JP2754096B2 - 電子線による試料表面の状態測定装置 - Google Patents
電子線による試料表面の状態測定装置Info
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- H01J37/28—Electron or ion microscopes; Electron or ion diffraction tubes with scanning beams
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- G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
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- G01B15/04—Measuring arrangements characterised by the use of electromagnetic waves or particle radiation, e.g. by the use of microwaves, X-rays, gamma rays or electrons for measuring contours or curvatures
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- H01J2237/24495—Signal processing, e.g. mixing of two or more signals
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は走査型電子顕微鏡等にお
いて、試料の組成元素、あるいは入射電子線量に影響さ
れることなく試料表面の凹凸及び組成元素像等を測定す
ることができる電子線による試料表面の状態測定装置に
関するものである。
いて、試料の組成元素、あるいは入射電子線量に影響さ
れることなく試料表面の凹凸及び組成元素像等を測定す
ることができる電子線による試料表面の状態測定装置に
関するものである。
【０００２】
【従来の技術】試料に細く収束した電子線を照射する
と、試料からは反射電子、２次電子等が放出され、これ
らの放出電子の強度は試料表面の凹凸形状や組成元素に
よって異なる。そこで、光軸に対して対称な位置に設け
た検出器で、例えば反射電子を検出し、試料表面の凹凸
形状と組成元素による分離を２個の検出器で行うことが
でき、両検出器の差信号から凹凸信号を、和信号から組
成元素信号を区別して検出することができる。
と、試料からは反射電子、２次電子等が放出され、これ
らの放出電子の強度は試料表面の凹凸形状や組成元素に
よって異なる。そこで、光軸に対して対称な位置に設け
た検出器で、例えば反射電子を検出し、試料表面の凹凸
形状と組成元素による分離を２個の検出器で行うことが
でき、両検出器の差信号から凹凸信号を、和信号から組
成元素信号を区別して検出することができる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ところで、光軸に対し
て対称な位置に設けた両検出器の差信号は、試料表面の
凹凸形状のみに依存するとするのが定説であったが、実
際には放出電子は原子番号による強度差があり、振幅方
向に対しては正確な値とはならない。
て対称な位置に設けた両検出器の差信号は、試料表面の
凹凸形状のみに依存するとするのが定説であったが、実
際には放出電子は原子番号による強度差があり、振幅方
向に対しては正確な値とはならない。
【０００４】従来、このような組成元素による強度差に
対する影響を無くすために、試料表面を１つの原子番号
の物質、例えば金等の単一金属でコーティングを行った
上で測定しているが、このようなコーティングは粒子の
集合体であるため、コーティング量のバラツキ等を考慮
した場合、特に高倍率時には正確にその試料の持つ凹凸
表面形態を得るのは困難である。
対する影響を無くすために、試料表面を１つの原子番号
の物質、例えば金等の単一金属でコーティングを行った
上で測定しているが、このようなコーティングは粒子の
集合体であるため、コーティング量のバラツキ等を考慮
した場合、特に高倍率時には正確にその試料の持つ凹凸
表面形態を得るのは困難である。
【０００５】また、反射電子検出器で凹凸信号を検出し
た後に、この信号を積分し、高さ方向の絶対値を得るた
めには、入射電子線の設定条件を固定せねばならない
が、通常加速電圧やガンバイアスの制御、ドリフトによ
る変化、フィラメント飽和点の設定具合による変化、ま
たＣＬ（コンデンサレンズ）励磁電流を変えた場合、そ
の出力信号の振幅値が変り正確な測定値を保つことがで
きず、その都度入射電子線の変化量に対し信号強度の補
正を行わなければ正確な定量測定ができない。そのため
高さ方向、三次元方向による体積比等の定量的な測定を
必要とする場合には、その入射電子線量の変化分が誤差
そのものとなる。
た後に、この信号を積分し、高さ方向の絶対値を得るた
めには、入射電子線の設定条件を固定せねばならない
が、通常加速電圧やガンバイアスの制御、ドリフトによ
