JP2005166542A - Measuring method of surface potential distribution and surface potential distribution measuring device - Google Patents
Measuring method of surface potential distribution and surface potential distribution measuring device Download PDFInfo
- Publication number
- JP2005166542A JP2005166542A JP2003406002A JP2003406002A JP2005166542A JP 2005166542 A JP2005166542 A JP 2005166542A JP 2003406002 A JP2003406002 A JP 2003406002A JP 2003406002 A JP2003406002 A JP 2003406002A JP 2005166542 A JP2005166542 A JP 2005166542A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- surface potential
- potential distribution
- sample
- measuring
- charged particle
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 238000009826 distribution Methods 0.000 title claims abstract description 204
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 45
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims abstract description 110
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims abstract description 82
- 238000005513 bias potential Methods 0.000 claims description 61
- 238000010894 electron beam technology Methods 0.000 claims description 46
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 claims description 32
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims description 29
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 claims description 12
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 claims description 11
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 10
- 108091008695 photoreceptors Proteins 0.000 claims description 8
- 238000000691 measurement method Methods 0.000 claims description 7
- 238000010884 ion-beam technique Methods 0.000 claims description 4
- 230000001678 irradiating effect Effects 0.000 claims description 4
- 229910001338 liquidmetal Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 21
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 description 17
- 230000008859 change Effects 0.000 description 7
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 7
- 230000005684 electric field Effects 0.000 description 6
- 239000000463 material Substances 0.000 description 6
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 5
- 230000009471 action Effects 0.000 description 3
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 description 3
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 3
- 238000005036 potential barrier Methods 0.000 description 3
- 230000008569 process Effects 0.000 description 3
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 3
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- 239000000969 carrier Substances 0.000 description 2
- 239000002800 charge carrier Substances 0.000 description 2
- 238000013461 design Methods 0.000 description 2
- 238000005070 sampling Methods 0.000 description 2
- 239000002344 surface layer Substances 0.000 description 2
- GYHNNYVSQQEPJS-UHFFFAOYSA-N Gallium Chemical compound [Ga] GYHNNYVSQQEPJS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000002238 attenuated effect Effects 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 230000001276 controlling effect Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 229910052733 gallium Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 1
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 1
- 238000007689 inspection Methods 0.000 description 1
- 230000010354 integration Effects 0.000 description 1
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 1
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- 230000003746 surface roughness Effects 0.000 description 1
- 230000004304 visual acuity Effects 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Laser Beam Printer (AREA)
- Measurement Of Current Or Voltage (AREA)
- Control Or Security For Electrophotography (AREA)
Abstract
Description
この発明は、表面電位分布の測定方法および表面電位分布測定装置に関する。 The present invention relates to a surface potential distribution measuring method and a surface potential distribution measuring apparatus.
物体表面における表面電位分布を電子ビームの走査により観察もしくは測定する方法が知られている(特許文献1等)。この方法は、表面電位分布を有する測定試料に電子ビームを走査し、走査に伴い測定試料において発生する2次電子を検出することにより、表面電位分布を観察もしくは測定するものであるが、測定対象となる測定試料は、LSIチップ等「その表面に電荷を十分に長い時間保持できるもの」である。
A method of observing or measuring the surface potential distribution on the object surface by scanning with an electron beam is known (
アナログやデジタルの電子式複写装置や光プリンタ等で、帯電・露光により光導電性の感光体上に形成される静電潜像は「トナー粒子の挙動に直接影響を与えるファクタ」であり、感光体上における静電潜像の品質評価が重要である。感光体上の静電潜像を測定し、その結果を設計にフィードバックできれば、帯電工程や露光工程でのプロセスクォリティの向上を図ることができ、その結果、画質・耐久性・安定性や省エネルギ化のさらなる向上が期待できる。 The electrostatic latent image formed on the photoconductive photoconductor by charging / exposure in analog or digital electronic copying machines or optical printers is a “factor that directly affects the behavior of toner particles”. It is important to evaluate the quality of the electrostatic latent image on the body. If the electrostatic latent image on the photoconductor can be measured and the results can be fed back to the design, the process quality in the charging and exposure processes can be improved, resulting in image quality, durability, stability, and energy savings. Further improvement can be expected.
しかしながら、光導電性の感光体に形成された静電潜像は、暗減衰により短時間で消失してしまうため「測定可能な時間」は数十秒程度しかなく、上記特許文献1記載の方法では測定の準備段階で静電潜像が消失してしまうため、測定を行うことができない。発明者は、暗減衰を有する感光体上の静電潜像であっても測定可能な測定方式を提案した(特許文献2、3)。
However, since the electrostatic latent image formed on the photoconductive photoreceptor disappears in a short time due to dark decay, the “measurable time” is only about several tens of seconds. Then, since the electrostatic latent image disappears in the measurement preparation stage, the measurement cannot be performed. The inventor has proposed a measurement method capable of measuring even an electrostatic latent image on a photoreceptor having dark decay (
特許文献1に記載された発明では、電子ビームの走査に伴い、走査される測定試料において発生する2次電子が検出されるが、2次電子の放出量は「測定試料の材質や表面の凹凸状態」に依存するので、理論的予測や「表面電位分布と2次電子放出量の対応関係を規制するための2次電子放出量制御」が容易でない。
In the invention described in
この発明は、物体の表面電位分布を2次電子によらずに極めて高精度に測定できる表面電位分布の測定方法およびこの測定方法を実施するための表面電位分布測定装置の実現を課題とする。この発明はまた、光導電性の感光体に形成される「暗減衰を伴う静電潜像」による表面電位分布をも良好に測定できる表面電位分布測定装置の実現を課題とする。 An object of the present invention is to realize a surface potential distribution measuring method capable of measuring the surface potential distribution of an object with extremely high accuracy without using secondary electrons, and a surface potential distribution measuring apparatus for carrying out this measuring method. Another object of the present invention is to realize a surface potential distribution measuring apparatus that can satisfactorily measure a surface potential distribution by an “electrostatic latent image with dark decay” formed on a photoconductive photoreceptor.
この発明の表面電位分布の測定方法は「表面電位分布を有する試料に対して荷電粒子ビームを2次元的に走査し、この走査によって得られる検出信号により、試料の表面電位分布を測定する方法」であって、以下の特徴を有する(請求項1)。 The surface potential distribution measuring method according to the present invention is “a method in which a charged particle beam is scanned two-dimensionally on a sample having a surface potential distribution, and the surface potential distribution of the sample is measured by a detection signal obtained by this scanning”. And having the following characteristics (claim 1).
即ち、荷電粒子ビームの2次元的な走査により試料表面に入射する荷電粒子のうち、その入射速度ベクトルの「試料表面における法線方向の成分」が反転した荷電粒子を検出して検出信号を得る。
「2次元的な走査」は、荷電粒子ビームにより試料の2次元的な面積領域を均一に走査することを意味する。
That is, among charged particles incident on the sample surface by two-dimensional scanning of the charged particle beam, charged particles whose “velocity component on the sample surface” of the incident velocity vector is inverted are detected to obtain a detection signal. .
“Two-dimensional scanning” means that a two-dimensional area of a sample is uniformly scanned with a charged particle beam.
ここに測定対象としての「表面電位分布」は、試料における実質的な表面即ち「試料表面及びその極く近傍(表面から数μm程度)の領域」における電位の分布である。表面電位分布を発生させる原因は、試料表面に存在する電荷(イオン等)や、試料の表面層にある程度局在的に存在する電荷(試料表面に撃ち込まれて捕獲されたイオンや、試料表面に撃ち込まれた電子が材料分子の電子軌道に捕獲され、上記材料分子をマイナスイオン化した状態で表面層部分に留まっているもの)である場合もあるし、試料表面部が導電性であってこの部分に外部から電圧が印加されて試料表面に電位分布を生じている場合もある。 Here, the “surface potential distribution” as a measurement target is a potential distribution on a substantial surface of the sample, that is, “a region of the sample surface and its immediate vicinity (about several μm from the surface)”. The cause of the surface potential distribution is the charge existing on the sample surface (ions, etc.), the charge existing locally on the surface layer of the sample to some extent (the ions captured by being shot and captured on the sample surface, The shot electrons are captured in the electron orbits of the material molecules and remain in the surface layer portion in a state of negative ionization of the material molecules), or the sample surface portion is conductive and this portion In some cases, a voltage is applied from the outside to generate a potential distribution on the sample surface.
請求項1記載の表面電位分布の測定方法において「試料表面の表面電位分布に対して均一なバイアス電位」を印加することができる(請求項2)。ここに「バイアス電位が均一である」とは、バイアス電位が「測定試料の表面電位分布を有する面の電位を、実質的に均一に変化させる」ことを意味する。バイアス電位の極性は、測定対象としての表面電位分布の極性と同極性であることもできるし逆極性であることもできる。
In the method for measuring the surface potential distribution according to
請求項2記載の表面電位分布の測定方法においては、試料表面の表面電位分布に対して印加される均一なバイアス電位を変化させ、バイアス電位を変化させるごとに測定を行い、得られる複数の測定結果に基づき「表面電位分布のプロファイルを演算的に求める」ことができる(請求項3)。
The method of measuring a surface potential distribution according to
上記請求項1または2記載の表面電位分布の測定方法においては、試料に対して2次元的に走査される荷電粒子ビームの荷電粒子に対する加速電圧を変化させ、加速電圧を変化させるごとに測定を行い、得られる複数の測定結果に基づき、表面電位分布のプロファイルを演算的に求めることができる(請求項4)。この請求項4記載の測定方法の場合には、試料表面の表面電位分布に対して均一なバイアス電位を印加し、且つ、加速電圧および/またはバイアス電位を変化させるたびに測定を行い、得られる複数の測定結果に基づき、表面電位分布のプロファイルを演算的に求めることができる(請求項5)。即ち、請求項3記載の測定方法と請求項4における測定方法とは「併用」できる。
In the surface potential distribution measuring method according to
上記請求項1〜5の任意の1に記載の表面電位分布の測定方法において、表面電位分布を有する試料に対して2次元的に走査する荷電粒子ビームとしては「電子ビーム」を用いる(請求項6)ことも、「イオンビーム」を用いる(請求項7)こともできる。
6. The surface potential distribution measuring method according to
請求項1〜7の任意の1に記載の表面電位の測定方法において、荷電粒子の照射を行う方向は、測定試料における「走査領域の中央部において荷電粒子ビームの入射方向が測定試料面の法線方向に平行となる」ようにできるが、これに限らず「表面電位分布を有する試料に対して荷電粒子ビームを走査領域に対して斜め方向から入射させる」ことができる(請求項8)。
The surface potential measurement method according to any one of
上記請求項1〜8の任意の1に記載の表面電位分布の測定方法は「光導電性の感光体に形成された静電潜像による表面電位分布」を測定対象として測定を行うことができる(請求項9)。
The method for measuring a surface potential distribution according to any one of
請求項10記載の表面電位分布測定装置は上記請求項1記載の測定方法を実施するための装置であって、荷電粒子ビーム走査手段と、測定手段とを有する。
「荷電粒子ビーム走査手段」は、荷電粒子ビームによる走査位置にセットされた「表面電位分布を有する試料」の、表面電位を有する面を荷電粒子ビームで2次元的に走査する手段である。
A surface potential distribution measuring apparatus according to a tenth aspect is an apparatus for carrying out the measuring method according to the first aspect, and includes a charged particle beam scanning unit and a measuring unit.
