るために、望ましくは金網から成る偏向板APが第２図に
示された電位を加えられる。その際偏向電位Ux又はUyに
は更に正の吸引電位UAが重畳される。
子SAの上側側方に配置された検出器DTの方向へ偏向させ
るために、望ましくは金網から成る偏向板APが第２図に
示された電位を加えられる。その際偏向電位Ux又はUyに
は更に正の吸引電位UAが重畳される。
静電式八極子SAの電界中で偏向後に（第２図に偏向方
向が矢印により示されている）、二次電子はほぼ半球形
の二つの電極K1とK2との間に形成された逆向き電界を通
過する。上側の支持リングR4上に配置されたこれらの電
極K1、K2はそれぞれ硬ろう付けされた線材リングと線材
織物から成り、線材織物は約1.6mmの網目幅と約0.22mm
の線材径とを有する。支持リングR4に導電結合された電
極K1は吸引電位UAに置かれるが、網電極K2はUG≒−15V
〜＋15Vの電位UGを加えられるので、電位UGにより設定
可能なしきい値を超えるエネルギーを有する二次電子だ
けが検出器に到達する（電位コントラスト信号の改
善）。
向が矢印により示されている）、二次電子はほぼ半球形
の二つの電極K1とK2との間に形成された逆向き電界を通
過する。上側の支持リングR4上に配置されたこれらの電
極K1、K2はそれぞれ硬ろう付けされた線材リングと線材
織物から成り、線材織物は約1.6mmの網目幅と約0.22mm
の線材径とを有する。支持リングR4に導電結合された電
極K1は吸引電位UAに置かれるが、網電極K2はUG≒−15V
〜＋15Vの電位UGを加えられるので、電位UGにより設定
可能なしきい値を超えるエネルギーを有する二次電子だ
けが検出器に到達する（電位コントラスト信号の改
善）。
第３図はこの発明に基づく装置内部の測定された電界
分布を示す。その際筒形電極REはURE−18Vの電位に置か
れ、また偏向ユニットSAはUA＝3kVの電位に置かれてい
る（Ux＝Uy＝UG＝0V）と仮定した。検査しようとする試
料のすぐ上方の吸引電界の均一性が図から明瞭に分か
る。
分布を示す。その際筒形電極REはURE−18Vの電位に置か
れ、また偏向ユニットSAはUA＝3kVの電位に置かれてい
る（Ux＝Uy＝UG＝0V）と仮定した。検査しようとする試
料のすぐ上方の吸引電界の均一性が図から明瞭に分か
る。
一次放射線軸線OAに関して回転対称な吸引電界の集束
効果を第４図及び第５図により説明する。それぞれ二次
電子SEがプリント配線板の中央又は中央から約10cmはず
れた対角線上で20eVのエネルギーとプリント配線板の面
に対して40゜ないし180゜の角度とを持たせて放出され
る、という場合に対して測定された軌跡が示されてい
る。遊離個所に無関係に二次電子SEはほぼ垂直に電極K1
とK2との間に形成された逆向き電界の中に入る。更に一
次放射線軸線OAに対しほぼ垂直に放出された二次電子SE
も捕そくされ、偏向ユニットSAの方向へ加速されること
が分かる。
効果を第４図及び第５図により説明する。それぞれ二次
電子SEがプリント配線板の中央又は中央から約10cmはず
れた対角線上で20eVのエネルギーとプリント配線板の面
に対して40゜ないし180゜の角度とを持たせて放出され
る、という場合に対して測定された軌跡が示されてい
る。遊離個所に無関係に二次電子SEはほぼ垂直に電極K1
とK2との間に形成された逆向き電界の中に入る。更に一
次放射線軸線OAに対しほぼ垂直に放出された二次電子SE
も捕そくされ、偏向ユニットSAの方向へ加速されること
が分かる。
自明のようにこの発明は前記実施例に制限されない。
磁気式八極子SAMを二次電子の偏向のために用いること
も容易に可能である。第６図に示すようにこの八極子SA
Mは電位UAに置かれた８個の内側磁極片PIから成り、こ
れらの磁極片は絶縁リングIRにより基準電位又は大地電
位に置かれ、それぞれ励磁巻線Ｓを備える外側磁極片か
ら分離されている。矢印により示された方向への二次電
子の偏向のために、それぞれ図示された電流を励磁巻線
Ｓの中に流されなければならない。
磁気式八極子SAMを二次電子の偏向のために用いること
も容易に可能である。第６図に示すようにこの八極子SA
Mは電位UAに置かれた８個の内側磁極片PIから成り、こ
れらの磁極片は絶縁リングIRにより基準電位又は大地電
位に置かれ、それぞれ励磁巻線Ｓを備える外側磁極片か
ら分離されている。矢印により示された方向への二次電
子の偏向のために、それぞれ図示された電流を励磁巻線
Ｓの中に流されなければならない。
検査しようとする試料をイオン線又はレーザ光線によ
り走査する場合に、前記の装置を自明のようにイオン又
は光電子の検出のために用いることもできる。
り走査する場合に、前記の装置を自明のようにイオン又
は光電子の検出のために用いることもできる。
筒形電極REの断面は任意の形状を有することができ
る。その場合には特に、走査領域の内部の電界が引き続
き一次放射線軸線OAに関して回転対称性を有するよう
に、筒直径を選ばなければならない。
