JPS5927075B2 - 走査型電子顕微鏡 - Google Patents
走査型電子顕微鏡Info
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- JPS5927075B2 JPS5927075B2 JP49081952A JP8195274A JPS5927075B2 JP S5927075 B2 JPS5927075 B2 JP S5927075B2 JP 49081952 A JP49081952 A JP 49081952A JP 8195274 A JP8195274 A JP 8195274A JP S5927075 B2 JPS5927075 B2 JP S5927075B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- sample
- electrode
- metal plate
- detector
- secondary electrons
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-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- 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
-
- 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
- H01J2237/244—Detection characterized by the detecting means
- H01J2237/2448—Secondary particle detectors
-
- 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
- H01J2237/244—Detection characterized by the detecting means
- H01J2237/2449—Detector devices with moving charges in electric or magnetic fields
-
- 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
- H01J2237/245—Detection characterised by the variable being measured
- H01J2237/24507—Intensity, dose or other characteristics of particle beams or electromagnetic radiation
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Analysing Materials By The Use Of Radiation (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は試料表面より発生する二次電子を十分な捕捉率
で検出し得る走査型電子顕微鏡に関する。
で検出し得る走査型電子顕微鏡に関する。
従来、走査型電子顕微鏡においては二次電子検出器に備
えられた二次電子加速用の電極を正の高電位に保持して
、電子線の照射の際に試料より発生する二次電子を、該
電極の周囲に形成されている集束場によって検出器に導
き捕捉するようにしている。
えられた二次電子加速用の電極を正の高電位に保持して
、電子線の照射の際に試料より発生する二次電子を、該
電極の周囲に形成されている集束場によって検出器に導
き捕捉するようにしている。
しかしながら、従来の走査型電子顕微鏡においては、前
記二次電子加速用電極の近傍まで到達した二次電子につ
いては前記検出器に有効に捕捉されるごとき電場が形成
されているものの、特に試料を水平に保った場合、試料
表面近傍においては発生した二次電子を検出器方向へ十
分加速するだめの電場が形成されていないだめ、試料か
らの二次電子を十分に高い捕捉率で検出することはでき
ない。
記二次電子加速用電極の近傍まで到達した二次電子につ
いては前記検出器に有効に捕捉されるごとき電場が形成
されているものの、特に試料を水平に保った場合、試料
表面近傍においては発生した二次電子を検出器方向へ十
分加速するだめの電場が形成されていないだめ、試料か
らの二次電子を十分に高い捕捉率で検出することはでき
ない。
本発明は上述したごとき従来の欠点を改良し、試料面よ
り発生する二次電子を十分な捕捉率で検出し得る走査電
子顕微鏡を提供することを目的とするもので、試料近傍
に補助電極を配置することによって、試料表面近傍に発
生した二次電子を検出器方向へ十分加速させるだめの電
場を形成するようにしたことを特徴としている。
り発生する二次電子を十分な捕捉率で検出し得る走査電
子顕微鏡を提供することを目的とするもので、試料近傍
に補助電極を配置することによって、試料表面近傍に発
生した二次電子を検出器方向へ十分加速させるだめの電
場を形成するようにしたことを特徴としている。