“Charged particle beam scanning means” is a means for two-dimensionally scanning a surface having a surface potential of a “sample having a surface potential distribution” set at a scanning position by a charged particle beam with a charged particle beam.
「測定手段」は、荷電粒子ビーム走査手段により走査される荷電粒子ビームのうちで、その入射速度ベクトルの「試料表面における法線方向の成分」が反転した荷電粒子を捕獲する捕獲手段と、この捕獲手段により捕獲された荷電粒子の強度(粒子数)を試料面上の位置に対応させて検出し、試料面上の表面電位分布状態を測定する手段である。 The “measuring means” includes a capturing means for capturing charged particles in which the “normal component on the sample surface” of the incident velocity vector of the charged particle beam scanned by the charged particle beam scanning means is inverted, This is means for detecting the intensity (number of particles) of charged particles captured by the capturing means in correspondence with the position on the sample surface and measuring the surface potential distribution state on the sample surface.
請求項10記載の表面電位分布測定装置は「試料表面の表面電位分布に対して均一なバイアス電位を印加するバイアス電位印加手段」を有することができ(請求項11)、さらに、バイアス電位印加手段により印加されるバイアス電位を変化させる「バイアス電位可変手段」と、2以上の異なるバイアス電位の印加状態での測定結果に基づき、表面電位分布のプロファイルを演算的に求める「演算手段」を有することができる(請求項12)。
The apparatus for measuring surface potential distribution according to
また、請求項10または11記載の表面電位分布測定装置は、試料に対して2次元的に走査される荷電粒子ビームの「荷電粒子に対する加速電圧」を変化させる加速電圧可変手段と、2以上の異なる加速電圧による測定結果に基づき、表面電位分布のプロファイルを演算的に求める「演算手段」を有することができ(請求項13)、この場合、試料表面の表面電位分布に対して均一なバイアス電位を印加するバイアス電位印加手段およびこのバイアス電位印加手段により印加されるバイアス電位を変化させるバイアス電位可変手段とを有し、バイアス電位および/または加速電圧が異なる状態における測定結果に基づき、表面電位分布のプロファイルを演算的に求める演算手段を有する構成とすることができる(請求項14)。
The apparatus for measuring surface potential distribution according to
請求項10〜14の任意の1に記載の表面電位分布測定装置において、表面電位分布を有する試料に対して2次元的に走査する「荷電粒子ビームの発生源」としては、電子銃を用いる(請求項15)こともできるし、「液体金属イオン銃」を用いることもできる(請求項16)。
15. The surface potential distribution measuring apparatus according to
請求項10〜16の任意の1に記載の表面電位分布測定装置において、荷電粒子ビーム走査手段を「荷電粒子ビームを走査領域に対して斜め方向から入射させる」ように設定し、測定手段における捕獲手段を「走査領域を介して荷電粒子ビームの入射方向と逆側」に配置することができる(請求項17)。
The surface potential distribution measuring apparatus according to any one of
請求項18記載の表面電位分布測定装置は、上記請求項10〜17の任意の1に記載の表面電位分布測定装置であって「光導電性の感光体に形成された静電潜像による表面電位分布を測定対象として測定を行うもの」であり、測定試料としての光導電性試料を均一帯電させる帯電手段と、均一帯電された光導電性試料に対して光像を照射して露光を行う露光手段を有することを特徴とする。
The surface potential distribution measuring device according to
この請求項18記載の表面電位分布測定装置における「露光手段」は、マスクパターンを投影露光させるものであることもできるし(請求項19)、「光走査により潜像パターンを書込むもの」であることもできる(請求項21)。
The “exposure means” in the surface potential distribution measuring apparatus according to
上記請求項19記載の表面電位分布測定装置において、露光手段は「光導電性試料の2次元的な走査を行う荷電粒子ビームが通過する領域外に、露光用の光路を設定」されることが好ましい(請求項20)。
20. The surface potential distribution measuring apparatus according to
請求項18〜21の任意の1に記載の表面電位分布測定装置において、露光手段は、露光用の光源として半導体レーザを有することができる(請求項22)。また、請求項18〜22の任意の1に記載の表面電位分布測定装置において、露光手段の露光時間を制御可能とすることが好ましい(請求項22)。
The surface potential distribution measuring apparatus according to any one of
請求項18〜23の任意の1に記載の表面電位分布測定装置において、荷電粒子ビーム走査手段を「2次元的に走査させる電子ビームにより光導電性試料を均一に帯電させるもの」とし、この荷電粒子ビーム走査手段が「光導電性試料の帯電手段を兼ねる」ように構成することができる(請求項23)。
The surface potential distribution measuring apparatus according to any one of
上記の如く、この発明の「表面電位分布の測定方法および表面電位分布測定装置」では、荷電粒子ビームの2次元的な走査により試料表面に入射する荷電粒子のうち、その入射速度ベクトルの「試料表面における法線方向の成分」が反転した荷電粒子を検出して検出信号を得る。換言すると、検出される荷電粒子は試料表面を走査する荷電粒子ビームを構成する荷電粒子であり、試料表面で発生する2次電子ではない。 As described above, in the “surface potential distribution measuring method and surface potential distribution measuring apparatus” according to the present invention, among charged particles incident on the sample surface by two-dimensional scanning of the charged particle beam, A detection signal is obtained by detecting charged particles whose components in the normal direction on the surface are inverted. In other words, the charged particles to be detected are charged particles constituting a charged particle beam that scans the sample surface, not secondary electrons generated on the sample surface.
2次電子を検出する場合には、2次電子の放出量は、測定試料の材質や表面の凹凸状態に依存し、理論的予測や「表面電位分布と2次電子放出量の対応関係を規制するための2次電子放出量制御」が容易でないという問題があるが、この発明での検出粒子は2次電子でないので、2次電子を検出する場合における上記問題が生じることがなく、表面電位分布を精度良く容易且つ確実に測定することができる。また、光導電性試料に形成された静電潜像を測定対象として良好な測定を行うことができる。 When detecting secondary electrons, the amount of secondary electrons emitted depends on the material of the measurement sample and the surface roughness, and theoretical predictions and “regulation of the correspondence between the surface potential distribution and the amount of secondary electrons emitted are regulated. However, since the detection particles in the present invention are not secondary electrons, the above problem in detecting secondary electrons does not occur, and the surface potential is not easily controlled. The distribution can be measured accurately and easily. In addition, good measurement can be performed using the electrostatic latent image formed on the photoconductive sample as a measurement target.
図1(a)は表面電位分布測定装置の実施の1形態を要部のみ示している。
この装置は、試料0の表面電位分布を測定する装置である。装置の各部は密閉ケーシング27に収められ、密閉ケーシング27内は吸引手段29により「実質的な真空状態」に減圧できるようになっている。試料0が光導電性の感光体(光導電性試料)である場合には、密閉ケーシング27内に、後述するような静電潜像形成手段を配置することになる。
FIG. 1A shows only the main part of one embodiment of the surface potential distribution measuring apparatus.
This apparatus measures the surface potential distribution of
図1(a)において、試料0には表面電位分布が形成されており、密閉ケーシング27内は減圧されているものとする。
この実施の形態においては、試料0を2次元的に走査する荷電粒子ビームとして「電子ビーム」が用いられる。即ち、電子ビームは電子銃10で生成され、ビームモニタ13を通過し、コンデンサレンズ15によりアパ−チャ17、ビームブランカ18の位置を集束しつつ通過し、偏向コイルにおよる走査レンズ19により2次元的に偏向される。このように偏向される電子ビームは対物レンズ21により試料0の表面に向かって集束される。
In FIG. 1A, it is assumed that a surface potential distribution is formed on the
In this embodiment, an “electron beam” is used as a charged particle beam that scans the
ビームモニタ13は電子銃10から放射される電子ビームの強度をモニタするためのものであり、アパ−チャ17は試料0に照射される電子ビームの「電流密度(単位時間あたりの照射粒子数)を制御する」ためのものであり、ビームブランカ18は「電子ビームをオン・オフ」するためのものである。上記電子銃10から試料0に至る電子ビームの照射路に配置される各部は、図示されない電源に接続されており、これらは図示されないコンピュータ等の制御手段により制御される。
The beam monitor 13 is for monitoring the intensity of the electron beam emitted from the
上記の如くして、走査レンズ19により2次元的に偏向された電子ビームは、試料0の表面を2次元的に走査する。
説明中の例において、表面電位分布を有する試料0は「表面もしくは表面近傍が負極性に帯電」され、その帯電状態に応じた表面電位分布を持つ。試料0は、図の如く支持部23に平面的に支持されている。支持部23は「導電性の板状部材」であり、接地されている。試料0の表面電位分布は試料表面の極く近傍において「電子ビームの各電子に対し強い反発力を作用させるポテンシャル障壁」を形成する。
As described above, the electron beam deflected two-dimensionally by the
In the example in the description, the
図1(b)の如く、z方向を「試料0の表面に立てた法線の方向」とし、試料表面に平行にx軸、y軸を取り(x,y)座標を試料0の表面に設定する(y方向は図面に直交する方向である。)。
このとき、「電子ビームにより2次元的に走査される領域:S」を、2次元座標を用いてS(x,y)で表すと、例えば、0mm≦x≦1mm、0mm≦y≦1mmである。この領域:S(x,y)に形成されている表面電位分布をV(x,y)(<0)とする。
電子ビームによる試料0の2次元的な走査の、開始から終了に至る時間をT0≦T≦TFとすると、走査が行われているときの時間:Tは、走査領域:S(x,y)内の各走査位置と1:1に対応する。
As shown in FIG. 1B, the z direction is “the direction of the normal line upright on the surface of the
At this time, if “region scanned two-dimensionally by an electron beam: S” is expressed by S (x, y) using two-dimensional coordinates, for example, 0 mm ≦ x ≦ 1 mm and 0 mm ≦ y ≦ 1 mm. is there. The surface potential distribution formed in this region: S (x, y) is V (x, y) (<0).
