JP2000123772A

JP2000123772A - 電子線装置における試料像表示方法および電子線装置

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Publication number: JP2000123772A
Application number: JP10289163A
Authority: JP
Inventors: Masato Kudo; 藤政都工
Original assignee: Jeol Ltd
Current assignee: Jeol Ltd
Priority date: 1998-10-12
Filing date: 1998-10-12
Publication date: 2000-04-28
Anticipated expiration: 2018-10-12
Also published as: JP3802242B2

Abstract

(57)【要約】【課題】短時間で、半導体や多結晶金属などの明瞭な
コントラストのついた像を得ることができる電子線装置
を提供すること。【解決手段】表示制御手段１１は設定分析エネルギー
Ｅ₀、Ｅ₁を決めると、電子線が試料上で走査されるよう
に偏向信号発生手段１３を制御すると共に、電子分光器
１０の分析エネルギーが前記Ｅ₀、Ｅ₁に設定されるよう
に分析エネルギー設定手段１２を制御する。この制御に
より、各画素ごとにエネルギーＥ₀、Ｅ₁を有する２次電
子が電子分光器１０で検出される。表示制御手段１１
は、予め決められた規則にしたがって各画素における像
信号を作成し、試料の２次電子像を表示手段１５に表示
させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電子線を試料に
照射し、その電子線照射により試料から放出される信号
を検出して試料像を表示する電子線装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】組成がほとんど同一で微量に含まれる
不純物の濃度や種類が違うもの（たとえば半導体にドー
ピングされた不純物の濃度に勾配や分布があるものや、
ｐｎ接合部のように不純物の種類が場所によって異なっ
ているもの）、あるいは金属の多結晶のように組成は全
く同じで場所によって面方位が異なるだけのものなどに
対して、通常の光学顕微鏡あるいは走査電子顕微鏡では
像上でコントラストの違いがほとんど生じない。

【０００３】このような試料に対して明瞭なコントラス
トのついた像を得るために、走査型オージェ電子分光装
置を利用した技術がある。

【０００４】この技術について説明すると、半導体の場
合には不純物の種類や濃度によって禁制帯中のフェルミ
準位の位置が違うため、それに応じて電子分光器の真空
準位から見たオージェ電子のエネルギーが違ってくる。
そこで、このような試料に対しては、走査型オージェ電
子分光装置を利用し、不純物の種類や濃度によって異な
るオージェ電子ピークのエネルギー位置を検出してこれ
を画像化している。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この
ような技術は、多結晶金属の場合のように面方位が異な
るだけでオージェ電子のエネルギーに変化がないものに
対しては利用できない。

【０００６】また、この技術は、画像の収集に時間がか
かるという実用上の欠点がある。画像収集に時間がかか
るのは、オージェ電子ピークは高いバックグランドの上
に乗っているため信号のＳＮ比が悪いことと、オージェ
電子ピークが比較的ブロードなためにピーク位置がシフ
トしていても特定のエネルギーでの電子強度にはあまり
大きな違いがないことが最大の原因である。その他に、
画像の輝度情報を得るために各々の画素ごとにオージェ
電子のピーク位置近傍のスペクトルを収集しなければな
らないことと、ピークフィッティングなどのアルゴリズ
ムを用いてピーク位置を決定するための演算が必要にな
ることなどが挙げられる。このために、ある程度実用的
な面分解能を持つ画像（画素数１２８×１２８）を一枚
得るのに、少なくとも１時間程度の収集時間を必要とす
る。

【０００７】本発明はこのような点に鑑みて成されたも
ので、その目的は、従来よりも短い時間で、半導体や多
結晶金属などの明瞭なコントラストのついた像を得るこ
とができる試料像表示方法および電子線装置を提供する
ことにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】この目的を達成する本
発明の電子線装置における試料像表示方法は、試料上の
複数の点に電子線を照射し、その電子線照射により試料
から放出される２次電子を検出して各点におけるエネル
ギースペクトルを得、そのエネルギースペクトルの中か
ら２次電子が出現するエネルギーが最も低いスペクトル
Ｌを選択して、その選択したスペクトルＬにおける２次
電子が出現するエネルギーＥonset（Ｌ）と、前記エネ
ルギースペクトルの中から２次電子が出現するエネルギ
ーが最も高いスペクトルＨを選択して、その選択したス
ペクトルＨにおける２次電子が出現するエネルギーＥon
set（Ｈ）と、前記Ｅonset（Ｌ）と前記スペクトルＬの
ピーク位置エネルギーとの間でできるだけピーク位置に
近くてかつスペクトルの直線性が保たれているところの
エネルギーＥ₀と、そのエネルギーＥ₀と前記Ｅonset
（Ｌ）との間のエネルギー幅Ｅw（＝Ｅ₀−Ｅonset
（Ｌ））と、前記スペクトルＬのエネルギーＥ₀におけ
る２次電子強度Ｉoをそれぞれ求め、前記Ｅ₀がＥ₀≧Ｅo
nset（Ｈ）ならば、電子分光器の設定分析エネルギーを
Ｅ₀だけに決め、一方、Ｅ₀≧Ｅonset（Ｈ）でないなら
ば、前記Ｅ₀に加えてＥ₁＝Ｅ₀＋Ｅwを電子分光器の設定
分析エネルギーとして決め、さらに、Ｅ₁≧Ｅonset
（Ｈ）でないならば、前記Ｅ₀，Ｅ₁に加えてＥ₂＝Ｅ₀＋
２Ｅwを電子分光器の設定分析エネルギーとして決め、
以後同様にしてｎ＋１個の設定分析エネルギーＥn＝Ｅ₀
＋ｎ×Ｅw(ｎ＝０，１，２，…)を決め、このようにし
て電子分光器の設定分析エネルギーＥnが決まると、電
子線を試料上の各画素に照射すると共に、電子分光器の
分析エネルギーをその求めたｎ＋１個のＥnに順次設定
して、試料上の各画素ごとに各エネルギーＥｎにおける
２次電子強度Ｉ（ｎ）を検出し、前記ｎ＝０の場合、す
なわち、設定分析エネルギーがＥ₀だけの時には、検出
した２次電子強度信号を像信号に変換して試料像を表示
する一方、前記ｎ≠０の場合、以下のの規則にした
がって各画素における２次電子強度信号を選定し、ｋ
×Ｉoよりも強度の大きい２次電子強度信号を捨てる
（ｋは係数）強度がｋ×Ｉoに等しいか、またはそれ
より小さい２次電子強度信号が複数ある場合には、その
中で最も強度が大きい２次電子強度信号を選ぶ選定した
２次電子強度信号の前記ｎの値とその電子強度Ｉ（ｎ）
とからパラメータＳ’＝Ｉ（ｎ）−ｎ×Ｉoを算出し、
算出したパラメータに基づいて像信号を作成して試料像
を表示することを特徴とする。

【０００９】

【発明の実施の形態】まず、本発明の思想について述
べる。

【００１０】固体試料の表面に電子線を照射すると、図
１に示すようなエネルギー分布を持った電子が発生す
る。このうちの最も低エネルギー側の大きな強度を有す
る部分は「真の２次電子」又は略して単に「２次電子」
と呼ばれている。

【００１１】図２は、図１の２次電子の最も低エネルギ
ー側の部分を拡大したものである。ここで、２次電子が
出現するエネルギーをＥonsetとすると、Ｅonsetを越え
たところから２次電子強度が急激に増加する。このＥon
setは、固体試料の仕事関数Φs、２次電子を検出する電
子分光器の仕事関数Φsm、およびＥbによって決まり、
Ｅonset＝Ｅb＋Φs−Φsmで与えられる。ＥbはＥb＝ｅ
Ｖbで、ｅは電気素量（１．６×１０^-19Ｃ）、Ｖbは試
料に印加される負のバイアス電圧の絶対値であり、ま
た、電子分光器は真空準位（分光器最表面の電位）を基
準にして調整されているものとする。なお、図２は、電
子分光器の真空準位を座標原点にとって表示されてい
る。

【００１２】さて、２次電子の出現する付近のスペクト
ルは、たとえばｐ型半導体で場所によって不純物濃度が
異なる場合を例に取ると、図３のようになる。図３にお
いて、Ｈは不純物濃度が相対的に高い部分のスペクトル
を表し、Ｌは不純物濃度が低い部分のスペクトルを表
し、Ｍはそれらの中間のものを表しており、２次電子の
出現位置は試料の仕事関数の違いによって異なってい
る。いずれのスペクトルも、２次電子出現部分から急激
な立ち上がりがあり、ピークを経てから２次電子強度は
減少している。試料表面の凹凸が激しいなどの事情がな
い限り、通常の試料では、これらのスペクトルは立ち上
がり部分がシフトしているだけでその形状は同じであ
る。

【００１３】本発明では、このような、試料の仕事関数
の違いによって起こるスペクトルのシフトに着目し、通
常の２次電子像で明瞭に現れないコントラストを得よう
とするものである。すなわち、本発明では、電子分光器
の分析エネルギーをたとえば図３中のＥ₀に設定してお
き、電子線を試料面上で走査するのに同期させながら電
子分光器の検出値を輝度情報に置き換えて画像を収集し
ていく。

【００１４】なお、Φs≧Φsmが成り立っている場合に
は原理的にはＶb＝０でもよく、その場合にはバイアス
電圧印加装置は不要となるが、通常、分光器の仕事関数
は試料の仕事関数に比べてさほど小さい値ではなく、む
しろ逆になる場合も考えられるから、実用的にはバイア
ス電圧印加装置は必須となる。また、試料にバイアス電
圧を印加する代わりに、分光器全体に逆極性のバイアス
を印加しても同じ結果となるが、実用的には前者の方が
実現が容易な場合が多い。

【００１５】以上、本発明の思想について述べたが、以
下に本発明の実施例を図面を用いて説明する。

【００１６】図４は、本発明の電子線装置の一例を示し
た図である。

【００１７】図４において１は鏡筒で、鏡筒１の内部に
は、電子銃２と集束レンズ３と偏向器４が配置されてい
る。電子銃２から放出された電子線は、集束レンズ３で
集束された後に偏向器４で偏向され、その結果、細く絞
られた電子線は、試料室５内に配置された試料６上で走
査される。この試料６は、組成がほとんど同一で微量に
含まれる不純物の濃度が場所によって異なるものであ
る。また、試料６は、試料ステージ７の上に載置されて
おり、試料６には、バイアス電圧印加装置８により負の
バイアス電圧が印加されるように構成されている。

【００１８】前記試料室５の内部には２次電子検出器９
と、たとえば静電半球型エネルギーアナライザのような
電子分光器１０が配置されており、それらの検出信号は
表示制御手段１１に送られる。前記電子分光器１０の分
析エネルギーは分析エネルギー設定手段１２により設定
され、この分析エネルギー設定手段１２は前記表示制御
手段１１により制御される。

【００１９】図中１３は、前記偏向器４に偏向信号を供
給する偏向信号発生手段であり、この偏向信号発生手段
１３は前記表示制御手段１１により制御される。また、
１４は入力手段、１５は表示手段であり、それらは何れ
も前記表示制御手段１１に接続されている。

【００２０】１６は、前記試料室５を超高真空に排気す
るための排気装置である。１７は、試料面を清浄化する
ためのイオンエッチング装置である。以上、図４の電子
線装置の構成について説明したが、以下に、この装置の
動作説明を行う。

【００２１】まず、オペレータは、入力手段１４に、２
次電子検出器９を用いた２次電子像取得の指示入力を行
う。この入力が行われると、表示制御手段１１は偏向信
号発生手段１３を制御し、偏向信号発生手段１３は、電
子線を試料上で２次元的に走査させるための偏向信号を
偏向器４に送る。この結果、電子線は試料上で２次元的
に走査される。

【００２２】この電子線照射により試料６から２次電子
が放出されるが、その２次電子は２次電子検出器９によ
り検出され、検出された信号は表示制御手段１１に送ら
れる。表示制御手段１１は、送られてくる検出信号に基
づき、試料６の２次電子像を表示手段１５に表示させ
る。

【００２３】上述したように、試料６は、組成がほとん
ど同一で微量に含まれる不純物の濃度が場所によって異
なるものであるために、表示手段１５に表示される２次
電子像には、その濃度の違いがコントラストの違いとし
て明瞭に現れない。そこで、オペレータは、その２次電
子像を見ながら、その視野の範囲内の何点かの代表点を
前記入力手段１４により選択する。この選択の際、オペ
レータは、最も低エネルギー側と最も高エネルギー側に
２次電子が現れると予想する点を含むように代表点を選
択する。

【００２４】このようにして試料上の代表点が選択され
ると、前記表示制御手段１１は偏向信号発生手段１３を
制御し、偏向信号発生手段１３は、電子線をその代表点
に順次照射するための偏向信号を偏向器４に送る。ま
た、表示制御手段１１は分析エネルギー設定手段１２を
制御し、分析エネルギー設定手段１２は、電子線が各代
表点に照射される毎に、電子分光器１０の分析エネルギ
ーをある範囲内において連続的に変化（掃引）させる。
上述したように、電子分光器１０の検出信号は表示制御
手段１１に送られており、表示制御手段１１は、その送
られてくる信号に基づき各代表点におけるスペクトルを
得る。図５は、そのスペクトルを示したものであり、こ
の場合、４つの代表点が選択されたために４本のスペク
トルが得られる。

【００２５】そして、表示制御手段１１は、各スペクト
ルに対して、オペレータによってあらかじめ決められた
電子強度Ｉaが得られた分光エネルギーの値を求め、そ
のエネルギー値が最小のスペクトルＬと最大のスペクト
ルＨを選ぶ。このようにして、表示制御手段１１はスペ
クトルＬとスペクトルＨを選ぶと、次に、表示制御手段
１１は、図６に示すように、スペクトルＬとＨの２次電
子の立ち上がり部分を拡大して表示手段１５に表示させ
る。オペレータは、それらのスペクトルから、２次電子
の立ち上がりが曲線から直線に移行するところのエネル
ギー値Ｅonset（Ｌ）とＥonset（Ｈ）をそれぞれ入力手
段１４を用いて指定する。

【００２６】このような指定が行われると、表示制御手
段１１は、図７に示すように、スペクトルＬとスペクト
ルＨを表示手段１５に表示させる。そして、オペレータ
は、そのスペクトルから、前記Ｅonset（Ｌ）とスペク
トルＬのピーク位置との間でできるだけピーク位置に近
くてかつスペクトルの直線性が保たれているところのエ
ネルギーＥ₀を、入力手段１４を用いて選ぶ。なお、こ
の時の電子強度をＩoとする。

【００２７】エネルギーＥ₀の選択が行われると、前記
表示制御手段１１は、エネルギーＥ₀とＥonset（Ｌ）と
の間のエネルギー幅Ｅw（＝Ｅ₀−Ｅonset（Ｌ））を求
める。そして、表示制御手段１１は、後述する電子分光
器１０を用いた２次電子像取得の際に、電子分光器１０
に設定する分析エネルギーを求める。その求め方につい
て説明すると、表示制御手段１１は、Ｅonset（Ｈ）≦
Ｅ₀の条件が満たされていれば、その設定分析エネルギ
ーをＥ₀ひとつだけとする。そして、表示制御手段１１
は、この条件が満足されていない場合には、Ｅ₀に加え
て、新たにＥ₁をＥ₀よりもＥwだけ高エネルギー側に決
める。すなわち、Ｅ₁＝Ｅ₀＋Ｅwとする。

【００２８】そして、表示制御手段１１は、Ｅonset
（Ｈ）≦Ｅ₁の条件が満たされていなければ、さらにＥw
だけ増やした位置にＥ₂を決める。同様にしてｎ＋１個
のＥn＝Ｅ₀＋ｎ×Ｅw（ｎ＝０，１，…）を決める。こ
のｎの数は、２次電子立ち上がり部分の勾配と視野内の
各代表点でのその立ち上がり位置の最大値と最小値との
差によって決まり、ｎの数は試料中に含まれる不純物の
濃度や種類に依存する。大抵の場合はｎは０ないし１で
ある。つまり、設定する分析エネルギーは、普通は１個
か２個である。図７の場合、設定する分析エネルギーは
Ｅ₀１つだけであり、ｎ＝０である。図８では、設定す
る分析エネルギーはＥ₀とＥ₁の２個であり、ｎ＝１であ
る。

【００２９】まず最初に、図７に示すように電子分光器
の分析エネルギーをＥ₀に設定して２次電子像を取得す
る場合（上記ｎ＝０の場合）について説明する。

【００３０】表示制御手段１１は設定分析エネルギーＥ
₀を決めると、表示制御手段１１は、電子分光器１０を
用いた２次電子像取得の制御を行う。すなわち、表示制
御手段１１は、電子線が試料上で２次元的に走査される
ように偏向信号発生手段１３を制御すると共に、電子分
光器１０の分析エネルギーが前記Ｅ₀に設定されるよう
に分析エネルギー設定手段１２を制御する。この制御に
より、電子線は試料６上で２次元的に走査され、試料か
ら放出される２次電子のうち、エネルギーＥ₀を有する
２次電子のみが電子分光器１０で検出される。そして、
電子分光器１０の検出信号（電子強度データ）は表示制
御手段１１に送られる。

【００３１】このようにして、各画素ごとに１個の電子
強度データＩが得られると、表示制御手段１１は、各画
素ごとに、電子強度ＩからパラメータＳ’を算出する。
算出式はＳ’＝Ｉである。

【００３２】次に、表示制御手段１１は、算出したパラ
メータＳ’の中から最大値Ｓ’maxと最小値をＳ’minを
求め、次式（１）、（２）の一方を用いて各画素ごとに
Ｓを求める。どちらの式を使うかはオペレータにより決
定される。

【００３３】Ｓ＝Ｓ’max−Ｓ’ （１）Ｓ＝Ｓ’−Ｓ’min （２）（１）式が用いられたときには、電子強度が最大のデー
タがゼロに変換され、一方、（２）式が用いられたとき
には、電子強度が最小のデータがゼロになるように全体
のデータ値がシフトされる。

【００３４】表示制御手段１１は、このようにして各画
素ごとにＳを求めると、Ｓを表示可能な階調、たとえば
１２８階調に割り振り、試料６の２次電子像を表示手段
１５に表示させる。上記（１）式が用いられた場合は、
仕事関数の大小がそのまま画像の輝度に反映され、仕事
関数の値が大きい方が輝度が高くなる。一方、（２）式
が用いられるとこれが逆になる。

【００３５】たとえば、ｎ型半導体の場合には不純物濃
度が高いほど仕事関数が小さくなり、ｐ型の場合はその
逆であるから、ｎ型では（１）式を、ｐ型では（２）式
を用いれば濃度を直感的に反映した画像が得られる。以
上、電子分光器１０の分析エネルギーをＥ₀だけに設定
して２次電子像を取得する場合について説明した。次
に、試料中の不純物濃度の差が大きくて試料の仕事関数
の差が大きいために、図８に示すように、電子分光器１
０の分析エネルギーをＥ₀とＥ₁の２つに設定して２次電
子像を取得する場合（上記ｎ＝１の場合）について説明
する。

【００３６】表示制御手段１１は、このように設定分析
エネルギーＥ₀とＥ₁を決めると、電子線が試料上でhori
zontal（またはvertical）の１本のライン上に走査され
るように偏向信号発生手段１３を制御すると共に、まず
電子分光器１０の分析エネルギーがＥ₀に設定されるよ
うに分析エネルギー設定手段１２を制御する。この制御
により、電子線は試料６上で走査され、試料から放出さ
れる２次電子のうち、エネルギーＥ₀を有する２次電子
のみが電子分光器１０で検出される。そして、電子分光
器１０の検出信号である電子強度データは表示制御手段
１１に送られる。

【００３７】分析エネルギーＥ₀での電子強度データの
取得が終わると、表示制御手段１１は、電子線が試料上
で先に述べた１本のライン上に走査されるように偏向信
号発生手段１３を制御すると共に、電子分光器１０の分
析エネルギーがＥ₁に設定されるように分析エネルギー
設定手段１２を制御する。この制御により、電子線は試
料６上で走査され、試料から放出される２次電子のう
ち、エネルギーＥ₁を有する２次電子のみが電子分光器
１０で検出される。そして、電子分光器１０の検出信号
である電子強度データは表示制御手段１１に送られる。
次にvertical（またはhorizontal）の位置を移動して同
様の動作を行う。

【００３８】このようにして、各画素ごとに２個の電子
強度データが得られると、表示制御手段１１は、以下の
規則によって各画素ごとに採用すべき電子強度データを
選定する。すなわち、ｋ×Ｉoよりも強度の大きい電子強度データを捨て
る。なお、ｋは信号のノイズレベルなどを考慮して決め
られる係数で、たとえば１．１程度である。強度がｋ×Ｉoに等しいか、またはそれより小さい電
子強度データが複数ある場合には、その中で最も強度が
大きい電子強度データを選ぶ。

【００３９】たとえば、図８のＳに示すようなスペクト
ルが得られる画素に電子線を照射した場合、分析エネル
ギーＥ₀においては電子強度Ｉ（o）の信号が得られ、分
析エネルギーＥ₁においては電子強度Ｉ（1）の信号が得
られるが、この場合、前記にしたがって電子強度Ｉ
（1）の信号が選定される。また、図８において、電子
強度Ｉ’（1）を有する信号は、前記にしたがって捨
てられる。

【００４０】次に、表示制御手段１１は、各画素ごと
に、選択された電子強度データのｎの値（この場合、ｎ
は０または１）と電子強度Ｉ（ｎ）とからパラメータ
Ｓ’を算出する。算出式はＳ’＝Ｉ（ｎ）−ｎ×Ｉoで
ある。これは、Ｓ’の最大値をＩ₀として、すべての
Ｓ’を２次電子の出現位置に対応させて並べることを意
味する。２次電子が高エネルギー側から出現するほど
Ｓ’の値は小さくなり、負の値となることもある。

【００４１】次に、表示制御手段１１は、算出したパラ
メータＳ’の中から最大値Ｓ’maxと最小値をＳ’minを
求め、前記式（１）、（２）の一方を用いて各画素ごと
にＳを求める。表示制御手段１１は、このようにして各
画素ごとにＳを求めると、Ｓを表示可能な階調、たとえ
ば１２８階調に割り振り、試料６の２次電子像を表示手
段１５に表示させる。

【００４２】以上のようにして、試料中の不純物濃度の
差が大きい場合でも、濃度の違いを反映した明瞭なコン
トラストの２次電子像を短時間で得ることができる。

【００４３】以上、組成がほとんど同一で微量に含まれ
る不純物の濃度に違いがある試料を例にあげて説明した
が、不純物の種類が違うものや、組成は全く同じで場所
によって面方位が異なる試料などに対して本発明を適用
しても、不純物の種類の違いや面方位の違いを反映した
明瞭なコントラストの像を得ることができる。

【００４４】また、２次元の画像の代わりに視野内の特
定の線に沿って上記と同様な手順でＳを測定し、これを
線の各点に対応させてその強度を表示すればラインプロ
ファイルが得られる。

【００４５】また、エネルギー分析器の制御電源の応答
性の関係から、画像のhorizontalまたはverticalのどち
らかの一本のライン上に電子線を走査しながら、一回の
走査で一つのエネルギーについて強度データを収集する
のが一般的であるが、各画素ごとに各エネルギーでの強
度を測定することも可能である。この際、エネルギー値
を変更したときに電源系の応答遅れを待つための時間が
必要である。

【００４６】また、集束イオンビーム装置を備えていれ
ば、ＩＣの断面をその場で作成し、ｐｎ接合部分の観察
も可能となり、欠陥の有無の確認が容易となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】試料に電子線を照射したときに試料から発生
する電子のエネルギー分布を示した図である。

【図２】図１の２次電子の最も低エネルギー側の部分
を拡大したものである。

【図３】ｐ型半導体で場所によって不純物濃度が異な
る場合の、２次電子の出現する付近のスペクトルを示し
た図である。

【図４】本発明の電子線装置の一例を示した図であ
る。

【図５】選択された各代表点におけるスペクトルを示
した図である。

【図６】図５のスペクトルのＬとＨの２次電子の立ち
上がり部分を拡大した図である。

【図７】電子分光器の設定分析エネルギーを説明する
ために示した図である。

【図８】電子分光器の設定分析エネルギーを説明する
ために示した図である。

【符号の説明】

１…鏡筒、２…電子銃、３…集束レンズ、４…偏向器、
５…試料室、６…試料、７…試料ステージ、８…バイア
ス電圧印加装置、９…２次電子検出器、１０…電子分光
器、１１…表示制御手段、１２…分析エネルギー設定手
段、１３…偏向信号発生手段、１４…入力手段、１５…
表示手段、１６…排気装置、１７…イオンエッチング装
置

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】試料上の複数の点に電子線を照射し、そ
の電子線照射により試料から放出される２次電子を検出
して各点におけるエネルギースペクトルを得、そのエネ
ルギースペクトルの中から２次電子が出現するエネルギ
ーが最も低いスペクトルＬを選択して、その選択したス
ペクトルＬにおける２次電子が出現するエネルギーＥon
set（Ｌ）と、前記エネルギースペクトルの中から２次
電子が出現するエネルギーが最も高いスペクトルＨを選
択して、その選択したスペクトルＨにおける２次電子が
出現するエネルギーＥonset（Ｈ）と、前記Ｅonset
（Ｌ）と前記スペクトルＬのピーク位置エネルギーとの
間でできるだけピーク位置に近くてかつスペクトルの直
線性が保たれているところのエネルギーＥ₀と、そのエ
ネルギーＥ₀と前記Ｅonset（Ｌ）との間のエネルギー幅
Ｅw（＝Ｅ₀−Ｅonset（Ｌ））と、前記スペクトルＬの
エネルギーＥ₀における２次電子強度Ｉoをそれぞれ求
め、前記Ｅ₀がＥ₀≧Ｅonset（Ｈ）ならば、電子分光器
の設定分析エネルギーをＥ₀だけに決め、一方、Ｅ₀≧Ｅ
onset（Ｈ）でないならば、前記Ｅ₀に加えてＥ₁＝Ｅ₀＋
Ｅwを電子分光器の設定分析エネルギーとして決め、さ
らに、Ｅ₁≧Ｅonset（Ｈ）でないならば、前記Ｅ₀，Ｅ₁
に加えてＥ₂＝Ｅ₀＋２Ｅwを電子分光器の設定分析エネ
ルギーとして決め、以後同様にしてｎ＋１個の設定分析
エネルギーＥn＝Ｅ₀＋ｎ×Ｅw(ｎ＝０，１，２，…)を
決め、このようにして電子分光器の設定分析エネルギー
Ｅnが決まると、電子線を試料上の各画素に照射すると
共に、電子分光器の分析エネルギーをその求めたｎ＋１
個のＥnに順次設定して、試料上の各画素ごとに各エネ
ルギーＥｎにおける２次電子強度Ｉ（ｎ）を検出し、前
記ｎ＝０の場合、すなわち、設定分析エネルギーがＥ₀
だけの時には、検出した２次電子強度信号を像信号に変
換して試料像を表示する一方、前記ｎ≠０の場合、以下
のの規則にしたがって各画素における２次電子強度
信号を選定し、ｋ×Ｉoよりも強度の大きい２次電子強度信号を捨て
る（ｋは係数）強度がｋ×Ｉoに等しいか、またはそれより小さい２
次電子強度信号が複数ある場合には、その中で最も強
度が大きい２次電子強度信号を選ぶ選定した２次電子強度信号の前記ｎの値とその電子強度
Ｉ（ｎ）とからパラメータＳ’＝Ｉ（ｎ）−ｎ×Ｉoを
算出し、算出したパラメータに基づいて像信号を作成し
て試料像を表示することを特徴とする電子線装置におけ
る試料像表示方法。
【請求項２】電子銃と、その電子銃からの電子線を試
料上で走査させるための手段と、電子線の照射により試
料から放出される信号のうち、ある特定のエネルギーを
有する信号を検出する信号検出手段と、その信号検出手
段の分析エネルギーを設定する分析エネルギー設定手段
と、前記信号検出手段の検出信号を像信号に変換して試
料像を表示する表示制御手段を備えた電子線装置であっ
て、前記分析エネルギーは、２次電子が出現するエネル
ギー付近に設定されることを特徴とする電子線装置。