ここで走査型電子顕微鏡とは二次電子線像を形成させる
走査型電子顕微鏡専用装置のみでなく、Ｘ線マイクロア
ナライザー、透過型電子顕微鏡等に組み込まれたすべて
の二次電子線による画像形成装置を意味する。
走査型電子顕微鏡専用装置のみでなく、Ｘ線マイクロア
ナライザー、透過型電子顕微鏡等に組み込まれたすべて
の二次電子線による画像形成装置を意味する。
本件発明で使用される補助電極は、金属又は導電性を付
与したプラスチック材料等で任意の形につくることがで
き、電子顕微鏡試料室中に絶縁して配置する。
与したプラスチック材料等で任意の形につくることがで
き、電子顕微鏡試料室中に絶縁して配置する。
一方試料は金属等の本来導電性を有するもののほかは少
なくとも表面に導電性を付与し、さらに試料の支持具を
使用する場合は該支持具も金属又は導電性を付与した材
料を用い、試料及び支持具ともに電極として作用しうろ
ことが必要である。
なくとも表面に導電性を付与し、さらに試料の支持具を
使用する場合は該支持具も金属又は導電性を付与した材
料を用い、試料及び支持具ともに電極として作用しうろ
ことが必要である。
これらの配置は試料室の形態、検出器の位置、種類、試
料の状態等によって異なるが、目的とする効果的な電場
を形成させるだめには、試料と補助電極とをできるだけ
近接させて配置することが望ましい。
料の状態等によって異なるが、目的とする効果的な電場
を形成させるだめには、試料と補助電極とをできるだけ
近接させて配置することが望ましい。
その距離は０．１ ｍｍ〜５０ｍ帷度に選ぶことができ
る。
る。
この補助電極を接地電位に保ち、前記試料を含む電極（
以下試料電極という。
以下試料電極という。
）を適当な負電位とした場合に、試料から発生する二次
電子の検出量を飛躍的に増大させることができる。
電子の検出量を飛躍的に増大させることができる。
ここで、試料電極と補助電極とをできるだけ近接させて
配置するのは、強い電界場をつくり、二次電子が検出器
の方向に最も加速、誘導されやすい電位分布を形成する
ためである。
配置するのは、強い電界場をつくり、二次電子が検出器
の方向に最も加速、誘導されやすい電位分布を形成する
ためである。
この場合、検出量の増大程度は該試料電極に印加する電
圧をＩＯＶないし４ＫＶにかえることによって、０％か
ら数１００％まで連続的に制御することができる。
圧をＩＯＶないし４ＫＶにかえることによって、０％か
ら数１００％まで連続的に制御することができる。
本発明を実施する場合の一次電子ビームは、通常市販走
査型電子顕微鏡で使用される数蒔〜数１００ＫＶが用い
られる。
査型電子顕微鏡で使用される数蒔〜数１００ＫＶが用い
られる。
この際、該試料電極への電圧の印加の程度によって一次
ビームの軌道が多少偏向される場合も生じるが、ビーム
の収束に対する大きな影響はなく、３０〜６０．０００
倍の観察拡大率で良好な観察を行うことができる。
ビームの軌道が多少偏向される場合も生じるが、ビーム
の収束に対する大きな影響はなく、３０〜６０．０００
倍の観察拡大率で良好な観察を行うことができる。
本発明による試料からの二次電子検出信号出力の増加程
度は、該電極への電圧印加前後における同一試料個所の
ラインプロフィルを比較することによって容易に知るこ
とができる。
度は、該電極への電圧印加前後における同一試料個所の
ラインプロフィルを比較することによって容易に知るこ
とができる。
以下図面に基づき本発明の実施例を詳述する。
第１図は本発明の一実施例を示しており、図面中１は試
料室本体、２は電子レンズである。
料室本体、２は電子レンズである。
該電子レンズの下方には試料台３が配置されており、該
試料台３上には試料ホルダー４が配置されている。
試料台３上には試料ホルダー４が配置されている。
該試料ホルダー４上には絶縁物５を介して試料となる金
属板６が配置されている。
属板６が配置されている。
該金属板６は一端が接地された直流電源７の負極側に接
続されている。
続されている。
該直流電源７の出力電圧は例えば１０Ｖから４ＫＶ程度
である。
である。
該金属板６には前記電子レンズ２によって収束された電
子線８が照射されるようになっている。
子線８が照射されるようになっている。
前記金属板６に隣接して、前記金属板６の例えば０．５
ｍｍ下側には接地された補助電極としての金属板９が
前記絶縁物５の上に配置されている。
ｍｍ下側には接地された補助電極としての金属板９が
前記絶縁物５の上に配置されている。
これら金属板６及び９を電子レンズ２側から見た場合の
概略図を第２図に示す。
概略図を第２図に示す。
前記電子線８が前記金属板６に照射された際に該金属板
６より発生する二次電子を検出するため、検出器１０が
前記金属板９側の試料室本体１の側壁にとり付けられて
いる。
６より発生する二次電子を検出するため、検出器１０が
前記金属板９側の試料室本体１の側壁にとり付けられて
いる。
該検出器１０の外側は接地電位に保たれたシールドケー
ス１１で被われており、該シールドケース１１の開孔部
の奥には二次電子を加速するだめ、例えばｌ０ＫＶ程度
の正電位に保持された電極１２が備えられている。
ス１１で被われており、該シールドケース１１の開孔部
の奥には二次電子を加速するだめ、例えばｌ０ＫＶ程度
の正電位に保持された電極１２が備えられている。
したがって、上述したごとき構成の試料室内の電界の様
子は第１図の等電位線Ａで示されるごときものとなる。
子は第１図の等電位線Ａで示されるごときものとなる。
この図より明らかなように、試料電極となる金属板６０
表面近傍、特に補助電極である金属板９に近い表面近傍
の等電位線の分布は密となり、その勾配の最大値は検出
器１０方向へ向いている。
表面近傍、特に補助電極である金属板９に近い表面近傍
の等電位線の分布は密となり、その勾配の最大値は検出
器１０方向へ向いている。
ここで従来装置における試料室内の電位分布を第３図の
等電位線Ａ′で例示し、両試料室内を飛行する二次電子
の軌跡を比較する。
等電位線Ａ′で例示し、両試料室内を飛行する二次電子
の軌跡を比較する。
なお、第３図において第１図と同一構成要素に対しては
同一番号を付してその説明を省略する。
同一番号を付してその説明を省略する。
第３図に示すごとき従来装置の場合、試料となる金属板
６の表面近傍の等電位線の分布は粗であり、電位勾配の
最大方向も検出器方向を向いていない。
６の表面近傍の等電位線の分布は粗であり、電位勾配の
最大方向も検出器方向を向いていない。
したがって、電子線８の金属板６上への走査によって、
該金属板６表面より種々の初速方向を有して試料面より
発生した二次電子のうちには、例えばイＩで示すごとき
軌跡を描いて検出器１０外へ飛行してしまうものも多く
、二次電子の捕捉効率は不充分になる。
該金属板６表面より種々の初速方向を有して試料面より
発生した二次電子のうちには、例えばイＩで示すごとき
軌跡を描いて検出器１０外へ飛行してしまうものも多く
、二次電子の捕捉効率は不充分になる。
これに対して本願装置においては、試料（金属板６）よ
り発生した二次電子は試料を飛びだした直後に試料表面
に形成されている加速場によってイで示すごとき軌跡を
描いて、前記検出器１０に向かうべく大きく加速される
ので、二次電子は検出器１０に十分な捕捉率で検出され
る。
り発生した二次電子は試料を飛びだした直後に試料表面
に形成されている加速場によってイで示すごとき軌跡を
描いて、前記検出器１０に向かうべく大きく加速される
ので、二次電子は検出器１０に十分な捕捉率で検出され
る。
実験結果によれば、前記電子線８の加速電圧を１５ＫＶ
とし、試料電極（金属板６）に対して−４００〜−５０
０Ｖを印加した場合、該電極に電圧を印加しない場合に
比して３００％ないし４００％増大された検出信号が検
出器１０より得られ、該検出信号に基づいて形成された
拡大倍率５０〜１００倍の試料表面像は、その表面の凹
凸のコントラストにおいて従来のものより格段に優れた
ものであった。
とし、試料電極（金属板６）に対して−４００〜−５０
０Ｖを印加した場合、該電極に電圧を印加しない場合に
比して３００％ないし４００％増大された検出信号が検
出器１０より得られ、該検出信号に基づいて形成された
拡大倍率５０〜１００倍の試料表面像は、その表面の凹
凸のコントラストにおいて従来のものより格段に優れた
ものであった。
また、この際拡大率を３，０００〜６０．０００倍に高
めた場合においても同様な検出信号強度の増加がみられ
、試料電極金属板に電圧を印加しない場合にくらべて著
しく鮮明な画像が得られた。
めた場合においても同様な検出信号強度の増加がみられ
、試料電極金属板に電圧を印加しない場合にくらべて著
しく鮮明な画像が得られた。
この実験装置における検出器出力の増加の程度は、前記
金属板６に印加する電圧を制御することによって任意に
かえることができる。
金属板６に印加する電圧を制御することによって任意に
かえることができる。
また、前記金属板６を載せた試料台３を傾斜させた場合
にも、金属板６及び９と検出器１０との位置関係によつ
て検出出力の増減が生ずるが、金属板６に電圧を印加し
たことの効果は本質的に異ならない。
にも、金属板６及び９と検出器１０との位置関係によつ
て検出出力の増減が生ずるが、金属板６に電圧を印加し
たことの効果は本質的に異ならない。
なお、本装置において、一方の補助電極である金属板９
を除去し、試料電極（金属板６）に電圧を印加した場合
、上述の効果は生じない。
を除去し、試料電極（金属板６）に電圧を印加した場合
、上述の効果は生じない。
まだ、上述した実施例では補助電極の金属板９を試料電
極の金属板６に対してわずかに下方に配置するようにし
だが、さらに下方例えば５０關程度まで下方に置いても
よい。
極の金属板６に対してわずかに下方に配置するようにし
だが、さらに下方例えば５０關程度まで下方に置いても
よい。
また、検出器の位置によっては、二次電子線を検出器の
方向へ最も飛行しやすい飛行分布を形成するだめ、逆に
該金属板９を金属板６に対してやや上方に配置しても、
あるいは同一面に配置してもよい。
方向へ最も飛行しやすい飛行分布を形成するだめ、逆に
該金属板９を金属板６に対してやや上方に配置しても、
あるいは同一面に配置してもよい。
まだ、上述した実施例においては、金属板６゜９を長方
形に形成しているが、第４図に示すように金属板６の先
端を角型にしたり、あるいは他の形にしても良い。
形に形成しているが、第４図に示すように金属板６の先
端を角型にしたり、あるいは他の形にしても良い。
第５図及び第６図は線状の電極を使用する場合の実施例
を示している。
を示している。
すなわち、導電性線状試料１３は線状補助電極１４と略
平行に近接して配置され、絶縁物５によって保持される
。
平行に近接して配置され、絶縁物５によって保持される
。
該導電性線状試料（試料電極）１３は一端が接地された
電源γの負極側に接続されている。
電源γの負極側に接続されている。
これら線状試料１３及び線状補助電極１４を電子レンズ
２側から見た場合の概略を第６図に示す。
２側から見た場合の概略を第６図に示す。
このような試料室内の電場は第５図の等電位線Ｂで示さ
れるごときものとなる。
れるごときものとなる。
この図より明らかなように線状試料１３の近傍には該線
状試料１３の表面より発生した二次電子を検出器１０に
向けて加速し得る強電界が形成される。
状試料１３の表面より発生した二次電子を検出器１０に
向けて加速し得る強電界が形成される。
しだがって、電子線８の照射によって線状試料１３の表
面より発生する二次電子は、十分な効率で検出器１０に
捕捉される。
面より発生する二次電子は、十分な効率で検出器１０に
捕捉される。
上述の実施例においては線状電極の場合について述べた
が、線状でなく、短冊状のものでも良い。
が、線状でなく、短冊状のものでも良い。
さらにこれらの電極の周辺に保持する試料に対して均一
、かつ有効な電位分布を形成するように該電極を変形す
ることが効果的である。
、かつ有効な電位分布を形成するように該電極を変形す
ることが効果的である。
第１図は本発明の一実施例を、第２図は第１図中の試料
となる金属板等を電子レンズ側から見た概略を、第３図
は従来装置における試料室内の電場の様子を、第４図は
試料となる金属板の他の形状を示している。 第５図は本発明の他の実施例を、第６図は第５図中の線
状試料及び線状補助電極とを電子レンズ側から見た概略
を示している。 １・・・・・・試料室本体、２・・・・・・電子レンズ
、計・・・・・試料台、４，１７・・・・・・試料ホル
ダー、５・・・・・・絶縁物、６，９・・・・・・金属
板、７・・・・・・電源、８・・・・・・電子線、１０
・・・・・・検出器、１１・・・・・・シールドケース
、１２・・・・・・補助用電極、１３・・・・・・導電
性線状試料、１４・・・・・・線状補助電極。
となる金属板等を電子レンズ側から見た概略を、第３図
は従来装置における試料室内の電場の様子を、第４図は
試料となる金属板の他の形状を示している。 第５図は本発明の他の実施例を、第６図は第５図中の線
状試料及び線状補助電極とを電子レンズ側から見た概略
を示している。 １・・・・・・試料室本体、２・・・・・・電子レンズ
、計・・・・・試料台、４，１７・・・・・・試料ホル
ダー、５・・・・・・絶縁物、６，９・・・・・・金属
板、７・・・・・・電源、８・・・・・・電子線、１０
・・・・・・検出器、１１・・・・・・シールドケース
、１２・・・・・・補助用電極、１３・・・・・・導電
性線状試料、１４・・・・・・線状補助電極。
Claims (1)
- １ 導電性を有する試料に電子線を走査させ、その際発
生する二次電子を、該二次電子を加速するだめの電極を
備えた検出器に捕捉して画像を形成せしめる装置におい
て、前記試料を電極として負電位に保ち、該試料と検出
器との間の試料近傍に接地電位に保った補助電極を設け
たことを特徴とする走査型電子顕微鏡
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP49081952A JPS5927075B2 (ja) | 1974-07-17 | 1974-07-17 | 走査型電子顕微鏡 |
| US05/577,989 US4011450A (en) | 1974-07-17 | 1975-05-16 | Scanning electron device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP49081952A JPS5927075B2 (ja) | 1974-07-17 | 1974-07-17 | 走査型電子顕微鏡 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5110761A JPS5110761A (ja) | 1976-01-28 |
| JPS5927075B2 true JPS5927075B2 (ja) | 1984-07-03 |
Family
ID=13760823
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP49081952A Expired JPS5927075B2 (ja) | 1974-07-17 | 1974-07-17 | 走査型電子顕微鏡 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4011450A (ja) |
| JP (1) | JPS5927075B2 (ja) |
Families Citing this family (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5332667A (en) * | 1976-09-07 | 1978-03-28 | Hitachi Ltd | Secondary electron detector |
| DE3235698A1 (de) * | 1982-09-27 | 1984-03-29 | Siemens AG, 1000 Berlin und 8000 München | Vorrichtung und verfahren zur direkten messung von signalverlaeufen an mehreren messpunkten mit hoher zeitaufloesung |
| US4680468A (en) * | 1985-08-05 | 1987-07-14 | Canadian Patents And Development Limited-Societe Canadienne Des Brevets Et D'exploitation Limitee | Particle detector |
| DE3602366A1 (de) * | 1986-01-27 | 1987-07-30 | Siemens Ag | Verfahren und anordnung zum nachweis der auf einer probe von einem primaeren korpuskularstrahl ausgeloesten sekundaerkorpuskeln |
| GB8604181D0 (en) * | 1986-02-20 | 1986-03-26 | Texas Instruments Ltd | Electron beam apparatus |
| US5493116A (en) * | 1993-10-26 | 1996-02-20 | Metrologix, Inc. | Detection system for precision measurements and high resolution inspection of high aspect ratio structures using particle beam devices |
| US6777675B2 (en) * | 2001-04-18 | 2004-08-17 | Multibeam | Detector optics for electron beam inspection system |
| US7122795B2 (en) * | 2001-04-18 | 2006-10-17 | Multibeam Systems, Inc. | Detector optics for charged particle beam inspection system |
| CZ20022105A3 (cs) * | 2002-06-17 | 2004-02-18 | Tescan, S. R. O. | Detektor sekundárních elektronů, zejména v rastrovacím elektronovém mikroskopu |
| GB2442027B (en) * | 2006-09-23 | 2009-08-26 | Zeiss Carl Smt Ltd | Charged particle beam instrument and method of detecting charged particles |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS4834066A (ja) * | 1971-09-06 | 1973-05-15 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3792263A (en) * | 1972-09-13 | 1974-02-12 | Jeol Ltd | Scanning electron microscope with means to remove low energy electrons from the primary electron beam |
-
1974
- 1974-07-17 JP JP49081952A patent/JPS5927075B2/ja not_active Expired
-
1975
- 1975-05-16 US US05/577,989 patent/US4011450A/en not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS4834066A (ja) * | 1971-09-06 | 1973-05-15 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US4011450A (en) | 1977-03-08 |
| JPS5110761A (ja) | 1976-01-28 |
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