Assuming that the time from the start to the end of the two-dimensional scanning of the
図1(b)は試料近傍の状況を説明図的に示している。試料0における「走査される領域:S」は、走査レンズ19の倍率設定により、そのサイズを変えることが可能であり、例えば5mm×5mm程度の低倍率から1μm×1μm程度の高倍率まで、様々な倍率で観察することができる。
FIG. 1B illustrates the situation near the sample in an explanatory manner. The size of the “scanned region: S” in the
電子銃10から放射される電子ビームの速度を「v」とし、そのx,y,z方向の成分を「vx,vy,vz」とする。厳密には、電子ビームの走査に伴い、電子ビームにおける各電子の速度成分:vx,vy,vzは変化するが、実際の測定装置のサイズにおいては対物レンズ21から試料0の表面に至る距離は数百mmであり、試料0の走査領域は上記の如く大きくても5mm×5mm程度の大きさであるので、このような条件のもとでは、実質的にvx=vy=0、vz=vと考えてよい。
The velocity of the electron beam emitted from the
このとき、走査される電子ビームにおいて、試料0の表面に向かう各電子の運動エネルギは、電子の質量をmとしてmv2/2であるが、これは、電子銃10に備えられた加速器の加速電圧:Vaと電子の電荷:eの積に等しく、従って「mv2/2=e・Va」である。
At this time, in the scanned electron beam, the kinetic energy of the electrons towards the surface of the
試料0の、走査領域:S(x,y)に形成されている表面電位分布:V(x,y)は電子と同極性であって、電子に対して障壁ポテンシャルとして作用するから、
mv2/2=e・Va>−e・V(x,y)
であれば、電子ビームの電子は上記ポテンシャル障壁を通過して試料0の表面に到達するが、逆に、
mv2/2=Va<−e・V(x,y)
であれば、電子は障壁ポテンシャルにより減速され、その速度:vzが0となり、試料0の表面電位により入射方向へ押し返される。即ち、このように押し返された電子は、その速度:vz(入射速度ベクトルの試料表面における法線方向の成分)が「入射時の向き」から反転する。
Since the surface potential distribution V (x, y) formed in the scanning region S (x, y) of the
mv 2/2 = e · Va > -e · V (x, y)
If so, the electrons of the electron beam pass through the potential barrier and reach the surface of the
mv 2/2 = Va <-e · V (x, y)
If so, the electron is decelerated by the barrier potential, its velocity: vz becomes 0, and is pushed back in the incident direction by the surface potential of the
この状態を図2に示す。図2(a)は、Va<−V(x,y)で「電子の速度:vzが入射時の方向から反転する場合」を示し、同図(b)は、Va>−V(x,y)で電子ビームの電子が「ポテンシャル障壁を通過して試料0の表面に到達する場合」を示している。
This state is shown in FIG. FIG. 2A shows the case where Va <−V (x, y) and “the velocity of electrons: vz is reversed from the direction of incidence”, and FIG. 2B shows Va> −V (x, y y) shows the case where the electrons of the electron beam reach the surface of the
上記の如く、表面電位分布:V(x,y)の反発力により「入射速度ベクトルの試料表面における法線方向(z方向)の成分:vzが反転した電子(以下「速度成分反転電子」と呼ぶ)」は検出器25(図1)に捕獲される。図1(b)に示すように、検出器25には電子と逆極性(正極性)の「引き込み電圧」が電源EAから印加されており、この引き込み電圧により「速度成分反転電子」を捕獲する。捕獲された速度成分反転電子は電子増倍管等により増幅され、その強度(単位時間あたりに捕獲された速度成分反転電子の数)に応じた検出信号に変換される。
As described above, the repulsive force of the surface potential distribution: V (x, y) indicates that “the component in the normal direction (z direction) of the incident velocity vector on the sample surface: the electron whose vz is inverted (hereinafter“ velocity component inversion electron ”). Is captured by the detector 25 (FIG. 1). As shown in FIG. 1B, a “drawing voltage” having a polarity opposite to that of electrons (positive polarity) is applied to the
検出器25に捕獲される速度成分反転電子は、試料0の表面電位分布:V(x,y)により反発されたものであるから、時間:Tにおいて捕獲される速度成分反転電子の強度:F(T)は、時間:Tをパラメータとした表面電位分布:V{x(T),y(T)}と対応関係にある。
Since the velocity component inversion electrons captured by the
上に説明した場合において、検出器25に捕獲される速度成分反転電子は、Va<−V(x,y)を満足するものであるから、測定結果は「試料0の表面電位分布:V(x,y)を、電子銃10における加速電圧:Vaを測定の閾値として領域的に2分したものになる。
In the case described above, the velocity component inversion electrons captured by the
即ち、走査領域:S(x,y)のうち、「速度成分反転電子が捕獲された領域」は、表面電位分布:−V(x,y)>Vaの領域であり、上記速度成分反転電子が捕獲されなかった領域は、表面電位分布:−V(x,y)<Vaの領域である。 That is, in the scanning region: S (x, y), the “region in which velocity component inversion electrons are captured” is a region of surface potential distribution: −V (x, y)> Va, and the above velocity component inversion electrons. The region where no is captured is a region of surface potential distribution: −V (x, y) <Va.
従って、検出器25から得られる検出信号を適当な間隔でサンプリングすることにより−V(x,y)が測定の閾値:Vaより大きいか小さいかを「サンプリングに対応した微小領域」ごとに特定できる。
Therefore, by sampling the detection signal obtained from the
上には、荷電粒子ビームとして「電子ビーム」の場合を説明したが、上の例において電子銃10に代えて「液体金属イオン銃」を用いれば、荷電粒子ビームとしてイオンビームを使用した測定を行うことができる。
試料0の表面電位分布:V(x,y)>0の場合には、荷電粒子ビームの荷電粒子として、ガリウムなどプラスのイオンや陽子を用いればよい。
一般に、表面電位分布:V(x,y)の絶対値の最大値を、Max|V(x,y)|とするとき、加速電圧:Vaが、
Va<Max|V(x,y)|
となる条件で、荷電粒子ビームの走査を行うことにより、表面電位:V(x,y)の「測定の閾値:Vaに対する大小関係」を特定できることになる。
In the above, the case of the “electron beam” as the charged particle beam has been described. However, in the above example, if the “liquid metal ion gun” is used instead of the
When the surface potential distribution of the sample 0: V (x, y)> 0, positive ions such as gallium or protons may be used as charged particles of the charged particle beam.
In general, when the maximum absolute value of the surface potential distribution: V (x, y) is Max | V (x, y) |, the acceleration voltage Va is
Va <Max | V (x, y) |
By scanning the charged particle beam under the following conditions, the surface potential: V (x, y) “measurement threshold value: magnitude relationship with Va” can be specified.
図3に示す表面電位分布:V(x,y)(<0 試料0を支持する支持部23側の面が接地状態であるときの表面の電位分布)は、中心部(x=0)で略−520V、中心部を離れるに従い電位がマイナス方向に大きくなり、中心から0.01mm以上離れた周辺領域では略−830V程度になっている。
The surface potential distribution shown in FIG. 3: V (x, y) (<0, the surface potential distribution when the surface on the
このような表面電位分布:V(x,y)に対して、加速電圧:Vaを−600V及び−740Vとして測定を行ったときの、V(x,y)>−600Vの領域:S600、およびV(x,y)>−750Vの領域:S750を示している。これら領域S600、S750では、検出器の検出する電子数は非常に少ない。 With respect to such a surface potential distribution: V (x, y), a region of V (x, y)> − 600 V when measured with an acceleration voltage: Va of −600 V and −740 V: S600, and Region of V (x, y)> − 750 V: S750 is shown. In these regions S600 and S750, the number of electrons detected by the detector is very small.
加速電圧:Vaを複数段階に切り替えて測定を行えば、表面電位分布:V(x,y)を測定ごとの加速電圧(即ち測定の閾値):Vaごとに輪切りにした領域が得られるので、これらを用いることにより「表面電位分布:V(x,y)の全体的な状態」を演算により特定できる。勿論、加速電圧:Vaを切り替えるステップを細かくして測定回数を増やすほど、精度の良い測定が可能になる。 If measurement is performed by switching the acceleration voltage: Va to a plurality of stages, a surface potential distribution: V (x, y) can be obtained as an acceleration voltage for each measurement (that is, a threshold for measurement): a region in which each Va is rounded. By using these, the “surface potential distribution: the overall state of V (x, y)” can be specified by calculation. Of course, the finer the step of switching the acceleration voltage: Va and the higher the number of measurements, the more accurate measurement becomes possible.
上には、電子銃10に備えられた加速器による加速電圧:Vaを変化させることにより、測定の閾値(試料表面に入射する電子のうちで、試料表面の法線方向の速度成分が反転するものと反転しないものとを分離する電圧)を変化させる場合を説明したが、測定の閾値を変化させる方法としては他に、試料表面の表面電位分布に対して均一なバイアス電位を印加する方法がある。
Above, by changing the acceleration voltage Va by the accelerator provided in the
この場合の実施の形態を図4を参照して説明する。
図4において、試料0を平面的に支持する支持部230は、誘電体層232を導電層231、233により挟持した3層構造となっており、導電層233は設置され、導電層231には可変直流電源EBからバイアス電圧が印加されるようになっている。
An embodiment in this case will be described with reference to FIG.
In FIG. 4, the
導電層231にバイアス電圧が印加されると、試料0の表面側の電位分布は、試料0の表面電位分布に「均一なバイアス電位」を重畳したものとなる。荷電粒子ビームとして電子ビームを用いる場合であれば、電子ビームの加速電圧:Vaを予め十分に大きくしておき、導電層231に印加されるバイアス電圧の極性を負極性として、電子ビームとして入射する電子を反発するバイアス電位を形成するようにする。
When a bias voltage is applied to the
試料0本来の表面電位分布をV(x,y)、バイアス電圧の印加により重畳される電位をVB(<0)とすると、入射する電子に作用する電界は、試料0の表面近傍に於いて、
V(x,y)+VB
となるから、加速電圧:Va(この値は一定であるとする)に対して、
Va<−{V(x,y)+VB}
であれば電子は速度成分反転電子となって検出器25に検出され、
Va>−{V(x,y)+VB}
であれば電子は試料0に到達する。
Assuming that the original surface potential distribution of
V (x, y) + V B
Therefore, with respect to the acceleration voltage: Va (this value is constant),
Va <− {V (x, y) + V B }
If so, the electrons become velocity component inversion electrons and are detected by the
Va> − {V (x, y) + V B }
Then, the electrons reach the
例えば、図3の例で、加速電圧:Va=1.6kVを設定し、バイアス電圧:VBとして−1000Vを印加すれば、試料表面で反発された速度成分反転電子が検出されない領域として、図3の領域S600が得られ、バイアス電圧:VBを−850Vに設定すれば、速度成分反転電子が検出されない領域として、図3の領域S750が得られる。あるいは、バイアス電圧:VBを一定値:−1000Vに保ちつつ、加圧電圧:Vaを1.6kVから1.75kVに変化させることによっても、上記領域S750を得ることができる。 For example, in the example of FIG. 3, if acceleration voltage: Va = 1.6 kV is set and −1000 V is applied as bias voltage: V B , the region where the reversal of the velocity component repelled on the sample surface is not detected is shown in FIG. 3 area S600 is obtained, the bias voltage: by setting the V B to -850 V, as a region where the velocity component inversion electrons is not detected, the area S750 of FIG. 3 is obtained. Alternatively, the bias voltage: the V B constant value: while keeping the -1000 V, applied voltage: by changing from 1.6kV to 1.75kV the Va, you are possible to obtain the region S750.
なお、試料が導電体である場合の「導体パターンによる電位分布」を測定する場合、背面にバイアス電圧を印加する方法と、導体にかかる電圧自身にバイアス電圧を加重する方法を用いても良い。
バイアス電圧を印加するとともに、「測定の閾値」をバイアス電圧および/または加速電圧の変化で変化させる場合は、「荷電粒子ビーム中の荷電粒子の電荷極性と試料0の表面電位の極性とが逆極性の場合」にも表面電位分布の測定が可能となる。例えば、試料の表面電位分布:V(x,y)>0、電子ビームの加速電圧:Va、バイアス電圧:VB(<0)の場合であれば、
Va<V(x,y)―VB
であるか、
Va>V(x,y)―VB
であるかに応じて、入射電子のz方向の速度成分が反転するか否かが分かれる。
When measuring the “potential distribution by the conductor pattern” when the sample is a conductor, a method of applying a bias voltage to the back surface and a method of weighting the bias voltage to the voltage applied to the conductor itself may be used.
