JP3514070B2 - 走査電子顕微鏡 - Google Patents
走査電子顕微鏡Info
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- H—ELECTRICITY
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- 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
- H01J37/02—Details
- H01J37/244—Detectors; Associated components or circuits therefor
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- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
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- 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
- H01J37/26—Electron or ion microscopes; Electron or ion diffraction tubes
- H01J37/28—Electron or ion microscopes; Electron or ion diffraction tubes with scanning beams
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- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J2237/00—Discharge tubes exposing object to beam, e.g. for analysis treatment, etching, imaging
- H01J2237/04—Means for controlling the discharge
- H01J2237/047—Changing particle velocity
- H01J2237/0475—Changing particle velocity decelerating
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Analysing Materials By The Use Of Radiation (AREA)
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は走査電子顕微鏡、特
に試料を電子ビ−ムで照射することにより試料から発生
される二次電子のうちの特定のエネルギ−範囲の二次電
子を検出することができる走査電子顕微鏡に関する。
に試料を電子ビ−ムで照射することにより試料から発生
される二次電子のうちの特定のエネルギ−範囲の二次電
子を検出することができる走査電子顕微鏡に関する。
【０００２】
【従来の技術】走査電子顕微鏡によれば、試料は電子ビ
−ムで照射され、それによって試料から発生される二次
電子は二次電子検出器によって検出され、その検出出力
信号にもとづいて試料の像が生成される。
−ムで照射され、それによって試料から発生される二次
電子は二次電子検出器によって検出され、その検出出力
信号にもとづいて試料の像が生成される。
【０００３】試料から得られる二次電子は比較的広いエ
ネルギ−範囲をもっている。その二次電子についてはエ
ネルギ−選択が行われず、比較的広いエネルギ−範囲に
わたる二次電子を全部検出するのが普通である。
ネルギ−範囲をもっている。その二次電子についてはエ
ネルギ−選択が行われず、比較的広いエネルギ−範囲に
わたる二次電子を全部検出するのが普通である。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】試料から発生される二
次電子信号に含まれる試料表面情報（主として凸凹情
報）は、試料によりそのエネルギ−成分が異なる。一般
に試料を特徴づける試料表面情報は狭いエネルギ−範囲
にのみ含まれ、それ以外のエネルギ−範囲の成分にはノ
イズや帯電の情報が含まれていることが多い。このよう
な場合に、通常のように、発生した二次電子をそのエネ
ルギ−の選択を行わずに検出し、その検出信号にもとづ
いて試料像を生成すると、その試料像はノイズや帯電の
情報に埋もれたＳ／Ｎ比の悪い像となってしまう。
次電子信号に含まれる試料表面情報（主として凸凹情
報）は、試料によりそのエネルギ−成分が異なる。一般
に試料を特徴づける試料表面情報は狭いエネルギ−範囲
にのみ含まれ、それ以外のエネルギ−範囲の成分にはノ
イズや帯電の情報が含まれていることが多い。このよう
な場合に、通常のように、発生した二次電子をそのエネ
ルギ−の選択を行わずに検出し、その検出信号にもとづ
いて試料像を生成すると、その試料像はノイズや帯電の
情報に埋もれたＳ／Ｎ比の悪い像となってしまう。
【０００５】本発明の目的は試料を照射する電子ビ−ム
に悪影響を与えることなしに、高い二次電子検出効率を
期待し得ると共に特定のエネルギ−範囲の二次電子を検
出するのに適した走査電子顕微鏡を提供することにあ
る。
に悪影響を与えることなしに、高い二次電子検出効率を
