JPH08195181A - 走査型電子顕微鏡 - Google Patents
走査型電子顕微鏡Info
- Publication number
- JPH08195181A JPH08195181A JP514595A JP514595A JPH08195181A JP H08195181 A JPH08195181 A JP H08195181A JP 514595 A JP514595 A JP 514595A JP 514595 A JP514595 A JP 514595A JP H08195181 A JPH08195181 A JP H08195181A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- sample
- charge
- current
- electron
- electron beam
- 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
Landscapes
- Electron Sources, Ion Sources (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】本発明は、電子顕微鏡本来の機能を制限するこ
となく試料のチャージアップを除去する。 【構成】試料７に照射される電子ビームのビーム電流値
Ｉ1 、試料７を透過する電子ビームの電流値Ｉ2 を検出
し、これら検出された各電流値Ｉ1 、Ｉ2 に基づいて試
料７のチャージアップを判定し、チャージアップと判定
した場合、２次電子放出比δに応じて簡易電子銃２２の
加速電圧Ｖo を求め、この加速電圧Ｖo を簡易電子銃２
２のフィラメント２３に印加して電子ビームを試料７に
照射し、この試料７のチャージアップを除去する。
となく試料のチャージアップを除去する。 【構成】試料７に照射される電子ビームのビーム電流値
Ｉ1 、試料７を透過する電子ビームの電流値Ｉ2 を検出
し、これら検出された各電流値Ｉ1 、Ｉ2 に基づいて試
料７のチャージアップを判定し、チャージアップと判定
した場合、２次電子放出比δに応じて簡易電子銃２２の
加速電圧Ｖo を求め、この加速電圧Ｖo を簡易電子銃２
２のフィラメント２３に印加して電子ビームを試料７に
照射し、この試料７のチャージアップを除去する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、試料のチャージアップ
を除去する機能を備えた走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）に
関する。
を除去する機能を備えた走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）に
関する。
【０００２】
【従来の技術】図４は走査型電子顕微鏡の構成図であ
る。顕微鏡本体１にはその上部に電子銃２が設けられ、
この電子銃２から下方に向かって電子ビーム絞り用の第
１陽極３、第２陽極４が設けられ、さらに第１電磁レン
ズ（コンデンサレンズ５）、第２電磁レンズ（対物レン
ズ）６が配置されている。
る。顕微鏡本体１にはその上部に電子銃２が設けられ、
この電子銃２から下方に向かって電子ビーム絞り用の第
１陽極３、第２陽極４が設けられ、さらに第１電磁レン
ズ（コンデンサレンズ５）、第２電磁レンズ（対物レン
ズ）６が配置されている。
【０００３】顕微鏡本体１の下部には、試料７が例えば
角度45度をもって傾斜して配置されている。なお、この
角度は任意に設定可能となっている。この試料７の近傍
には、二次電子検出器８が配置されている。なお、図示
しないが顕微鏡本体１には、電子ビームを試料７上に走
査させるための偏向板及びアライメント調整用のコイル
が配置されている。
角度45度をもって傾斜して配置されている。なお、この
角度は任意に設定可能となっている。この試料７の近傍
には、二次電子検出器８が配置されている。なお、図示
しないが顕微鏡本体１には、電子ビームを試料７上に走
査させるための偏向板及びアライメント調整用のコイル
が配置されている。
【０００４】かかる構成であれば、電子銃２から電子ビ
ームが放出されると、この電子ビームは試料７上に照射
される。このとき電子ビームは偏向板により試料７上の
所望領域に走査される。
ームが放出されると、この電子ビームは試料７上に照射
される。このとき電子ビームは偏向板により試料７上の
所望領域に走査される。
【０００５】この電子ビームが試料７に照射されると、
試料７からは二次電子が放出される。二次電子検出器８
はこれら二次電子を電流として検出し、この電流に応じ
た検出信号を出力する。しかるに、この検出信号を処理
することにより試料７の表面形状が画像として測定され
る。
試料７からは二次電子が放出される。二次電子検出器８
はこれら二次電子を電流として検出し、この電流に応じ
た検出信号を出力する。しかるに、この検出信号を処理
することにより試料７の表面形状が画像として測定され
る。
【０００６】ところが、電子ビームを試料７に照射し、
その照射時間が同一走査領域に対して長くなると、試料
７における走査領域は正極「＋」又は負極「−」に帯
電、つまりチャージアップされる。
その照射時間が同一走査領域に対して長くなると、試料
７における走査領域は正極「＋」又は負極「−」に帯
電、つまりチャージアップされる。
【０００７】このチャージアップの極性は、電子銃２に
印加される加速電圧によって決まり、例えば加速電圧１
ｋＶ以上では、図５に示すように負極「−」にチャージ
アップされる。
印加される加速電圧によって決まり、例えば加速電圧１
ｋＶ以上では、図５に示すように負極「−」にチャージ
アップされる。
【０００８】このように試料７が正極「＋」又は負極
「−」にチャージアップされると、試料７の表面の画像
はその画質が低下し、ひどい場合には試料表面の画像が
現れなくなる。
「−」にチャージアップされると、試料７の表面の画像
はその画質が低下し、ひどい場合には試料表面の画像が
現れなくなる。
【０００９】このようにチャージアップが生じた場合、
このチャージアップを除去することが行われている。こ
のチャージアップ除去の技術としては、例えば、第１の
方法として試料７の裏面にイオンを照射することで帯電
を緩和する方法（特開平２−１５５４６号公報）や、第
２の方法として低真空ＳＥＭで用いられているように顕
微鏡本体１に形成された試料室内を低真空状態にし、電
子ビームにより帯電した分子を利用して試料７の表面上
にチャージした電子を中和する方向がある。
このチャージアップを除去することが行われている。こ
のチャージアップ除去の技術としては、例えば、第１の
方法として試料７の裏面にイオンを照射することで帯電
を緩和する方法（特開平２−１５５４６号公報）や、第
２の方法として低真空ＳＥＭで用いられているように顕
微鏡本体１に形成された試料室内を低真空状態にし、電
子ビームにより帯電した分子を利用して試料７の表面上
にチャージした電子を中和する方向がある。
【００１０】又、チャージアップ除去する第３の方法と
して、測定プローブに用いている電子ビームの加速電圧
を測定時の電圧と逆の極性に帯電する電圧に交互に切り
替えることにより帯電を緩和する方法（特願平４−１２
８４５号）がある。
して、測定プローブに用いている電子ビームの加速電圧
を測定時の電圧と逆の極性に帯電する電圧に交互に切り
替えることにより帯電を緩和する方法（特願平４−１２
８４５号）がある。
【００１１】さらにチャージアップを防止する方法とし
ては、試料７によってチャージアップしない加速電圧に
設定する方法（特開昭６２−６９５２７号公報）があ
る。しかしながら、第１の方法では、試料７の裏面にイ
オンを照射するために、試料７の表面の帯電を中和する
ためには試料７が薄膜でなければならない。
ては、試料７によってチャージアップしない加速電圧に
設定する方法（特開昭６２−６９５２７号公報）があ
る。しかしながら、第１の方法では、試料７の裏面にイ
オンを照射するために、試料７の表面の帯電を中和する
ためには試料７が薄膜でなければならない。
【００１２】第２の方法では、緩和した後の分子がコン
タミ（試料汚染）の原因となる場合があり、さらに試料
室が高真空の場合には適用できない。第３の方法では、
加速電圧を切り替えるときに各レンズの軸合わせを瞬時
に行う必要があり、このレンズの軸合わせに技術的に困
難な面が多い。さらにチャージアップを防止する方法で
は、試料７によって加速電圧が固定されてしまうため、
高分解能の写真を撮影するために加速電圧を高くできな
い。
タミ（試料汚染）の原因となる場合があり、さらに試料
室が高真空の場合には適用できない。第３の方法では、
加速電圧を切り替えるときに各レンズの軸合わせを瞬時
に行う必要があり、このレンズの軸合わせに技術的に困
難な面が多い。さらにチャージアップを防止する方法で
は、試料７によって加速電圧が固定されてしまうため、
高分解能の写真を撮影するために加速電圧を高くできな
い。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】以上のようにチャージ
アップを除去するためには、試料７が薄膜でなければな
らなかったり、試料室が高真空の場合には適用できなか
ったり、又、レンズの軸合わせの技術的に困難な面が多
かったりし、さらにチャージアップを防止するために
は、加速電圧が固定されてしまい高分解能の写真を撮影
するために加速電圧を高くできないという、走査型電子
顕微鏡の機能に対する制限があった。そこで本発明は、
電子顕微鏡本来の機能を制限することなく試料のチャー
ジアップを除去できる走査型電子顕微鏡を提供すること
を目的とする。
アップを除去するためには、試料７が薄膜でなければな
らなかったり、試料室が高真空の場合には適用できなか
ったり、又、レンズの軸合わせの技術的に困難な面が多
かったりし、さらにチャージアップを防止するために
は、加速電圧が固定されてしまい高分解能の写真を撮影
するために加速電圧を高くできないという、走査型電子
顕微鏡の機能に対する制限があった。そこで本発明は、
電子顕微鏡本来の機能を制限することなく試料のチャー
ジアップを除去できる走査型電子顕微鏡を提供すること
を目的とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】請求項１によれば、電子
銃から出力された電子ビームを試料に照射し、この試料
から放出される２次電子を捕えて試料に対する表面測定
を行う走査型電子顕微鏡において、試料にチャージアッ
プされた電荷を除去するための簡易電子銃と、試料に照
射される電子ビームのビーム電流を検出するビーム電流
検出手段と、試料を透過する電子ビームの電流を検出す
る透過電流検出手段と、少なくともこれら電流検出手段
により検出された各電流値に基づいて試料のチャージア
ップを判定するチャージアップ判定手段と、ビーム検出
手段により検出されたビーム電流値と２次電流による下
限電流値との２次電子放出比に応じて試料のチャージア
ップを除去する簡易電子銃の加速電圧を求める加速電圧
算出手段と、判定手段からのチャージアップ判定を受け
た場合、加速電圧算出手段により求められた加速電圧を
簡易電子銃に印加するチャージアップ検出手段と、を備
えて上記目的を達成しようとする走査型電子顕微鏡であ
る。
銃から出力された電子ビームを試料に照射し、この試料
から放出される２次電子を捕えて試料に対する表面測定
を行う走査型電子顕微鏡において、試料にチャージアッ
プされた電荷を除去するための簡易電子銃と、試料に照
射される電子ビームのビーム電流を検出するビーム電流
検出手段と、試料を透過する電子ビームの電流を検出す
る透過電流検出手段と、少なくともこれら電流検出手段
により検出された各電流値に基づいて試料のチャージア
ップを判定するチャージアップ判定手段と、ビーム検出
手段により検出されたビーム電流値と２次電流による下
限電流値との２次電子放出比に応じて試料のチャージア
ップを除去する簡易電子銃の加速電圧を求める加速電圧
算出手段と、判定手段からのチャージアップ判定を受け
た場合、加速電圧算出手段により求められた加速電圧を
簡易電子銃に印加するチャージアップ検出手段と、を備
えて上記目的を達成しようとする走査型電子顕微鏡であ
る。
【００１５】請求項２によれば、チャージアップ判定手
段は、試料に照射される電子ビームのビーム電流をＩ
1 、試料を透過する電子ビームの電流を検出する透過電
流をＩ2 、２次電子による電流値の下限値をＩ3 とする
場合、 ｜Ｉ1 −（Ｉ2 ＋Ｉ3 ）｜ の値が所定値よりも大きくなったときにチャージアップ
と判定する。
段は、試料に照射される電子ビームのビーム電流をＩ
1 、試料を透過する電子ビームの電流を検出する透過電
流をＩ2 、２次電子による電流値の下限値をＩ3 とする
場合、 ｜Ｉ1 −（Ｉ2 ＋Ｉ3 ）｜ の値が所定値よりも大きくなったときにチャージアップ
と判定する。
【００１６】請求項３によれば、チャージアップ判定手
段は、２次電子の信号レベルが次第に上昇又は下降を示
したときにチャージアップと判定する。請求項４によれ
ば、加速電圧算出手段は、加速電圧と２次電子放出比と
の関係を示す曲線から試料のチャージアップを除去する
簡易電子銃の加速電圧を求める。
段は、２次電子の信号レベルが次第に上昇又は下降を示
したときにチャージアップと判定する。請求項４によれ
ば、加速電圧算出手段は、加速電圧と２次電子放出比と
の関係を示す曲線から試料のチャージアップを除去する
簡易電子銃の加速電圧を求める。
【００１７】
【作用】請求項１によれば、電子銃から出力された電子
ビームを試料に照射し、この試料から放出される２次電
子を捕えて試料に対する表面測定を行う際に、試料に照
射される電子ビームのビーム電流をビーム電流検出手段
により検出するとともに試料を透過する電子ビームの電
流を透過電流検出手段により検出し、これら検出された
各電流値に基づいてチャージアップ判定手段により試料
のチャージアップを判定し、チャージアップと判定した
場合、試料に照射されるビーム電流値と２次電流による
下限電流値との２次電子放出比に応じて加速電圧算出手
段により簡易電子銃の加速電圧を求め、この加速電圧を
チャージアップ検出手段により簡易電子銃に印加して試
料のチャージアップを除去する。
ビームを試料に照射し、この試料から放出される２次電
子を捕えて試料に対する表面測定を行う際に、試料に照
射される電子ビームのビーム電流をビーム電流検出手段
により検出するとともに試料を透過する電子ビームの電
流を透過電流検出手段により検出し、これら検出された
各電流値に基づいてチャージアップ判定手段により試料
のチャージアップを判定し、チャージアップと判定した
場合、試料に照射されるビーム電流値と２次電流による
下限電流値との２次電子放出比に応じて加速電圧算出手
段により簡易電子銃の加速電圧を求め、この加速電圧を
チャージアップ検出手段により簡易電子銃に印加して試
料のチャージアップを除去する。
【００１８】請求項２によれば、試料に照射される電子
ビームのビーム電流をＩ1 、試料を透過する電子ビーム
の電流を検出する透過電流をＩ2 、２次電子による電流
値の下限値をＩ3 とする場合、 ｜Ｉ1 −（Ｉ2 ＋Ｉ3 ）｜ の値が所定値よりも大きくなったときにチャージアップ
と判定する。
ビームのビーム電流をＩ1 、試料を透過する電子ビーム
の電流を検出する透過電流をＩ2 、２次電子による電流
値の下限値をＩ3 とする場合、 ｜Ｉ1 −（Ｉ2 ＋Ｉ3 ）｜ の値が所定値よりも大きくなったときにチャージアップ
と判定する。
【００１９】請求項３によれば、２次電子の信号レベル
が次第に上昇又は下降を示したときにチャージアップと
判定する。請求項４によれば、加速電圧と２次電子放出
比との関係を示す曲線から試料のチャージアップを除去
する簡易電子銃の加速電圧を求める。
が次第に上昇又は下降を示したときにチャージアップと
判定する。請求項４によれば、加速電圧と２次電子放出
比との関係を示す曲線から試料のチャージアップを除去
する簡易電子銃の加速電圧を求める。
【００２０】
【実施例】以下、本発明の一実施例について図面を参照
して説明する。なお、図４と同一部分には同一符号を付
してその詳しい説明は省略する。図１は走査型電子顕微
鏡の構成図である。
して説明する。なお、図４と同一部分には同一符号を付
してその詳しい説明は省略する。図１は走査型電子顕微
鏡の構成図である。
【００２１】主コントローラ１０は、走査型電子顕微鏡
全体を制御する機能を有するもので、顕微鏡本体１にお
ける電子銃２の動作制御を行うとともに第１陽極３、第
２陽極４、第１電磁レンズ５、第２電磁レンズ６に対す
る印加電圧を制御する機能を有している。
全体を制御する機能を有するもので、顕微鏡本体１にお
ける電子銃２の動作制御を行うとともに第１陽極３、第
２陽極４、第１電磁レンズ５、第２電磁レンズ６に対す
る印加電圧を制御する機能を有している。
【００２２】２次電子検出器８には、画像保持回路１１
が接続され、２次電子検出器８により検出された２次電
子に対する処理結果の画像、つまり試料７の表面形状が
画像データとして保持されるものとなっている。
が接続され、２次電子検出器８により検出された２次電
子に対する処理結果の画像、つまり試料７の表面形状が
画像データとして保持されるものとなっている。
【００２３】この画像保持回路１１には、画像信号切替
え器１２を介して観察用ＣＲＴ１３が接続されている。
一方、顕微鏡本体１における第２電磁レンズ６の下方に
は、プローブ電流検出絞り２０が配置されている。この
プローブ電流検出絞り２０は、試料７に照射される電子
ビームの電流を検出してその検出電流値を出力する機能
を有している。
え器１２を介して観察用ＣＲＴ１３が接続されている。
一方、顕微鏡本体１における第２電磁レンズ６の下方に
は、プローブ電流検出絞り２０が配置されている。この
プローブ電流検出絞り２０は、試料７に照射される電子
ビームの電流を検出してその検出電流値を出力する機能
を有している。
【００２４】試料７の下部には、透過電流検出器２１が
配置されている。この透過電流検出器２１は、試料７を
透過する電子ビームの電流を検出してその検出電流値Ｉ
2 を出力する機能を有している。
配置されている。この透過電流検出器２１は、試料７を
透過する電子ビームの電流を検出してその検出電流値Ｉ
2 を出力する機能を有している。
【００２５】又、試料７の斜め上方には、簡易電子銃２
２が設けられている。この簡易電子銃２２は、試料７に
電子ビームを放射して試料７にチャージアップされた電
荷を除去するためのものである。
２が設けられている。この簡易電子銃２２は、試料７に
電子ビームを放射して試料７にチャージアップされた電
荷を除去するためのものである。
【００２６】この簡易電子銃２２は、図２の拡大図に示
すように、コイル状のフィラメント２３に電源２４を接
続し、かつフィラメント２３から放射される電子ビーム
の進行路上に集束電極２５、偏向電極２６を配置した構
成となっている。
すように、コイル状のフィラメント２３に電源２４を接
続し、かつフィラメント２３から放射される電子ビーム
の進行路上に集束電極２５、偏向電極２６を配置した構
成となっている。
【００２７】計算機３０は、プローブ電流検出絞り２０
により検出された電子ビームの電流値、透過電流検出器