When applying the bias voltage and changing the “measurement threshold” by changing the bias voltage and / or the acceleration voltage, “the charge polarity of the charged particles in the charged particle beam and the polarity of the surface potential of the
Va <V (x, y) −V B
Or
Va> V (x, y) −V B
Depending on whether the velocity component of the incident electrons in the z direction is reversed or not.
このように、加速電圧:Vaとバイアス電圧:VBの一方もしくは双方を変化させることにより、測定の閾値を変化させることができ、このようにして測定の閾値を変化させるたびに測定を行うことにより、表面電位分布の全体像を演算により得ることができる。演算の結果は、例えばディスプレイ上に3次元状の図形として表示することも容易である。 Thus, accelerating voltage: Va and the bias voltage: by varying one or both of V B, it is possible to change the threshold of the measurement, making measurements every time of changing the threshold value of the measurement in this way Thus, an overall image of the surface potential distribution can be obtained by calculation. The calculation result can be easily displayed as, for example, a three-dimensional figure on the display.
上には、試料0を2次元的に走査する荷電粒子ビームの入射方向が「実質的に試料表面に対して直交する方向」である場合を説明したが、図5に示す実施の形態のように、荷電粒子ビーム(図の例では電子ビームを想定している。)を「試料0の走査領域に対して斜め方向」から入射させるようにすることもできる。この場合にも、検出器25に検出されるのは「試料表面に入射する荷電粒子のうち、その入射速度ベクトルの上記試料表面における法線方向の成分:vzが反転した荷電粒子、即ち、速度成分反転粒子」である。
The case where the incident direction of the charged particle beam that scans the
図5のような構成をとると、例えば導電層231に印加するバイアス電圧のわずかな変化にも速度成分反転粒子の数が敏感に変化するので測定上のメリットがある。また、検出器25の「引き込み電圧」を小さくでき、試料0で発生する2次電子との分離が容易である。さらに、試料0への荷電粒子ビームの入射角度を変化させることにより、前述の「測定の閾値」を変化させることもできる。また、測定装置各部のレイアウトの自由度も大きくなる。
When the configuration as shown in FIG. 5 is adopted, for example, even a slight change in the bias voltage applied to the
図3に示したような表面電位分布を「潜像」として、そのプロファイル(図3のV(x,y)を、例えば、y方向(図面に直交する方向)から見た形状「潜像プロファイル」)を測定する場合を1例として、その手順を示す図6のフローチャートに従って簡単に説明する。 The surface potential distribution as shown in FIG. 3 is a “latent image”, and its profile (V (x, y) in FIG. 3 is a shape “latent image profile” viewed from, for example, the y direction (direction orthogonal to the drawing). ”) Is taken as an example, and a simple description will be given according to the flowchart of FIG. 6 showing the procedure.
説明の具体性のために、ここでは、測定の閾値を「バイアス電位の変化」により変化させるものとし、測定の閾値をN段階に切り替えるものとする。 For the sake of concreteness of explanation, here, it is assumed that the measurement threshold is changed by “change in bias potential” and the measurement threshold is switched to N stages.
ステップSP1における「開始」の状態で、試料は測定装置内にセットされており、測定回数を表すパラメータ:jをj=1として、第1段(j=1)のバイアス電位:Vth(j=1)が設定される(ステップSP2)。 In the state of “start” in step SP1, the sample is set in the measuring apparatus, the parameter indicating the number of measurements: j is set to j = 1, and the bias potential of the first stage (j = 1): Vth (j = 1) is set (step SP2).
続いてコントラスト像の取り込みが行われる。
「コントラスト像」とは、図3に符号S600やS750で示したような「表面電位分布:V(x,y)を測定ごとの閾値ごとに輪切りにした領域」であり、これを2値化処理してデジタルデータとして「演算手段」としてのコンピュータに取り込む。
Subsequently, a contrast image is captured.
The “contrast image” is a “surface potential distribution: a region obtained by rounding the surface potential distribution V (x, y) for each threshold value for each measurement” as indicated by reference numerals S600 and S750 in FIG. The data is processed and imported into a computer as “calculation means” as digital data.
続いて、ステップSP4では潜像径:Dj、即ち「コントラスト像のx方向の径」を、上記取り込まれたデータに基づいて算出する。ついで、パラメータ:jの値を1だけ繰り上げて(ステップSP6)新たな測定閾値を設定し、コントラスト像の取り込みと潜像径の算出とを行う。このプロセスをパラメータ:jを1づつ繰り上げてj=Nまで行うと、段階的に変化するN段階の測定閾値:Vth(1)〜Vth(N)に対応して潜像径:D1〜DNが得られるので、これらを用いて、潜像プロファイルをコンピュータにより演算して算出することができる。 Subsequently, in step SP4, the latent image diameter: Dj, that is, “the diameter of the contrast image in the x direction” is calculated based on the captured data. Next, the value of parameter j is incremented by 1 (step SP6), a new measurement threshold value is set, and a contrast image is taken in and a latent image diameter is calculated. When this process is performed by incrementing the parameter: j by 1 until j = N, the latent image diameters: D1 to DN correspond to the N-level measurement thresholds Vth (1) to Vth (N) that change stepwise. Thus, the latent image profile can be calculated and calculated using a computer.
ここで、図1、図4、図5に示した検出器25につき簡単に説明すると、検出器25は、シンチレータ(蛍光体)と光電子倍増管を組み合わせたもので、試料0の表面電位分布により反発された速度成分反転電子は低エネルギであるため、電源EAによりシンチレータの表面に印加した引き込み電圧の電界により、シンチレータに捕獲されシンチレーション光に変換される。この光はライトパイプを通って光電子増倍管で電流として増幅され、電流信号として取り出される。
Here, the
通常、シンチレータに印加される引き込み電圧は10kV程度であるため、試料0の表面近傍で、引き込み電圧により形成される電界は104〜106V/m程度と小さく、試料0の表面電位分布による電界の方が大きい領域では、試料表面近傍にある電子は、試料による電界の影響を受け易い。
Usually, since the drawing voltage applied to the scintillator is about 10 kV, the electric field formed by the drawing voltage in the vicinity of the surface of the
試料0に走査される電子ビームにより試料0で発生する2次電子は、エネルギが小さいため、その殆どは試料0側に引き戻され、検出器25に捕獲される割合は極めて小さい。特に,図5のように電子ビームを「斜め入射」させる走査領域を介して入射方向と逆の側に検出器25を配置することにより、速度成分反転電子を効率よく捕獲できるので、測定ノイズとなる「試料0で発生する2次電子」が捕獲される割合をさらに減らすことができ、測定のS/N比を向上させることができる。
Since the secondary electrons generated in the
シンチレータの代わりにマイクロチャンネルプレート(MCP)を用いても良い。MCPを用いる場合、MCPに捕獲された電子をMCPの入力面に印加された集電電界により集電・増幅して「数千倍に増加」させることが可能であり、良好な検出信号を得ることができる。 A microchannel plate (MCP) may be used instead of the scintillator. When MCP is used, it is possible to collect and amplify the electrons trapped in the MCP by a collecting electric field applied to the input surface of the MCP to “increase by several thousand times”, and obtain a good detection signal. be able to.
上に説明した実施の形態においては、表面電位分布を有する試料0に対して荷電粒子ビームを2次元的に走査し、この走査によって得られる検出信号により、試料の表面電位分布を測定する方法であって、2次元的な走査により試料表面に入射する荷電粒子のうち、その入射速度ベクトルの試料表面における法線方向の成分:vzが反転した荷電粒子を検出して検出信号を得る測定方法(請求項1)が実施される。
In the embodiment described above, the charged particle beam is scanned two-dimensionally with respect to the
また、図3、図4に示した実施の形態の場合は、試料表面の表面電位分布に対して均一なバイアス電位が印加され(請求項2)、試料表面の表面電位分布に対して印加される均一なバイアス電位:VBを変化させ、バイアス電位を変化させるごとに測定を行い、得られる複数の測定結果に基づき、表面電位分布のプロファイルを演算的に求めることができる(請求項3)。 In the case of the embodiment shown in FIGS. 3 and 4, a uniform bias potential is applied to the surface potential distribution on the sample surface (Claim 2), and is applied to the surface potential distribution on the sample surface. that uniform bias potential: changing the V B, was measured each time to change the bias potential based on the plurality of measurement results obtained, it is possible to determine the profile of the surface potential distribution computationally (claim 3) .
また、試料0に対して2次元的に走査される荷電粒子ビームの荷電粒子に対する加速電圧:Vaを変化させ、加速電圧:Vaを変化させるごとに測定を行い、得られる複数の測定結果に基づき、表面電位分布のプロファイルを演算的に求めることができ(請求項4)、さらには、試料表面の表面電位分布に対して均一なバイアス電位:VBを印加し、且つ、バイアス電位:VBを変化させ、加速電圧:Vaおよび/またはバイアス電位:VBを変化させるたびに測定を行い、得られる複数の測定結果に基づき、表面電位分布のプロファイルを演算的に求めることもできる(請求項5)。
In addition, the acceleration voltage: Va with respect to the charged particles of the charged particle beam scanned two-dimensionally with respect to the
また、上に説明した実施の各形態においては、表面電位分布を有する試料0に対して2次元的に走査する荷電粒子ビームとして、電子ビームが用いられるが(請求項6)、荷電粒子ビームとして「イオンビーム」を用いることもでき、荷電粒子ビームを、図5に示す実施の形態のように、試料0の走査領域に対して「斜め方向から入射」させることもできる(請求項8)。
In each of the embodiments described above, an electron beam is used as a charged particle beam that two-dimensionally scans the
図1に実施の形態を示した表面電位分布測定装置は、上記請求項1記載の表面電位分布の測定方法を実施するための装置であって、表面電位分布を有する試料0の、表面電位を有する面を荷電粒子ビームで2次元的に走査する荷電粒子ビーム走査手段10〜21等と、荷電粒子ビームのうちで、その入射速度ベクトルの試料表面における法線方向の成分が反転した荷電粒子を捕獲手段25により捕獲して、その強度を上記面上の位置に対応させて検出し、上記表面電位分布状態を測定する測定手段(図示されないコンピュータ等)とを有する(請求項10)。
The surface potential distribution measuring apparatus shown in FIG. 1 is an apparatus for carrying out the surface potential distribution measuring method according to
図4、図5に実施の形態を示す表面電位分布測定装置では、試料表面の表面電位分布に対して均一なバイアス電位を印加するバイアス電位印加手段(支持部230と電源EB)を有し(請求項11)、バイアス電位印加手段により印加されるバイアス電位を変化させるバイアス電位可変手段EBと、2以上の異なるバイアス電位の印加状態での測定結果に基づき、表面電位分布のプロファイルを演算的に求める演算手段(図示されないコンピュータ等)を有する(請求項12)。
The surface potential distribution measuring apparatus shown in FIGS. 4 and 5 has bias potential applying means (
また、試料0に対して2次元的に走査される荷電粒子ビームの荷電粒子に対する加速電圧を変化させる加速電圧可変手段(電子銃10に備えられた加速器)と、2以上の異なる加速電圧による測定結果に基づき、表面電位分布のプロファイルを演算的に求める演算手段(図示されないコンピュータ等)を有する(請求項13)。
In addition, the measurement is performed using acceleration voltage variable means (accelerator provided in the electron gun 10) for changing the acceleration voltage for the charged particles of the charged particle beam that is two-dimensionally scanned with respect to the
また、図4、図5の実施の形態のように、試料表面の表面電位分布に対して均一なバイアス電位を印加するバイアス電位印加手段(支持部230と電源EB)およびこのバイアス電位印加手段により印加されるバイアス電位を変化させるバイアス電位可変手段(電源EB)とを有し、バイアス電位および/または加速電圧が異なる状態における測定結果に基づき、表面電位分布のプロファイルを演算的に求める演算手段(図示されないコンピュータ等)を有することができる(請求項14)。
Also, as in the embodiment of FIGS. 4 and 5, the bias potential applying means (
上に実施の形態を説明した各測定装置では、表面電位分布を有する試料0に対して2次元的に走査する荷電粒子ビームの発生源として電子銃10を有する(請求項15)が、上にも説明したように、荷電粒子ビームの発生源として液体金属イオン銃を有することもでき(請求項16)、図5に示す実施の形態のように、荷電粒子ビーム走査手段を、荷電粒子ビームを走査領域に対して斜め方向から入射させるように設定し、測定手段における捕獲手段25が、走査領域を介して荷電粒子ビームの入射方向と逆側に配置された構成とすることもできる(請求項17)。
Each measuring apparatus described above has an
以下には「光導電性の感光体に形成された静電潜像による表面電位分布を測定対象として測定を行う」場合(請求項9)を説明する。 In the following, the case of “measuring the surface potential distribution by the electrostatic latent image formed on the photoconductive photosensitive member as a measurement object” (claim 9) will be described.