る。その場合には特に、走査領域の内部の電界が引き続
き一次放射線軸線OAに関して回転対称性を有するよう
に、筒直径を選ばなければならない。
第１図はこの発明に基づく検出装置の一実施例の縦断面
図、第２図は第１図に示す静電式八極子の平面図、第３
図は第１図に示す装置内部の電位分布図、第４図及び第
５図はそれぞれ第１図に示す装置内部の二次電子の軌跡
を示す図、第６図は磁気式八極子の平面図である。 AP……偏向板 DT……検出器 K1、K2……電極 LP……試料（プリント配線板） OA……対称軸線 PI……磁極 R1、R2、R3、R4……支持リング RE……筒形電極 SA……偏向ユニット（多極子） SAM……磁気式多極子 SE……二次粒子
図、第２図は第１図に示す静電式八極子の平面図、第３
図は第１図に示す装置内部の電位分布図、第４図及び第
５図はそれぞれ第１図に示す装置内部の二次電子の軌跡
を示す図、第６図は磁気式八極子の平面図である。 AP……偏向板 DT……検出器 K1、K2……電極 LP……試料（プリント配線板） OA……対称軸線 PI……磁極 R1、R2、R3、R4……支持リング RE……筒形電極 SA……偏向ユニット（多極子） SAM……磁気式多極子 SE……二次粒子
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ミヒアエル、レグラ ドイツ連邦共和国ミユンヘン40、レオポ ルトシユトラーセ96 (56)参考文献 特開 平１−189848（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−65419（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) H01J 37/244 H01J 37/147
Claims (8)
- 【請求項１】一次放射線を試料上に集束させて荷電二次
粒子（SE）を発生する装置に用いる荷電二次粒子の検出
装置であって、 上記二次粒子を検出する手段（DT）と、 対称軸線（OA）を有し、上記二次粒子を上記検出手段の
方向に偏向させる偏向手段（SA）と、 上記一次放射線の進行方向において上記偏向手段（SA）
の下方に配置され、該偏向手段の上記対称軸線と平行な
対称軸線を有する筒形電極（RE）と、 上記筒形電極に第１の電位（URE）を加える手段と、 上記第１の電位より高く上記二次粒子を加速するように
働く第２の電位（UA）を、上記偏向手段の近くに加える
手段と を具えた荷電二次粒子の検出装置。 - 【請求項２】上記偏向手段（SA）として静電式又は磁気
式多極子（R3,R4,AP）が用いられる請求項１の荷電二次
粒子の検出装置。 - 【請求項３】上記偏向手段（SA）として静電式又は磁気
式八極子（R3,R4,AP）が用いられる請求項２の荷電二次
粒子の検出装置。 - 【請求項４】上記偏向手段（SA）がそれぞれ正の第２の
電位（UA）に置かれた上側及び下側の支持要素（R3,R
4）を有し、上記第２の電位が加えられた第２の電極（K
1）が上記上側の支持要素（R4）の上に配置された請求
項１〜３のいずれか１項の荷電二次粒子の検出装置。 - 【請求項５】上記第２の電極（K1）の上方に第３の電極
（K2）が配置され、該第３の電極に第３の電位（UG）を
加えることにより、上記第２電極と上記第３電極との間
の空間領域の中に二次粒子（SE）を減速する電界が形成
される請求項４の荷電二次粒子の検出装置。 - 【請求項６】上記第２及び第３の電極（K1,K2）がほぼ
球面対称の形状を有する請求項５の荷電二次粒子の検出
装置。 - 【請求項７】上記静電式多極子（SA）の電極（AP）が上
記第２の電位（UA）に置かれ、該第２の電位にそれぞれ
偏向電位（Ux,Uy）が重畳される請求項２〜６のいずれ
か１項の荷電二次粒子の検出装置。 - 【請求項８】上記磁極式多極子（SAM）の磁極（PI）が
上記第２の電位（UA）に置かれる請求項２〜６のいずれ
か１項の荷電二次粒子の検出装置。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE3839316.6 | 1988-11-21 | ||
| DE3839316 | 1988-11-21 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02210749A JPH02210749A (ja) | 1990-08-22 |
| JP2899629B2 true JP2899629B2 (ja) | 1999-06-02 |
Family
ID=6367579
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1295183A Expired - Lifetime JP2899629B2 (ja) | 1988-11-21 | 1989-11-15 | 荷電二次粒子の検出装置 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4983833A (ja) |