期待し得ると共に特定のエネルギ−範囲の二次電子を検
出するのに適した走査電子顕微鏡を提供することにあ
る。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明の特徴は、電子ビ
−ムを発生させる電子銃と；試料から二次電子を発生さ
せるように前記試料を前記電子ビ−ムで照射するビ−ム
照射系と；前記電子ビ−ムの軸から離して配置された、
前記二次電子を検出する二次電子検出器と；前記二次電
子を前記二次電子検出器に指向させるように偏向する電
界と、前記二次電子を減速又は加速する電界と、前記偏
向電界による前記電子ビ−ムの偏向を打ち消すように前
記二次電子を偏向する、前記偏向電界と実質的に直交す
る磁界とを発生させるフイ−ルド発生装置とを備えてい
る点にある。
−ムを発生させる電子銃と；試料から二次電子を発生さ
せるように前記試料を前記電子ビ−ムで照射するビ−ム
照射系と；前記電子ビ−ムの軸から離して配置された、
前記二次電子を検出する二次電子検出器と；前記二次電
子を前記二次電子検出器に指向させるように偏向する電
界と、前記二次電子を減速又は加速する電界と、前記偏
向電界による前記電子ビ−ムの偏向を打ち消すように前
記二次電子を偏向する、前記偏向電界と実質的に直交す
る磁界とを発生させるフイ−ルド発生装置とを備えてい
る点にある。
【０００７】
【発明の実施の形態】図１は本発明の一実施例を示す。
陰極１と第一陽極２の間には、マイクロプロセッサ（Ｃ
ＰＵ）３０で制御される高電圧制御電源２０により電圧
が印加され、所定のエミッション電流の電子ビ−ム４が
陰極１から引き出される。陰極１と第二陽極３の間には
ＣＰＵ３０で制御される高電圧制御電源２０により加速
電圧が印加され、このため、陰極１から放出された電子
ビ−ム４は加速されて後段の照射レンズ系に進行する。
陰極１と第一陽極２の間には、マイクロプロセッサ（Ｃ
ＰＵ）３０で制御される高電圧制御電源２０により電圧
が印加され、所定のエミッション電流の電子ビ−ム４が
陰極１から引き出される。陰極１と第二陽極３の間には
ＣＰＵ３０で制御される高電圧制御電源２０により加速
電圧が印加され、このため、陰極１から放出された電子
ビ−ム４は加速されて後段の照射レンズ系に進行する。
【０００８】電子ビ−ム４は、レンズ制御電源２１で制
御されたビーム電流調整用の収束レンズ５で収束され、
絞り板９で電子ビ−ム４の不要な領域が除去される。そ
の後、電子ビ−ムはレンズ制御電源２２で制御された縮
小率調整用の収束レンズ６及び対物レンズ制御電源２３
で制御された対物レンズ７により試料８に微小スポット
として収束され、そして走査コイル１５に走査信号を与
えることによって、試料８は収束された電子ビ−ム４で
二次元的に走査される。走査コイル１５に与えられる走
査信号は観察倍率に応じて走査コイル制御電源２４によ
り制御される。電子ビ−ム４のビーム開き角は絞り板９
の絞り穴径と、縮小率調整用の収束レンズ６の焦点位置
で、最適値に決められる。
御されたビーム電流調整用の収束レンズ５で収束され、
絞り板９で電子ビ−ム４の不要な領域が除去される。そ
の後、電子ビ−ムはレンズ制御電源２２で制御された縮
小率調整用の収束レンズ６及び対物レンズ制御電源２３
で制御された対物レンズ７により試料８に微小スポット
として収束され、そして走査コイル１５に走査信号を与
えることによって、試料８は収束された電子ビ−ム４で
二次元的に走査される。走査コイル１５に与えられる走
査信号は観察倍率に応じて走査コイル制御電源２４によ
り制御される。電子ビ−ム４のビーム開き角は絞り板９
の絞り穴径と、縮小率調整用の収束レンズ６の焦点位置
で、最適値に決められる。
【０００９】走査コイル１５より対物レンズ７側にはフ
ィ−ルド発生装置２８が設けられている。フィ−ルド発
生装置２８は一般にイ−クロスビ−（Ｅ×Ｂ）と単純に
呼ばれるもので、これは図２に示されるように、電子ビ
−ム４の照射により試料８より発生し、対物レンズ７を
通過した二次電子１４を二次電子検出器１２側に偏向さ
せるための偏向電界（Ｅ）及びその二次電子を電子ビ−
ム４の軸の方向に減速又は加速する減速又は加速電界を
発生する一対の電極１０、１１と、対物レンズ７を通過
した二次電子１４を二次電子検出器１２側に偏向させる
ための偏向磁界（Ｂ）を発生させる一対の電磁コイル３
１、３２とを含んでいる。偏向電界（Ｅ）と偏向磁界
（Ｂ）とは互いに直交しており、また、偏向電界（Ｅ）
は偏向磁界（Ｂ）による電子ビ−ム１４の偏向を打ち消
す強さに設定される。偏向電界（Ｅ）及び減速又は加速
電界をそれぞれ形成するために一対の電極１０、１１に
与えられるべき電圧はＣＰＵ３０によって制御されるフ
イ−ルド装置制御電源２５から発生される。それぞれの
電圧は偏向電界（Ｅ）及び減速又は加速電界を変え得る
ように可変できるようになっている。偏向磁界（Ｂ）も
同様に可変できるようになっている。
ィ−ルド発生装置２８が設けられている。フィ−ルド発
生装置２８は一般にイ−クロスビ−（Ｅ×Ｂ）と単純に
呼ばれるもので、これは図２に示されるように、電子ビ
−ム４の照射により試料８より発生し、対物レンズ７を
通過した二次電子１４を二次電子検出器１２側に偏向さ
せるための偏向電界（Ｅ）及びその二次電子を電子ビ−
ム４の軸の方向に減速又は加速する減速又は加速電界を
発生する一対の電極１０、１１と、対物レンズ７を通過