２１により検出された試料７を透過した電流値、及び２
次電子検出器８により検出された２次電子による電流値
を入力し、これら電流値に基づいて試料７のチャージア
ップを判定するチャージアップ判定手段、試料７に照射
される電流値と２次電流による下限電流値との２次電子
放出比に応じて試料７のチャージアップを除去する簡易
電子銃２２の加速電圧を求める加速電圧算出手段として
の各機能を有している。
により検出された電子ビームの電流値、透過電流検出器
２１により検出された試料７を透過した電流値、及び２
次電子検出器８により検出された２次電子による電流値
を入力し、これら電流値に基づいて試料７のチャージア
ップを判定するチャージアップ判定手段、試料７に照射
される電流値と２次電流による下限電流値との２次電子
放出比に応じて試料７のチャージアップを除去する簡易
電子銃２２の加速電圧を求める加速電圧算出手段として
の各機能を有している。
【００２８】具体的にチャージアップ判定手段は、試料
７に照射される電子ビームのビーム電流をＩ1 、試料７
を透過する電子ビームの電流を検出する透過電流をＩ
2 、２次電子による電流値の下限値をＩ3 とする場合、 ｜Ｉ1 −（Ｉ2 ＋Ｉ3 ）｜ …(1) の値が所定値よりも大きくなったときにチャージアップ
と判定する、又は２次電子検出器８により検出される同
一観察場所の２次電子の信号レベルが次第に上昇又は下
降を示したときにチャージアップと判定する機能を有し
ている。
７に照射される電子ビームのビーム電流をＩ1 、試料７
を透過する電子ビームの電流を検出する透過電流をＩ
2 、２次電子による電流値の下限値をＩ3 とする場合、 ｜Ｉ1 −（Ｉ2 ＋Ｉ3 ）｜ …(1) の値が所定値よりも大きくなったときにチャージアップ
と判定する、又は２次電子検出器８により検出される同
一観察場所の２次電子の信号レベルが次第に上昇又は下
降を示したときにチャージアップと判定する機能を有し
ている。
【００２９】なお、試料７に照射される電子ビームのビ
ーム電流Ｉ1 は、プローブ電流検出絞り２０により検出
された電子ビームの電流値と第１電磁レンズ５及び第２
電磁レンズ６に流れる各レンズ電流の値から求められ
る。
ーム電流Ｉ1 は、プローブ電流検出絞り２０により検出
された電子ビームの電流値と第１電磁レンズ５及び第２
電磁レンズ６に流れる各レンズ電流の値から求められ
る。
【００３０】加速電圧算出手段は、試料７に照射される
電子ビームのビーム電流Ｉ1 と２次電流による電流の下
限値Ｉ3 との２次電子放出比δ δ＝Ｉ3 ／Ｉ1 …(2) に応じて試料７のチャージアップを除去する簡易電子銃
２２の加速電圧を求める機能を有している。
電子ビームのビーム電流Ｉ1 と２次電流による電流の下
限値Ｉ3 との２次電子放出比δ δ＝Ｉ3 ／Ｉ1 …(2) に応じて試料７のチャージアップを除去する簡易電子銃
２２の加速電圧を求める機能を有している。
【００３１】すなわち、この加速電圧算出手段は、予め
図３に示す加速電圧に対する２次電子放出比δの関係を
示す曲線をデータベースに記憶している。この曲線は、
例えば試料７の各物質Ａ、Ｂごとに複数記憶されてい
る。
図３に示す加速電圧に対する２次電子放出比δの関係を
示す曲線をデータベースに記憶している。この曲線は、
例えば試料７の各物質Ａ、Ｂごとに複数記憶されてい
る。
【００３２】この曲線において、２次電子放出比δがδ
＞１の場合、試料７は正極「＋」にチャージアップさ
れ、δ＜１の場合、試料７は負極「−」にチャージアッ
プされていることを示す。
＞１の場合、試料７は正極「＋」にチャージアップさ
れ、δ＜１の場合、試料７は負極「−」にチャージアッ
プされていることを示す。
【００３３】従って、加速電圧算出手段は、２次電子放
出比δから曲線を用いて逆極性にチャージアップする加
速電圧Ｖo を求め、かつそのときの観察領域の幅と加速
電圧Ｖo とに基づいて簡易電子銃２２から放射される電
子ビームが試料７面上の所定領域内に集束するための集
束電極２５及び偏向電極２６の各印加電圧を算出する機
能を有している。
出比δから曲線を用いて逆極性にチャージアップする加
速電圧Ｖo を求め、かつそのときの観察領域の幅と加速
電圧Ｖo とに基づいて簡易電子銃２２から放射される電
子ビームが試料７面上の所定領域内に集束するための集
束電極２５及び偏向電極２６の各印加電圧を算出する機
能を有している。
【００３４】チャージアップ検出器３１は、計算機３０
からチャージアップ判定を受けた場合、計算機３０によ
り求められた加速電圧Ｖo を簡易電子銃２２のフィラメ
ント２３に印加し、かつ計算機３０により求められた集
束電極２５及び偏向電極２６の各印加電圧をそれぞれ集
束電極２５及び偏向電極２６に印加する機能を有してい
る。
からチャージアップ判定を受けた場合、計算機３０によ
り求められた加速電圧Ｖo を簡易電子銃２２のフィラメ
ント２３に印加し、かつ計算機３０により求められた集
束電極２５及び偏向電極２６の各印加電圧をそれぞれ集
束電極２５及び偏向電極２６に印加する機能を有してい
る。
【００３５】次に上記の如く構成された装置の作用につ
いて説明する。電子銃２から電子ビームが放出される
と、この電子ビームは試料７上に照射される。このとき
電子ビームは偏向板により試料７上の所望領域に走査さ
れる。
いて説明する。電子銃２から電子ビームが放出される
と、この電子ビームは試料７上に照射される。このとき
電子ビームは偏向板により試料７上の所望領域に走査さ
れる。
【００３６】この電子ビームが試料７に照射されると、
試料７からは二次電子が放出される。二次電子検出器８
はこれら２次電子を電流として検出し、この電流に応じ
た検出信号を出力する。
試料７からは二次電子が放出される。二次電子検出器８
はこれら２次電子を電流として検出し、この電流に応じ
た検出信号を出力する。
【００３７】この２次電子検出器８により検出された２
次電子電流は、処理されて試料７の表面形状の画像デー
タとして画像保持回路１１に保持され、画像信号切替え
器１２を介して観察用ＣＲＴ１３に送られる。
次電子電流は、処理されて試料７の表面形状の画像デー
タとして画像保持回路１１に保持され、画像信号切替え
器１２を介して観察用ＣＲＴ１３に送られる。
【００３８】この状態に、プローブ電流検出絞り２０
は、試料７に照射される電子ビームの電流を検出してそ
の検出電流値を出力する。透過電流検出器２１は、試料
７を透過する電子ビームの電流を検出してその検出電流