| EP (1) | EP0370276B1 (ja) |
| JP (1) | JP2899629B2 (ja) |
| DE (1) | DE58906767D1 (ja) |
Families Citing this family (22)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5412211A (en) * | 1993-07-30 | 1995-05-02 | Electroscan Corporation | Environmental scanning electron microscope |
| DE19802848B4 (de) * | 1998-01-26 | 2012-02-02 | Display Products Group,Inc. | Verfahren und Vorrichtung zum Testen eines Substrats |
| DE19907858C1 (de) * | 1999-02-24 | 2000-10-05 | Leica Microsys Lithography Ltd | Vorrichtung zur elektrostatischen Ablenkung eines Korpuskularstrahles |
| GB9916804D0 (en) * | 1999-07-16 | 1999-09-22 | Shah Jitendra S | Scanning beam instruments |
| US7129694B2 (en) * | 2002-05-23 | 2006-10-31 | Applied Materials, Inc. | Large substrate test system |
| DE10227332A1 (de) * | 2002-06-19 | 2004-01-15 | Akt Electron Beam Technology Gmbh | Ansteuervorrichtung mit verbesserten Testeneigenschaften |
| US20060038554A1 (en) * | 2004-02-12 | 2006-02-23 | Applied Materials, Inc. | Electron beam test system stage |
| US6833717B1 (en) | 2004-02-12 | 2004-12-21 | Applied Materials, Inc. | Electron beam test system with integrated substrate transfer module |
| US7355418B2 (en) * | 2004-02-12 | 2008-04-08 | Applied Materials, Inc. | Configurable prober for TFT LCD array test |
| US7319335B2 (en) * | 2004-02-12 | 2008-01-15 | Applied Materials, Inc. | Configurable prober for TFT LCD array testing |
| US7075323B2 (en) * | 2004-07-29 | 2006-07-11 | Applied Materials, Inc. | Large substrate test system |
| US7256606B2 (en) * | 2004-08-03 | 2007-08-14 | Applied Materials, Inc. | Method for testing pixels for LCD TFT displays |
| US7317325B2 (en) * | 2004-12-09 | 2008-01-08 | Applied Materials, Inc. | Line short localization in LCD pixel arrays |
| US7535238B2 (en) * | 2005-04-29 | 2009-05-19 | Applied Materials, Inc. | In-line electron beam test system |
| US20060273815A1 (en) * | 2005-06-06 | 2006-12-07 | Applied Materials, Inc. | Substrate support with integrated prober drive |
| US7569818B2 (en) * | 2006-03-14 | 2009-08-04 | Applied Materials, Inc. | Method to reduce cross talk in a multi column e-beam test system |
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