した二次電子１４を二次電子検出器１２側に偏向させる
ための偏向磁界（Ｂ）を発生させる一対の電磁コイル３
１、３２とを含んでいる。偏向電界（Ｅ）と偏向磁界
（Ｂ）とは互いに直交しており、また、偏向電界（Ｅ）
は偏向磁界（Ｂ）による電子ビ−ム１４の偏向を打ち消
す強さに設定される。偏向電界（Ｅ）及び減速又は加速
電界をそれぞれ形成するために一対の電極１０、１１に
与えられるべき電圧はＣＰＵ３０によって制御されるフ
イ−ルド装置制御電源２５から発生される。それぞれの
電圧は偏向電界（Ｅ）及び減速又は加速電界を変え得る
ように可変できるようになっている。偏向磁界（Ｂ）も
同様に可変できるようになっている。
【００１０】一対の電極１０、１１のうち、二次電子検
出器１２側の電極１１は編み目状の金属板で構成され、
このため、二次電子１４は電極１１を透過して二次電子
検出器１２によって検出される。二次電子検出器１２の
出力信号（像信号）は像表示装置１３に試料８の試料像
として表示される。
出器１２側の電極１１は編み目状の金属板で構成され、
このため、二次電子１４は電極１１を透過して二次電子
検出器１２によって検出される。二次電子検出器１２の
出力信号（像信号）は像表示装置１３に試料８の試料像
として表示される。
【００１１】一対の電極１０、１１にそれぞれ−ＶE−
ＶF2及び＋ＶE−ＶF2なる電圧が与えられると、一対の
電極１０、１１間には発生した二次電子１４を偏向する
偏向電界が形成される。更に、一対の電極１０、１１間
では電子ビ−ム４の軸上での電位は−ＶF2であるため、
その軸の方向には発生した二次電子１４を減速する減速
電界が形成される。したがって、試料８から発生して対
物レンズ７を通過した二次電子１４は減速電界によって
ＶF2だけ減速されため、ＶF2より低いエネルギ−の二次
電子は追い返され、二次電子検出器１２によって検出さ
れない。
ＶF2及び＋ＶE−ＶF2なる電圧が与えられると、一対の
電極１０、１１間には発生した二次電子１４を偏向する
偏向電界が形成される。更に、一対の電極１０、１１間
では電子ビ−ム４の軸上での電位は−ＶF2であるため、
その軸の方向には発生した二次電子１４を減速する減速
電界が形成される。したがって、試料８から発生して対
物レンズ７を通過した二次電子１４は減速電界によって
ＶF2だけ減速されため、ＶF2より低いエネルギ−の二次
電子は追い返され、二次電子検出器１２によって検出さ
れない。
【００１２】減速電界によって追い返されなかった二次
電子は偏向電界及び偏向磁界によって偏向され、二次電
子検出器１２によっ検出される。ただし、偏向電界及び
偏向磁界によって実質的に偏向されないか又は偏向され
てもその偏向量が少ない、高エネルギ−の二次電子は二
次電子検出器１２によって検出されない。したがって、
二次電子検出器１２によって検出される二次電子のエネ
ルギ−範囲は図３（Ａ）のようになる。同図は斜線部分
のエネルギ−範囲の二次電子が二次電子検出器１２によ
って検出されることを示している。同図においてＶFEは
フイ−ルド発生装置２８にて偏向可能な二次電子のエネ
ルギ−範囲である。検出される二次電子のエネルギ−範
囲の幅及び位置はＶEの値及び／又はＶF2の値を変える
ことによって、すなわち偏向電界を形成するための電圧
及び／又は減速電界を形成するための電圧を変えること
によって変えられ得る。
電子は偏向電界及び偏向磁界によって偏向され、二次電
子検出器１２によっ検出される。ただし、偏向電界及び
偏向磁界によって実質的に偏向されないか又は偏向され
てもその偏向量が少ない、高エネルギ−の二次電子は二
次電子検出器１２によって検出されない。したがって、
二次電子検出器１２によって検出される二次電子のエネ
ルギ−範囲は図３（Ａ）のようになる。同図は斜線部分
のエネルギ−範囲の二次電子が二次電子検出器１２によ
って検出されることを示している。同図においてＶFEは
フイ−ルド発生装置２８にて偏向可能な二次電子のエネ
ルギ−範囲である。検出される二次電子のエネルギ−範
囲の幅及び位置はＶEの値及び／又はＶF2の値を変える
ことによって、すなわち偏向電界を形成するための電圧
及び／又は減速電界を形成するための電圧を変えること
によって変えられ得る。
【００１３】偏向電界と偏向磁界はこれらによる電子ビ
−ム４の偏向が互いに打ち消されるような強さに設定さ
れている。このため、電子ビ−ム４の偏向障害は生じな
い。また、二次電子は偏向電界及び偏向磁界によって二
次電子検出器１２に向けて偏向されるので、発生した二
次電子１４の高検出効率化が図られる。したがって、既
述の実施例によれば、試料を照射する電子ビ−ムに悪影
響を与えることなしに、高い二次電子検出効率を期待し
得ると共に特定のエネルギ−範囲の二次電子を検出する
ことができる。
−ム４の偏向が互いに打ち消されるような強さに設定さ
れている。このため、電子ビ−ム４の偏向障害は生じな
い。また、二次電子は偏向電界及び偏向磁界によって二
次電子検出器１２に向けて偏向されるので、発生した二
次電子１４の高検出効率化が図られる。したがって、既
述の実施例によれば、試料を照射する電子ビ−ムに悪影
響を与えることなしに、高い二次電子検出効率を期待し
得ると共に特定のエネルギ−範囲の二次電子を検出する
ことができる。
【００１４】図１において、一対の電極１０、１１に与
えられる電圧は−ＶE−ＶF2及び＋ＶE−ＶF2の代わりに
それぞれ−ＶE＋ＶF3及び＋ＶE＋ＶF3であってもよい。
一対の電極１０、１１間では電子ビ−ムの軸上の電位は
＋ＶF3となるから、減速電界に代わって加速電界が形成
され、したがって、発生した二次電子１４は加速電界に
よってＶF3だけ加速される。加速された二次電子は偏向
電界及び偏向磁界によって偏向され、二次電子検出器１
２によって検出される。この場合、加速電界がない場合
は二次電子検出器１２によって検出されたであろう二次
電子の高エネルギ−側の一部は二次電子検出器１２によ
って検出されなくなる。結果として、二次電子検出器１
２によって検出される二次電子のエネルギ−範囲は図３
（Ｂ）のようになる。かくして、減速電界の代わりに加
速電界が用いられても同様に所期の目的が達成され得こ
とが理解される。
えられる電圧は−ＶE−ＶF2及び＋ＶE−ＶF2の代わりに
それぞれ−ＶE＋ＶF3及び＋ＶE＋ＶF3であってもよい。
一対の電極１０、１１間では電子ビ−ムの軸上の電位は
＋ＶF3となるから、減速電界に代わって加速電界が形成
され、したがって、発生した二次電子１４は加速電界に
よってＶF3だけ加速される。加速された二次電子は偏向
電界及び偏向磁界によって偏向され、二次電子検出器１
２によって検出される。この場合、加速電界がない場合
は二次電子検出器１２によって検出されたであろう二次
電子の高エネルギ−側の一部は二次電子検出器１２によ
って検出されなくなる。結果として、二次電子検出器１
２によって検出される二次電子のエネルギ−範囲は図３
（Ｂ）のようになる。かくして、減速電界の代わりに加
速電界が用いられても同様に所期の目的が達成され得こ
とが理解される。
【００１５】図１において、１８は引上電極で、該電極
にはＣＰＵ３０によって制御される引上電極電源２７か
ら二次電子引上電圧が与えられる。試料８から発生され
た二次電子１４は引上電極１８によって引き上げられ、
発散することなくフイ−ルド発生装置２８に導かれる。
これによって、二次電子の更なる高検出効率化が図られ
る。
にはＣＰＵ３０によって制御される引上電極電源２７か
ら二次電子引上電圧が与えられる。試料８から発生され
た二次電子１４は引上電極１８によって引き上げられ、
発散することなくフイ−ルド発生装置２８に導かれる。
これによって、二次電子の更なる高検出効率化が図られ
る。
【００１６】図１において、対物レンズ７よりも試料８
側にはもう一つの二次電子検出器１７が配置されてい
る。発生した二次電子をこの二次電子検出器によっても
検出し、その検出出力と二次電子検出器１２によって検
出された二次電子の検出出力を合成して像表示装置１３
に表示すれば、得られる像は信号量の多いものとなる。
側にはもう一つの二次電子検出器１７が配置されてい
る。発生した二次電子をこの二次電子検出器によっても
検出し、その検出出力と二次電子検出器１２によって検
出された二次電子の検出出力を合成して像表示装置１３
に表示すれば、得られる像は信号量の多いものとなる。
【００１７】図４は本発明のもう一つの実施例を示す。
この実施例が図１のそれと異なるのはフィ−ルド発生装
置２８が、一対の電極１０、１１と対物レンズ７との間
に設けられた電極（フイルタ電極）１６を含むことであ
る。この電極にはＣＰＵ３０によって制御される電極制
御電源２６から可変の減速電圧が与えられ、これによっ
て二次電子を電子ビ−ムの軸方向に減速する減速電界が
形成される。その減速電界を形成する減速電圧を−ＶF1
とすると、発生した二次電子１４はその減速電界によっ
てＶF1だけ減速されるため、ＶF1より低いエネルギ−の
二次電子は追い返される。
この実施例が図１のそれと異なるのはフィ−ルド発生装
置２８が、一対の電極１０、１１と対物レンズ７との間
に設けられた電極（フイルタ電極）１６を含むことであ
る。この電極にはＣＰＵ３０によって制御される電極制
御電源２６から可変の減速電圧が与えられ、これによっ
て二次電子を電子ビ−ムの軸方向に減速する減速電界が
形成される。その減速電界を形成する減速電圧を−ＶF1
とすると、発生した二次電子１４はその減速電界によっ
てＶF1だけ減速されるため、ＶF1より低いエネルギ−の
二次電子は追い返される。
【００１８】また、一対の電極１０、１１には、それぞ
れ−ＶE−ＶF2及び＋ＶE−ＶF2なる電圧が印加されてい
る。このため、一対の電極１０、１１間では電子ビ−ム
の軸上の電圧は−ＶF2となるから、これによって、二次
電子を電子ビ−ムの軸方向に減速する減速電界が形成さ
れる。したがって、電極１６を通過した二次電子はＶF2
だけ減速されるので、ＶF2より低いエネルギ−の二次電
子は追い返される。追い返されなかった二次電子は一対
の電極１０、１１間に形成される偏向電界及び偏向磁界
により偏向され、二次電子検出器１２によって検出され
る。ただし、電極１６を通過した二次電子のうち、一対
の電極１０、１１間に形成される偏向電界及び偏向磁界
によって偏向され切れなかった高エネルギ−側の二次電
子は二次電子検出器１２によって検出されない。この場
合の、二次電子検出器１２によって検出される二次電子
のエネルギ−範囲は図５（Ａ）のようになる。もちろ
ん、ＶF1の値、ＶEの値、ＶF2の値を変えれば、検出さ
れる二次電子のエネルギ−の幅及び位置が変わる。した
がって、この場合も、図１の実施例におけると同様に所
期の目的が達成されることが理解される。
れ−ＶE−ＶF2及び＋ＶE−ＶF2なる電圧が印加されてい
る。このため、一対の電極１０、１１間では電子ビ−ム