る変化、フィラメント飽和点の設定具合による変化、ま
たＣＬ（コンデンサレンズ）励磁電流を変えた場合、そ
の出力信号の振幅値が変り正確な測定値を保つことがで
きず、その都度入射電子線の変化量に対し信号強度の補
正を行わなければ正確な定量測定ができない。そのため
高さ方向、三次元方向による体積比等の定量的な測定を
必要とする場合には、その入射電子線量の変化分が誤差
そのものとなる。
【０００６】本発明は上記課題を解決するためのもの
で、電子線を試料面上において走査し、試料法線に対し
て略対称な方向に発生する電子線をそれぞれの方向に配
置された検出器により検出し、各検出信号に基づいて試
料表面の凹凸形状を測定する装置において、組成元素に
よる放出電子の強度差や入射電子線量の変化があっても
正確に定量測定できる試料表面の状態測定装置を提供す
ることを目的とする。
で、電子線を試料面上において走査し、試料法線に対し
て略対称な方向に発生する電子線をそれぞれの方向に配
置された検出器により検出し、各検出信号に基づいて試
料表面の凹凸形状を測定する装置において、組成元素に
よる放出電子の強度差や入射電子線量の変化があっても
正確に定量測定できる試料表面の状態測定装置を提供す
ることを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明は、電子線を試料
面上において走査し、試料法線に対して略対称な方向に
発生する電子線をそれぞれの方向に配置された検出器に
より検出し、各検出信号に基づいて試料表面の凹凸形状
を測定する装置において、各検出信号間の減算を行う減
算回路と、各検出信号を加算する加算回路出力で減算回
路出力を除算補正する除算補正回路と、除算補正回路出
力を積分する積分回路とを備えたこと、また、各検出信
号間の減算を行う減算回路と、試料吸収電流検出器と、
試料吸収電流検出値で減算回路出力を乗算補正する乗算
補正回路と、乗算補正回路出力を積分する積分回路とを
備えたこと、また、各検出信号間の減算を行う減算回路
と、各検出信号を加算する加算回路と、入射電子線変化
量により減算回路出力、加算回路出力を除算補正する除
算補正回路と、除算補正回路出力を積分する積分回路と
を備えたことを特徴とする。
面上において走査し、試料法線に対して略対称な方向に
発生する電子線をそれぞれの方向に配置された検出器に
より検出し、各検出信号に基づいて試料表面の凹凸形状
を測定する装置において、各検出信号間の減算を行う減
算回路と、各検出信号を加算する加算回路出力で減算回
路出力を除算補正する除算補正回路と、除算補正回路出
力を積分する積分回路とを備えたこと、また、各検出信
号間の減算を行う減算回路と、試料吸収電流検出器と、
試料吸収電流検出値で減算回路出力を乗算補正する乗算
補正回路と、乗算補正回路出力を積分する積分回路とを
備えたこと、また、各検出信号間の減算を行う減算回路
と、各検出信号を加算する加算回路と、入射電子線変化
量により減算回路出力、加算回路出力を除算補正する除
算補正回路と、除算補正回路出力を積分する積分回路と
を備えたことを特徴とする。
【０００８】
【作用】本発明は、試料表面に電子線を照射したとき試
料法線に対して対称な方向に試料から放出される電子線
を検出し、各検出信号の差を、各検出信号の和または試
料の吸収電流値で除算または乗算して補正することによ
り、組成元素による影響を除去し、除算補正した信号を
積分して正確な表面凹凸等の状態を定量的に測定するこ
とが可能となり、また、入射電子線変化量により各検出
信号の差または和の信号を除算補正することにより、入
射電子線量の変化による影響をなくして表面凹凸形態、
組成元素像や組成元素分布を得ることができる。
料法線に対して対称な方向に試料から放出される電子線
を検出し、各検出信号の差を、各検出信号の和または試
料の吸収電流値で除算または乗算して補正することによ
り、組成元素による影響を除去し、除算補正した信号を
積分して正確な表面凹凸等の状態を定量的に測定するこ
とが可能となり、また、入射電子線変化量により各検出
信号の差または和の信号を除算補正することにより、入
射電子線量の変化による影響をなくして表面凹凸形態、
組成元素像や組成元素分布を得ることができる。
【０００９】
【実施例】図１は本発明の一実施例を示す図、図２は原
子番号と反射電子係数の関係を示す図、図３は図１によ
る補正方法を説明するための図である。図において、１
は電子銃より射出され、電子レンズにより細く集束され
た電子線、２は試料、３は前記電子線を試料面上におい
て２次元的に走査させるための偏向装置、４Ａ，４Ｂは
それぞれ試料より発する反射電子線５の検出器であり、
試料法線に対して略対称的な位置に配置されている。６
は減算回路、９は加算回路でそれぞれ検出器４Ａ，４Ｂ
からの信号の差信号、和信号を生成するためのものであ
る。７は積分回路、８は表示装置、１０は除算補正回路
であり、除算回路１０は差信号を和信号で除算して補正
するためのものであり、積分回路７は除算回路１０の補
正出力を積分するためのものである。
子番号と反射電子係数の関係を示す図、図３は図１によ
る補正方法を説明するための図である。図において、１
は電子銃より射出され、電子レンズにより細く集束され
た電子線、２は試料、３は前記電子線を試料面上におい
て２次元的に走査させるための偏向装置、４Ａ，４Ｂは
それぞれ試料より発する反射電子線５の検出器であり、
試料法線に対して略対称的な位置に配置されている。６
は減算回路、９は加算回路でそれぞれ検出器４Ａ，４Ｂ
からの信号の差信号、和信号を生成するためのものであ
る。７は積分回路、８は表示装置、１０は除算補正回路
であり、除算回路１０は差信号を和信号で除算して補正
するためのものであり、積分回路７は除算回路１０の補
正出力を積分するためのものである。
【００１０】今、試料表面に図３（ａ）に示すような左
右対称のＶ字型の凹部が存在し、試料が境界面を境にし
て一方の側が元素Ａ、他方の側が元素Ｂであるような異
種元素から構成されており、元素Ａ及びＢの反射電子係
数が図２に示すようにそれぞれ０．５、０．４であると
し、Ｖ字型凹部の中心線に対して対称に検出器４Ａを元
素Ａ側、検出器４Ｂを元素Ｂ側に配置して電子線を矢印
方向に走査して試料から放出される反射電子を検出器４
Ａ及び４Ｂにより検出したとする。
右対称のＶ字型の凹部が存在し、試料が境界面を境にし
て一方の側が元素Ａ、他方の側が元素Ｂであるような異
種元素から構成されており、元素Ａ及びＢの反射電子係
数が図２に示すようにそれぞれ０．５、０．４であると
し、Ｖ字型凹部の中心線に対して対称に検出器４Ａを元
素Ａ側、検出器４Ｂを元素Ｂ側に配置して電子線を矢印
方向に走査して試料から放出される反射電子を検出器４
Ａ及び４Ｂにより検出したとする。
【００１１】元素Ｂの反射係数は元素Ａに対して８０％
であり、平坦面において検出器４Ａにより検出される信
号の振幅は、図３（ｂ）に示すように元素Ｂ側が元素Ａ
側に対して２０％程低く、平坦面に対する傾斜面におけ
る振幅の変化も元素Ｂ側が元素Ａ側に対して２０％程低
い。ただし、検出信号の振幅変化は元素Ａ側の傾斜面で
は減少方向であり、元素Ｂ側では増加方向である。ま
た、検出器４Ｂにより検出される信号は、図３（ｃ）に
示すように傾斜面における振幅変化の方向が検出器４Ａ
により検出された信号と逆方向である以外は同じであ
る。
であり、平坦面において検出器４Ａにより検出される信
号の振幅は、図３（ｂ）に示すように元素Ｂ側が元素Ａ
側に対して２０％程低く、平坦面に対する傾斜面におけ
る振幅の変化も元素Ｂ側が元素Ａ側に対して２０％程低
い。ただし、検出信号の振幅変化は元素Ａ側の傾斜面で
は減少方向であり、元素Ｂ側では増加方向である。ま
た、検出器４Ｂにより検出される信号は、図３（ｃ）に
示すように傾斜面における振幅変化の方向が検出器４Ａ
により検出された信号と逆方向である以外は同じであ
る。
【００１２】そして、両検出器による検出信号の差を減
算回路６により求めれば、即ち図３（ｂ）の波形から図
３（ｃ）の波形を引くと、図３（ｄ）に示すように元素
及び凹凸双方に依存した出力が得られ、この出力を図１
に示すように減算回路６から積分回路７に点線の如く直
接入力し、その信号波形を単純に積分すれば図３（ｅ）
に示す如く、異なる元素の境界線に対して振幅の異なっ
た左右非対称の出力波形となり図３（ａ）の断面形状と
はならない。
算回路６により求めれば、即ち図３（ｂ）の波形から図
３（ｃ）の波形を引くと、図３（ｄ）に示すように元素
及び凹凸双方に依存した出力が得られ、この出力を図１
に示すように減算回路６から積分回路７に点線の如く直
接入力し、その信号波形を単純に積分すれば図３（ｅ）
に示す如く、異なる元素の境界線に対して振幅の異なっ
た左右非対称の出力波形となり図３（ａ）の断面形状と
はならない。
【００１３】ここで両検出信号の出力を加算回路９で加
算すると、即ち図３（ｂ）の波形と図３（ｃ）の波形を
加算すれば図３（ｆ）に示す如く元素のみに依存する出
力を得ることができる。この加算回路９の出力と減算回
路６の出力を除算補正回路１０に導き、元素Ａの出力を
基準として除算する。即ち、元素Ａの反射電子係数と元
素Ｂの反射電子係数が同じ値となるように係数比率＝Ｂ
／Ａ＝0.4 ／0.5 ＝0.8 の値で元素Ｂ側の信号強度を除
算すると、その出力波形は図３（ｇ）に示すように、極
性の異なった同振幅の対称波形出力が得られる。そし
て、積分回路７により積分すれば元素の違いによる影響
を完全に排除することができ図３（ｈ）に示すように試
料表面の凹凸に等しい対称的な出力波形を得ることがで
きる。この信号を表示装置８に描かせることにより凹凸
の表面形態を得ることができ、且つ高さ方向、すなわち
図３（ｈ）に示すように試料高さ方向Ｚ等を正確に定量
測定することができる。
算すると、即ち図３（ｂ）の波形と図３（ｃ）の波形を
加算すれば図３（ｆ）に示す如く元素のみに依存する出
力を得ることができる。この加算回路９の出力と減算回
路６の出力を除算補正回路１０に導き、元素Ａの出力を
基準として除算する。即ち、元素Ａの反射電子係数と元
素Ｂの反射電子係数が同じ値となるように係数比率＝Ｂ
／Ａ＝0.4 ／0.5 ＝0.8 の値で元素Ｂ側の信号強度を除
算すると、その出力波形は図３（ｇ）に示すように、極
性の異なった同振幅の対称波形出力が得られる。そし
て、積分回路７により積分すれば元素の違いによる影響
を完全に排除することができ図３（ｈ）に示すように試
料表面の凹凸に等しい対称的な出力波形を得ることがで
きる。この信号を表示装置８に描かせることにより凹凸
の表面形態を得ることができ、且つ高さ方向、すなわち
図３（ｈ）に示すように試料高さ方向Ｚ等を正確に定量
測定することができる。
【００１４】このように２種類の既知元素Ａ、Ｂで較正
しておけば、原子番号と反射電子係数の関係グラフ値の
元素全般に亙り補正できることになる。なお、通常の組
成元素に対しては単純な除算のみで補正が可能である
が、組成元素のみの特性に基ずかない性状の異なる試料
に対してはその特性を実測して部分的補正、段階的補正
又は連続的補正等が必要である。
しておけば、原子番号と反射電子係数の関係グラフ値の
元素全般に亙り補正できることになる。なお、通常の組
成元素に対しては単純な除算のみで補正が可能である
が、組成元素のみの特性に基ずかない性状の異なる試料
に対してはその特性を実測して部分的補正、段階的補正
又は連続的補正等が必要である。
【００１５】図４は本発明の他の実施例を説明する図、
図５は原子番号に対する吸収電流係数の関係を示す図、
図６は図４による補正方法を説明するための図である。
図５は原子番号に対する吸収電流係数の関係を示す図、
図６は図４による補正方法を説明するための図である。
【００１６】本実施例は組成元素の影響を除去するため
の補正を試料吸収電流により行うようにしたものであ
り、その他の点は図１の実施例と同様であり、図１と同
一番号は同一内容を示している。なお、１１は吸収電流
検出器、１２は乗算補正回路である。
の補正を試料吸収電流により行うようにしたものであ
り、その他の点は図１の実施例と同様であり、図１と同
一番号は同一内容を示している。なお、１１は吸収電流
検出器、１２は乗算補正回路である。
【００１７】試料表面が図６（ａ）に示すように図３
（ａ）の場合と同じ組成、形状であり、元素Ａ及びＢの
吸収電流係数比が図５に示すようにそれぞれ１．０：
１．２であるとすると、反射電子の割合は０．５：０．
４に相当する。したがって、検出器４Ａ、４Ｂによる検
出信号は図３（ｂ）、（ｃ）と同じように図６（ｂ）、
（ｃ）のようになり、減算回路の出力は図６（ｄ）に示
すようになって、元素及び凹凸双方に依存し、この出力
を直接積分回路７で積分すれば図６（ｅ）に示す如く異
種元素の境界に対して振幅の異なった左右非対称の出力
波形となり、図６（ａ）の断面形状とはならない。
（ａ）の場合と同じ組成、形状であり、元素Ａ及びＢの
吸収電流係数比が図５に示すようにそれぞれ１．０：
１．２であるとすると、反射電子の割合は０．５：０．
４に相当する。したがって、検出器４Ａ、４Ｂによる検
出信号は図３（ｂ）、（ｃ）と同じように図６（ｂ）、
（ｃ）のようになり、減算回路の出力は図６（ｄ）に示
すようになって、元素及び凹凸双方に依存し、この出力
を直接積分回路７で積分すれば図６（ｅ）に示す如く異
種元素の境界に対して振幅の異なった左右非対称の出力
波形となり、図６（ａ）の断面形状とはならない。
【００１８】ここで、吸収電流検出器１１の検出信号の
出力は反射電子係数の逆数に略比例するため、図６
（ｆ）に示す如く元素のみに依存する出力を得ることが
できる。そこで、本実施例では吸収電流検出器１１の出
力を乗算補正回路１２へ導き、元素Ａ、元素Ｂの吸収電
流係数が等しい、従って反射電子強度が等しくなるよう
に元素Ａの出力を基準とし元素Ａ、元素Ｂの係数比を乗
算（元素Ｂ側の検出信号を１．２倍）して原子番号によ
る振幅補正を行うことにより、その出力波形は図６
（ｇ）に示す如く極性の異なった同振幅の対称波形な
る。これを積分回路７により積分すれば元素の違いによ
る影響を完全に排除することができ図６（ｈ）に示す如
く試料表面の凹凸に等しい対称的な出力波形を得ること
ができる。
出力は反射電子係数の逆数に略比例するため、図６
（ｆ）に示す如く元素のみに依存する出力を得ることが
できる。そこで、本実施例では吸収電流検出器１１の出
力を乗算補正回路１２へ導き、元素Ａ、元素Ｂの吸収電
流係数が等しい、従って反射電子強度が等しくなるよう
に元素Ａの出力を基準とし元素Ａ、元素Ｂの係数比を乗
算（元素Ｂ側の検出信号を１．２倍）して原子番号によ
る振幅補正を行うことにより、その出力波形は図６
（ｇ）に示す如く極性の異なった同振幅の対称波形な
る。これを積分回路７により積分すれば元素の違いによ
る影響を完全に排除することができ図６（ｈ）に示す如
く試料表面の凹凸に等しい対称的な出力波形を得ること
ができる。
【００１９】図７、図８は本発明の他の実施例を示す
図、図９は補正方法を説明するための図である。
図、図９は補正方法を説明するための図である。
【００２０】図７は入射電子線変化量により補正するよ
うにしたものであり、試料の形状、検出器の配置等は図
１の場合と同様であり、図１と同一番号は同一内容を示
している。なお、１０ー１、１０ー２は除算補正回路、
２０は入射電子線変化量検出器、２１は電流増幅器であ
る。
うにしたものであり、試料の形状、検出器の配置等は図
１の場合と同様であり、図１と同一番号は同一内容を示
している。なお、１０ー１、１０ー２は除算補正回路、
２０は入射電子線変化量検出器、２１は電流増幅器であ
る。
【００２１】図７において、電子銃より放出された電子
線１は電子レンズにより集束され、対物絞りの上部に配
置された入射電子線変化量検出器２０、または対物絞り
を兼ね備えた入射電子線変化量検出器に直接入射し、対
物絞りを通過して対物レンズにより細く集束されて偏向
装置３により試料面上を走査され、試料より発する反射
電子線５が試料法線に対して対称に配置された反射電子
検出器４Ａ、４Ｂにより検出される。この場合検出器４
Ａ及び４Ｂにより検出される信号の内、凹凸に依存する
部分は極性が逆の変化を示すためそれぞれの検出信号は
図９（ｂ）、（ｃ）に示す如く変化する。そして、それ
ぞれの検出信号を減算回路６に導いて減算を行えば、図
９（ｄ）に示す如く凹凸のみに依存した出力を得ること
ができる。減算回路６の出力を直接積分回路７へ導いて
積分すれば図９（ｅ）に示す如く試料表面の断面形状に
対し、相似形の出力波形を得ることができ、この出力波
形に対し、予め高さ校正用試料で振幅の校正を行ってお
けば高さ方向Ｚの定量的な測定ができる。
線１は電子レンズにより集束され、対物絞りの上部に配
置された入射電子線変化量検出器２０、または対物絞り
を兼ね備えた入射電子線変化量検出器に直接入射し、対
物絞りを通過して対物レンズにより細く集束されて偏向
装置３により試料面上を走査され、試料より発する反射
電子線５が試料法線に対して対称に配置された反射電子
検出器４Ａ、４Ｂにより検出される。この場合検出器４
Ａ及び４Ｂにより検出される信号の内、凹凸に依存する
部分は極性が逆の変化を示すためそれぞれの検出信号は
図９（ｂ）、（ｃ）に示す如く変化する。そして、それ
ぞれの検出信号を減算回路６に導いて減算を行えば、図
９（ｄ）に示す如く凹凸のみに依存した出力を得ること
ができる。減算回路６の出力を直接積分回路７へ導いて
積分すれば図９（ｅ）に示す如く試料表面の断面形状に
対し、相似形の出力波形を得ることができ、この出力波
形に対し、予め高さ校正用試料で振幅の校正を行ってお
けば高さ方向Ｚの定量的な測定ができる。
【００２２】しかし試料への入射電子線が変化した場
合、試料の高さ方向Ｚの測定値が図９（ｅ）の一点鎖線
で示すＺH 又はＺL の如く変化し、正確な測定値とはな
らない。そこで、入射電子線量の変化分を入射電子線変
化量検出器２０により検出し、電流増幅器２１により適
正な値まで増幅した後、この変化分出力で減算回路６の
出力を除算補正回路１０ー１で基準出力Ｚに対する
ＺH ，ＺL の変動係数比率分（図ではＺH / Ｚ＝1.2 /1
又はＺL ＝0.8/1 ＝0.8 ）の値で補正を行えば変動分を
補正することが可能である。そして、この信号を表示装
置１０に描かせることにより入射電子線量の変化分の影
響を排除した凹凸の表面形態を得ることができ、図９
（ｅ）の実線部分に示すように高さ方向Ｚ等の定量測定
を正確に行うことができる。
合、試料の高さ方向Ｚの測定値が図９（ｅ）の一点鎖線
で示すＺH 又はＺL の如く変化し、正確な測定値とはな
らない。そこで、入射電子線量の変化分を入射電子線変
化量検出器２０により検出し、電流増幅器２１により適
正な値まで増幅した後、この変化分出力で減算回路６の
出力を除算補正回路１０ー１で基準出力Ｚに対する
ＺH ，ＺL の変動係数比率分（図ではＺH / Ｚ＝1.2 /1
又はＺL ＝0.8/1 ＝0.8 ）の値で補正を行えば変動分を
補正することが可能である。そして、この信号を表示装
置１０に描かせることにより入射電子線量の変化分の影
響を排除した凹凸の表面形態を得ることができ、図９
（ｅ）の実線部分に示すように高さ方向Ｚ等の定量測定
を正確に行うことができる。
【００２３】また、検出器４Ａ及び４Ｂにより検出され
る信号を加算する加算回路９の出力も同様に除算補正回
路１０ー２で基準出力Ｚに対するＺH ，ＺL の変動係数
比率分の値で補正を行えば、振幅が常に補正された出力
を得ることができるので、正確な組成元素像を表示する
ことが可能である。
る信号を加算する加算回路９の出力も同様に除算補正回
路１０ー２で基準出力Ｚに対するＺH ，ＺL の変動係数
比率分の値で補正を行えば、振幅が常に補正された出力
を得ることができるので、正確な組成元素像を表示する
ことが可能である。
【００２４】図８は入射電子線の変化分を電子線発生用
高圧回路３２の一部から入射電子線の変化量のみの検出
を電流検出回路３３により検出し、また集束用電子レン
ズ３０の制御回路３１による入射電子線量の変化分に相
当する制御電圧を制御回路３１に内蔵する電圧増幅器に
より適正な値まで増幅した後、これらの変化分出力で減
算回路６の出力を、図９（ｅ）の基準出力（実線部分）
を基準として除算補正回路１０ー１において除算し、一
点鎖線で示される変動部分の補正を行えば図９（ｅ）の
実線部分に示すように高さ方向Ｚ等の正確な定量測定を
行うことができる。
高圧回路３２の一部から入射電子線の変化量のみの検出
を電流検出回路３３により検出し、また集束用電子レン
ズ３０の制御回路３１による入射電子線量の変化分に相
当する制御電圧を制御回路３１に内蔵する電圧増幅器に
より適正な値まで増幅した後、これらの変化分出力で減
