JPS58155365A - 二次電子スペクトロメ−タ - Google Patents

二次電子スペクトロメ−タ

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JPS58155365A
JPS58155365A JP58026134A JP2613483A JPS58155365A JP S58155365 A JPS58155365 A JP S58155365A JP 58026134 A JP58026134 A JP 58026134A JP 2613483 A JP2613483 A JP 2613483A JP S58155365 A JPS58155365 A JP S58155365A
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JP
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secondary electron
electrode
electron spectrometer
electrons
spectrometer according
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JP58026134A
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ブルクハルト・リシユケ
エ−リツヒ・プリ−ス
ラインホルト・シユミツト
ユルゲン・フロ−ジエン
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Siemens Schuckertwerke AG
Siemens AG
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Siemens Schuckertwerke AG
Siemens AG
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Publication date
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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】 本発明は電子線機器用の二次電子スペクトロメータに関
する。
電子線を用いて電位を定性的、もしくは定量的に測定す
るために、二次電子スペクトロメータが使用される（　
Ｈ，Ｐ、　Ｆｅｕｅｒｂａｕｍｌｌ　＠Ｓｃａｎｎｉｎ
ｇＥｌｅｃｔｒｏｎ　Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｙ　’　、シ
カゴ、ＩＩＴＲｅｓｅａｒｃｈ　Ｉｎ５ｔｉｔｕｔｅ　
、　１９７９年、Ｉ、２８５〜２９６ページ、　Ｄ、　
Ｒａｎａｓｉｎｇｈｅ他著＠ＦａｉｌｕｒｅＡｎａｌｙ
ｓｉｓ　ｏｎ　Ｃｕｓｔｏｍ　ＬＳ　工Ｃ１ｒｃｕｉｔ
ａ　Ｕｓｉｎｇａ　Ｍｏｄｏｆｉｅｄ　Ｓｃａｎｎｉｎ
ｇ　Ｅｌｅｃｔｒｏｎ　Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅｔｏ　Ｄ
ｉｓｐｌａｙ　Ｖｏｌｔａｇｅ　Ｗａｖｅｆｏｒｍｓ　
’　Ｍｉｃｒｏｃｉ−ｒｃｕｉｔ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉ
ｎｇ　ｒ　１９８１年、ローザンヌ（前刷り）参照）。
この二次電子スペクトロメータの助けによって、後備す
べき、あるいは測定すべき試料電位に関する情報を伝え
る二次電子が取り出される。
上述したＨ、　Ｐ、　Ｆｅｕｅｒｂａｕｍ　の公知の装
置においては、二次電子スペクトロメータおよび二次電
子検出器の電界が周囲から完全に遮蔽されないという欠
点がある。この電界は検出器の表面上に二次電子をフィ
ルタリングしたり後備したりするための電子光学装置を
形成する。しかしながら、この電界は周囲の電極幾何形
状に敏感に影響されるので、この公知の装置はそれぞれ
の走査電子顕微鏡毎に特性が異なり、走査電子顕微鏡に
応じて異なったスペクトロメータ特性曲線を示し、この
スペクトロメータ特性曲線は周囲の電位分布が変化する
とさらに変化する。また、試料の後備あるいは電位測定
について伺の働きもなさない二次電子も検出器に達して
しまうという害がある。このようにして、たとえば、試
料から後方散乱した、高エネルギーの電子が電極および
そのほかの表面に新しい別の二次電子を発生させてしま
うことがある。この新しい別の二次電子は同様に検出器
に達し、そして測定信号に誤差を含ませてしまうことに
なる。
本発明は、二次電子スペクトロメータおよび二次電子検
出器の電界が周囲の環境から実用上完全に遮蔽されるよ
うにした、冒頭で述べた種類の二次電子スペクトロメー
タを提供することを目的とする。
この目的は本発明によれば、検出器と共に、外へ向（漂
遊電界（漏洩電界）のない一つのユニットにまとめるこ
とによって達成される。外へ漏洩する電界を遮蔽する結
果、二次電子スペクトロメータおよび二次電子検出器が
、外部の乱れている電界あるいは電極によってもはや不
利な影養を受けないような電子光学ユニットを構成する
ことになる。
本発明によるスペクトロメータの実施態様は特許請求の
範囲第２項以下に記載され、本発明の利点は以下の説明
および図面に示されている。本発明（（よる装置におい
ては、二次電子スペクトロメータおよび二次電子検出器
は外へ向く漂遊電界のないコンパクトな一つのユニット
にまとめられる。
本発明による装置は光学的に密に構成される。すなわち
、走査電子顕微鏡または試料室のカラム内における漏洩
あるいは拡散に起因する低エネルギーの外来電子は二次
電子スペクトロメーター検出器系統内に達することがで
きない。このようにして、外部の低エネルギーの漂遊電
子は排除され、それゆえ測定信号の有害なバックグラウ
ンドが回避される。プローブから後方散乱された高エネ
ルギーの電子は同様に本発明による装置においては排除
され、それゆえこのような後方散乱された高エネルギー
の電子が測定信号を乱す別の新しい二次電子を発生させ
るようなことは生じない。
次に、従来の二次電子スペクトロメータおよび本発明の
一実施例を図面に基づいて詳細に説明する。
第１図はたとえばＨ，Ｐ、　Ｆｅｕｅｒｂａｕｍの上述
した刊行物に示されている従来の二次電子スペクトロメ
ータ装置の概略図である。この従来の二次電子スペクト
ロメータ装置においては、二次電子は試料ＰＲから吸引
網Ｇ１の助けにより加速されて吸引され、その後逆電界
格子０２によって再び減速される。その場合に、低エネ
ルギーの二次電子は逆電界格子Ｇ２によって取り除かれ
る。さらにその後、二次電子は偏向格子Ｇ・３によって
偏向させられ、吸引格子０４に振り向けられ、最後にシ
ンチレータＧ５に向けて再度加速され、そこで検出され
る。この二次電子検出器ＤＴによって検出された二次電
子の個数は、逆電界格子Ｇ２の電位が一定の場合には、
試料ＰＲの電位に対する尺度となる。今まで述べてきた
従来の二次電子スペクトロメータ装置においては、スペ
クトロメータｓｐは３つの電極Ｇｌ　、Ｇ２　、Ｇ３を
含んでおり、吸引電極Ｇ１は約＋６００ｖの電位に、逆
電界格子Ｇ２は約−８ｖの電位に、そして偏向格子Ｇ３
は約＋１２０ｖの電位にそれぞれある。二次電子検出器
ＤＴの吸引格子Ｇ４は＋３００Ｖの電位にあり、そして
シンチレータＧ５は約＋１０４ｖの電位を有している。
このような従来の二次電子スペクトロメータ装置におい
ては、偏向格子Ｇ３と吸引格子Ｇ４との間の電界は周囲
の環境の影醤を敏感に受ける。さらに、試料から後方散
乱した電子は従来の二次電子スペクトロメータ装置の種
々の格子電極およびスペクトロメータ壁に望ましくない
二次電子を発生させてしまう。
第２図ないし第４図は電子線機器用の本発明による二次
電子スペクトロメータを示し、この本発明による二次電
子スペクトロメータにおいては、従来の二次電子スペク
トロメータ装置の今まで述べて来た欠点が現われないよ
うになされている。
第２図には管状電極の軸に対して平行な側面の断面図が
示されている。従来の二次電子スペクトロメータ装置の
吸引電極Ｇ１および逆電界格子Ｇ２はエネルギーフィル
タＥＦによって置き換えられており、このエネルギーフ
ィルタＥＦは主とじて２つの電極Ｅ、　、　Ｅ２によっ
て構成されている。これらの電極Ｅ、　、　Ｅ、は別の
絞り駆動部ＢＴ上に設けられており、調整のために一次
電子線ＰＥに対して相対的に移動することができる。電
極Ｅ、は吸引絞りとして構成され、約＋５００Ｖの電位
にある。
電極Ｅ２は制動絞りとして構成され、約−８Ｖの電位に
ある。エネルギーフィルタＥＦによって、試料ＰＲに発