の軸上の電圧は−ＶF2となるから、これによって、二次
電子を電子ビ−ムの軸方向に減速する減速電界が形成さ
れる。したがって、電極１６を通過した二次電子はＶF2
だけ減速されるので、ＶF2より低いエネルギ−の二次電
子は追い返される。追い返されなかった二次電子は一対
の電極１０、１１間に形成される偏向電界及び偏向磁界
により偏向され、二次電子検出器１２によって検出され
る。ただし、電極１６を通過した二次電子のうち、一対
の電極１０、１１間に形成される偏向電界及び偏向磁界
によって偏向され切れなかった高エネルギ−側の二次電
子は二次電子検出器１２によって検出されない。この場
合の、二次電子検出器１２によって検出される二次電子
のエネルギ−範囲は図５（Ａ）のようになる。もちろ
ん、ＶF1の値、ＶEの値、ＶF2の値を変えれば、検出さ
れる二次電子のエネルギ−の幅及び位置が変わる。した
がって、この場合も、図１の実施例におけると同様に所
期の目的が達成されることが理解される。
【００１９】ＶF2をＶF1に設定したとき、すなわちＶF2
＝ＶF1としたときの、二次電子検出器１２によって検出
される二次電子のエネルギ−範囲を図５（Ｂ）に示す。
エネルギ−範囲の幅及び位置が変わっていることがわか
る。
＝ＶF1としたときの、二次電子検出器１２によって検出
される二次電子のエネルギ−範囲を図５（Ｂ）に示す。
エネルギ−範囲の幅及び位置が変わっていることがわか
る。
【００２０】一対の電極１０、１１には、それぞれ−Ｖ
E＋ＶF3及び＋ＶE＋ＶF3なる電圧が印加されてもよい。
この場合は、一対の電極１０、１１間では電子ビ−ム１
４の軸上電位は＋ＶF3となり、したがって加速電界が形
成されるため、電極１６を通過した二次電子はその加速
電界によって＋ＶF3だけ加速される。この場合の、二次
電子検出器１２によって検出される二次電子のエネルギ
−範囲は図５（Ｃ）のようになる。ＶEの値、、ＶF1の
値、ＶF3の値を変えれば、二次電子検出器１２によって
検出される二次電子のエネルギ−の幅及び位置を変える
ことができる。
E＋ＶF3及び＋ＶE＋ＶF3なる電圧が印加されてもよい。
この場合は、一対の電極１０、１１間では電子ビ−ム１
４の軸上電位は＋ＶF3となり、したがって加速電界が形
成されるため、電極１６を通過した二次電子はその加速
電界によって＋ＶF3だけ加速される。この場合の、二次
電子検出器１２によって検出される二次電子のエネルギ
−範囲は図５（Ｃ）のようになる。ＶEの値、、ＶF1の
値、ＶF3の値を変えれば、二次電子検出器１２によって
検出される二次電子のエネルギ−の幅及び位置を変える
ことができる。
【００２１】図４の実施例においては、電極１６に与え
られる電圧は０に設定されてもよいし、また、これを正
の電圧として加速電界を形成し、これによって、発生し
た全二次電子を加速して一対の電極１０、１１の方に導
くようにしてもよい。更に、電極１６に印加される−Ｖ
F1はそのままにして、一対の電極１０、１１に印加され
るＶF2を０にしてもよい。
られる電圧は０に設定されてもよいし、また、これを正
の電圧として加速電界を形成し、これによって、発生し
た全二次電子を加速して一対の電極１０、１１の方に導
くようにしてもよい。更に、電極１６に印加される−Ｖ
F1はそのままにして、一対の電極１０、１１に印加され
るＶF2を０にしてもよい。
【００２２】図４の実施例において、偏向され切れなか
った二次電子はフイ−ルド発生装置２８の表面部分を照
射することになり、その結果として、その部分からＸ線
等の二次的な粒子や輻射線が放出される。この問題を解
決するためには、その照射表面部分を二次的な粒子や輻
射線を放射し難い材料、たとえば軽金属等で形成するこ
とが望ましい。
った二次電子はフイ−ルド発生装置２８の表面部分を照
射することになり、その結果として、その部分からＸ線
等の二次的な粒子や輻射線が放出される。この問題を解
決するためには、その照射表面部分を二次的な粒子や輻
射線を放射し難い材料、たとえば軽金属等で形成するこ
とが望ましい。
【００２３】図６は本発明の実施例による走査電子顕微
鏡像と従来例による走査電子顕微鏡像を示す。（Ａ）が
本発明の実施例によるもの、（Ｂ）が従来例によるもの
である。これらの像を得るに当たって用いられた試料は
アルミナ（Al2O3）、加速電圧は１kV、観察倍率は４０
００倍（写真倍率）であった。本発明の実施例で検出さ
れた二次電子のエネルギ−範囲は約１５０〜１８０eVで
あった。図から明らかなように、エネルギ−選別を行わ
ない例では試料の帯電により全体的につぶれたような像
が得られ、したがって、試料表面の凸凹の様子がわから
ないが、エネルギ−選択を行った例では試料表面の凸凹
の様子がよくわかる。
鏡像と従来例による走査電子顕微鏡像を示す。（Ａ）が
本発明の実施例によるもの、（Ｂ）が従来例によるもの
である。これらの像を得るに当たって用いられた試料は
アルミナ（Al2O3）、加速電圧は１kV、観察倍率は４０
００倍（写真倍率）であった。本発明の実施例で検出さ
れた二次電子のエネルギ−範囲は約１５０〜１８０eVで
あった。図から明らかなように、エネルギ−選別を行わ
ない例では試料の帯電により全体的につぶれたような像
が得られ、したがって、試料表面の凸凹の様子がわから
ないが、エネルギ−選択を行った例では試料表面の凸凹
の様子がよくわかる。
【００２４】
【発明の効果】本発明によれば、試料を照射する電子ビ
−ムに悪影響を与えることなしに、高い二次電子検出効
率を期待し得ると共に特定のエネルギ−範囲の二次電子
を検出するのに適した走査電子顕微鏡が提供される。
−ムに悪影響を与えることなしに、高い二次電子検出効
率を期待し得ると共に特定のエネルギ−範囲の二次電子
を検出するのに適した走査電子顕微鏡が提供される。
【図１】本発明にもとづく走査電子顕微鏡の一実施例の
概略断面図。
概略断面図。
【図２】図１のフイ−ルド発生装置の概略平面図。
【図３】図１の実施例にもとづいて検出される二次電子
のエネルギ−範囲を示すグラフ。
のエネルギ−範囲を示すグラフ。
【図４】本発明にもとづく走査電子顕微鏡の他の実施例
の概略断面図。
の概略断面図。
【図５】図４の実施例にもとづいて検出される二次電子
のエネルギ−範囲を示すグラフ。
のエネルギ−範囲を示すグラフ。
【図６】本発明の実施例による走査電子顕微鏡像及び従
来例による走査電子顕微鏡像の写真。
来例による走査電子顕微鏡像の写真。
１：陰極、２：第一陽極、３：第二陽極、４：電子ビ−
ム、５：ビーム電流調節用収束レンズ、６：縮小率調整
用収束レンズ、７：対物レンズ、８…試料、９：絞り
板、１０、１１：一対の電極、１２：二次電子検出器、
１３：像表示装置、１４：二次電子、１５：走査コイ
ル、１６：電極、１７：二次電子検出器、１８：引上電
極、２０…高電圧制御電源、２１：ビーム電流調節用収
束レンズ制御電源、２２：縮小率調整用収束レンズ制御
電源、２３：対物レンズ制御電源、２４：走査コイル制
御電源、２５：フイ−ルド発生装置制御電源、２６：電
極制御電源、２７：引上レンズ電極制御電源、２８：フ
イ−ルド発生装置、３０：マイクロプロセッサ（ＣＰ
Ｕ）、３１、３２：一対の電磁 コイル。
ム、５：ビーム電流調節用収束レンズ、６：縮小率調整
用収束レンズ、７：対物レンズ、８…試料、９：絞り
板、１０、１１：一対の電極、１２：二次電子検出器、
１３：像表示装置、１４：二次電子、１５：走査コイ
ル、１６：電極、１７：二次電子検出器、１８：引上電
極、２０…高電圧制御電源、２１：ビーム電流調節用収
束レンズ制御電源、２２：縮小率調整用収束レンズ制御
電源、２３：対物レンズ制御電源、２４：走査コイル制
御電源、２５：フイ−ルド発生装置制御電源、２６：電
極制御電源、２７：引上レンズ電極制御電源、２８：フ
イ−ルド発生装置、３０：マイクロプロセッサ（ＣＰ
Ｕ）、３１、３２：一対の電磁 コイル。
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(56)参考文献 特開 平４−149944（ＪＰ，Ａ)
特開 平５−151927（ＪＰ，Ａ)
特開 平６−132002（ＪＰ，Ａ)
特開 平７−73841（ＪＰ，Ａ)
特開 平７−192679（ＪＰ，Ａ)
特開 平７−296759（ＪＰ，Ａ)
特開 平８−64165（ＪＰ，Ａ)
特開 平９−219170（ＪＰ，Ａ)
特開 平10−289681（ＪＰ，Ａ)
特開 昭51−120170（ＪＰ，Ａ)
特開 昭63−274049（ＪＰ，Ａ)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
H01J 37/244
H01J 37/28
Claims (19)
- 【請求項１】電子ビ−ムを発生させる電子銃と、試料か
ら二次電子を発生させるように前記試料を前記電子ビ−
ムで照射するビ−ム照射系と、前記電子ビ−ムの軸から
離して配置された、前記二次電子を検出する二次電子検
出器と、前記二次電子を前記二次電子検出器に指向させ
るように偏向する偏向電界を形成するための電圧、及び
前記二次電子を前記電子ビームの軸方向に減速又は加速
する可変できる減速電界あるいは加速電界を形成するた
めの電圧が印加される一対の電極を有し、前記偏向電界
による前記電子ビ−ムの偏向を打ち消すように前記二次
電子を偏向する、前記偏向電界と実質的に直交する偏向
磁界とを発生させるフイ−ルド発生装置とを備えている
走査電子顕微鏡。 - 【請求項２】前記フイ−ルド発生装置は前記電子ビ−ム
の軸を挟んで配置された一対の電極を含む請求項１に記
載された走査電子顕微鏡。 - 【請求項３】前記フイ−ルド発生装置は前記偏向電界を
形成するための偏向電圧及び前記減速又は加速電界を形
成するための減速又は加速電圧を前記一対の電極に与え
る電源を含む請求項２に記載された走査電子顕微鏡。 - 【請求項４】前記偏向電圧は可変である請求項３に記載
された走査電子顕微鏡。 - 【請求項５】前記試料から発生される二次電子を引き上
げて前記フイ−ルド発生装置に導く二次電子引上電極を
含む請求項３〜４のいずれかに記載された走査電子顕微
鏡。 - 【請求項６】前記ビ−ム照射系は対物レンズを含み、前
記フィ−ルド発生装置は前記対物レンズを基準にして前
記試料と反対側に配置されている請求項１〜５のいずれ
に記載された走査電子顕微鏡。 - 【請求項７】前記二次電子のうち、前記対物レンズと前
記試料の間を通る二次電子を検出する追加の二次電子検
出器を備え、前記すべての二次電子検出器の出力信号の
合成信号にもとづいて前記試料の像を生成し得るように
した請求項１〜６のいずれかに記載された走査電子顕微
鏡。 - 【請求項８】前記フイ−ルド発生装置は前記発生した二
次電子を減速又は加速する追加の電界を形成する追加の
減速又は加速電圧を発生させる追加の電極を備えている
請求項３に記載された走査電子顕微鏡。 - 【請求項９】前記偏向電圧及び前記両減速又は加速電圧
は可変である請求項８に記載された走査電子顕微鏡。 - 【請求項１０】前記ビ−ム照射系は対物レンズを含み、
前記フィ−ルド発生装置は前記対物レンズを基準にして
前記試料と反対側に配置されている請求項８又は９に記
載された走査電子顕微鏡。 - 【請求項１１】前記二次電子のうち、前記対物レンズと
前記試料の間を通る二次電子を検出する追加の二次電子
検出器を備え、前記すべての二次電子検出器の出力信号
の合成信号にもとづいて前記試料の像を生成し得るよう
にした請求項８〜１０のいずれかに記載された走査電子
顕微鏡。 - 【請求項１２】前記フイ−ルド発生装置は前記二次電子
の照射を受ける表面部分をもち、該表面部分は前記二次
電子の照射によって生じる二次的信号の発生を抑制する
材料で形成されている請求項８〜１１のいずれかに記載
された走査電子顕微鏡。 - 【請求項１３】前記フイ−ルド発生装置は前記偏向電界
を形成する、前記電子ビ−ムの軸を挟んで配置された一
対の電極と、前記減速又は加速電界を形成する、前記一
対の電極よりも前記試料側に配置された電極と、該電極
に前記減速又は加速電界を形成するための減速又は加速
電圧を、前記一対の電極に前記偏向電界を形成するため
の偏向電圧をそれぞれ与える電源装置とを含む請求項１
に記載された走査電子顕微鏡。 - 【請求項１４】前記電源装置は前記一対の電極に前記二
次電子を減速又は加速する電界を形成する電圧を与える
請求項１３に記載された走査電子顕微鏡。 - 【請求項１５】前記偏向電圧及び前記減速又は加速電圧
は可変である請求項１３に記載された走査電子顕微鏡。 - 【請求項１６】前記電源装置は前記一対の電極に前記二
次電子を減速又は加速する電界を形成する可変電圧を与
える請求項１５に記載された走査電子顕微鏡。 - 【請求項１７】前記フイ−ルド発生装置は前記二次電子
の照射を受ける表面部分をもち、該表面部分は前記二次
電子の照射によって生じる二次的信号の発生を抑制する
材料で形成されている請求項１３〜１６のいずれかに記
載された走査電子顕微鏡。 - 【請求項１８】前記ビ−ム照射系は対物レンズを含み、
前記フィ−ルド発生装置は前記対物レンズを基準にして
前記試料と反対側に配置されている請求項１３又は１６
に記載された走査電子顕微鏡。 - 【請求項１９】前記二次電子のうち、前記対物レンズと
前記試料の間を通る二次電子を検出する追加の二次電子
検出器を備え、前記すべての二次電子検出器の出力信号
の合成信号にもとづいて前記試料の像を生成し得るよう
にした請求項１８に記載された走査電子顕微鏡。
Priority Applications (5)
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|---|---|---|---|
| JP12309697A JP3514070B2 (ja) | 1997-04-25 | 1997-04-25 | 走査電子顕微鏡 |
| EP98106905A EP0883158B1 (en) | 1997-04-25 | 1998-04-16 | Scanning electron microscope |
| DE69807151T DE69807151T2 (de) | 1997-04-25 | 1998-04-16 | Rasterelektronenmikroskop |
| KR1019980014622A KR100695983B1 (ko) | 1997-04-25 | 1998-04-24 | 주사전자현미경 |
| US09/065,871 US6025593A (en) | 1997-04-25 | 1998-04-24 | Scanning electron microscope |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12309697A JP3514070B2 (ja) | 1997-04-25 | 1997-04-25 | 走査電子顕微鏡 |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10302705A JPH10302705A (ja) | 1998-11-13 |
| JP3514070B2 true JP3514070B2 (ja) | 2004-03-31 |
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ID=14852112
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
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| Country | Link |
|---|---|
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| US6667476B2 (en) * | 1998-03-09 | 2003-12-23 | Hitachi, Ltd. | Scanning electron microscope |
| EP1022766B1 (en) * | 1998-11-30 | 2004-02-04 | Advantest Corporation | Particle beam apparatus |
| US6717141B1 (en) * | 2001-11-27 | 2004-04-06 | Schlumberger Technologies, Inc. | Reduction of aberrations produced by Wien filter in a scanning electron microscope and the like |
| JP2005191017A (ja) * | 2005-03-25 | 2005-07-14 | Hitachi Ltd | 走査型電子顕微鏡 |
| US7462828B2 (en) | 2005-04-28 | 2008-12-09 | Hitachi High-Technologies Corporation | Inspection method and inspection system using charged particle beam |
| JP4896626B2 (ja) * | 2006-08-22 | 2012-03-14 | 株式会社日立ハイテクノロジーズ | 走査電子顕微鏡 |
| DE102009028013B9 (de) * | 2009-07-24 | 2014-04-17 | Carl Zeiss Microscopy Gmbh | Teilchenstrahlgerät mit einer Blendeneinheit und Verfahren zur Einstellung eines Strahlstroms in einem Teilchenstrahlgerät |
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| WO2018217646A1 (en) | 2017-05-22 | 2018-11-29 | Howmedica Osteonics Corp. | Device for in-situ fabrication process monitoring and feedback control of an electron beam additive manufacturing process |
| WO2019038883A1 (ja) * | 2017-08-24 | 2019-02-28 | 株式会社日立ハイテクノロジーズ | 荷電粒子線装置およびそれを用いた観察方法、元素分析方法 |
| EP3597333A1 (en) | 2018-07-19 | 2020-01-22 | Howmedica Osteonics Corporation | System and process for in-process electron beam profile and location analyses |
| CN116646228B (zh) * | 2023-07-20 | 2023-10-27 | 北京惠然肯来科技中心(有限合伙) | 快速聚焦扫描偏转装置、扫描电子显微镜 |
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| JPH01220352A (ja) * | 1988-02-26 | 1989-09-04 | Hitachi Ltd | 走査電子顕微鏡及びその類似装置 |
| US5594245A (en) * | 1990-10-12 | 1997-01-14 | Hitachi, Ltd. | Scanning electron microscope and method for dimension measuring by using the same |
| JP2919170B2 (ja) * | 1992-03-19 | 1999-07-12 | 株式会社日立製作所 | 走査電子顕微鏡 |
| JP3081393B2 (ja) * | 1992-10-15 | 2000-08-28 | 株式会社日立製作所 | 走査電子顕微鏡 |
| JP3291880B2 (ja) * | 1993-12-28 | 2002-06-17 | 株式会社日立製作所 | 走査形電子顕微鏡 |
| JP3323021B2 (ja) * | 1994-12-28 | 2002-09-09 | 株式会社日立製作所 | 走査形電子顕微鏡及びそれを用いた試料像観察方法 |
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- 1997-04-25 JP JP12309697A patent/JP3514070B2/ja not_active Expired - Fee Related
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- 1998-04-16 DE DE69807151T patent/DE69807151T2/de not_active Expired - Fee Related
- 1998-04-24 US US09/065,871 patent/US6025593A/en not_active Expired - Lifetime
- 1998-04-24 KR KR1019980014622A patent/KR100695983B1/ko not_active IP Right Cessation
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