値Ｉ2 を出力する。
は、試料７に照射される電子ビームの電流を検出してそ
の検出電流値を出力する。透過電流検出器２１は、試料
７を透過する電子ビームの電流を検出してその検出電流
値Ｉ2 を出力する。
【００３９】計算機３０のチャージアップ判定手段は、
これらプローブ電流検出絞り２０により検出された試料
７に照射される電子ビームの電流を入力し、この電流値
と第１電磁レンズ５及び第２電磁レンズ６に流れる各レ
ンズ電流の値から試料７に照射される電子ビームのビー
ム電流Ｉ1 を求める。
これらプローブ電流検出絞り２０により検出された試料
７に照射される電子ビームの電流を入力し、この電流値
と第１電磁レンズ５及び第２電磁レンズ６に流れる各レ
ンズ電流の値から試料７に照射される電子ビームのビー
ム電流Ｉ1 を求める。
【００４０】このチャージアップ判定手段は、このビー
ム電流Ｉ1 、さらに透過電流検出器２１により検出され
た試料７を透過する電子ビームの電流値Ｉ2 を入力し、
２次電子による電流値の下限値をＩ3 とする場合、上記
式(1) において、 ｜Ｉ1 −（Ｉ2 ＋Ｉ3 ）｜ の値が所定値よりも大きくなったときにチャージアップ
と判定する。
ム電流Ｉ1 、さらに透過電流検出器２１により検出され
た試料７を透過する電子ビームの電流値Ｉ2 を入力し、
２次電子による電流値の下限値をＩ3 とする場合、上記
式(1) において、 ｜Ｉ1 −（Ｉ2 ＋Ｉ3 ）｜ の値が所定値よりも大きくなったときにチャージアップ
と判定する。
【００４１】又、チャージアップ判定手段は、２次電子
検出器８により検出される同一観察場所の２次電子の信
号レベルが次第に上昇又は下降を示したときにチャージ
アップと判定する。
検出器８により検出される同一観察場所の２次電子の信
号レベルが次第に上昇又は下降を示したときにチャージ
アップと判定する。
【００４２】従って、チャージアップ判定手段は、上記
式(1) の値が所定値よりも大きくなった場合、又は２次
電子の信号レベルが上昇又は下降を示した場合のいずれ
か一方の場合において、試料７のチャージアップとして
判定してチャージアップ判定信号Ｊをチャージアップ検
出器３１に送出する。
式(1) の値が所定値よりも大きくなった場合、又は２次
電子の信号レベルが上昇又は下降を示した場合のいずれ
か一方の場合において、試料７のチャージアップとして
判定してチャージアップ判定信号Ｊをチャージアップ検
出器３１に送出する。
【００４３】このようにチャージアップを判定した場
合、計算機３０の加速電圧算出手段は、試料７に照射さ
れる電子ビームのビーム電流Ｉ1 と２次電流による電流
の下限値Ｉ3 との２次電子放出比δ（＝Ｉ3 ／Ｉ1 ）を
求め、図３に示す２次電子放出比δと加速電圧Ｖo との
関係の曲線から試料７を逆極性にチャージアップする簡
易電子銃２２の加速電圧Ｖo を求める。
合、計算機３０の加速電圧算出手段は、試料７に照射さ
れる電子ビームのビーム電流Ｉ1 と２次電流による電流
の下限値Ｉ3 との２次電子放出比δ（＝Ｉ3 ／Ｉ1 ）を
求め、図３に示す２次電子放出比δと加速電圧Ｖo との
関係の曲線から試料７を逆極性にチャージアップする簡
易電子銃２２の加速電圧Ｖo を求める。
【００４４】例えば、２次電子放出比δに対する加速電
圧Ｖ1 であれば、試料７は負極「−」にチャージアップ
されているので、これを逆極性つまり正極「＋」にチャ
ージアップする簡易電子銃２２の加速電圧、例えばＶ2
を求める。
圧Ｖ1 であれば、試料７は負極「−」にチャージアップ
されているので、これを逆極性つまり正極「＋」にチャ
ージアップする簡易電子銃２２の加速電圧、例えばＶ2
を求める。
【００４５】この加速電圧算出手段は、そのときの観察
領域の幅と加速電圧Ｖ2 に基づいて簡易電子銃２２から
放射される電子ビームが試料７面上の所定領域内に集束
するための集束電極２５及び偏向電極２６の各印加電圧
を算出する。
領域の幅と加速電圧Ｖ2 に基づいて簡易電子銃２２から
放射される電子ビームが試料７面上の所定領域内に集束
するための集束電極２５及び偏向電極２６の各印加電圧
を算出する。
【００４６】チャージアップ検出器３１は、計算機３０
からチャージアップ判定信号ｊを受けた場合、計算機３
０により求められた加速電圧Ｖ2 、集束電極２５及び偏
向電極２６の各印加電圧を受け、簡易電子銃２２のフィ
ラメント２３に対して加速電圧Ｖ2 の制御信号を送出
し、かつ集束電極２５及び偏向電極２６の各印加電圧の
各制御信号をそれぞれ集束電極２５及び偏向電極２６に
送出する。
からチャージアップ判定信号ｊを受けた場合、計算機３
０により求められた加速電圧Ｖ2 、集束電極２５及び偏
向電極２６の各印加電圧を受け、簡易電子銃２２のフィ
ラメント２３に対して加速電圧Ｖ2 の制御信号を送出
し、かつ集束電極２５及び偏向電極２６の各印加電圧の
各制御信号をそれぞれ集束電極２５及び偏向電極２６に
送出する。
【００４７】この簡易電子銃２２は、フィラメント２３
に対して加速電圧Ｖ2 が印加され、かつ集束電極２５及
び偏向電極２６に対して各電圧が印加され、これにより
電子ビームを放射する。
に対して加速電圧Ｖ2 が印加され、かつ集束電極２５及
び偏向電極２６に対して各電圧が印加され、これにより
電子ビームを放射する。
【００４８】この電子ビームは、集束電極２５により集
束され、かつ偏向電極２６により偏向されて試料７上の
所定領域に照射される。この結果、試料７のチャージア
ップは、除去される。
束され、かつ偏向電極２６により偏向されて試料７上の
所定領域に照射される。この結果、試料７のチャージア
ップは、除去される。
【００４９】なお、簡易電子銃２２からの電子ビームの
照射は、一定期間毎に試料７の観察と交互に行われる。
すなわち、主コントローラ１０は、一定期間毎に画像信
号切替え器１２を切り替え動作して一定期間毎に試料７
の観察像を観察用ＣＲＴ１３に送る。
照射は、一定期間毎に試料７の観察と交互に行われる。
すなわち、主コントローラ１０は、一定期間毎に画像信
号切替え器１２を切り替え動作して一定期間毎に試料７
の観察像を観察用ＣＲＴ１３に送る。
【００５０】従って、観察用ＣＲＴ１３には、簡易電子
銃２２からの電子ビームが試料７に照射される直前の２
次電子像が映し出される。そして、簡易電子銃２２から
の電子ビームは、一定期間毎に試料７に照射されて試料
７のチャージアップが除去されるまで繰り返し行われ
る。
銃２２からの電子ビームが試料７に照射される直前の２
