JP2002221504A - X線検出装置および荷電粒子線装置 - Google Patents

X線検出装置および荷電粒子線装置

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JP2002221504A JP2001018427A JP2001018427A JP2002221504A JP 2002221504 A JP2002221504 A JP 2002221504A JP 2001018427 A JP2001018427 A JP 2001018427A JP 2001018427 A JP2001018427 A JP 2001018427A JP 2002221504 A JP2002221504 A JP 2002221504A
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勲 落合
Hiroyuki Shinada
博之 品田
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Abstract

(57)【要約】 (修正有) 【課題】電子顕微鏡内の試料に近接させても2次電子像
の移動および非点収差等による2次電子像の歪みの低
い,高感度なX線検出器を提供する。 【解決手段】試料照射によりX線とともに発生する電子
がX線検出器内の検出素子に入射するのを阻止するため
に設けられた磁界発生手段からの試料台への漏洩磁場を
相殺するための磁界発生手段を設ける。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、荷電粒子線を試料
に照射して発生する特性X線を検出し、試料の元素組成
の分析等をするX線分析技術分野に関する。
【0002】
【従来の技術】荷電粒子線を試料に照射して試料から発
生する特性X線を検出して、試料の元素分析を行う手法
がある。電子顕微鏡において電子線を試料に照射し、試
料から発生するX線を検出して試料の組成を計測するエ
ネルギー分散型X線分光と呼ばれる手法がその一例であ
る。本手法では、特性X線が試料を構成する元素に特有
なエネルギーを持つことを利用している。これらX線の
単位時間あたりの発生個数を、X線のエネルギーごとに
計数して試料の元素組成等の情報が得られる。X線を検
出する手段としては、シリコンやゲルマニウム等の半導
体結晶を用いた半導体検出素子を用いるのが一般的であ
る。
【0003】近年、フィジックス トデイ 1998年6
月号のページ19からページ21(Physics Today, Jul
y (1999) pp. 19-21)に報告されているように、100
ミリケルビン以下の極低温で動作させるマイクロカロリ
ーメーターと呼ばれる検出素子が開発され、上記の半導
体検出素子と比較して高いエネルギー分解能でX線を検
出できるようになって来ている。
【0004】また、上記のエネルギー分散型X線分光に
よる手法以外に、X線分光器と比例計数管を組み合わせ
た波長分散型X線分光という手法が知られている。
【0005】上記の半導体検出素子を用いた放射線検出
装置の代表的な構成図を図16に示す。検出素子101
と前置増幅回路20の入力段の電界効果トランジスタ2
は、雑音を低減するために、液体窒素またはペルチェ素
子による冷却装置7と冷却棒12により低温に冷却され
るようになっている。電子線5が試料9に照射される
と、試料からX線1が放射される。X線1はX線透過窓
8を透過して検出素子101に入射すると、X線のエネ
ルギーに比例した個数の電子正孔対に変換される。
【0006】以下、検出素子101で得られた信号の処
理方法について説明する。検出素子の電極に達した電子
は電荷積分型の前置増幅回路20によりその個数に比例
した高さを有する電圧パルス220に変換され、さら
に、電圧パルス220は整形増幅器51により、信号対
雑音比が高くなるように瀘波され、電圧パルス310に
整形される。波高分析装置53により電圧パルス310
は波高分析されて、X線スペクトル400に変換され
る。X線スペクトル400はX線検出素子に入射したX
線1のエネルギー分布曲線、すなわち、ある値のエネル
ギーのX線が何個検出されたかを表わしており、スペク
トルピークのエネルギー値から試料に含まれている元素
種が、スペクトルピークの全計数から該元素種の含有量
が求められる。
【0007】以上、試料9から放射されるX線1に着目
してきたが、電子線5を試料9に照射すると、弾性散乱
あるいは非弾性散乱により試料9からは入射電子線のエ
ネルギー以下の様々なエネルギーをもつ電子4が試料9
から放射される。該電子4は後方散乱電子と呼ばれる。
該後方散乱電子4が、検出素子101に入射すると、X
線と同様に電気信号に変換され、背景雑音の原因とな
る。また、検出素子内に欠陥を生成し、検出素子の検出
特性を著しく劣化させる。
【0008】このため、図16に示したように、検出素
子101と試料9の間に、後方散乱電子捕獲器3を設置
して、後方散乱電子4が検出素子101に入射しないよ
うにしている。さらに、後方散乱電子4は試料9以外の
場所に衝突して、X線を発生し背景雑音の原因となる。
【0009】このため、検出素子101を格納する容器
6の一部は該X線が十分減衰する厚さの金属材料で構成
されており、試料以外で発生したX線は検出素子に入射
しないようになっている。
【0010】X線検出をしないときには後方散乱電子に
よる検出素子の劣化を確実に防ぐために、X線検出器を
試料から離しておく機構を持つものが知られている。以
後、後方散乱電子捕獲器を単に電子捕獲器と呼ぶ。
【0011】マイクロスコピー アンド マイクロアナリ
シス第4巻1999年のページ605からページ615
(Microscopy and Microanalysis, Vol.4 (1999) pp.
605-615)にあるように従来のX線検出器としては1個
の検出素子を用いてX線を検出するものが一般的で、ま
た、電子捕獲器としては1対のすなわち2個の永久磁石
で構成されているものが報告されている。
【0012】従来の電子捕獲器の一例を図17、図1
8、図19に示す。これは、特開昭56-103379
号公報に記載されている電子捕獲器と同様な構造であ
る。図17は、電子線5の光軸とX線検出軸を含む面で
の断面、図18は、図17における線XVIII-XVIIIを通
る断面図で、図19は、図18における線XIX-XIXを通
る断面図である。
【0013】電子捕獲器300はX線1を透過させるた
めの貫通孔11を挟むように配置した2個の永久磁石2
1、22と筒状の軟鉄製の磁路13、溝14をもつ支持
体15、カバー16から構成されている。貫通孔11内
には、磁場17が形成され、貫通孔11に入射した後方
散乱電子4をローレンツ力により後方散乱電子4の進行
方向と磁場17の向きの双方に垂直な方向に曲げて、溝
14内の壁に衝突させて、電子線がX線検出素子に入射
しないようにしている。
【0014】溝14を設けているのは、図19に示した
ように後方散乱電子4が壁に衝突したときに出るX線1
8がX線検出素子101(図16参照)に入射しないよ
うにするためである。磁場の磁束密度は0.数テスラであ
る。磁束密度0.2テスラの磁場に垂直に入射した20keVの
エネルギーの電子は曲率半径約2ミリメートルで曲げら
れる。
【0015】以上、1個の検出素子を用いた従来の実施
例を示したが、図20、図21は特開平8−27637
1号公報に記載されている複数個の検出素子を用いたX
線検出素子の実施例を示す。
【0016】図20は電子顕微鏡に設置した構成を示す
図であり、電子線5を試料9に照射した際、試料9から
発生する特性X線を検出する4個のX線検出素子101
が左右対称に配置されている。符号107は、迷光X線
の影響を低減するためのコリメータである。
【0017】図21は、図20のコリメータ107に設
けられた電子捕獲器の内の、最内側の2個のX線検出素
子101に対応する2個の電子捕獲器を説明するための
拡大斜視図である。コリメータ107はタンタルからな
り、中央に照射電子線5を通過させるための照射電子線
透過孔700が設けられた円錐台状に形成されている。
1対のX線透過孔74の各々には一対の永久磁石27
0、270とベリリウム板72がはめ込まれている。
【0018】電子線5を試料9に照射したとき、試料9
から発生した特性X線79は一対のX線検出素子101
のうちの対応するものに入射し信号を形成するが、試料
9からは特性X線79の他に後方散乱電子4も発生し、
これがX線検出素子101に入ると雑音の原因になるの
でこれを除去する必要がある。
【0019】図21の構成においては、各X線検出素子
101に入射する特性X線の通路ごとに、この通路を挟
んで一対の永久磁石270、270が設けられているの
で、これらの永久磁石270、270が作る磁場17に
より、上記後方散乱電子4は内側に曲げられベリリウム
板72に衝突し、ベリリウム板72に吸収される。
【0020】一方、元素分析等で分析感度を高くするた
めには、被測定試料からのX線を効率良く、即ち、大き
い検出立体角で検出することが有効である。検出立体角
は、試料から検出素子までの距離と検出素子の有感面積
で決まり、距離が短いほど、有感面積が大きいほど大き
くなる。
【0021】
【発明が解決しようとする課題】電子顕微鏡の第一の機
能である試料の像観察は試料から放出される2次電子像
を検出して行なわれる。
【0022】図22は、従来の電子捕獲器300を備え
たX線検出装置と漏洩磁場の関係を説明するための断面
図である。符号230、231(下側)は永久磁石、1
1はX線透過孔、25は漏洩磁場、9は試料、10は電
子線照射点、8はX線透過窓、16はカバー、101は
X線検出素子である。
【0023】従来の電子捕獲器においては、図22に示
すように、電子捕獲器300の軸方向に漏洩磁場が存在
するため、電子線捕獲器300を試料に接近させる前に
円形断面に調整してあった電子線の断面形状が、この漏
洩磁場25との相互作用により、非円形になってしまい
非点収差と呼ばれる収差を生じ、2次電子像を歪まし、
像分解能を劣化させる原因となっていた。
【0024】また、電子線の照射点10の位置は電子線
と漏洩磁場の相互作用で決まるが、電子捕獲器を試料に
接近させると電子線位置での漏洩磁場25の強さが変わ
るために、電子線の照射点10が移動し、結果として2
次電子像が移動してしまうという現象があった。
【0025】このように、X線検出装置を試料9に近接
させると2次電子像の歪み、移動が生じるため、補正作
業が必要となり、さらに近接させようとすると補正がで
きなくなるという問題があった。このため、感度を上げ
るためにX線検出素子101を試料9に近接できる距離
には制限があり、検出立体角を大きくすることが困難で
あった。
【0026】次に、2次電子像の分解能を決める主要因
である電子線のビーム径について述べる。図23は、熱
電子放出型(タングステン ヘアピン フィラメント、ラ
ンタンヘキサボライド(LaB6)ポイント カソード)の
電子銃及び電界放出(FE)型の電子銃における、ビーム
電流とビーム径の関係を示す。
【0027】この図23は、外村彰編「電子顕微鏡技
術」丸善(株)(平成1年)ページ122に記載されて
いる。これによると、電子ビーム電流が低いほどビーム
径が小さい。二次電子像観測では、通常10-11アンペア
のビーム電流があれば観測が可能である。しかしなが
ら、従来のX線検出装置には上記したように、試料に検
出素子を近接できる距離に限界があるため、X線検出効
率が低く、X線分析時には2×10-10アンペア程度と二次
電子像観測のときと比べて、大きな電流の電子線を照射
するのが一般的であった。
【0028】大きなビーム電流を用いると、図23から
明らかなようにビーム径が大きくなり、二次電子像観察
の分解能が低下する。このため、X線分析と高分解能二
次電子像観察を同時に実施することができず、別々に実
施するのが普通であった。また、各測定ごとに電子顕微
鏡の動作条件を調整する必要があり、煩雑で時間がかか
るという問題があった。
【0029】一方、従来の技術の項で述べた複数個の検
出素子を用いた例(図20、21)では、検出素子の数
だけ検出感度を上げることができるという利点があり、
高分解能2次電子像の観察と両立できる可能性がある
が、電子捕獲器に関しては、中心を照射電子線が通過す
る構造となっているため、一般に普及している1個の検
出素子からなるX線検出装置への適用に関しては問題が
あった。
【0030】また、非磁性体であるタンタル金属からな
るホルダーと永久磁石により構成しているため、漏れ磁
場が大きくなるという問題があった。
【0031】本発明の目的は、試料に近接させても2次
電子像の歪みと移動が少なく、また、従来の1個の検出
素子からなるX線検出装置にも適用が容易な電子捕獲器
を有するX線検出装置を提供することである。
【0032】
【課題を解決するための手段】本発明のX線検出装置及
び荷電粒子線装置は、以下の構成により上記目的を達成
する。
【0033】即ち、本発明の請求項1に記載の第1の発
明は、試料を載置する試料台と、前記試料台上の試料に
第1の荷電粒子線を照射する第1の荷電粒子線照射装置
と、前記第1の荷電粒子線照射装置により、前記試料に
前記第1の荷電粒子線を照射した際発生するX線を検出す
るX線検出素子と、前記第1の荷電粒子線による前記試料
上の照射点と前記X線検出素子とを結んだ直線を挟んで
配列される一対の永久磁石と、前記一対の永久磁石の配
列方向と垂直方向の,前記一対の永久磁石の両側に、前
記直線を含み前記配列方向に垂直な第1の平面を挟んで
対向する対を一対ずつ配設される二対の永久磁石とを備
え、該二対の永久磁石は、前記一対の永久磁石によって
前記照射点に形成される漏洩磁界を相殺する方向の磁界
を前記照射点に発生するX線検出装置である。
【0034】また、本発明の請求項2に記載の第2の発
明は、請求項1記載のX線検出装置において、前記一対
の永久磁石は互いに対向する面が異なる極性となる様配
列され、前記二対の永久磁石は互いに対向する面が異な
る極性となる様配列され,且その極性配列順序は前記一
対の永久磁石の極性配列順序とは逆であるX線検出装置
である。
【0035】また、本発明の請求項3に記載の第3の発
明は、請求1又は2記載のX線検出装置において、前記
一対の永久磁石の磁極の強さが、前記二対の永久磁石の
磁極の強さの和にほぼ等しいX線検出装置である。
【0036】また、本発明の請求項4に記載の第4の発
明は、請求項1−3の何れかに記載のX線検出装置にお
いて、前記一対の永久磁石の各々の,前記第1の平面に
平行な断面積が、前記二対の永久磁石の各々の,前記第
1の平面に平行な断面積のほぼ2倍であるX線検出装置
である。
【0037】また、本発明の請求項5に記載の第5の発
明は、請求項1−4の何れかに記載のX線検出装置にお
いて、前記一対の永久磁石と前記二対の永久磁石とは、
非磁性体材料からなるスペーサを介して配列されている
X線検出装置である。
【0038】また、本発明の請求項6に記載の第6の発
明は、請求項1−5の何れかに記載のX線検出装置にお
いて、前記一対の永久磁石の各々は、同じ大きさの二つ
の磁石片を隣接させたものからなり、前記二対の永久磁
石の各々は、前記磁石片の一つからなるX線検出装置で
ある。
【0039】また、本発明の請求項7に記載の第7の発
明は、試料を載置する試料台と、電子源と、前記試料台
上の前記試料を、前記電子源からの一次電子線で走査及
び照射のそれぞれを行う走査コイルおよび対物レンズ
と、前記試料から発生する2次電子を検出する,前記対
物レンズと前記試料台の間に配置された2次電子検出器
と、前記2次電子検出器の信号を、前記走査コイルに入
力する走査信号と同期させて2次電子像を表示する表示
装置と、前記試料から発生するX線を検出するX線検出
器と、前記X線検出器の前記試料台側に前記X線検出器
の軸を挟んで配列される一対の永久磁石と、前記一対の
永久磁石の配列方向と垂直方向の,前記一対の永久磁石
の両側に、前記軌道を含み前記配列方向に垂直な平面を
挟んで対向する対を一対ずつ配設される二対の永久磁石
とを備え、該二対の永久磁石は、前記一対の永久磁石に
よって前記試料の位置に形成される漏洩磁界を相殺する
方向の磁界を前記試料の位置に発生する荷電粒子捕獲器
と、前記荷電粒子捕獲器との位置に対応させて前記2次
電子像の位置を移動する機構を有することを特徴とする
荷電粒子線装置である。
【0040】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を、図
面を用いて説明する。
【0041】(第1の実施の形態)まず、本発明による
第1の実施の形態を説明する。
【0042】図5は、本発明による電子捕獲器を備えた
X線検出装置を電子顕微鏡に搭載した状態を示す概略図
である。図1は、本発明による電子捕獲器を含むX線検
出装置の先端部の断面構造および試料との位置関係を示
す、図5における円筒状の容器6の軸を含む紙面に垂直
な平面で切ったときの拡大断面図である。図2はX線検
出装置の先端部の構造および試料との位置関係を示す、
図1をさらに拡大した断面図である。図24は図2の垂
直断面図である。図3は本発明による電子捕獲器の構造
を示す垂直断面図、図4は本発明の電子捕獲器の構造を
示す分解斜視図である。
【0043】本実施の形態におけるX線検出装置は、図
1に示すようにその先端部に電子捕獲器3を備えてい
る。該電子捕獲器3は、図3、図4に示したようにX線
貫通孔11を挟んで配置された2個の直方体形状の永久
磁石261、262および磁石261の両側に隣接して
配置された2個の永久磁石263、265および、26
2の両側に隣接して配置された2個の永久磁石264、
266により形成される磁界を利用している。
【0044】磁石261と262の寸法は同じで、磁石
263−266の厚さと縦の長さ(容器6の軸方向長
さ)は磁石261のそれと同じで、横の長さは磁石26
1の半分となっている。従って、磁石263−266の
磁極の強さは磁石261、262の半分である。図3で
X線は紙面表から裏に向かって孔11を通過するものと
する。図4では右から左に向かってX線が進むものとす
る。
【0045】各磁石の磁極の向きは磁石261と磁石2
62の相対する面がそれぞれS極、N極、磁石263と
磁石264の相対する面がそれぞれN極、S極、磁石2
65と磁石266の相対する面がそれぞれN極、S極に
なるように配置した。磁石261、263、265と磁
石262、264、266はそれぞれ磁路270、27
1に接着されている。
【0046】本実施の形態では、磁石261のN極と磁
石263、265のS極とが相隣り合い、また磁石26
2のS極と磁石264、266のN極とが相隣り合って
いるので、磁路270、271で磁場が外側に十分漏れ
ないようにできる。
【0047】磁石261と262の相対する面の挟む空
間の中心が、X線貫通孔11の軸を通るように配置し
た。磁石261と磁石262により挟まれた空間に形成
される磁場により、試料からその空間に入射する荷電粒
子はローレンツ力により曲げられて捕獲されるようにな
っている。従って、荷電粒子はX線貫通孔を通過するこ
とができない。
【0048】図4に示したように磁路270、271に
固定した磁石261-266をスペーサ32、33を用
いて固定し、さらに、スペーサ14、15を用いて円筒
状の容器16に収納した。スペーサ14、15、32、
33および容器16の材質は非磁性材料のアルミニウム
である。
【0049】磁石261と磁石262で挟まれた空間と
磁石263と磁石264で挟まれた空間の境界、および
磁石261と磁石262で挟まれた空間と磁石265と
磁石266で挟まれた空間の境界では磁界が弱くなって
おり、また、その近傍の磁界分布は電子線を収束するよ
うになっているので、この領域に電子線が入射するとほ
とんど曲げられずに通過してしまう。これを避けるため
に、スペーサ32、33は、図3に示すように永久磁石
261と262で挟まれた空間に入るようにしてある。
【0050】軸方向に漏れる磁場をさらに低減するため
に、孔11を有する厚さ0.5mmのパーマロイ円板を5枚
重ねた遮蔽板28を孔11’を有する厚さ0.5mm のアル
ミニウム円板29を介して磁石261−266の前面に
配置した。孔11、11’はX線を透過させるのに十分
な大きさを有し、形状は円形である。さらに、背面には
孔11”を有する厚さ0.5mmのパーマロイ円板28’を
配置した。
【0051】上記の電子捕獲器3を備えたX線検出装置
を電子顕微鏡に搭載した一例を図5に示す。図5で、符
号201は電子銃、5は電子線、203は収束レンズ、
204は対物レンズ、206は走査コイル、211は2
次電子検出器、235は試料台、250は電子顕微鏡制
御盤、251は電子顕微鏡入出力装置、254は真空排
気装置である。
【0052】X線検出装置は上記の電子捕獲器3、X線
検出素子を内蔵した円筒状の容器6、容器231、フラ
ンジ36、移動機構37、液体窒素槽208、前置増幅
回路部20、X線検出器制御装置240、X線検出器入
出力装置242で構成されている。容器6、容器231
の内部は真空に封じ切られている。移動機構37はX線
検出装置の先端部を出し入れするためのもので、これを
用いて測定時に先端部を試料9に近づけ、非測定時には
試料から離しておくことができる。
【0053】走査コイル206により電子線5で試料9
上を走査して、試料9から放出される2次電子を2次電
子検出器211で検出する。検出した信号を入出力装置
251のディスプレイに表示することにより、試料9の
形状を観察する。X線検出器は斜め上方に放射されるX線
を検出し、X線のエネルギーを解析することにより試料
9の元素分析を行う。電子線を走査させてX線分析をす
ることにより、試料9の2次元元素分布の分析が可能と
なっている。
【0054】図1は、図5において、円筒状の容器6の
軸を含み紙面に垂直な平面で切ったときの拡大概略断面
図である。円筒状容器6の先端部に本発明の特徴である
電子捕獲器3が取り付けられている。冷却棒6、X線検
出素子101、フランジ36は円筒状容器6の軸に対し
て対称の位置に配置してある。既述の図2は図1の試料
およびX線検出器の先端部分をさらに拡大した図であ
る。
【0055】本発明の実施の形態では、磁石263−2
66の大きさは磁石261、262の半分となってい
る、即ち、磁極の強さは半分となっている。このため、
磁石261と磁石262により試料台に形成される漏洩
磁場を磁石対263、264、および磁石対265,2
66により各々半分ずつ相殺することにより、前記漏洩
磁場をほとんどゼロにすることが可能である。これが本
発明の特徴である。
【0056】磁石261−262として厚さ1ミリメー
トル,横5.5ミリメートル,縦5ミリメートル、磁石26
3−266として厚さ1ミリメートル,横2.75ミリメー
トル,縦5ミリメートルの直方体形状の希土類強磁性材
料を用いた場合、X線貫通孔11内中心の磁束密度は約
0.3テスラであった。このときの永久磁石261と26
2の相対する面の間およびスペーサ32、33の相対す
る面の間の距離は両方とも約3.5ミリメートルであっ
た。これを加速電圧25キロボルトの電子顕微鏡に適用
し、有効面積10平方ミリメートルのX線検出素子で測定
した結果、後方散乱電子の影響は測定限界以下であっ
た。
【0057】本実施の形態における電子捕獲器3からの
漏れ磁場分布を図7の黒丸付き実線で示した。横軸は電
子捕獲器の中心から軸方向に沿った距離で、縦軸はホー
ル素子を用いたガウスメータにより測定した磁束密度で
ある。比較のため、図7には、従来の技術の項で述べた
図17,18で示した構成からなる電子捕獲器において
測定した漏れ磁場を白丸付き実線で示した。黒丸及び白
丸は測定データを示す。
【0058】本実施の形態におけるX線検出装置では、
磁石261、262の両側に、これと逆の極性の磁極
で、それぞれ磁石261、262の半分の磁極の強さを
持った2組の合計4個の磁石263、264、265、
266を配置しているので、試料の電子線照射点付近で
は各永久磁石の寄与がそれぞれ打ち消し合うようになっ
ている。このため、試料の電子線照射点付近では全永久
磁石による漏れ磁場が従来と比較して非常に小さくな
り、電子捕獲器の入口付近までほぼゼロになっている。
【0059】この効果により、従来の技術の項でのべた
X線検出器を試料に近接させた場合に起こる2次電子像
の移動、非点収差による2次電子像の歪み、焦点ずれを
著しく低減することが可能となった。本発明の特徴であ
る電子捕獲器を用いることにより従来非点収差による歪
みのために約25ミリメ−トル以上に制限されていた電子
捕獲器の先端から試料までの距離を5ミリメ−トルに短
縮することができた。この距離まで挿入したとき、2次
電子像の移動量および非点収差の補正は、従来の電子捕
獲器の先端から試料までの距離25ミリメ−トルの場合と
同程度であった。
【0060】本発明者の実験によれば、漏洩磁場をほと
んどゼロにしたにもかかわらず、2次電子像の移動量お
よび非点収差がゼロにならなかった場合があった。これ
は、対物レンズと試料台の間に、磁界対物レンズから漏
洩した弱い磁場が形成されており、この磁場が電子捕獲
器内にある永久磁石および磁路という磁性体によって変
化を受けるためと考えられる。
【0061】磁場中への磁性体の挿入による磁場の変化
は、挿入される磁性体の体積よりもその外径の大きさに
依存する。すなわち、挿入される磁性体の内側が空洞で
あっても外側寸法が同じであれば磁場への影響は同じで
ある。従来の実施例で述べた電子捕獲器の磁路が円筒状
であるのに対して、本実施の形態における磁路は上記し
た6個の磁石の配置構成により、対向する3個の磁石の
組ごとに設置されている蒲鉾状の2枚の磁路から構成さ
れている。
【0062】一般に、ある磁場中に磁性体を挿入した場
合、磁場の変化の大きさは、挿入される磁性体の体積で
はなく、挿入される磁性体の外形寸法で決まり、外形寸
法が大きいほど磁場の変化が大きい。本実施の形態にお
ける磁路の外形寸法は従来の技術における磁路の外形寸
法より小さくなっているため、対物レンズからの磁場へ
の影響も低減することが可能となった。
【0063】X線検出素子の受光面を、この距離で試料
の電子線照射点と検出素子の中心を結ぶ直線に対して垂
直になるように設置した。この結果、試料から検出素子
間の距離を従来の約40ミリメ−トルから16ミリメ−トル
にすることが可能になり、検出立体角を6倍にすること
が可能となった。これにより従来と同じ測定時間で検出
感度を2.5倍、または従来と同じ検出感度で計測時間を
1/6以下に短縮することが可能となった。
【0064】また、従来と同じ計測時間では、従来と同
じ検出感度を得るのに必要な電子線のビーム電流は1/6
以下となる。従来X線計測時に採用していた約2×10-10
アンペアのビーム電流を4×10-11アンペア以下にする
ことが可能となった。これにより、図23に示した電子
線のビーム電流とビーム径の関係から明らかなように、
X線計測時でも高分解能の二次電子像観察が可能とな
る。
【0065】さらに、本発明による電子捕獲器(図2)
は、X線検出素子に対する位置関係を従来の電子捕獲器
(図22)と同じにできるので、従来装置の改良も電子
捕獲器の部分のみを交換するだけでよい。
【0066】上記において2種類の寸法の異なる磁石を
用いた例を示したが、同じ寸法の磁石によっても本発明
を適用できる。図25は同じ寸法の磁石を用いた本発明
による電子捕獲器の構造を示す垂直断面図である。磁石
260,267,268,269は上記の説明に用いた
図3に示した磁石261、262と同じ極性であるが縦
の長さが半分である。すなわち磁石260と磁石267
で図3に示す磁石261を、磁石268,269で磁石
262を置き換えたものである。この構成においても上
記で述べたものと同じ効果が実現できた。
【0067】(第2の実施の形態)次に本発明による第
2の実施の形態を図6を用いて説明する。
【0068】図6は本発明による電子捕獲器の構造を示
す断面図である。本実施の形態は第1の実施の形態で述
べたX線検出装置よりも大きな面積の検出素子を用いて
大きな立体角でX線を検出する場合に最適な電子捕獲器
を提供するものである。
【0069】本実施の形態でも、後方散乱電子を除去す
るための磁場は2個の磁石261、262で形成され
る。大きな立体角に対応するためには、X線を透過させ
るための領域11の大きさを大きくする、すなわち、相
対する磁石261、262の間隔を大きくとる必要があ
る。実施の形態1で述べた磁石の配置のまま対向間隔を
大きくすると、相隣会う磁石間の磁場が強くなり、後方
散乱電子を除去するために利用できる磁場の強さが弱く
なるとともに、その領域も狭くなる。このため、本実施
の形態では隣接する永久磁石間を広げるための形状を持
つスペーサ32、33を設置してある。
【0070】磁石261−266として実施の形態1で
述べたものと同じ寸法の永久磁石を用い、幅1ミリメー
トルの間隔で相隣会う永久磁石を分離できるスペーサを
配置し、永久磁石間の距離は約5.5ミリメートルとし
た。X線貫通孔11内中心の磁束密度は約0.2テスラで
あった。このときのこれを加速電圧25キロボルトの電
子顕微鏡に適用し、有効面積30平方ミリメートルのX線
検出素子で測定した結果、後方散乱電子の影響は測定限
界以下であった。
【0071】本実施の形態においても電子線から見た場
合、4個の磁石263-266が貫通孔11から漏れる
永久磁石261、262の形成する磁場を打ち消し合う
ようになっている。このため、電子線照射点近傍の位置
では永久磁石による漏れ磁場がほぼゼロになっている。
また、磁路の大きさも小さくできる。この効果により、
X線検出器を試料に近接させた場合におこる2次電子像
の移動、非点収差による2次電子像の歪み、焦点ずれを
著しく低減することが可能となった。
【0072】本発明の実施の形態1および2で記載した
数値や、電子捕獲器の外形形状については、これらに限
定されるものではなく、磁石261と262からの漏洩
磁場を打ち消すための磁石の配置が中央面に対して対称
であれば、本発明が適用されることは自明である。
【0073】また、本発明の実施の形態1および2で
は、後方散乱電子を除去するための磁石261と磁石2
62を配置している方向が電子線の軸を含む平面に平行
となっている例を示したが、磁石の配置の方向を90
度、180度或いは270度回転した場合でも2次電子
像の移動方向と移動距離は変化しなかった。これは、電
子捕獲器から漏れる磁場がほとんどゼロになっているた
めに、電子線との相互作用がほとんどないためと考えら
れる。したがって、磁石の配置方向が、電子線の軸に対
してどの方向にあっても本発明が適用される。
【0074】(第3の実施の形態)本発明による第3の
実施の形態を、図8を用いて説明する。
【0075】図8は、本発明による電子捕獲器を備えた
X線検出装置を電子顕微鏡に搭載した状態を示す概略図
である。X線検出装置は電子捕獲器3、X線検出素子を
内蔵した円筒状の容器6、容器231、フランジ36、
移動機構37、液体窒素槽208、前置増幅回路部2
0、X線検出器制御装置240、X線検出器入出力装置
242で構成されている。容器6、容器231の内部は
真空に封じ切られている。電子捕獲器3は第1の実施の
形態の項で述べたものと同じものを用いた。移動機構3
7は先端部を出し入れするためのもので、これにより測
定時にX線検出装置の先端部を試料9に近づけ、非測定
時には試料から離しておく。本実施の形態では前記移動
機構37に位置センサ701を設置してあり、X線検出
器の先端部の位置(挿入位置)を検出できるようになっ
ている。挿入位置の情報はX線検出器制御装置240で
処理され、電子顕微鏡の走査コイル制御回路702に送
る制御信号に変換される。
【0076】X線検出器の挿入による2次電子像の移動
は、X線検出器が試料に近づくほど大きくなる。本実施
の形態ではあらかじめ挿入位置に対する2次電子像の移
動量を測定しておき、その関係をX線検出器制御装置2
40に記憶させておき、これに基づいて位置センサ70
1からの挿入位置情報を走査コイル制御回路に送る信号
に変換する。この信号により走査する位置が変更され、
X線検出器の挿入による2次電子像の移動を補正し見掛
け上像が移動しないようにできる。このため、使い勝手
向上が達成できる。
【0077】第1、第2の実施の形態で述べた、X線検
出器を試料に近接させた場合におこる2次電子像の移
動、非点収差による2次電子像の歪み、焦点ずれを著し
く低減できる電子捕獲器により、従来移動量が大きくて
実現が困難だった本実施の形態による移動量の補正が実
現可能となった。
【0078】本発明の実施の形態では、X線検出器の挿
入位置と2次電子像の移動量との関係から補正を実施す
る構成を述べたが、2次電子像の移動量をX線検出器の
挿入ごと2次電子像の解析によりリアルタイムに検出し
て補正するようにしてもよい。
【0079】(第4の実施の形態)本発明による第4の
実施の形態を図9、10を用いて説明する。
【0080】図9は本発明による電子捕獲器の構造を示
す斜視図である。図10は電子線照射点と検出素子の中
心を含む平面で切ったときの断面図である。
【0081】本実施の形態は、4個の検出素子を用いて
X線を検出する場合に本発明を適用したものである。本
実施の形態のX線検出装置における電子捕獲器は、図1
0に示すように2個の扇型形状の永久磁石261、26
2および各磁石の両側に配置した2組の磁石263、2
64および、磁石265、266により形成される磁界
を利用している。
【0082】各磁石の磁極の向きは磁石261と磁石2
62の相対する面がそれぞれS極、N極、磁石263と
磁石264の相対する面がそれぞれN極、S極、磁石2
65と磁石266の相対する面がそれぞれN極、S極に
なるように配置した。磁石263−266の面積は磁石
261、262の半分である。磁石261、263、2
65と磁石262、264、266はそれぞれ別々の磁
路(図示せず)に接着されている。
【0083】磁石261と磁石262ではさまれた空間
の側面(磁石がない面)は第1の実施の形態の項で述べ
たように2個のアルミニウム製のスペーサ(図示せず)
で囲まれている。本実施の形態での前記スペーサは磁石
263と磁石264で挟まれた空間および磁石265と
磁石266で挟まれた空間の中心部に孔をあけてあり、
図10に示した経路のX線1を通過させるようになって
いる。
【0084】磁石261と磁石262ではさまれた空間
を通過したX線1は2個の検出素子101Cに入射し、
磁石263と磁石264で挟まれた空間および磁石26
5と磁石266で挟まれた空間を通過したX線はそれぞ
れ1個の検出素子101L及び101Rに入射するよう
になっている。
【0085】本実施の形態においても電子線から見た場
合、4個の磁石263−266が貫通孔11(図示せ
ず)から漏れる永久磁石261、262の形成する磁場
を打ち消し合うようになっている。このため、電子線照
射点近傍の位置では永久磁石による漏れ磁場がほぼゼロ
になっている。また、磁路の大きさも小さくできる。こ
の効果により、X線検出器を試料に近接させた場合にお
こる2次電子像の移動、非点収差による2次電子像の歪
み、焦点ずれを著しく低減することが可能となった。さ
らに、4個の検出素子を用いているので、検出効率を4
倍大きくすることが可能となった。
【0086】(第5の実施の形態)本発明による第5の
実施の形態を図11を用いて説明する。図11は本発明
の特徴である電子捕獲器を有するX線検出装置を備えた
電子顕微鏡を含んだ半導体検査システムと半導体加工装
置の一部を示した図である。
【0087】ダイナミックランダムアクセス記憶素子等
の大規模集積回路の生産において、製作個数に対する良
品の個数の割合は歩留まりとよばれているが、歩留まり
を低下させる要因として、回路素子上に付着した異物に
よる不良がある。この異物はエッチングやイオン打ち込
みや成膜などの回路形成に必要な半導体加工装置361
−364の内壁に付着した物質であったり、回路が形成
される半導体ウエハーを搬送する搬送路360で付着し
た物質であったり、また、加工処理をしている過程で、
半導体ウエハー表面に形成したパターンがはがれるなど
して、発生したものであったりする。異物の発生源を特
定して、発生源の品質を管理することは歩留まりの短期
向上のために非常に重要なことである。
【0088】本発明の実施の形態では、図11に示すよ
うに、半導体加工装置の361−364の各加工工程の
終了ごとに、半導体ウエハーを抜き出し、まず、半導体
ウエハを加工しないで観測できる光学顕微鏡、走査型電
子顕微鏡を用いたパーティクル・パターン検査装置36
5により異物形状の種類とその座標を特定する。この検
査装置365は、異物の簡単な形状、位置を高速に検査
することに主眼が置かれている。
【0089】次に、再検査用電子顕微鏡366で異物の
三次元的形状や組成等の詳細な情報を得るようになって
いる。さらにウエハからその一部を切り出し加工する試
料作製装置を備えた高分解能電子顕微鏡367により断
面形状等詳細な検査が可能になっている。
【0090】異物形状、座標の情報はコンピュータ36
8により集中管理され、パーティクル・パターン検査装
置365で求めた座標を用いることにより、再検査用電
子顕微鏡366では即座に指定した異物を観測できるよ
うになっている。すでに記述したように、高集積回路半
導体素子の歩留まりを改善するためには半導体ウェハ上
異物の同定が重要となっている。通常、ウェハ上の異物
の数は数百から数千個にのぼるケースも少なくない。異
物の組成は電子顕微鏡に搭載されたX線検出装置により
分析される。本実施の形態の再検査用電子顕微鏡366
および高分解能電子顕微鏡367は、本発明の特徴であ
る電子捕獲器を有するX線検出装置を搭載している。こ
のX線検出装置を用いれば、X線検出器を試料へ近づけ
ることができ、試料から検出器を見込む立体角が大きく
とれるので、試料からの特性X線の検出率が改善され、
X線分析時間を大幅に短縮することができる。
【0091】従来、この数百から数千個の異物のX線分
析には数時間を要し、測定できるウェハの数が限られて
いた。本発明によるX線検出装置を用いれば、試料から
検出器までの距離を40mmから16mmへ近づけることが
できる。すなわち、試料から検出器を見込む立体角を6
倍大きくとることができ、従来の1/6である、数十分で
分析を終了することができる。このように、分析のスル
ープットを向上できた結果、半導体素子製造の歩留まり
改善が大幅にスピードアップされる。さらに、半導体の
加工寸法の微細化に伴い、検出すべき異物の寸法も微細
になってきている。本発明を用いると、上記したよう
に、従来より数倍高い検出感度が得られるので、検出で
きる異物の寸法を小さくすることができた。
【0092】(第6の実施の形態)本発明による第6の
実施の形態を図12、図13を用いて説明する。図12
は本発明によるX線検出器を粒子励起X線放射分光装置
に組み込んだ構成図である。図13はX線検出器の検出
部と試料の関係を示す断面図である。
【0093】粒子励起X線放射分光はイオンビーム88
の照射によって試料9から発生するX線を計測し試料の
元素分析を行うものである。イオンビームはイオン加速
器81により生成した加速イオンのうち、弁別装置82
により特定のエネルギーを持つイオンを取り出し、収束
レンズ83により細く絞ることにより形成する。
【0094】イオンエネルギーおよびイオン種として
は、1から3MeVの陽子やアルファ粒子が用いられ
る。イオンビーム電流はファラディカップ85により測
定され、較正データとして用いられる。試料から発生す
るX線は、液体窒素により冷却される半導体検出器86
により計測される。以下、図13を用いて説明する。試
料9とX線検出器の間には液体窒素で冷却された金属板
72が設置されており、試料から発生する中性粒子を吸
着し、X線検出器の先端部および、X線透過窓8が汚染
されるのを低減するようになっている。X線検出器の先
端部には永久磁石262,264,266(紙面の上側
にさらに3個で合計6個)で構成される電子捕獲器が第
一の実施の形態と同様に配置されている。試料から発生
する二次電子および二次イオンは該電子捕獲器により除
去されるようになっている。
【0095】本実施の形態においてもイオンビームから
見た場合、4個の磁石263−266が貫通孔11から
漏れる永久磁石261、262の形成する磁場を打ち消
し合うようになっている。このため、電子線照射点近傍
の位置では永久磁石による漏れ磁場がほぼゼロになって
いる。また、磁路の大きさも小さくできる。この効果に
よりX線検出器を試料に近接させた場合におこるイオン
ビームへの悪影響を低減することが可能となる。
【0096】この結果、X線検出器を従来と比較して大
幅に試料に近接させることが可能になり検出感度を上げ
ることが可能になった。このため、必要なイオンビーム
電流を低くすることができ、装置の小型化が可能となっ
た。
【0097】(第7の実施の形態)本発明による第7の
実施の形態を図14を用いて説明する。図14は本発明
の特徴である電子捕獲器を有するX線検出装置を備えた
電子顕微鏡を含んだ検査装置を示した図である。本実施
の形態は波長分散型X線分光と呼ばれる方式に本発明を
実施した例である。
【0098】試料9に一次電子線5を照射して試料9か
ら発生するX線1を回折格子501により分光し、分光
したX線を比例計数管500で検出するようになってい
る。
【0099】回折格子501としては湾曲した単結晶や
人工積層膜が用いられる。回折格子501と比例計数管
500は連動して移動することにより波長走査するよう
になっている。回折格子501と試料9の間には本発明
の特徴である電子捕獲器3とコリメータ502が配置し
てある。電子捕獲器3の内部構造は、実施の形態1で述
べたものと同じである。
【0100】コリメータ502は試料からのX線を集光
し、回折格子501にX線を導入するものであり、放物
面の内面を持つガラスの筒の内面に金属を蒸着して鏡を
形成したものである。これにより試料からのX線を効率
よく集めることが可能となる。荷電粒子除去器により試
料からの後方散乱電子がコリメータ502、回折格子5
01に入射することが防止される。これにより、コリメ
ータ502、回折格子501に電子が衝突して有害なX
線を出すことがない。このため、雑音の少ないX線検出
が可能になっている。さらに、本発明の特徴である漏洩
磁場の少ない荷電粒子除去器を用いているので、電子線
5に対する影響が小さい。特に試料への損傷を少なくす
るために1次電子線の加速電圧を数キロボルト以下に低
減した場合にも有効で、二次電子像の分解能を維持した
ままX線の検出が可能となる。
【0101】このX線検出装置を用いれば、1次電子線
への悪影響を及ぼすことがなくX線検出器を試料へ近づ
けることができ、試料から検出器を見込む立体角が大き
くとれるので、試料からの特性X線の検出率が改善さ
れ、X線分析時間を大幅に短縮することができる。
【0102】(第8の実施の形態)本発明による第8の
実施の形態を図15を用いて説明する。図15は本発明
の特徴である電子捕獲器と極低温X線検出器を設置した
電子顕微鏡を示した図である。極低温X線検出器は液体
窒素602と液体ヘリウム603により100ミリケル
ビン以下の極低温に冷却したボロメーターと呼ばれる素
子600を利用したもので、X線1がこの素子600に
入射すると素子の温度が変化することを利用したもの
で、この温度変化量を検出して入射したX線のエネルギ
ーを計測するものである。これにより、半導体検出器の
50分の1以下のエネルギー分解能でX線を検出するこ
とができる。本検出素子の有感面積は半導体検出器と比
較して小さいのが普通で、このため、検出素子600と
試料9の間に挿入した集光レンズ601により、試料9
から発生するX線を検出素子600に集光して検出立体
角を改善することができる。
【0103】さらに、本発明の特徴である電子捕獲器3
を設置し、試料からの後方散乱電子が、検出素子600
および、集光レンズ601に入射することがないように
なっており、雑音を低減している。電子捕獲器3の構成
は第1の実施の形態で用いたものと同じである。このX
線検出装置を用いれば、X線検出器を試料に近づけるこ
とができ、試料から検出器を見込む立体角が大きくとれ
るので、試料からの特性X線の検出率が改善され、X線
分析時間を大幅に短縮することができる。
【0104】試料損傷の低減のために1次電子線の加速
電圧を数キロボルト程度にした場合には、発生するX線
のエネルギーも制約されて、通常のX線分析に用いられ
るK線と呼ばれるX線が発生しないような元素の場合に
はL線、M線という低いエネルギーのX線を用いて分析
することになる。
【0105】第5および第6の実施の形態で用いたX線
検出器では、非常に高いエネルギー分解能でX線を検出
することができるので、半導体検出器ではX線ピークの
重なりが生じて解析が困難になる場合にも有効である。
本発明によれば、低い加速電圧の一次電子線を用いた場
合においても、一次電子線のビーム形状や軌道が変化す
ることがないので、良好な試料観察が可能となる。
【0106】
【発明の効果】本発明によれば、X線検出器を試料に近
接させても、X線検出器の先端にある電子捕獲器から漏
洩する磁場が、電子線照射点及びその近傍で小さく出来
るので、また、磁路の大きさを小さくできるので、2次
電子像の移動や、非点収差による焦点ずれが大きくなら
ず、また、2次電子像の移動の補正も容易にでき、良好
な2次電子像が得られる。また、X線検出素子を試料に
近接できるので、X線検出感度を大きくすることが可能
となる。また、従来装置の改良も電子捕獲器の部分のみ
を交換するだけでよい。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施の形態における電子顕微鏡
とX線検出装置の位置関係を示す上面図である。
【図2】本発明の第1の実施の形態における電子顕微鏡
内の試料との位置関係を示す上面図である。
【図3】本発明の第1の実施の形態を示す電子捕獲器の
断面図である。
【図4】本発明の第1の実施の形態を示す電子捕獲器の
分解斜視図である。
【図5】本発明の第1の実施の形態におけるX線検出装
置を搭載した電子顕微鏡を示す概略図である。
【図6】本発明の第2の実施の形態における電子捕獲器
を示す断面図である。
【図7】本発明による電子捕獲器と従来電子捕獲器の漏
洩電流分布を示す図である。
【図8】本発明の第3の実施の形態におけるX線検出装
置を搭載した電子顕微鏡を示す概略図である。
【図9】本発明の第4の実施の形態における電子捕獲器
を示す概略斜視図である。
【図10】本発明の第4の実施の形態における電子捕獲
器を示す断面図である。
【図11】本発明の第5の実施の形態を示す流れ図であ
る。
【図12】本発明の第6の実施の形態を示す全体図であ
る。
【図13】本発明の第6の実施の形態におけるX線検出
装置のX線検出部と試料を含む垂直断面図である。
【図14】本発明の第7の実施の形態の検査装置を示す
斜視図である。
【図15】本発明の第8の実施の形態の検査装置を示す
斜視図である。
【図16】従来のX線検出装置の原理と構成を示す構成
図である。
【図17】従来の電子捕獲器を示す垂直断面図である。
【図18】従来の電子捕獲器を示す垂直断面図である。
【図19】従来の電子捕獲器を示す水平断面図である。
【図20】従来の別の電子捕獲器を搭載した電子顕微鏡
を示す断面図である。
【図21】従来の別の電子捕獲器を示す説明図である。
【図22】従来の電子捕獲器を備えたX線検出装置と漏
洩磁場を示す断面図である。
【図23】電子顕微鏡における電子線のビーム電流とビ
ーム径の関係を示す図である。
【図24】本発明の第1の実施の形態を示す電子捕獲器
の別の断面図である。
【図25】本発明の第1の実施の形態を示す電子捕獲器
の断面図である。
【符号の説明】
1…X線、2…電界効果トランジスタ、3…電子捕獲
器、4…反射電子、5…電子線、6…容器、7…冷却装
置、8…X線透過窓、9…試料、10…電子線照射点、
11、11’…X線貫通孔、12…冷却棒、13…磁
路、14、15…スペーサ、16…容器、17…磁力
線、18…X線、19、19’…スペーサ、20…前置
増幅回路部、21、22、23、24…永久磁石、25
…漏洩磁場、27、27’…磁路、28、28’…軟鉄
板、29…アルミニウム板、30…X線検出装置、3
2、33…スペーサ、34…永久磁石の対称中心軸、3
5…X線検出素子の中心軸、36…フランジ、37…Oリ
ング、38…電子捕獲器の中心、51…整形増幅回路、
53…波高分析装置、61…鏡体、62…試料室、72
…ベリリウム板、74…X線通過孔、75、76、77
…タンタル製ホルダー、78…ベリリウム箔、79…特
性X線、80…冷却板、81−101…X線検出素子、
106…冷却板、106’…冷却棒、107…コリーメ
ータ、108…容器、109…X線遮蔽カバー、201
…電子銃、202…電子線、203…収束レンズ、20
4…対物レンズ、206…走査コイル、208…液体窒
素槽、209…電子線照射光学系、211…2次電子検
出器、220…前置増幅回路出力信号、231…真空容
器、235…試料台、240…X線検出器処理装置、2
42…X線検出器入出力装置、250…電子顕微鏡制御
盤、251…電子顕微鏡入出力装置、254…真空排気
装置、260、261、262、263、264、26
5、266、267,268,269…永久磁石、27
0,271…磁路、300…電子捕獲器、310…整形
回路出力信号、360…搬送路、361、362、36
3、364…半導体加工装置、365…パーティクル・
パターン検査装置、366…再検査用電子顕微鏡、36
7…高分解能電子顕微鏡、368…コンピュータ、40
0…X線スペクトル、401…ボルト、402…押さえ
フランジ、403…押さえネジ、404…Oリング、5
00…比例計数管、501…回折格子、502…コリメ
ータ、600…検出素子、601…集光レンズ、602
…液体窒素、603…液体ヘリウム、604…冷却遮蔽
板。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 神田 公生 茨城県ひたちなか市市毛882番地 株式会 社日立製作所計測器グループ内 Fターム(参考) 2G001 AA03 AA05 AA09 BA05 BA07 CA01 CA03 DA01 DA02 DA06 EA02 EA03 GA06 GA10 GA11 GA16 HA13 KA01 KA03 LA11 PA07 SA02 SA10 5C033 NN04

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】試料を載置する試料台と、 前記試料台上の試料に第1の荷電粒子線を照射する第1の
    荷電粒子線照射装置と、 前記第1の荷電粒子線照射装置により、前記試料に前記
    第1の荷電粒子線を照射した際発生するX線を検出するX
    線検出素子と、 前記第1の荷電粒子線による前記試料上の照射点と前記X
    線検出素子とを結んだ直線を挟んで配列される一対の永
    久磁石と、 前記一対の永久磁石の配列方向と垂直方向の,前記一対
    の永久磁石の両側に、前記直線を含み前記配列方向に垂
    直な第1の平面を挟んで対向する対を一対ずつ配設され
    る二対の永久磁石とを備え、 該二対の永久磁石は、前記一対の永久磁石によって前記
    照射点に形成される漏洩磁界を相殺する方向の磁界を前
    記照射点に発生するX線検出装置。
  2. 【請求項2】前記一対の永久磁石は互いに対向する面が
    異なる極性となる様配列され、前記二対の永久磁石は互
    いに対向する面が異なる極性となる様配列され,且その
    極性配列順序は前記一対の永久磁石の極性配列順序とは
    逆である請求項1記載のX線検出装置。
  3. 【請求項3】前記一対の永久磁石の磁極の強さが、前記
    二対の永久磁石の磁極の強さの和にほぼ等しい請求項1
    又は2記載のX線検出装置。
  4. 【請求項4】前記一対の永久磁石の各々の,前記第1の
    平面に平行な断面積が、前記二対の永久磁石の各々の,
    前記第1の平面に平行な断面積のほぼ2倍である請求項
    1−3の何れかに記載のX線検出装置。
  5. 【請求項5】前記一対の永久磁石と前記二対の永久磁石
    とは、非磁性体材料からなるスペーサを介して配列され
    ている請求項1−4の何れかに記載のX線検出装置。
  6. 【請求項6】前記一対の永久磁石の各々は、同じ大きさ
    の二つの磁石片を隣接させたものからなり、前記二対の
    永久磁石の各々は、前記磁石片の一つからなる請求項1
    −5の何れかに記載のX線検出装置。
  7. 【請求項7】試料を載置する試料台と、 電子源と、 前記試料台上の前記試料を、前記電子源からの一次電子
    線で走査及び照射のそれぞれを行う走査コイルおよび対
    物レンズと、 前記試料から発生する2次電子を検出する,前記対物レ
    ンズと前記試料台の間に配置された2次電子検出器と、 前記2次電子検出器の信号を、前記走査コイルに入力す
    る走査信号と同期させて2次電子像を表示する表示装置
    と、 前記試料から発生するX線を検出するX線検出器と、 前記X線検出器の前記試料台側に前記X線検出器の軸を
    挟んで配列される一対の永久磁石と、 前記一対の永久磁石の配列方向と垂直方向の,前記一対
    の永久磁石の両側に、前記軌道を含み前記配列方向に垂
    直な平面を挟んで対向する対を一対ずつ配設される二対
    の永久磁石とを備え、 該二対の永久磁石は、前記一対の永久磁石によって前記
    試料の位置に形成される漏洩磁界を相殺する方向の磁界
    を前記試料の位置に発生する荷電粒子捕獲器と、 前記荷電粒子捕獲器との位置に対応させて前記2次電子
    像の位置を移動する機構を有することを特徴とする荷電
    粒子線装置。
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