JP2005222817A - Scanning electron microscope provided with function of x-ray microscope - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は試料の表面状態や組成分布などを測定する走査電子顕微鏡(SEM)に関するものである。 The present invention relates to a scanning electron microscope (SEM) that measures the surface state and composition distribution of a sample.
走査電子顕微鏡は、電子銃からの電子線を収束させて電子ビームとして試料表面に照射し、試料から発生する2次電子、反射電子、X線、光などを検出するとともに、その電子ビームによる照射位置を試料表面上で走査することによって試料表面の3次元的な形状を測定したり、試料表面内での組成分布などを測定したりするものである。 A scanning electron microscope converges an electron beam from an electron gun and irradiates the sample surface as an electron beam, detects secondary electrons, reflected electrons, X-rays, light, etc. generated from the sample, and irradiates with the electron beam. By scanning the position on the sample surface, the three-dimensional shape of the sample surface is measured, or the composition distribution in the sample surface is measured.
走査電子顕微鏡においても、試料の表面形状や組成分布だけでなく、内部又は下層に存在する部品や異物などを検出したり、その形状を測定したり、又は故障箇所を検査したりする要請がある。そのような内部構造など、表面からは観察できないものの測定に関してはX線顕微鏡がある。 Even in the scanning electron microscope, there is a demand not only to detect the surface shape and composition distribution of the sample, but also to detect parts or foreign matters existing in the inner layer or the lower layer, to measure the shape, or to inspect the failure location. . There is an X-ray microscope for measuring such an internal structure that cannot be observed from the surface.
走査電子顕微鏡では内部の構造や欠陥などは観察することはできず、一方、X線顕微鏡では表面の形状や組成分布などを測定することができない。
そこで、走査電子顕微鏡においてX線顕微鏡の機能を付加しようとすれば、電子ビームの経路上にX線発生用のアノードを配置してX線顕微鏡としても利用できるようにすることができる。しかしながら、電子ビームの経路が存在する空間は真空に保たれているため、電子ビームの経路上にアノードを配置するにはいったんその空間を大気に開放した後にアノードを装着し、再び真空排気しなければならないという煩わしい操作が伴う。
本発明は走査電子顕微鏡にX線顕微鏡の機能を付加するとともに、両機能の切替えを容易にすることを目的とするものである。
The internal structure and defects cannot be observed with a scanning electron microscope, while the surface shape and composition distribution cannot be measured with an X-ray microscope.
Therefore, if an X-ray microscope function is added to the scanning electron microscope, an X-ray generating anode can be arranged on the electron beam path so that the X-ray microscope can be used. However, since the space where the electron beam path exists is kept in a vacuum, in order to place the anode on the electron beam path, the space must first be opened to the atmosphere, then the anode must be mounted, and the vacuum should be evacuated again. This is annoying operation.
An object of the present invention is to add the function of an X-ray microscope to a scanning electron microscope and facilitate switching between both functions.
本発明は、走査電子顕微鏡で、電子光学系が存在する空間の真空状態を保持した状態で、電子ビームの経路上にX線を発生するためのアノードを着脱可能に装着できる切替え機構と、試料の配置位置に関してアノードの反対側に配置され、試料を透過したX線を検出するX線検出器を備えたものである。 The present invention relates to a scanning electron microscope, a switching mechanism capable of detachably mounting an anode for generating X-rays on an electron beam path while maintaining a vacuum state of a space where an electron optical system is present, and a sample The X-ray detector is disposed on the opposite side of the anode with respect to the position of the X-ray, and detects X-rays transmitted through the sample.
切替え機構により電子ビームの経路上にアノードを装着すればX線顕微鏡となり、試料を透過したX線をX線検出器で検出することができる。また、切替え機構によりアノードを電子ビームの経路上から取り外せば走査電子顕微鏡となり、試料から発生する2次電子や反射電子を電子検出器で検出したり、試料から発生するX線をエネルギー分散型X線検出器(EDX)や波長分散型X線検出器(WDX)などのX線検出器で検出したりするとともに、電子ビームを試料上で走査することができる。 If an anode is mounted on the electron beam path by the switching mechanism, an X-ray microscope is formed, and X-rays transmitted through the sample can be detected by an X-ray detector. Further, when the anode is removed from the electron beam path by the switching mechanism, a scanning electron microscope is formed, and secondary electrons and reflected electrons generated from the sample are detected by an electron detector, and X-rays generated from the sample are converted into energy dispersive X-rays. It can be detected by an X-ray detector such as a line detector (EDX) or a wavelength dispersive X-ray detector (WDX), and an electron beam can be scanned on the sample.
切替え機構は電子ビームの経路上に装着されたアノードにより電子光学系が存在する空間の真空状態を保持できるシール部材を備えているものとすることができる。
切替え機構は複数種類のアノードを備え、それらのアノードを切替え可能にすることができる。
また、アノードには電子ビームの経路上に装着されたときに電子ビームを透過させることのできるオリフィスが形成されているものを含んでいてもよい。
The switching mechanism may include a seal member that can maintain the vacuum state of the space in which the electron optical system exists by an anode mounted on the electron beam path.
The switching mechanism includes a plurality of types of anodes, and the anodes can be switched.
Further, the anode may include an anode formed with an orifice through which the electron beam can be transmitted when mounted on the electron beam path.
本発明によれば電子光学系の存在空間の真空状態を大気に戻すことなくアノードを装着したり、アノードを電子ビーム経路からはずしたりすることができるため、走査電子顕微鏡とX線顕微鏡の機能の切替えを容易におこなうことができる。例えば、X線顕微鏡で内部観察したものをそのままSEM像観察に切り替えることができる。 According to the present invention, the anode can be mounted without removing the vacuum state of the space in which the electron optical system exists to the atmosphere, or the anode can be removed from the electron beam path. Switching can be performed easily. For example, what was observed internally with an X-ray microscope can be switched to SEM image observation as it is.
切替え機構として電子光学系の存在空間の真空状態を保持するシール部材を備えている場合には、試料が存在する試料チャンバを大気に開放することができるようになるので、電子光学系の存在空間を真空状態に保ったままでX線顕微鏡として観察を行なう試料を交換するのが容易になる。
アノードとして複数種類のものを備えるようにすれば、X線源の切替えを容易に行なうことができる。
When a switching member is provided with a seal member that maintains the vacuum state of the space in which the electron optical system exists, the sample chamber in which the sample exists can be opened to the atmosphere. It becomes easy to exchange a sample to be observed as an X-ray microscope while maintaining a vacuum state.
If a plurality of types of anodes are provided, the X-ray source can be easily switched.
また、アノードの1種として電子ビームを通過させることのできるオリフィスが形成されたものを含んでいる場合には、そのアノードを電子ビームの経路上に配置したときは、電子ビームがオリフィスを透過して試料を照射するように電子ビームの経路を設定して試料から発生する二次電子や反射電子を検出する測定モードと、電子ビームがオリフィスの周囲のアノードを照射するように電子ビームの経路を設定してアノードから発生するX線によりX線顕微鏡観察をする測定モードの切替えを電子ビームの経路の移動だけで行なうことができるようになり、より短時間での切替えができるようになる。 In addition, when an anode in which an electron beam can be passed is included as one kind of anode, when the anode is disposed on the electron beam path, the electron beam passes through the orifice. The electron beam path is set so as to irradiate the sample, and the measurement mode for detecting secondary electrons and reflected electrons generated from the sample and the electron beam path so that the electron beam irradiates the anode around the orifice. It becomes possible to switch the measurement mode in which the X-ray microscope observation is performed using the X-rays generated from the anode only by moving the electron beam path, and the switching can be performed in a shorter time.
以下、図1に示す実施例により本発明を詳細に説明する。
2は電子銃であり、フィラメント3から発生した電子をコンデンサレンズ6と対物レンズ8により収束した電子ビーム4として試料ステージ上の試料12に照射する。10は電子ビーム4を試料12上で走査するための走査コイルであり、走査コイル10の通電を制御することにより、電子ビーム4の照射位置を平面内で自由に移動させることができる。コンデンサレンズ6、走査コイル10及び対物レンズ8からなる電子光学系が設けられている筐体1には真空排気機構(図示略)が接続されており、筐体1内はフィラメント3から電子を発生させることができる真空度に保たれる。
Hereinafter, the embodiment shown in FIG. 1 will be described in detail.
図示は省略されているが、走査電子顕微鏡観察のために、試料12の近傍に、試料から発生する2次電子や反射電子を検出するための電子検出器と、試料から発生するX線を検出するためのEDX(エネルギー分散型X線検出器)やWDX(波長分散型X線検出器)などのX線検出器が配置されている。
Although not shown, for observation with a scanning electron microscope, an electron detector for detecting secondary electrons and reflected electrons generated from the sample and an X-ray generated from the sample are detected in the vicinity of the
対物レンズ8と試料ステージとの間には、電子ビーム4の経路上にアノードを着脱可能に装着することのできる切替え機構14が設けられている。切替え機構14はホルダー16に複数のアノードを備えているとともに、開口部も備えたものである。コンデンサレンズ6、走査コイル10及び対物レンズ8からなる電子光学系が設けられて真空に保たれる筐体1の下面に、切替え機構14がOリング22をシール部材として筐体1内をアノードとともに封止できるように取り付けられている。
A
アノードを電子ビーム4の経路上に配置したときの状態で、試料12に関しアノードと反対側(図1では試料12の下方)に、試料12を透過したX線13を検出するために、X線13を光に変換するフォスファー26が配置され、フォスファー26からの光を検出するために二次元センサとしてCCD素子28が配置されている。
In order to detect
図2は切替え機構14を拡大して示したものである。ホルダー16の開口部のそれぞれにアノード18a,18b,18cが取りつけられている。ホルダー16の他の開口部20は電子ビームを通過させて走査電子顕微鏡として機能させるために、アノードは設けられておらず開口している。アノードには使用するX線の種類により、材質や厚みの異なるものを複数設けるのが好ましい。
FIG. 2 is an enlarged view of the
アノード18aと18bはアルミニウムや銅など種類の異なる金属板であり、それらのアノードを電子ビーム4の経路上に配置すれば、X線13を発生してX線顕微鏡の機能を果たすことができる。また、シール部材22によって筐体1内が気密状態に封止され、筐体1内の真空状態が保持される。図1はこの状態を表わしている。
The
アノード18cは中心にオリフィスが開けられており、このアノード18cを電子ビーム4の経路上に配置したときは電子ビーム4がそのオリフィスを通過できるとともに、電子ビーム4の経路を移動させることによってアノード18cからX線13を発生させることもでき、走査電子顕微鏡(低真空SEM)としての機能とX線顕微鏡としての機能を果たすことができる。
開口部20を電子ビームの経路上に配置したときは走査電子顕微鏡としての機能を果たすことができる。
The
When the
この実施例で、走査電子顕微鏡観察を行なう場合は、開口部20が電子ビーム4の経路上にくるようにホルダー16を位置決めする。電子ビーム4は試料12を照射し、試料12上で走査して試料12から発生する2次電子や反射電子を検出することによりSEM像を得ることができる。
次に、X線顕微鏡観察を行なうときは、ホルダー16を移動させていずれかのアノード18a,18b又は18cを電子ビーム4の経路上に位置決めする。電子ビーム4がアノード18a,18b又は18cを照射することによりX線13が発生し、そのX線13が試料12を透過してフォスファー26で光に変換され、その光がCCDカメラ28で検出されて拡大像が得られる。
In this embodiment, when performing observation with a scanning electron microscope, the
Next, when X-ray microscope observation is performed, the
アノード18a又は18bが電子ビーム4の経路上に位置決めされているときは、Oリング22により筐体1内が気密封止されるので、試料12が存在する試料チャンバを大気に開放して試料12を交換することもできる。
When the
アノード18cが電子ビーム4の経路上に位置決めされているときは、アノード18cにはオリフィスが開けられているので筐体1内を気密封止することはできないが、オリフィスが十分に小さければ試料チャンバを大気に開放しても、筐体1内の真空度を電子発生に必要な程度の真空度(低真空)に保つことができる。
When the
図3は他の実施例における切替え機構を示したものである。複数のアノード18a〜18cが棒状のホルダー16aに取り付けられており、ホルダー16aは筐体1の下部に設けられた開口部の縁23にOリング22a,22bにより気密を保って摺動可能に取りつけられている。ホルダー16aを摺動させて電子ビーム4の経路上に何れかのアノードを位置決めすることにより、X線顕微鏡による測定モードとすることができる。また、ホルダー16aを摺動させてアノードのない部分が電子ビーム4の経路上にくるように位置決めすることによって走査電子顕微鏡による測定モードとすることができる。
FIG. 3 shows a switching mechanism in another embodiment. A plurality of
本発明は1台の走査電子顕微鏡で、SEM像観察とX線顕微鏡観察の両方の機能を簡単に切り替えて実行することができるので、バイオ関連の計測装置、半導体関連の製造モニター装置、故障個所の検査装置などとして利用するのに適する。 In the present invention, since the functions of both SEM image observation and X-ray microscope observation can be easily switched and executed by a single scanning electron microscope, bio-related measuring devices, semiconductor-related manufacturing monitoring devices, failure locations Suitable for use as an inspection device.
1 筐体
2 電子銃
3 フィラメント
4 電子ビーム
6 コンデンサレンズ
8 対物レンズ
12 試料
13 X線
16,16a ホルダー
18a,18b,18c アノード
20 開口部
22,22a,22b Oリング
26 フォスファー
28 CCD素子
DESCRIPTION OF
Claims (4)
前記電子光学系が存在する空間の真空状態を保持した状態で、前記電子ビームの経路上にX線を発生するためのアノードを着脱可能に装着できる切替え機構と、試料の配置位置に関して前記アノードの反対側に配置され、試料を透過したX線を検出するX線検出器を備えたことを特徴とする走査電子顕微鏡。 Electrons are accelerated and converged to irradiate the sample on the sample stage as an electron beam, and an electron optical system capable of scanning the electron beam on the sample, and secondary electrons or reflected electrons generated from the sample by the electron beam irradiation. In a scanning electron microscope having at least a detector for detecting,
A switching mechanism capable of detachably mounting an anode for generating X-rays on the electron beam path in a state where the space in which the electron optical system exists is maintained, and a position of the anode with respect to the position of the anode A scanning electron microscope comprising an X-ray detector disposed on the opposite side and detecting X-rays transmitted through a sample.
4. The scanning electron microscope according to claim 3, wherein the anode includes an orifice formed with an orifice through which an electron beam can be transmitted when mounted on the electron beam path.
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Cited By (5)
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JPWO2007141868A1 (en) * | 2006-06-02 | 2009-10-15 | 株式会社日立製作所 | X-ray microscope and X-ray microscope method |
JP2016085066A (en) * | 2014-10-23 | 2016-05-19 | 浜松ホトニクス株式会社 | X-ray image imaging unit and x-ray microscope |
JP2016090486A (en) * | 2014-11-07 | 2016-05-23 | 浜松ホトニクス株式会社 | X-ray image imaging unit, electron microscope and sample image acquisition method |
CN106645250A (en) * | 2016-11-21 | 2017-05-10 | 宁波聚瑞精密仪器有限公司 | Scanning transmission electron microscope with optical imaging function |
KR101954541B1 (en) * | 2017-12-06 | 2019-03-05 | 동국대학교 경주캠퍼스 산학협력단 | An ion source device for optimizing magnetic field |
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Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JPWO2007141868A1 (en) * | 2006-06-02 | 2009-10-15 | 株式会社日立製作所 | X-ray microscope and X-ray microscope method |
JP4826632B2 (en) * | 2006-06-02 | 2011-11-30 | 株式会社日立製作所 | X-ray microscope and X-ray microscope method |
JP2016085066A (en) * | 2014-10-23 | 2016-05-19 | 浜松ホトニクス株式会社 | X-ray image imaging unit and x-ray microscope |
JP2016090486A (en) * | 2014-11-07 | 2016-05-23 | 浜松ホトニクス株式会社 | X-ray image imaging unit, electron microscope and sample image acquisition method |
CN106645250A (en) * | 2016-11-21 | 2017-05-10 | 宁波聚瑞精密仪器有限公司 | Scanning transmission electron microscope with optical imaging function |
CN106645250B (en) * | 2016-11-21 | 2024-04-26 | 宁波聚瑞精密仪器有限公司 | Scanning transmission electron microscope with optical imaging function |
KR101954541B1 (en) * | 2017-12-06 | 2019-03-05 | 동국대학교 경주캠퍼스 산학협력단 | An ion source device for optimizing magnetic field |
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