次電子像が映し出される。そして、簡易電子銃２２から
の電子ビームは、一定期間毎に試料７に照射されて試料
７のチャージアップが除去されるまで繰り返し行われ
る。
【００５１】このように上記一実施例においては、試料
７に照射される電子ビームのビーム電流値Ｉ1 、試料７
を透過する電子ビームの電流値Ｉ2 を検出し、これら検
出された各電流値Ｉ1 、Ｉ2 に基づいて試料７のチャー
ジアップを判定し、チャージアップと判定した場合、２
次電子放出比δに応じて簡易電子銃２２の加速電圧Ｖo
を求め、この加速電圧Ｖo を簡易電子銃２２のフィラメ
ント２３に印加して試料７のチャージアップを除去する
ようにしたので、試料７が薄膜でなければならないと
か、試料室が高真空の場合には適用できない、又レンズ
の軸合わせの技術的に困難な面が多かったり、さらに電
子銃２の加速電圧が固定される等の走査型電子顕微鏡の
機能に対する制限を加えることなく、電子銃２とは別の
簡易電子銃２２を用いて試料７のチャージアップを除去
できる。
７に照射される電子ビームのビーム電流値Ｉ1 、試料７
を透過する電子ビームの電流値Ｉ2 を検出し、これら検
出された各電流値Ｉ1 、Ｉ2 に基づいて試料７のチャー
ジアップを判定し、チャージアップと判定した場合、２
次電子放出比δに応じて簡易電子銃２２の加速電圧Ｖo
を求め、この加速電圧Ｖo を簡易電子銃２２のフィラメ
ント２３に印加して試料７のチャージアップを除去する
ようにしたので、試料７が薄膜でなければならないと
か、試料室が高真空の場合には適用できない、又レンズ
の軸合わせの技術的に困難な面が多かったり、さらに電
子銃２の加速電圧が固定される等の走査型電子顕微鏡の
機能に対する制限を加えることなく、電子銃２とは別の
簡易電子銃２２を用いて試料７のチャージアップを除去
できる。
【００５２】又、簡易電子銃２２から放射される電子ビ
ームは、走査させる必要もなく、かつ電子銃２から放射
される電子ビームに対する軸合わせも必要ないので、チ
ャージアップ動作への切り替えが短時間で行え、試料７
を観察できない時間を短縮できる。
ームは、走査させる必要もなく、かつ電子銃２から放射
される電子ビームに対する軸合わせも必要ないので、チ
ャージアップ動作への切り替えが短時間で行え、試料７
を観察できない時間を短縮できる。
【００５３】又、チャージアップ判定は、｜Ｉ1 −（Ｉ
2 ＋Ｉ3 ）｜の値が所定値よりも大きくなったとき、又
は２次電子の信号レベルが次第に上昇又は下降を示した
ときのいずれか一方又は両方となった場合としているの
で、試料７のチャージアップを確実に検出できる。
2 ＋Ｉ3 ）｜の値が所定値よりも大きくなったとき、又
は２次電子の信号レベルが次第に上昇又は下降を示した
ときのいずれか一方又は両方となった場合としているの
で、試料７のチャージアップを確実に検出できる。
【００５４】又、各種の物質Ａ、Ｂ等の加速電圧と２次
電子放出比との関係を示す曲線を記憶しているので、い
かなる種類の試料７に対しても適用できる。そのうえ、
試料７が正極「＋」又は負極「−」にチャージアップさ
れても、このチャージアップを除去できる。
電子放出比との関係を示す曲線を記憶しているので、い
かなる種類の試料７に対しても適用できる。そのうえ、
試料７が正極「＋」又は負極「−」にチャージアップさ
れても、このチャージアップを除去できる。
【００５５】なお、本発明は、上記一実施例に限定され
るものでなく次の通り変形してもよい。例えば、簡易電
子銃２２の配置位置は、その電子ビームが試料７に照射
されるところであれば、その配置位置に制限はない。
又、試料７に照射される電子ビームのビーム電流Ｉ1
は、電子ビームの進行路上にビーム検出器を配置して直
接検出するようにしてもよい。
るものでなく次の通り変形してもよい。例えば、簡易電
子銃２２の配置位置は、その電子ビームが試料７に照射
されるところであれば、その配置位置に制限はない。
又、試料７に照射される電子ビームのビーム電流Ｉ1
は、電子ビームの進行路上にビーム検出器を配置して直
接検出するようにしてもよい。
【００５６】
【発明の効果】以上詳記したように本発明によれば、電
子顕微鏡本来の機能を制限することなく試料のチャージ
アップを除去できる走査型電子顕微鏡を提供できる。
又、本発明によれば、試料が薄膜でなく、試料室が高真
空でなくいも、又レンズの軸合わせの技術的に困難な面
が多くなく、さらに電子銃の加速電圧が固定される等の
走査型電子顕微鏡の機能に対する制限を加えることな
く、本来の電子銃とは別の簡易電子銃を用いて試料のチ
ャージアップを除去できる走査型電子顕微鏡を提供でき
る。
子顕微鏡本来の機能を制限することなく試料のチャージ
アップを除去できる走査型電子顕微鏡を提供できる。
又、本発明によれば、試料が薄膜でなく、試料室が高真
空でなくいも、又レンズの軸合わせの技術的に困難な面
が多くなく、さらに電子銃の加速電圧が固定される等の
走査型電子顕微鏡の機能に対する制限を加えることな
く、本来の電子銃とは別の簡易電子銃を用いて試料のチ
ャージアップを除去できる走査型電子顕微鏡を提供でき
る。
【００５７】そのうえ本発明によれば、チャージアップ
動作への切り替えが短時間で行え、試料を観察できない
時間を短縮して試料のチャージアップを除去できる走査
型電子顕微鏡を提供できる。
動作への切り替えが短時間で行え、試料を観察できない
時間を短縮して試料のチャージアップを除去できる走査
型電子顕微鏡を提供できる。
【図１】本発明に係わる走査型電子顕微鏡の一実施例を
示す構成図。
示す構成図。
【図２】簡易電子銃の配置及び構成を示す拡大図。
【図３】加速電圧に対する二次電子放出比の関係を示す
図。
図。
【図４】従来電子顕微鏡の構成図。
【図５】試料上のチャージアップを示す図。
１…顕微鏡本体、２…電子銃、５…第１電磁レンズ、６
…第２電磁レンズ、７…試料、８…二次電子検出器、１
０…主コントローラ、１１…画像保持回路、１２…画像
信号切替え器、１３…観察用ＣＲＴ、２０…プローブ電
流検出絞り、２１…透過電流検出器、２２…簡易電子
銃、２３…フィラメント、２４…電源、２５…集束電
極、２６…偏向電極、３０…計算機、３１…チャージア
ップ検出器。
…第２電磁レンズ、７…試料、８…二次電子検出器、１
０…主コントローラ、１１…画像保持回路、１２…画像
信号切替え器、１３…観察用ＣＲＴ、２０…プローブ電
流検出絞り、２１…透過電流検出器、２２…簡易電子
銃、２３…フィラメント、２４…電源、２５…集束電
極、２６…偏向電極、３０…計算機、３１…チャージア
ップ検出器。
Claims (4)
- 【請求項１】 電子銃から出力された電子ビームを試料
に照射し、この試料から放出される２次電子を捕えて前
記試料に対する表面測定を行う走査型電子顕微鏡におい
て、 前記試料にチャージアップされた電荷を除去するための
簡易電子銃と、 前記試料に照射される電子ビームのビーム電流を検出す
るビーム電流検出手段と、 前記試料を透過する電子ビームの電流を検出する透過電
流検出手段と、 少なくともこれら電流検出手段により検出された各電流
値に基づいて前記試料のチャージアップを判定するチャ
ージアップ判定手段と、 前記ビーム検出手段により検出されたビーム電流値と前
記２次電流による下限電流値との２次電子放出比に応じ
て前記試料のチャージアップを除去する前記簡易電子銃
の加速電圧を求める加速電圧算出手段と、 前記判定手段からのチャージアップ判定を受けた場合、
前記加速電圧算出手段により求められた加速電圧を前記
簡易電子銃に印加するチャージアップ検出手段と、を具
備したことを特徴とする走査型電子顕微鏡。 - 【請求項２】 チャージアップ判定手段は、試料に照射
される電子ビームのビーム電流をＩ1 、前記試料を透過
する電子ビームの電流を検出する透過電流をＩ2 、２次
電子による電流値の下限値をＩ3 とする場合、 ｜Ｉ1 −（Ｉ2 ＋Ｉ3 ）｜ の値が所定値よりも大きくなったときにチャージアップ
と判定することを特徴とする請求項１記載の走査型電子
顕微鏡。 - 【請求項３】 チャージアップ判定手段は、２次電子の
信号レベルが次第に上昇又は下降を示したときにチャー
ジアップと判定することを特徴とする請求項１記載の走
査型電子顕微鏡。 - 【請求項４】 加速電圧算出手段は、加速電圧と２次電
子放出比との関係を示す曲線から試料のチャージアップ
を除去する簡易電子銃の加速電圧を求めることを特徴と
する請求項１記載の走査型電子顕微鏡。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP514595A JPH08195181A (ja) | 1995-01-17 | 1995-01-17 | 走査型電子顕微鏡 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP514595A JPH08195181A (ja) | 1995-01-17 | 1995-01-17 | 走査型電子顕微鏡 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08195181A true JPH08195181A (ja) | 1996-07-30 |
Family
ID=11603138
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP514595A Pending JPH08195181A (ja) | 1995-01-17 | 1995-01-17 | 走査型電子顕微鏡 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08195181A (ja) |
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2001059807A1 (en) * | 2000-02-10 | 2001-08-16 | Kla-Tencor Corporation | In-situ probe for optimizing electron beam inspection and metrology based on surface potential |
| US6580076B1 (en) * | 1999-09-24 | 2003-06-17 | Japan Science And Technology Corporation | Micro-manipulation method |
| EP1353356A2 (en) * | 2002-04-11 | 2003-10-15 | Keyence Corporation | Electron microscope charge-up prevention method and electron microscope |
| JP2007053035A (ja) * | 2005-08-19 | 2007-03-01 | Hitachi High-Technologies Corp | 電子線による検査・計測方法および検査・計測装置 |
| JP2007109490A (ja) * | 2005-10-13 | 2007-04-26 | Jeol Ltd | 荷電粒子線装置 |
| JP2008277863A (ja) * | 2008-07-22 | 2008-11-13 | Hitachi High-Technologies Corp | 回路パターンの検査装置 |
| JP2009027190A (ja) * | 2008-10-02 | 2009-02-05 | Hitachi High-Technologies Corp | 回路パターンの検査方法 |
| JP2009246012A (ja) * | 2008-03-28 | 2009-10-22 | Hitachi High-Technologies Corp | 帯電電位測定方法、及び荷電粒子顕微鏡 |
| WO2010055610A1 (ja) * | 2008-11-14 | 2010-05-20 | 株式会社 日立ハイテクノロジーズ | パターンの検査装置、およびパターンの検査方法 |
| JP2017075935A (ja) * | 2015-09-01 | 2017-04-20 | カール・ツァイス・エスエムティー・ゲーエムベーハー | 荷電試料面を検査する方法及びデバイス |
-
1995
- 1995-01-17 JP JP514595A patent/JPH08195181A/ja active Pending
Cited By (15)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6580076B1 (en) * | 1999-09-24 | 2003-06-17 | Japan Science And Technology Corporation | Micro-manipulation method |