前述したように、光導電性の感光体に形成される静電潜像は、暗減衰のため「測定可能な時間」が数十秒程度しかないので、測定試料0が光導電性の感光体(光導電性試料)である場合には、密閉ケーシング内に「静電潜像形成手段」が配置されることになる。
As described above, since the electrostatic latent image formed on the photoconductive photoconductor has a “measurable time” of only about several tens of seconds due to dark decay, the
図7は、このような「静電潜像形成手段」をもつ表面電位分布測定装置の実施の1形態を示す図である。図中、電子銃10、ビームモニタ13、コンデンサレンズ15、アパ−チャ17、ビームブランカ18、走査レンズ19、対物レンズ21、支持部23の部分は、図1に示した実施の形態におけると同様のものであり、したがって図1に関する説明を援用する。
FIG. 7 is a diagram showing one embodiment of a surface potential distribution measuring apparatus having such an “electrostatic latent image forming unit”. In the figure, the
なお、電子銃10、ビームモニタ13、コンデンサレンズ15、アパ−チャ17、ビームブランカ18、走査レンズ19、対物レンズ21は、荷電粒子ビーム照射部11Aを構成し、荷電粒子ビーム照射部11Aの各構成部分は、荷電粒子ビーム制御部31により制御されるようになっており、荷電粒子ビーム照射部11Aと荷電粒子ビーム制御部31とは「荷電粒子ビーム走査手段」を構成している。
The
試料0は「光導電性の感光体」であり、接地された導電性の支持部23の上面に平面的に支持される。
符号34は光源である半導体レーザ、符号35はコリメートレンズ、符号36はアパーチャ、符号37はマスク、符号38、39、40は「結像レンズ」を構成するレンズを示している。これらは「光像照射部」を構成するものであり、半導体レーザ制御部33や図示されない光像照射制御部とともに「露光手段」を構成している。
図示されない光像照射制御部は、結像レンズ38、39、40とマスク37との位置関係の調整によるフォーカシングや倍率変換を行い得るようになっている。
A light image irradiation control unit (not shown) can perform focusing and magnification conversion by adjusting the positional relationship between the
符号25は検出器(捕獲手段)、符号26は信号処理部、符号26Aはモニタ、符号28はプリンタ等のアウトプット装置を示している。検出器25、信号処理部26、モニタ26A、アウトプット装置28は「測定手段」を構成する。符号29は除電用の発光素子を示す。
上記各部は、図示の如くケーシング30内に配設され、ケーシング内部は、吸引手段32により高度に減圧できるようになっている。即ち、ケーシング30は「真空チャンバ」としての機能を有している。また、装置の全体はホストコンピュータ50(制御手段、装置の各部を総合的に制御する)により制御されるようになっている。上述の荷電粒子ビーム制御部31や信号処理部26等は、ホストコンピュータ50に「その機能の一部」として設定することもできる。
Each of the above parts is disposed in the
図7に示す状態において、表面を均一に帯電された試料0は支持部23上に載置され、ケーシング30内部は高度に減圧されている。この状態で、半導体レーザ34を点灯し、マスク37の光像を試料0の均一帯電された面上に結像させる。この露光により試料0に、照射された光像に応じた静電潜像のパターンが形成される。
In the state shown in FIG. 7, the
このように静電潜像のパターンが形成された面を、電子ビームにより2次元的に走査し、前述の如く、試料0の表面電位による障壁ポテンシャルにより反発された速度成分反転電子を検出器25により捕獲し、その強度を検出して電気信号に変換する。
The surface on which the pattern of the electrostatic latent image is thus formed is scanned two-dimensionally with an electron beam, and as described above, the velocity component inversion electrons repelled by the barrier potential due to the surface potential of the
先に説明した実施の形態と同様に、加速電圧:Vaを切り替え、切り替えるたびに測定を繰り返して静電潜像の「潜像プロファイル」を、ホストコンピュータ50により制御される「演算手段」としての信号処理部26により演算算出して、アウトプット装置28に出力することができる。
As in the above-described embodiment, the acceleration voltage: Va is switched, and the measurement is repeated each time the switching is performed, and the “latent image profile” of the electrostatic latent image is used as “calculation means” controlled by the
光導電性試料である試料0に静電潜像のパターンを形成するには、光像による露光に先立ち、その表面を均一に帯電する必用がある。
図7の実施の形態においては、荷電粒子ビーム走査手段11Aを用い、電子ビームによる帯電を行う。
In order to form a pattern of an electrostatic latent image on the
In the embodiment of FIG. 7, the charged particle
即ち、電子ビームを試料0に照射すると、照射される電子による衝撃で、光導電性試料SPから「2次電子」が発生するが、電子ビームとして試料0に照射される電子量と発生する2次電子の量との収支において、2次電子の放出量:R2に対する照射電子量:R1の比:R1/R2が1以上であれば、差し引きで照射される電子の量が2次電子量を上回り、両者の差が光導電性試料SPに蓄積して試料0を帯電させる。
That is, when the
従って、電子銃10から放射される電子の量とその加速電圧を調整し、「比:R1/R2が1より大きくなる条件」を設定して電子ビームを2次元的に走査することにより、試料0を均一帯電させることができる。このような放出電子量と加速電圧の調整は、荷電粒子ビーム制御部31により行われる。また、電子ビームの走査に伴う電子ビームのオン・オフは荷電粒子ビーム制御部31によりビームブランカ18を制御して行う。
別の帯電手段として、接触帯電や注入帯電及びイオン照射帯電も可能である。
Accordingly, the amount of electrons emitted from the
As other charging means, contact charging, injection charging, and ion irradiation charging are also possible.
図8は、試料0の表面を上記の如く電子ビームにより帯電させた状態を模型的に示している。光導電性試料である試料0として図8に示すのは、所謂「機能分離型感光体」と呼ばれるものであり、導電層1上に電荷発生層2を設け、その上に電荷輸送層3を形成したものである。
FIG. 8 schematically shows a state in which the surface of the
電子銃10により照射される電子は、電荷輸送層3の表面に撃ち込まれ、電荷輸送層3の表面にある電荷輸送層材料分子の電子軌道に捕獲され、上記分子をマイナスイオン化した状態で電荷輸送層3の表面部に留まる。この状態が試料0を帯電させた状態である。
Electrons irradiated by the
このように帯電した状態の試料0に光LTが照射されると、照射された光LTは電荷輸送層3を透過して電荷発生層2に至り、そのエネルギにより電荷発生層2内に正・負の電荷キャリヤを発生させる。発生した正・負の電荷キャリヤのうち、負キャリヤは、電荷輸送層3の表面の負電荷による反発力の作用で導電層1へ移動し、正キャリヤは電荷輸送層3を輸送されて同層3の表面部の負電荷(捕獲された電子)と相殺しあう。
When the sample LT in such a charged state is irradiated with the light LT, the irradiated light LT passes through the
このようにして、試料0において光LTで照射された部分では帯電電荷が減衰し、光LTの強度分布に従う電荷分布が形成される。この電荷分布のパターンによる表面電位分布が静電潜像のパターンであって測定対象に他ならない。
In this way, in the portion of the
上記の如く均一に帯電された試料0に対して光像の露光を施して静電潜像のパターンを形成するが、この露光は、前述の「露光手段(図7)」により行う。即ち、半導体レーザ34を点灯し、マスク37の像を結像レンズ38、39、40の作用により試料0の表面に結像させる。
The
半導体レーザ34としては勿論「試料0が感度を持つ波長領域内に発光波長を持つ」ものが用いられ、露光エネルギは、試料0の面での光パワーの時間積分となるので、半導体レーザ34の点灯時間をLD制御部33により制御することにより、試料0に所望の露光エネルギによる露光を行うことができる。
As the
図9は「露光手段」における「光像照射部」を簡略化して示している。
符号34は光源である半導体レーザ、符号35はコリメートレンズ、符号36はアパーチャ、符号37はマスクを示す。符号380は、図7における3枚のレンズ38、39、40で構成される「結像レンズ」を簡略化して1枚のレンズとして描いたものを示す。
FIG. 9 shows a simplified “light image irradiator” in “exposure means”.