生した低エネルギー°の二次電子は取り除かれる。エネ
ルギーフィルタＥＦＯ後の吸引電界は％電圧の導かれて
いるシンチレータＥ、と、内部にシンチレータＥ、が光
導体ＬＲと共に設けられている管状電極Ｅ４と、変位可
能な逆電極ＧＥとによって規定される。シンチレータＥ
、と光導体ＬＲとは検出器ＤＴの構成要素である。シン
チレータＥ３は約＋１０４ｖの電位にあり、管状電極Ｅ
４に対しては絶縁体ＩＳによって電気的に絶縁されてい
る。管状電極Ｅ４は約−３０Ｖの電位にあり、たとえば
テフロングラファイトから成る高抵抗材料ＨＯによって
一部分が取囲まれている。この高抵抗材料ＨＯは、たと
えば、エネルギーフィルタＥＦと管状電極Ｅ、との間の
絶縁体としても役立っている。管状電極Ｅ４は一次電子
線ＰＥの通過のために孔があけられている。このように
して、本発明による二次電子スペクトロメータにおいて
は、スペクトロメータおよび検出器ＤＴは漂遊電界のな
いコンパクトな一つのユニットにまとめられている。従
来の二次電子スペクトロメータ装置において使用されて
いるような偏向格子Ｇ３および吸引格子Ｇ４は１本発明
による二次電子スペクトロメータにお（・ては省略され
る。管状電極Ｅ４の一方の管開口部は光導体ＬＲと絶縁
体ＩＳとともにシンチレータＥ３によって閉鎖され、−
次電子線ＰＥのためにあけられている管状電極Ｅ、の孔
の向こう側にある管状電極Ｅ４の反対側管開口部は逆電
極ＧＥによって閉鎖されている。その逆電極ＧＥは一次
電子線ＰＥの中心に対して距離ａを有している。／ンチ
レータＥ３は管状電極Ｅ４の他方の側から開成電子＃ｉ
！ＰＥの中央に対して距離すを有している。これらの距
離ａおよびｂを適当に選定することにより、二次電子に
対する偏向電界の強度および不均一性は管状電極Ｅ４の
内部で調整することができる。管状電極Ｅ４は負電位に
あるので、低エネルギーの二次電子は一次電子線ＰＥの
入射する方向から二次電子スペクトロメータ内に侵入す
ることができなし・。試料ＰＲから後方散乱した高エネ
ルギーの電子ＲＥはエネルギ“−フィルタＥＦの絞りに
よって抑止されるが、あるいはエネルギーフィルタＥＦ
に向がい合っている管状電極Ｅ、の孔を通って二次電子
スペクトロメータがら出て行く。
というのは、この後方散乱した電子ＲＥはそのエネルギ
ーが高いために管状電極Ｅ４の内部の偏向電界の影響を
ほとんど受けないからである。エネルギーフィルタＥＦ
は管状電極Ｅ４と光学的に密に結合されている。このエ
ネルギーフィルタＥＦは一次電子線ＰＥのために管状電
極Ｅ４の、試料ＰＲの一番近くに位負する孔の直ぐ近（
で、しかもこの管状電極Ｅ４の下情の孔と試料ＰＲとの
間に置かれて（・る。
第３図には、光学軸に対して垂直な断面図が示されて℃
・る。変位可能な逆電極ＧＥは管状電極Ｅ４と同じ電位
にあり、−次電子線ＰＥの中央に対して距離ａを有して
いる。シンチレータＥ、は一次を子＆ＰＥの中央に対し
て距離すを有している。距離すが上述した観点に従って
固定されている場合ゲには、逆電極ＧＥは検出器ＤＴ内
の二次電子の信号が最大になるまで移動される。この二
次電子スペクトロメータはケースＧ内に設けられる。
第４図には、管状電極の軸に対して垂直な断面図か示さ
れている。エネルギーフィルタＥＦの電極Ｅ、　、　Ｅ
２は別の絞り駆動部ＢＴに設けられ、調整のために一次
電子線ＰＥに対して相対的に移動することができる。検
出器ＤＴの光導体ＬＲは管状電極Ｅ、に対して同心的に
配置されている。二次電子スペクトロメータはケースＧ
内に設ケラれて（・る。エネルギーフィルタＥＦは管状
電極Ｅ４と光学的に密に結合されており、その結果試料
ＰＲからも、望ましくない後方散乱電子ＲＥは二次電子
スペクトロメータ内に入ることができない。
【図面の簡単な説明】
第１図は従来の二次電子スペクトロメータ装置の概略図
、第２図ないし第４図は本発明による二次電子スペクト
ロメータの一実施例を示し、第２図はその管状電極の軸
に対して平行な側面の断面図、第３図はその光学軸に対
、して垂直な断面図、第４図はその管状電極の軸に対し
て垂直な断面図である。 ＤＴ・・検出５．ＥＦ・・・エネルギーフィルタ、ＢＴ
・・絞り駆動部、ＧＥ・・・逆電極、Ｅ、・・・吸引室
ｉ、　Ｅ２・・・制動電極Ｔｈ　Ｅ３・・・シンチレー
タＩ　Ｆ４・・・管状電極、ＰＥ・・・−次電子線、Ｒ
Ｅ・・・後方散乱電子。 ３０ ＦＩＧｌ ＦＩＧ４　　１ＰＥ

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １）検出器と共に、外へ向く漂遊電界のない一つのユニ
    ットにまとめたことを特徴とする二次電子スペクトロメ
    ータ。 ２）エネルギーフィルタおよび二次電子のための偏向電
    界の発生装量が光学的に密に構成されていることを特徴
    とする特許請求の範囲第１項記載の二次電子スペクトロ
    メータ。 ３）高エネルギーの後方散乱電子のための妨害のない通
    路を有することを特徴とする特許請求の範囲第１項また
    は第２項記載の二次電子スペクトロメータ。 ４）二次電子のためのエネルギーフィルタは吸引電極と
    制動電極とから成ることを特徴とする特許請求の範囲第
    １項ないし第３項のいずれかに記載の二次電子スペクト
    ロメータ。 ５）吸引電極および制動電極を調整するための絞り駆動
    部を有することを特徴とする特許請求の範囲第４項記載
    の二次電子スペクトロメータ。 ６）エネルギーフィルタの後の二次電子のための吸引電
    界は、電圧の導かれている検出器と、管状電極と、変位
    可能な逆電極とによって規定されていることを特徴とす
    る特許請求の範囲第１項ないし第５項のいずれかに記載
    の二次電子スペクトロメータ。 ７）管状電極は電子の通過のために孔があけられている
    ことを特徴とする特許請求の範囲第６項記載の二次電子
    スベクトロメ一７０８）管状電極は負電位にあることを
    特徴とする特許請求の範囲第６項または第７項記載の二
    次電子スペクトロメータ。 ９）エネルギーフィルタは管状電極と光学的に密に結合
    されていることを特徴とする特許請求の範囲第４項ない
    し第８項のいずれかに記載の二次電子スペクトロメータ
    。 １０）シンチレータと逆電極との間の距離を、検ロメー
    タ。
JP58026134A 1982-02-22 1983-02-18 二次電子スペクトロメ−タ Pending JPS58155365A (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19823206309 DE3206309A1 (de) 1982-02-22 1982-02-22 Sekundaerelektronen-spektrometer und verfahren zu seinem betrieb
DE32063091 1982-02-22

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPS58155365A true JPS58155365A (ja) 1983-09-16

Family

ID=6156375

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP58026134A Pending JPS58155365A (ja) 1982-02-22 1983-02-18 二次電子スペクトロメ−タ

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EP (1) EP0087152A2 (ja)
JP (1) JPS58155365A (ja)
DE (1) DE3206309A1 (ja)

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DE3206309A1 (de) 1983-09-15
EP0087152A2 (de) 1983-08-31

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