| WO2001059807A1 (en) * | 2000-02-10 | 2001-08-16 | Kla-Tencor Corporation | In-situ probe for optimizing electron beam inspection and metrology based on surface potential |
| EP1353356A2 (en) * | 2002-04-11 | 2003-10-15 | Keyence Corporation | Electron microscope charge-up prevention method and electron microscope |
| EP1353356A3 (en) * | 2002-04-11 | 2005-07-20 | Keyence Corporation | Electron microscope charge-up prevention method and electron microscope |
| JP2007053035A (ja) * | 2005-08-19 | 2007-03-01 | Hitachi High-Technologies Corp | 電子線による検査・計測方法および検査・計測装置 |
| JP2007109490A (ja) * | 2005-10-13 | 2007-04-26 | Jeol Ltd | 荷電粒子線装置 |
| JP2009246012A (ja) * | 2008-03-28 | 2009-10-22 | Hitachi High-Technologies Corp | 帯電電位測定方法、及び荷電粒子顕微鏡 |
| JP2008277863A (ja) * | 2008-07-22 | 2008-11-13 | Hitachi High-Technologies Corp | 回路パターンの検査装置 |
| JP2009027190A (ja) * | 2008-10-02 | 2009-02-05 | Hitachi High-Technologies Corp | 回路パターンの検査方法 |
| WO2010055610A1 (ja) * | 2008-11-14 | 2010-05-20 | 株式会社 日立ハイテクノロジーズ | パターンの検査装置、およびパターンの検査方法 |
| JP2010118564A (ja) * | 2008-11-14 | 2010-05-27 | Hitachi High-Technologies Corp | パターンの検査装置、およびパターンの検査方法 |
| US8421008B2 (en) | 2008-11-14 | 2013-04-16 | Hitachi High-Technologies Corporation | Pattern check device and pattern check method |
| JP2017075935A (ja) * | 2015-09-01 | 2017-04-20 | カール・ツァイス・エスエムティー・ゲーエムベーハー | 荷電試料面を検査する方法及びデバイス |
| US10068747B2 (en) | 2015-09-01 | 2018-09-04 | Carl Zeiss Smt Gmbh | Methods and devices for examining an electrically charged specimen surface |
| US11170970B2 (en) | 2015-09-01 | 2021-11-09 | Carl Zeiss Smt Gmbh | Methods and devices for examining an electrically charged specimen surface |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP3932894B2 (ja) | 電子線装置 | |
| CN112970088A (zh) | 用于调节单独粒子束的电流的粒子束*** | |
| JP4702880B2 (ja) | 表面電位分布測定方法及び表面電位分布測定装置 | |
| JPH1196957A (ja) | 粒子線装置 | |
| JP2789399B2 (ja) | 走査型電子顕微鏡およびその観察方法 | |
| JP2003121132A (ja) | 試料の測長方法、及び走査顕微鏡 | |
| JPH11148905A (ja) | 電子ビーム検査方法及びその装置 | |
| US6365897B1 (en) | Electron beam type inspection device and method of making same | |
| JP2007265931A (ja) | 検査装置及び検査方法 | |
| WO2010024105A1 (ja) | 荷電粒子線の照射方法及び荷電粒子線装置 | |
| JPH08185823A (ja) | 走査形電子顕微鏡及びそれを用いた試料像観察方法 | |
| TWI758768B (zh) | 掃描電子顯微鏡及圖案計測方法 | |
| JPH08195181A (ja) | 走査型電子顕微鏡 | |
| JP2926132B1 (ja) | 集束イオンビームによる二次イオン像観察方法 | |
| JPH0714537A (ja) | 走査型電子顕微鏡による計測方法 | |
| JP2007194126A (ja) | 走査電子顕微鏡 | |
| US6653632B2 (en) | Scanning-type instrument utilizing charged-particle beam and method of controlling same | |
| JPH08255588A (ja) | 走査電子顕微鏡およびその類似装置 | |
| JP3494068B2 (ja) | 荷電粒子線装置 | |
| JPH01220352A (ja) | 走査電子顕微鏡及びその類似装置 | |
| JP2714009B2 (ja) | 荷電ビーム装置 | |
| JP5089865B2 (ja) | 表面電位分布測定方法及び表面電位分布測定装置 | |
| JP2008004367A (ja) | 電子ビーム寸法測定装置及び電子ビーム寸法測定方法 | |
| JPH05205688A (ja) | 走査型電子顕微鏡 | |
| JPS6324617Y2 (ja) |