半導体レーザ34から放射された光束はコリメートレンズ35により平行光束化され、アパーチャ36により光束径を規制されてマスク37を照射する。マスク37を通過した光束は、結像レンズ380の作用により、マスク37の有するマスクパターンの像を像面上に結像する。「像面」は、支持部23上に載置された試料0の「均一に帯電された面」である。
このようにして、試料0の露光が行われ、マスクパターンに対応する静電潜像のパターンが形成される。
The light beam emitted from the
In this way, the
図9に示す如く、結像レンズ380におけるマスク37の物体距離をL1、像距離をL2とすると、結像レンズ380の「光軸に対して垂直な方向」の結像倍率:β=L2/L1であり、この倍率に応じたマスクパターン像が結像される。
As shown in FIG. 9, when the object distance of the
結像レンズ380は、マスク37と光導電性試料の表面とが共役となるように配置される。結像倍率:βとマスクパターンのサイズは予め分かっているので、光導電性試料の面上に結像されるマスクパターン像のサイズを算出でき、光導電性試料に所望の静電潜像パターンを形成できる
露光手段における露光用の光路を「光導電性試料の2次元的な走査を行う荷電粒子ビームが通過する領域外」に設定するため、結像レンズ380の光軸を、光導電性試料の均一帯電された面に立てた法線に対して傾けている。
The
従って、結像レンズ380による「マスクパターンの像」が、光導電性試料の面に合致するように、マスク37も、図9に示すように結像レンズ380の光軸に対して傾けて配置されている。マスク37および光導電性試料表面の「結像レンズ380の光軸に対する傾き角:α、θ」は、説明中の実施の形態においてはα=θ=45度であり、これは結像倍率が等倍(L1=L2)であることによる。
Therefore, the
このため、光導電性試料の表面に結像するマスクパターンの像は、図9の図面に直交する方向に対して、図面に平行な面内では√2倍になるが、その分を考慮してマスクパターンを設計できる。結像倍率が等倍以外の一般的な場合では、上記物体距離:L1、像距離:L2とすると、これらの距離:L1、L2と、上記傾き角:α、θの間に関係:
L1・tanα=L2・tanθ
が成り立つ。
For this reason, the mask pattern image formed on the surface of the photoconductive sample is √2 times in a plane parallel to the drawing in the direction orthogonal to the drawing of FIG. To design a mask pattern. In a general case where the imaging magnification is other than equal magnification, if the object distance is L1 and the image distance is L2, the relationship between these distances L1 and L2 and the inclination angles α and θ is as follows:
L1 · tanα = L2 · tanθ
Holds.
マスク37におけるマスクパターンは「解像力検査用のマスクパターン」である。説明中の実施の形態においては、光導電性資料にネガ潜像を形成できるように、マスクパターンもネガパターンであり、静電潜像の形成に際して光照射される部分に対応する部分が光透過性で、他の部分が遮光性である。
The mask pattern in the
上記の如く、図7に実施の形態を示す表面電位分布測定装置においては、露光手段における結像の光軸が、試料0の表面に立てた法線に対して傾いており、このため、試料表面に結像されるマスク37の像を試料表面に平行にするために、マスク37を光軸に対して傾ける等の工夫が必要であった。
As described above, in the surface potential distribution measuring apparatus shown in FIG. 7, the optical axis of image formation in the exposure means is inclined with respect to the normal line standing on the surface of the
図5に示すように、荷電粒子ビームの照射方向を試料表面に対して傾けて設定する場合には、図10に示す実施の形態のように、半導体レーザ34からコリメートレンズ35、マスク37A、結像レンズ38Aを介して試料0の表面に至る光路を試料0の表面に直交させ、マスク37Aの像を結像レンズ38Aにより試料0の表面に結像させることができ、この場合には、マスク37Aを試料表面と平行に設置することができる。
As shown in FIG. 5, when the charged particle beam irradiation direction is set to be inclined with respect to the sample surface, the
図11には、光導電性の感光体に形成される静電潜像を測定の対象とする表面電位分布測定装置の別の実施形態を示す。繁雑を避けるべく、混同の虞が無いと思われるものについては、図1、図7におけると同一の符号を付した。 FIG. 11 shows another embodiment of a surface potential distribution measuring apparatus for measuring an electrostatic latent image formed on a photoconductive photoreceptor. In order to avoid confusion, the same reference numerals as those in FIGS. 1 and 7 are assigned to those which are not likely to be confused.
荷電粒子ビーム照射部11Aを構成する、電子銃10、アパーチャ13、コンデンサレンズ15、アパ−チャ17、ビームブランカ18、走査レンズ19および対物レンズ21は図1、図7におけるものと同様の構成であり、検出器25および図示されない信号処理部等も、図7に即して上に説明したものと同様である。符号30Aはケーシングを示す。
The
光導電性の感光体である試料01は、光導電性の感光体の一般的形態であるドラム状に形成され、図示されない駆動手段により矢印方向(反時計方向)へ等速回転される。試料01がケーシング30A内にセットされたのち、ケーシング31A内部は図示されない吸引手段により高度に減圧される。
A
符号42で示す帯電部は、例えば、帯電ブラシや帯電ローラ等による接触式の帯電手段であり、減圧下のケーシング内で試料01を均一に接触帯電させる。このとき、試料01は矢印方向(反時計回り)に等速回転される。勿論、図7に即して説明した例のように、電子ビームを利用した帯電により試料01の帯電を行うこともできる。
The charging unit denoted by
符号41で示す「露光部」は、均一帯電された試料01に対して光像を照射して露光を行う。露光部41としては例えば、光プリンタ等に関連して広く知られた「光走査装置」を用い、光書込みにより「光像の照射」を行うことができる。このように「光像の照射」を光書込みで行うと、書込みで形成する静電潜像のパターンの形態を任意に変化させることができ、静電潜像の所望のパターンを容易に形成できる。
The “exposure section” denoted by
なお、露光部41として光走査装置を用いる場合、光走査装置が大きくなってケーシング31A内への設置が困難であるような場合には、光走査装置をケーシング31Aの外部に設け、ケーシング31Aに透明な窓部を設けて、この窓部を介して外部から光導電性試料01への光像の照射を行うようにしてもよい。
When an optical scanning device is used as the
荷電粒子ビーム照射部11Aによる電子ビームの走査は、図1、図7の実施の形態と同様に、電子ビームを2次元的に偏向させて行っても良いが、試料01は矢印方向へ等速回転しつつ走査を受けるので、電子ビームを図面に直交する方向へ1次元的に偏向させ、この偏向と試料01の回転とを組合せて2次元的な走査を実現することもできる。
Scanning of the electron beam by the charged particle
上に図7〜図11に即して実施の形態を説明した表面電位分布測定装置は「光導電性の感光体に形成された静電潜像による表面電位分布を測定対象として測定を行うもの」であり、測定試料としての光導電性試料を均一帯電させる帯電手段11Aと、均一帯電された光導電性試料に対して光像を照射して露光を行う露光手段を有する(請求項18)。 The surface potential distribution measuring apparatus described in the embodiment with reference to FIGS. 7 to 11 described above “measures the surface potential distribution by the electrostatic latent image formed on the photoconductive photosensitive member as a measurement object. And a charging means 11A for uniformly charging a photoconductive sample as a measurement sample and an exposure means for performing exposure by irradiating a light image to the uniformly charged photoconductive sample (claim 18). .
図7、図10に示す実施の形態では、露光手段は「マスクパターン37、37Aを投影露光させるもの」であり(請求項19)、図7の実施の形態では、露光手段の露光用の光路は、光導電性試料0の2次元的な走査を行う荷電粒子ビームが通過する領域外に設定されている(請求項20)。また、図11に実施の形態を示した表面電位分布測定装置では、露光手段41が「光走査により潜像パターンを書込むもの」である(請求項21)。
In the embodiment shown in FIGS. 7 and 10, the exposure means is “projection exposure of the
また、これら実施の各形態において、露光手段の露光用の光源は半導体レーザ34を用いることができ(請求項22)、露光手段の露光時間は制御可能である(請求項23)。また、図7、図10に実施の形態を示した表面電位分布測定装置では、荷電粒子ビーム走査手段11Aが「2次元的に走査させる電子ビームにより光導電性試料01を均一に帯電させるもの」であって光導電性試料の帯電手段を兼ねている(請求項24)。
In each of these embodiments, the
0 表面電位分布を有する試料
10 電子銃
15 コンデンサレンズ
19 偏向レンズ
21 対物レンズ
25 検出器
0 Sample having surface
Claims (24)
2次元的な走査により試料表面に入射する荷電粒子のうち、その入射速度ベクトルの上記試料表面における法線方向の成分が反転した荷電粒子を検出して検出信号を得ることを特徴とする表面電位分布の測定方法。 In a method in which a charged particle beam is scanned two-dimensionally on a sample having a surface potential distribution, and the surface potential distribution of the sample is measured by a detection signal obtained by this scanning.
Among the charged particles incident on the sample surface by two-dimensional scanning, a detected signal is obtained by detecting a charged particle whose normal velocity component on the sample surface of the incident velocity vector is inverted. Distribution measurement method.
試料表面の表面電位分布に対して均一なバイアス電位を印加することを特徴とする表面電位分布の測定方法。 In the measuring method of surface potential distribution according to claim 1,
A method for measuring a surface potential distribution, comprising applying a uniform bias potential to a surface potential distribution on a sample surface.
試料表面の表面電位分布に対して印加される均一なバイアス電位を変化させ、バイアス電位を変化させるごとに測定を行い、得られる複数の測定結果に基づき、上記表面電位分布のプロファイルを演算的に求めることを特徴とする表面電位分布の測定方法。 In the measuring method of surface potential distribution according to claim 2,
A uniform bias potential applied to the surface potential distribution on the sample surface is changed, measurement is performed each time the bias potential is changed, and the profile of the surface potential distribution is calculated based on a plurality of measurement results obtained. A method for measuring a surface potential distribution, characterized in that it is obtained.
試料に対して2次元的に走査される荷電粒子ビームの荷電粒子に対する加速電圧を変化させ、上記加速電圧を変化させるごとに測定を行い、得られる複数の測定結果に基づき、上記表面電位分布のプロファイルを演算的に求めることを特徴とする表面電位分布の測定方法。 In the measuring method of the surface potential distribution according to claim 1 or 2,
The charged voltage of the charged particle beam scanned two-dimensionally with respect to the sample is changed, the measurement is performed each time the acceleration voltage is changed, and the surface potential distribution of the surface potential distribution is determined based on a plurality of measurement results obtained. A method for measuring a surface potential distribution, wherein the profile is obtained in an arithmetic manner.
試料表面の表面電位分布に対して均一なバイアス電位を印加し、且つ、加速電圧および/またはバイアス電位を変化させるたびに測定を行い、得られる複数の測定結果に基づき、上記表面電位分布のプロファイルを演算的に求めることを特徴とする表面電位分布の測定方法。 In the measuring method of surface potential distribution according to claim 4,
Measurement is performed each time a uniform bias potential is applied to the surface potential distribution on the sample surface and the acceleration voltage and / or bias potential is changed, and the profile of the surface potential distribution is based on a plurality of measurement results obtained. A method for measuring a surface potential distribution, characterized by:
表面電位分布を有する試料に対して2次元的に走査する荷電粒子ビームとして、電子ビームを用いることを特徴とする表面電位分布の測定方法。 In the measuring method of the surface potential distribution according to any one of claims 1 to 5,
An electron beam is used as a charged particle beam for two-dimensionally scanning a sample having a surface potential distribution.
表面電位分布を有する試料に対して2次元的に走査する荷電粒子ビームとして、イオンビームを用いることを特徴とする表面電位分布の測定方法。 In the measuring method of the surface potential distribution according to any one of claims 1 to 5,
A method for measuring a surface potential distribution, comprising using an ion beam as a charged particle beam for two-dimensionally scanning a sample having a surface potential distribution.
表面電位分布を有する試料に対して、荷電粒子ビームを走査領域に対して斜め方向から入射させることを特徴とする表面電位分布の測定方法。 In the measuring method of surface potential given in any 1 of Claims 1-7,
A method for measuring a surface potential distribution, characterized in that a charged particle beam is incident on a scanning region obliquely with respect to a sample having a surface potential distribution.