算回路６の出力を、図９（ｅ）の基準出力（実線部分）
を基準として除算補正回路１０ー１において除算し、一
点鎖線で示される変動部分の補正を行えば図９（ｅ）の
実線部分に示すように高さ方向Ｚ等の正確な定量測定を
行うことができる。
【００２５】加算回路９の出力についても同様に補正す
ることにより、振幅が常に補正された出力を得ることが
でき、正確な組成元素像や組成元素分布を図２の反射電
子係数曲線より平均原子番号として特定し、表示するこ
とも可能である。
ることにより、振幅が常に補正された出力を得ることが
でき、正確な組成元素像や組成元素分布を図２の反射電
子係数曲線より平均原子番号として特定し、表示するこ
とも可能である。
【００２６】なお、上記実施例では電子線を試料面上で
１次元的に走査し、一対配置した検出器で検出する場合
について説明したが、複数対の検出器、例えば試料法線
に対し４方向に略対称に検出器を配置した場合にも、電
子線を２次元的に走査させ、取り込んだ画像信号をフレ
ームメモリ等に記憶させ、記憶された画像信号を左右上
下方向に対しても異種の組成元素の補正を上記実施例と
同様に行うようにしてもよい。また、除算補正後の積分
信号を用いて試料の高さ測定に限らず、表面粗さ測定を
行うことも可能である。また、表示装置においてアナロ
グ信号またはデジタル信号処理し、１ライン毎の断面形
状の表示並びに測定だけでなく立体的な体積比、等高線
表示、山及び谷等の立体的な粗さ等を測定し、立体像解
析を行うことが可能である。さらに、検出器は反射電子
検出器を用いた例について説明したが、２次電子検出器
を複数対備えた場合も実施可能であり、その場合も、組
成元素と発生効率係数、性状の実測値等を加味した補正
を同様に行うようにすればよい。
１次元的に走査し、一対配置した検出器で検出する場合
について説明したが、複数対の検出器、例えば試料法線
に対し４方向に略対称に検出器を配置した場合にも、電
子線を２次元的に走査させ、取り込んだ画像信号をフレ
ームメモリ等に記憶させ、記憶された画像信号を左右上
下方向に対しても異種の組成元素の補正を上記実施例と
同様に行うようにしてもよい。また、除算補正後の積分
信号を用いて試料の高さ測定に限らず、表面粗さ測定を
行うことも可能である。また、表示装置においてアナロ
グ信号またはデジタル信号処理し、１ライン毎の断面形
状の表示並びに測定だけでなく立体的な体積比、等高線
表示、山及び谷等の立体的な粗さ等を測定し、立体像解
析を行うことが可能である。さらに、検出器は反射電子
検出器を用いた例について説明したが、２次電子検出器
を複数対備えた場合も実施可能であり、その場合も、組
成元素と発生効率係数、性状の実測値等を加味した補正
を同様に行うようにすればよい。
【００２７】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、試料表面
を単一金属でコーティングする必要がなく、コーティン
グを行った場合の試料表面のバラツキによる影響も排除
でき、正確な表面凹凸形態の表示及び定量的な測定が原
理的に可能となる。また、試料表面に入射する電子線量
を固定する必要が無く、反復して強度補正をせねばなら
ない複雑さも排除でき、正確な表面凹凸形態の表示及び
定量的な測定が原理的に広範囲に亙り可能となる。
を単一金属でコーティングする必要がなく、コーティン
グを行った場合の試料表面のバラツキによる影響も排除
でき、正確な表面凹凸形態の表示及び定量的な測定が原
理的に可能となる。また、試料表面に入射する電子線量
を固定する必要が無く、反復して強度補正をせねばなら
ない複雑さも排除でき、正確な表面凹凸形態の表示及び
定量的な測定が原理的に広範囲に亙り可能となる。
【図１】 本発明の一実施例を示す図である。
【図２】 原子番号と反射電子係数の関係を示す図であ
る。
る。
【図３】 図１の各部における波形図である。
【図４】 本発明の他の実施例を示す図である。
【図５】 原子番号と吸収電流係数の関係を示す図であ
る。
る。
【図６】 図４の各部における波形図である。
【図７】 本発明の他の実施例を示す図である。
【図８】 本発明の他の実施例を示す図である。
【図９】 図７、図８の各部における波形図である。
１…電子線、２…試料、３…偏向コイル、４Ａ，４Ｂ…
反射電子検出器、５…反射電子、６…減算回路、７…積
分回路、８…表示装置、９…加算回路、１０，１０ー
１，１０ー２…除算補正回路、１１…吸収電流検出器、
１２…乗算補正回路、２０…入射電子線変化量検出器、
３０…集束用電子レンズ、３１…制御回路、３２…電子
線発生用高圧回路、３３…電流検出回路。
反射電子検出器、５…反射電子、６…減算回路、７…積
分回路、８…表示装置、９…加算回路、１０，１０ー
１，１０ー２…除算補正回路、１１…吸収電流検出器、
１２…乗算補正回路、２０…入射電子線変化量検出器、
３０…集束用電子レンズ、３１…制御回路、３２…電子
線発生用高圧回路、３３…電流検出回路。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭63−51038（ＪＰ，Ａ) 特開 昭57−50289（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−186739（ＪＰ，Ａ) 特開 昭57−42129（ＪＰ，Ａ) 特公 昭40−17999（ＪＰ，Ｂ１) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) G01B 15/00 G01N 23/225 H01J 37/22 H01J 37/244 H01J 37/28
Claims (3)
- 【請求項１】 電子線を試料面上において走査し、試料
法線に対して略対称な方向に発生する電子線をそれぞれ
の方向に配置された検出器により検出し、各検出信号に
基づいて試料表面の状態を測定する装置において、各検
出信号間の減算を行う減算回路と、各検出信号間の加算
を行う加算回路と、加算回路出力で減算回路出力を除算
補正する除算補正回路と、除算補正回路出力を積分する
積分回路とを備えたことを特徴とする電子線による試料
表面の状態測定装置。 - 【請求項２】 電子線を試料面上において走査し、試料
法線に対して略対称な方向に発生する電子線をそれぞれ
の方向に配置された検出器により検出し、各検出信号に
基づいて試料表面の状態を測定する装置において、各検
出信号間の減算を行う減算回路と、試料吸収電流検出器
と、試料吸収電流検出値で減算回路出力を乗算補正する
乗算補正回路と、乗算補正回路出力を積分する積分回路
とを備えたことを特徴とする電子線による試料表面の状
態測定装置。 - 【請求項３】 電子線を試料面上において走査し、試料
法線に対して略対称な方向に発生する電子線をそれぞれ
の方向に配置された検出器により検出し、各検出信号に
基づいて試料表面の状態を測定する装置において、各検
出信号間の減算を行う減算回路と、各検出信号を加算す
る加算回路と、入射電子線変化量により減算回路出力、
加算回路出力を除算補正する除算補正回路と、除算補正
回路出力を積分する積分回路とを備えたことを特徴とす
る電子線による試料表面の凹凸形状測定装置。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3038491A JP2754096B2 (ja) | 1991-03-05 | 1991-03-05 | 電子線による試料表面の状態測定装置 |
| GB9202562A GB2255253B (en) | 1991-03-05 | 1992-02-07 | Scanning electron microscope |
| US07/844,250 US5182454A (en) | 1991-03-05 | 1992-03-02 | Scanning electron microscope |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3038491A JP2754096B2 (ja) | 1991-03-05 | 1991-03-05 | 電子線による試料表面の状態測定装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04276509A JPH04276509A (ja) | 1992-10-01 |
| JP2754096B2 true JP2754096B2 (ja) | 1998-05-20 |
Family
ID=12526736
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3038491A Expired - Fee Related JP2754096B2 (ja) | 1991-03-05 | 1991-03-05 | 電子線による試料表面の状態測定装置 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
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| JP (1) | JP2754096B2 (ja) |
| GB (1) | GB2255253B (ja) |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| US5586321A (en) * | 1995-02-21 | 1996-12-17 | Ramot Ltd. | Diffracting token router and applications thereof |
| US5869833A (en) * | 1997-01-16 | 1999-02-09 | Kla-Tencor Corporation | Electron beam dose control for scanning electron microscopy and critical dimension measurement instruments |
| JPH1167139A (ja) * | 1997-08-25 | 1999-03-09 | Hitachi Ltd | 走査電子顕微鏡 |
| EP0949652A1 (de) * | 1998-03-24 | 1999-10-13 | Institut für Festkörper- und Werkstofforschung Dresden e.V. | Verfahren zur Erzeugung von Echtzeit-Stereobildern von Werkstoffproben mittels Teilchenstrahl-Rastermikroskopen |
| JP2000048758A (ja) * | 1998-07-28 | 2000-02-18 | Nikon Corp | 反射電子検出装置 |
| JP2000275197A (ja) | 1999-03-25 | 2000-10-06 | Fuji Photo Optical Co Ltd | Ｘ線分析装置およびこれを使用した測定方法 |
| JP2001093455A (ja) * | 1999-09-21 | 2001-04-06 | Nikon Corp | 電子ビーム装置 |
| JP4312910B2 (ja) * | 1999-12-02 | 2009-08-12 | 株式会社日立製作所 | レビューｓｅｍ |
| CN101233444B (zh) * | 2005-07-30 | 2010-12-08 | 电子线技术院株式会社 | 利用微柱检验精细图案和形态的检验设备 |
| JP5530959B2 (ja) * | 2011-02-28 | 2014-06-25 | 株式会社アドバンテスト | パターン高さ測定装置及びパターン高さ測定方法 |
| JP6088337B2 (ja) * | 2013-04-17 | 2017-03-01 | 株式会社アドバンテスト | パターン検査方法及びパターン検査装置 |
Family Cites Families (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3329813A (en) * | 1964-08-25 | 1967-07-04 | Jeol Ltd | Backscatter electron analysis apparatus to determine elemental content or surface topography of a specimen |
| US3351755A (en) * | 1964-09-25 | 1967-11-07 | Applied Res Lab Inc | Method of and apparatus for spectroscopic analysis having compensating means for uncontrollable variables |
| JPH0643885B2 (ja) * | 1984-05-25 | 1994-06-08 | 株式会社日立製作所 | 荷電粒子マイクロプロ−ブ装置 |
| DE3677034D1 (de) * | 1985-03-11 | 1991-02-28 | Nippon Telegraph & Telephone | Methode und geraet zum testen eines integrierten elektronischen bauteils. |
| DE3602366A1 (de) * | 1986-01-27 | 1987-07-30 | Siemens Ag | Verfahren und anordnung zum nachweis der auf einer probe von einem primaeren korpuskularstrahl ausgeloesten sekundaerkorpuskeln |
| JPS62190405A (ja) * | 1986-02-17 | 1987-08-20 | Hitachi Ltd | 電子ビ−ム測長装置 |
| JP2786207B2 (ja) * | 1988-08-26 | 1998-08-13 | 株式会社日立製作所 | 走査型顕微鏡における表面形状算出方法 |
-
1991
- 1991-03-05 JP JP3038491A patent/JP2754096B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
1992
- 1992-02-07 GB GB9202562A patent/GB2255253B/en not_active Expired - Fee Related
- 1992-03-02 US US07/844,250 patent/US5182454A/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| GB9202562D0 (en) | 1992-03-25 |
| US5182454A (en) | 1993-01-26 |
| GB2255253B (en) | 1994-09-14 |
| GB2255253A (en) | 1992-10-28 |
| JPH04276509A (ja) | 1992-10-01 |
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|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |