JPS5882452A - 表面像観測方法および装置 - Google Patents

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】 本発明は走査電子顕微鏡（以下８ＢＭという）等の観測
時に電子照射により帯電する絶縁物領域をもつ試料表面
の表面像観測方法および装置に関する。

従来、８ＥＭを用いて絶縁物が露出している試料表面の
観測を行なう場合、その絶縁物の表面が画像調整や観測
時勢の電子照射により帯電し観測が行ないにくくなると
いうことが多々あった。特に、８ＥＭでＩＣ（集積回路
）やＬＳＩ等の内部回路の電位分布などを観測するとき
には、絶縁物でできているパシベーシ曹ン膜あるいは試
料表面に露出した層間絶縁膜などの帯電が観測結果に悪
影響をおよぼし良好な観測が行なえ表くなるという問題
が生じていた。

本発明の目的は、これらの問題を解決し、電子照射によ
る試料表面の絶縁物の帯電を除去できるようにした表面
像観測方法および装置を提供することにある。

本発明の表面像観測方法は、試料の表面像を電子ビーム
で二次元的に査査しその試料が発生する二次電子信号に
よってその試料の表面像を得る表面像観測装置を用いて
電子照射により帯電しうる絶縁物領域のある試料表面を
観測する観測方法において、前記電子照射により帯電し
た少なくとも観測領域内にある絶縁物領域に導電性物質
を接触させて、その絶縁物の表面電荷を放電させ、その
絶縁物の表面を一定電位にして前記試料の表面像を観測
することを特徴とするものである。

本発明の表面像観測装置は試料表面を電子ビームにより
走査しその試料の発生する二次電子信号によりその試料
の表面像を得る表面像観測装置において、前記試料の設
置される試料室内に、前記試料表面に接触する導電性先
端を有しその導電性先端に所定電位を供給できる導電手
段と、この導電手段の導電性先端を前記試料表面に接触
するように移動させる可動手段とを備えることを特徴と
するものである。

以下、本発明を図面により詳細に説明する。

第１図は本発明の詳細な説明する８ＢＭ試料室の断面図
である。この図は、試料室ｌの内に対物レンズ磁極２と
二次電子検出器３と試料台４とを備えた通常の８ＥＭに
、導電性物質ででき喪先端の接触子７とこの接触子７の
保持及び試料方向への瞬時的な伸縮運動を行なわせる瞬
時伸縮機構８とこの瞬時伸縮機構８を支持棒９によシ三
次元的に動かすための移動機構１０とこの移動機構ｌＯ
を制御位置調整つまみ１１とを備え試料５の帯電した絶
縁物表面の電荷を放電する装置（以下放電装置という）
６を付加したものを示している。またＰＥは一次電子ビ
ーｂ、８Ｂは試料からの放出二次電子を示している。

この接触子７の位置調整は試料室の外に設けた位置調整
つまみ１１を操作し移動機構ｌＯにより支持棒９及び瞬
時伸縮機構８を１例えば前後、左右、上下の三方向に二
次元的に勤か丁ことで何なわれる。また、瞬時伸縮機構
８により接触子７の部分が試料５の方向に伸縮される。

以下、接触子７が試料方向に伸びた状態を伸状態、縮ん
だ状態を縮状態という。この放電装置６の調整は、位置
調整つまみ１１を操作し、接触子７が伸状態のときにそ
れが観測領域内にある試料５の表面と充分な接触面を持
ち、縮状態では七ｎが試料表面から光分離れるように行
う。

この試料５の表面が一次電子ビームＰＥの照射により帯
電してくるとその試料からの放出二次電子８ｇの量が変
化し表面像のコントラストが劣化する。そこで試料表面
が帯電してくると前述の位置合わせを行なりた接触子７
を瞬時の間伸状態にしてその試料表面と接触子７を充分
に接触させ、その接触面内の試料表面電荷を放電させ試
料表面を観測初期の状態に返すか又は接触子７を通して
適当な一定電位にする。このようにして試料表面像のコ
ントラストが良くなｇ、ＩＣなどの内部回路の電位分布
等の観測でも帯電の影響のない結果が得られるようにな
る。

第２図は第１図の瞬時伸縮機構８の一例を示す断面構造
図で、第１図と同一構成要素は同一番号で示している。

この例では、接触子７は導電性の支持針２１の一端に固
定されており％また接触子７に電圧を印加するために支
持針２１の他端に゛は電圧印加用のリード線２２が接続
されている。この支持針２１は電磁コイル２５のコア２
４の中を貫きばね止め２゛７と一諸に止めねじ２３でコ
ア２４に固定されている。ばね２６は接触子７を縮状態
に保つ九めにばね止め２７と保持具２９の間に入ってい
る。またコア２４が保持具２９から抜けないように抜は
止め２８をコア２４に取り着けている。さらに保持具２
９は支持棒９にねじで固定されている。

電磁コイル２５に電流Ｉを流すとコア２４がその中に引
込まれ、それにつれて支持針２１と接触子７も伸びる。

を要電流ｌが流れてないとコア２４や接触子７はばね２
６によってもとの状態に縮まる。これらの状態は接触子
７の伸状態、縮状態に相当してお＃）％電流Ｉをパルス
化することで瞬時の伸縮が可能である。またこのような
機構とすることにより、接触子７の傾きやストロークを
試料５や試料台４の状態に合わせて適当な状態に設定で
きることは明らかであろう。この接触子７は試料表面と
の接触時にそこへ損傷を負わせないような導電性物質、
たとえば導電性ゴムのような柔かいものであり、ここに
はリード線２２から任意電位を印加することができ試料
表面との接触時にそこの表面電位を電位に設定すること
ができる。

移動機構ｌＯは８ＥＭ−＆どの試料台の移動機構と同じ
ものでよい。放電装置６の試料室内での設置位置は第１
図にも示しているように試料５を隔てて二次電子検出器
３と正反対のところが最良であるが、試料５と二次電子
検出器３との間に接触子７が入らないようにすれば試料
室内のどこでもよい、また接触子７の形はここでは球で
示したが。

この形に限定されるものではない。

本発明は以上説明したように１通常の８ＥＭ試料室に放
電装置を組込み電子照射により帯電した試料表面の絶縁
物に導電性物質を瞬時の間接触させそこの表面電荷を放
電し１表面型位を一定にすることで観測を容易にする効
果がある。

なお、本発明の実施例としてＳＢＭについて説明したが
、オージェ電子分光装置など他の表面像観測装置にも本
発明が適用できることは明らかである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の詳細な説明する８ＥＭ試料室の断面図
、第２図は第１図に示した瞬時伸縮機構８の一例を示す
断面構造図である。図において、１・・・・・・試料室
、２・・・・・・対物レンズ磁極、３・・・・・・二次
電子検出器、４・・・・・・試料台、５・・・・・・被
観測試料、６・・・・・・放電装置、７・・・・・・接
触子、８・・・・・・瞬時伸縮機構、９・・・・・・支
持棒、１０・・・１移動機構、１１・・・・・・位置調
整つまみ、２１・・・・・・支持針、２２・・印・リー
ド線、２３・・・・・・止めねじ、２４・川・・コア、
２５・・・・・・電磁コイル、２６・・・・・・ばね％
　２７・・・・・・ばね止め、２８・・・・・・抜は止
め、２９・・・・・・保持具である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 ｌ）試料の表面を電子ビームで二次元的に走査しその試
   料が発生する二次電子信号によってその試料の表面像を
   得る表面像観測装置を用いて電子照射により帯電しうる
   絶縁物領域のある試料表面を観測する観測方法において
   、前記電子照射により帯電した少なくとも観測領域内に
   ある絶縁物領域に導電性物質を接触させて、その絶縁物
   の表面電荷を放電させ、その絶縁物の表面を一定電位に
   して前記試料の表面像を観測することを特徴とする表面
   像観測方法。 ２）試料表面を電子ビームにより走査しその試料の発生
   する二次電子信号によりその試料の表面像を得る表面偉
   観側装置において、前記試料の設置される試料室内に、
   前記試料表面に接触する導電性先端を有しその導電性先
   端に所定電位を供給できる導電手段と、この導電手段の
   導電性先端を前記試料表面に接触するように移動させる
   可動手段とを備えることを特徴とする表面偉観側装置。