光導電性の感光体に形成された静電潜像による表面電位分布を測定対象として測定を行うことを特徴とする表面電位分布の測定方法。 In the measuring method of the surface potential distribution according to any one of claims 1 to 8,
A method for measuring a surface potential distribution, comprising measuring the surface potential distribution of an electrostatic latent image formed on a photoconductive photoreceptor as a measurement object.
表面電位分布を有する試料の、上記表面電位を有する面を荷電粒子ビームで2次元的に走査する荷電粒子ビーム走査手段と、
上記荷電粒子ビームのうちで、その入射速度ベクトルの上記試料表面における法線方向の成分が反転した荷電粒子を捕獲手段により捕獲して、その強度を上記面上の位置に対応させて検出し、上記表面電位分布状態を測定する測定手段とを有することを特徴とする表面電位分布測定装置。 An apparatus for carrying out the surface potential distribution measuring method according to claim 1,
Charged particle beam scanning means for two-dimensionally scanning the surface having the surface potential of the sample having the surface potential distribution with a charged particle beam;
Of the charged particle beam, the charged particles in which the normal direction component of the incident velocity vector on the sample surface is reversed are captured by the capturing means, and the intensity is detected corresponding to the position on the surface, A surface potential distribution measuring apparatus comprising: a measuring means for measuring the surface potential distribution state.
試料表面の表面電位分布に対して均一なバイアス電位を印加するバイアス電位印加手段を有することを特徴とする表面電位分布測定装置。 In the surface potential distribution measuring apparatus according to claim 10,
A surface potential distribution measuring apparatus comprising bias potential applying means for applying a uniform bias potential to a surface potential distribution on a sample surface.
バイアス電位印加手段により印加されるバイアス電位を変化させるバイアス電位可変手段と、
2以上の異なるバイアス電位の印加状態での測定結果に基づき、表面電位分布のプロファイルを演算的に求める演算手段を有することを特徴とする表面電位分布測定装置。 In the surface potential distribution measuring apparatus according to claim 11,
Bias potential varying means for changing the bias potential applied by the bias potential applying means;
An apparatus for measuring a surface potential distribution, comprising a calculation means for calculating a profile of a surface potential distribution based on a measurement result when two or more different bias potentials are applied.
試料に対して2次元的に走査される荷電粒子ビームの荷電粒子に対する加速電圧を変化させる加速電圧可変手段と、
2以上の異なる加速電圧による測定結果に基づき、表面電位分布のプロファイルを演算的に求める演算手段を有することを特徴とする表面電位分布測定装置。 The surface potential distribution measuring apparatus according to claim 10 or 11,
Accelerating voltage variable means for changing the accelerating voltage for charged particles of a charged particle beam scanned two-dimensionally with respect to the sample;
A surface potential distribution measuring apparatus comprising a calculating means for calculating a surface potential distribution profile on the basis of measurement results obtained by two or more different acceleration voltages.
試料表面の表面電位分布に対して均一なバイアス電位を印加するバイアス電位印加手段およびこのバイアス電位印加手段により印加されるバイアス電位を変化させるバイアス電位可変手段とを有し、
バイアス電位および/または加速電圧が異なる状態における測定結果に基づき、表面電位分布のプロファイルを演算的に求める演算手段を有することを特徴とする表面電位分布測定装置。 The surface potential distribution measuring apparatus according to claim 13,
Bias potential applying means for applying a uniform bias potential to the surface potential distribution on the sample surface, and bias potential variable means for changing the bias potential applied by the bias potential applying means,
An apparatus for measuring a surface potential distribution, comprising: a calculation means for calculating a profile of a surface potential distribution on the basis of measurement results in a state where bias potentials and / or acceleration voltages are different.
表面電位分布を有する試料に対して2次元的に走査する荷電粒子ビームの発生源として電子銃を有することを特徴とする表面電位分布測定装置。 In the surface potential distribution measuring apparatus according to any one of claims 10 to 14,
A surface potential distribution measuring apparatus having an electron gun as a generation source of a charged particle beam for two-dimensionally scanning a sample having a surface potential distribution.
表面電位分布を有する試料に対して2次元的に走査する荷電粒子ビームの発生源として液体金属イオン銃を有することを特徴とする表面電位分布測定装置。 In the surface potential distribution measuring apparatus according to any one of claims 10 to 14,
A surface potential distribution measuring apparatus having a liquid metal ion gun as a generation source of a charged particle beam that scans a sample having a surface potential distribution two-dimensionally.
荷電粒子ビーム走査手段が、荷電粒子ビームを走査領域に対して斜め方向から入射させるように設定され、
測定手段における捕獲手段が、上記走査領域を介して荷電粒子ビームの入射方向と逆側に配置されたことを特徴とする表面電位分布測定装置。 The surface potential distribution measuring apparatus according to any one of claims 10 to 16,
The charged particle beam scanning means is set so that the charged particle beam is incident on the scanning region from an oblique direction,
A surface potential distribution measuring apparatus, wherein the capturing means in the measuring means is disposed on the opposite side to the incident direction of the charged particle beam through the scanning region.
光導電性の感光体に形成された静電潜像による表面電位分布を測定対象として測定を行うものであり、
測定試料としての光導電性試料を均一帯電させる帯電手段と、
均一帯電された光導電性試料に対して光像を照射して露光を行う露光手段を有することを特徴とする表面電位分布測定装置。 In the surface potential distribution measuring apparatus according to any one of claims 10 to 17,
Measuring the surface potential distribution by the electrostatic latent image formed on the photoconductive photoconductor as the object of measurement,
Charging means for uniformly charging a photoconductive sample as a measurement sample;
A surface potential distribution measuring apparatus comprising exposure means for performing exposure by irradiating a light image to a uniformly charged photoconductive sample.
露光手段が、マスクパターンを投影露光させるものであることを特徴とする表面電位分布測定装置。 The surface potential distribution measuring apparatus according to claim 18,
An apparatus for measuring a surface potential distribution, wherein the exposure means projects and exposes a mask pattern.
露光手段が、光導電性試料の2次元的な走査を行う荷電粒子ビームが通過する領域外に、露光用の光路を設定されたことを特徴とする表面電位分布測定装置。 The surface potential distribution measuring apparatus according to claim 19,
An apparatus for measuring a surface potential distribution, wherein an exposure optical path is set outside an area through which a charged particle beam for performing two-dimensional scanning of a photoconductive sample passes.
露光手段が、光走査により潜像パターンを書込むものであることを特徴とする表面電位分布測定装置。 The surface potential distribution measuring apparatus according to claim 18,
A surface potential distribution measuring device, wherein the exposure means writes a latent image pattern by optical scanning.
露光手段が露光用の光源として半導体レーザを有することを特徴とする表面電位分布測定装置。 The surface potential distribution measuring apparatus according to any one of claims 18 to 21,
A surface potential distribution measuring apparatus, wherein the exposure means has a semiconductor laser as a light source for exposure.
露光手段の露光時間を制御可能としたことを特徴とする表面電位分布測定装置。 The surface potential distribution measuring apparatus according to any one of claims 18 to 22,
A surface potential distribution measuring apparatus characterized in that the exposure time of the exposure means can be controlled.
荷電粒子ビーム走査手段が、2次元的に走査させる電子ビームにより光導電性試料を均一に帯電させるものであって、光導電性試料の帯電手段を兼ねることを特徴とする表面電位分布測定装置。
In the surface potential distribution measuring apparatus according to any one of claims 18 to 23,
A surface potential distribution measuring apparatus, wherein the charged particle beam scanning unit uniformly charges the photoconductive sample with an electron beam scanned two-dimensionally, and also serves as a charging unit for the photoconductive sample.
Priority Applications (5)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2003406002A JP4559063B2 (en) | 2003-12-04 | 2003-12-04 | Method for measuring surface potential distribution and apparatus for measuring surface potential distribution |
US11/001,048 US7239148B2 (en) | 2003-12-04 | 2004-12-02 | Method and device for measuring surface potential distribution |
US11/751,671 US7400839B2 (en) | 2003-12-04 | 2007-05-22 | Method and device for measuring surface potential distribution, method and device for measuring insulation resistance, electrostatic latent image measurement device, and charging device |
US12/143,318 US7783213B2 (en) | 2003-12-04 | 2008-06-20 | Method and device for measuring surface potential distribution, method and device for measuring insulation resistance, electrostatic latent image measurement device, and charging device |
US12/788,989 US7869725B2 (en) | 2003-12-04 | 2010-05-27 | Method and device for measuring surface potential distribution, method and device for measuring insulation resistance, electrostatic latent image measurement device, and charging device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2003406002A JP4559063B2 (en) | 2003-12-04 | 2003-12-04 | Method for measuring surface potential distribution and apparatus for measuring surface potential distribution |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2005166542A true JP2005166542A (en) | 2005-06-23 |
JP4559063B2 JP4559063B2 (en) | 2010-10-06 |
Family
ID=34728509
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2003406002A Expired - Fee Related JP4559063B2 (en) | 2003-12-04 | 2003-12-04 | Method for measuring surface potential distribution and apparatus for measuring surface potential distribution |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP4559063B2 (en) |
Cited By (18)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2007170949A (en) * | 2005-12-21 | 2007-07-05 | Ricoh Co Ltd | Method and device for measuring surface electric potential distribution, surface, latent image carrier, and image forming apparatus |
JP2007257969A (en) * | 2006-03-23 | 2007-10-04 | Hitachi High-Technologies Corp | Charged particle beam device |
JP2008076099A (en) * | 2006-09-19 | 2008-04-03 | Ricoh Co Ltd | Measuring method of surface potential distribution, measuring device of surface potential, measuring device of photoreceptor electrostatic latent image, latent image carrier, and image forming device |
JP2008076100A (en) * | 2006-09-19 | 2008-04-03 | Ricoh Co Ltd | Measuring method of surface charge distribution or surface potential distribution, measuring device, and image forming device |
JP2008153085A (en) * | 2006-12-19 | 2008-07-03 | Hitachi High-Technologies Corp | Sample potential information detection method and charged particle beam device |
JP2009054508A (en) * | 2007-08-29 | 2009-03-12 | Hitachi High-Technologies Corp | Local electric charge distribution precision measuring method and its device |
JP2009063764A (en) * | 2007-09-05 | 2009-03-26 | Ricoh Co Ltd | Measuring device for photoreceptor electrostatic latent image, image forming apparatus, and measuring method for photoreceptor electrostatic latent image |
JP2009211961A (en) * | 2008-03-05 | 2009-09-17 | Hitachi High-Technologies Corp | Scanning electron microscope |
US7612570B2 (en) | 2006-08-30 | 2009-11-03 | Ricoh Company, Limited | Surface-potential distribution measuring apparatus, image carrier, and image forming apparatus |
JP2010251338A (en) * | 2010-08-11 | 2010-11-04 | Hitachi High-Technologies Corp | Charged particle beam device |
JP2011058841A (en) * | 2009-09-07 | 2011-03-24 | Ricoh Co Ltd | Measuring method of surface charge distribution and measuring device of surface charge distribution |
JP2011107651A (en) * | 2009-11-20 | 2011-06-02 | Ricoh Co Ltd | Method and device for evaluation of electrostatic latent image, and image forming apparatus |
EP2426559A2 (en) | 2010-09-06 | 2012-03-07 | Ricoh Company, Ltd. | Device and method for measuring surface charge distribution |
US8143603B2 (en) | 2008-02-28 | 2012-03-27 | Ricoh Company, Ltd. | Electrostatic latent image measuring device |
US8168947B2 (en) | 2008-06-10 | 2012-05-01 | Ricoh Company, Ltd. | Electrostatic latent image evaluation device, electrostatic latent image evaluation method, electrophotographic photoreceptor, and image forming device |
US8314627B2 (en) | 2006-10-13 | 2012-11-20 | Ricoh Company, Limited | Latent-image measuring device and latent-image carrier |
JP2014059587A (en) * | 2014-01-08 | 2014-04-03 | Ricoh Co Ltd | Method for evaluating electrostatic latent image |
US9008526B2 (en) | 2012-02-02 | 2015-04-14 | Ricoh Company, Limited | Method of measuring total amount of latent image charge, apparatus measuring total amount of latent image charge, image forming method and image forming apparatus |
Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5374470A (en) * | 1976-12-15 | 1978-07-01 | Fujitsu Ltd | Measuring instrument for surface electric potential |
JPS63190239A (en) * | 1987-02-02 | 1988-08-05 | Res Dev Corp Of Japan | Method for measuring reflection electron energy loss fine structure |
JPH0831892A (en) * | 1994-07-20 | 1996-02-02 | Hitachi Ltd | Surface potential measuring apparatus |
JPH0836000A (en) * | 1994-05-16 | 1996-02-06 | Ricoh Co Ltd | Method for measuring surface potential, method for measuring surface potential and surface shape, device for measuring surface potential, and device for measuring surface potential and surface shape |
JP2002131254A (en) * | 2000-10-20 | 2002-05-09 | Canon Inc | Method for analyzing carbon thin-film surface |
JP2003295696A (en) * | 2002-04-05 | 2003-10-15 | Ricoh Co Ltd | Method and apparatus for forming electrostatic latent image and measurement method and measurement instrument for electrostatic latent image |
JP2003305881A (en) * | 2002-04-11 | 2003-10-28 | Ricoh Co Ltd | Charger, device for forming and measuring electrostatic latent mage |
-
2003
- 2003-12-04 JP JP2003406002A patent/JP4559063B2/en not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5374470A (en) * | 1976-12-15 | 1978-07-01 | Fujitsu Ltd | Measuring instrument for surface electric potential |
JPS63190239A (en) * | 1987-02-02 | 1988-08-05 | Res Dev Corp Of Japan | Method for measuring reflection electron energy loss fine structure |
JPH0836000A (en) * | 1994-05-16 | 1996-02-06 | Ricoh Co Ltd | Method for measuring surface potential, method for measuring surface potential and surface shape, device for measuring surface potential, and device for measuring surface potential and surface shape |
JPH0831892A (en) * | 1994-07-20 | 1996-02-02 | Hitachi Ltd | Surface potential measuring apparatus |
JP2002131254A (en) * | 2000-10-20 | 2002-05-09 | Canon Inc | Method for analyzing carbon thin-film surface |
JP2003295696A (en) * | 2002-04-05 | 2003-10-15 | Ricoh Co Ltd | Method and apparatus for forming electrostatic latent image and measurement method and measurement instrument for electrostatic latent image |
JP2003305881A (en) * | 2002-04-11 | 2003-10-28 | Ricoh Co Ltd | Charger, device for forming and measuring electrostatic latent mage |
Cited By (27)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2007170949A (en) * | 2005-12-21 | 2007-07-05 | Ricoh Co Ltd | Method and device for measuring surface electric potential distribution, surface, latent image carrier, and image forming apparatus |
JP2007257969A (en) * | 2006-03-23 | 2007-10-04 | Hitachi High-Technologies Corp | Charged particle beam device |
US8304725B2 (en) | 2006-03-23 | 2012-11-06 | Hitachi High Technologies Corporation | Charged particle beam system |
JP4644617B2 (en) * | 2006-03-23 | 2011-03-02 | 株式会社日立ハイテクノロジーズ | Charged particle beam equipment |
US7851754B2 (en) | 2006-03-23 | 2010-12-14 | Hitachi High-Technologies Corporation | Charged particle beam system |
US7612570B2 (en) | 2006-08-30 | 2009-11-03 | Ricoh Company, Limited | Surface-potential distribution measuring apparatus, image carrier, and image forming apparatus |
JP2008076100A (en) * | 2006-09-19 | 2008-04-03 | Ricoh Co Ltd | Measuring method of surface charge distribution or surface potential distribution, measuring device, and image forming device |
JP2008076099A (en) * | 2006-09-19 | 2008-04-03 | Ricoh Co Ltd | Measuring method of surface potential distribution, measuring device of surface potential, measuring device of photoreceptor electrostatic latent image, latent image carrier, and image forming device |
US9069023B2 (en) | 2006-10-13 | 2015-06-30 | Ricoh Companmy, Limited | Latent-image measuring device and latent-image carrier |
US8314627B2 (en) | 2006-10-13 | 2012-11-20 | Ricoh Company, Limited | Latent-image measuring device and latent-image carrier |
US8766182B2 (en) | 2006-12-19 | 2014-07-01 | Hitachi High-Technologies Corporation | Method for detecting information of an electric potential on a sample and charged particle beam apparatus |
JP2008153085A (en) * | 2006-12-19 | 2008-07-03 | Hitachi High-Technologies Corp | Sample potential information detection method and charged particle beam device |
US8263934B2 (en) | 2006-12-19 | 2012-09-11 | Hitachi High-Technologies Corporation | Method for detecting information of an electric potential on a sample and charged particle beam apparatus |
US8487250B2 (en) | 2006-12-19 | 2013-07-16 | Hitachi High-Technologies Corporation | Method for detecting information of an electronic potential on a sample and charged particle beam apparatus |
JP2009054508A (en) * | 2007-08-29 | 2009-03-12 | Hitachi High-Technologies Corp | Local electric charge distribution precision measuring method and its device |
JP2009063764A (en) * | 2007-09-05 | 2009-03-26 | Ricoh Co Ltd | Measuring device for photoreceptor electrostatic latent image, image forming apparatus, and measuring method for photoreceptor electrostatic latent image |
US8143603B2 (en) | 2008-02-28 | 2012-03-27 | Ricoh Company, Ltd. | Electrostatic latent image measuring device |
JP2009211961A (en) * | 2008-03-05 | 2009-09-17 | Hitachi High-Technologies Corp | Scanning electron microscope |
US8168947B2 (en) | 2008-06-10 | 2012-05-01 | Ricoh Company, Ltd. | Electrostatic latent image evaluation device, electrostatic latent image evaluation method, electrophotographic photoreceptor, and image forming device |
JP2011058841A (en) * | 2009-09-07 | 2011-03-24 | Ricoh Co Ltd | Measuring method of surface charge distribution and measuring device of surface charge distribution |
JP2011107651A (en) * | 2009-11-20 | 2011-06-02 | Ricoh Co Ltd | Method and device for evaluation of electrostatic latent image, and image forming apparatus |
JP2010251338A (en) * | 2010-08-11 | 2010-11-04 | Hitachi High-Technologies Corp | Charged particle beam device |
JP2012058350A (en) * | 2010-09-06 | 2012-03-22 | Ricoh Co Ltd | Method for measuring surface charge distribution and instrument for measuring surface charge distribution |
EP2426559A2 (en) | 2010-09-06 | 2012-03-07 | Ricoh Company, Ltd. | Device and method for measuring surface charge distribution |
US8847158B2 (en) | 2010-09-06 | 2014-09-30 | Ricoh Company, Ltd. | Device and method for measuring surface charge distribution |
US9008526B2 (en) | 2012-02-02 | 2015-04-14 | Ricoh Company, Limited | Method of measuring total amount of latent image charge, apparatus measuring total amount of latent image charge, image forming method and image forming apparatus |
JP2014059587A (en) * | 2014-01-08 | 2014-04-03 | Ricoh Co Ltd | Method for evaluating electrostatic latent image |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP4559063B2 (en) | 2010-10-06 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP4559063B2 (en) | Method for measuring surface potential distribution and apparatus for measuring surface potential distribution | |
US7400839B2 (en) | Method and device for measuring surface potential distribution, method and device for measuring insulation resistance, electrostatic latent image measurement device, and charging device | |
US7612570B2 (en) | Surface-potential distribution measuring apparatus, image carrier, and image forming apparatus | |
JP4702880B2 (en) | Surface potential distribution measuring method and surface potential distribution measuring apparatus | |
JP5262322B2 (en) | Electrostatic latent image evaluation apparatus, electrostatic latent image evaluation method, electrophotographic photosensitive member, and image forming apparatus | |
JP2004251800A (en) | Method and instrument for measuring surface charge distribution | |
JP4344909B2 (en) | Electrostatic latent image measuring apparatus and electrostatic latent image measuring method | |
KR102616003B1 (en) | Charged particle beam device, and control method | |
JP4438439B2 (en) | Surface charge distribution measuring method and apparatus, and photoreceptor electrostatic latent image distribution measuring method and apparatus | |
JP5091081B2 (en) | Method and apparatus for measuring surface charge distribution | |
JP4383264B2 (en) | Surface potential distribution measuring method and measuring apparatus | |
JP2004233261A (en) | Electrostatic latent image observation method and system | |
JP7294981B2 (en) | Electron beam device and electrode | |
JP5374816B2 (en) | Electrostatic latent image measuring device, latent image carrier, and image forming apparatus | |
JP2007093594A (en) | Surface potential distribution measuring device, latent image carrier, and image forming device | |
JP5089865B2 (en) | Surface potential distribution measuring method and surface potential distribution measuring apparatus | |
JP5369369B2 (en) | Surface potential distribution measuring method, surface potential measuring device, photoconductor electrostatic latent image measuring device, latent image carrier, and image forming apparatus | |
JP4608272B2 (en) | Insulation resistance measuring method and apparatus, and latent image carrier evaluation method | |
JP4404724B2 (en) | Electrostatic latent image measuring apparatus and method and apparatus for evaluating latent image carrier | |
JP2007170949A (en) | Method and device for measuring surface electric potential distribution, surface, latent image carrier, and image forming apparatus | |
JP2008026496A (en) | Apparatus for measuring electrostatic latent image, method for measuring electrostatic latent image, program, and apparatus for measuring latent image diameter | |
JP2008225355A (en) | Evaluating method for electrostatic latent image and evaluating device for electrostatic latent image | |
JP2007078537A (en) | Electron beam dimension measuring device and electron beam dimension measuring method | |
JP2005085518A (en) | Sample transfer method, sample transfer device, and electrostatic latent image measuring device | |
JP2005283712A (en) | Charging apparatus, electrostatic latent image forming apparatus, image forming apparatus, and electrostatic latent image measurement device |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20060704 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20081111 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20090113 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20090825 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20091023 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20100706 |
|
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20100722 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 4559063 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130730 Year of fee payment: 3 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |