JP2824679B2 - 荷電粒子線装置 - Google Patents
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Description
次元的に走査し、この走査に伴って試料より発生する反
射電子を一対の反射電子検出素子で検出し、この一対の
検出素子の出力信号に基づいて試料像を表示するように
した走査型電子顕微鏡等の荷電粒子線装置に関し、特
に、一対の反射電子検出素子を電子線等の荷電粒子線の
走査領域外の一方に偏移配置可能に構成して、試料の組
成像、凹凸像に加えて、試料の立体像を表示可能にした
荷電粒子線装置に関する。
ナライザー(EPMA)等の試料上において電子線等の荷電
粒子線を2次元的に走査し、この走査に伴って試料より
発生する反射電子を一対の反射電子検出素子で検出し、
この一対の検出素子の出力信号に基づいて試料像を表示
するようにした荷電粒子線装置においては、入射電子ビ
ームに対して対称の位置に半導体素子を使った反射電子
検出素子が配置されていた。このように反射電子検出素
子を配置すると、試料から発生する反射電子信号を演算
処理することによって、組成信号と凹凸信号に分離し
て、それぞれ組成像と凹凸像を形成することができる。
第6図の説明図を用いてこの点を説明すると、図の
(a)のように試料に組成の違いだけがあり、表面に凹
凸はないものとすると、反射電子の強度は原子番号にほ
ぼ比例するので、例えば、図示のように試料上で入射電
子ビームの左側に配置された反射電子検出素子Aによる
検出信号は図示Aのようになり、入射電子ビームの右側
に配置された反射電子検出素子Bによる検出信号は図示
Bのようになる。したがって、信号AとBの和は信号A
+Bのようになり、それらの差は信号A−Bのようにな
る。反射電子検出素子AとBは入射電子ビームに対して
対称に配置されているので、和信号A+Bは試料の組成
分布を表す組成像になるが、差信号A−Bはゼロにな
り、何らの像信号も有しない。また、第6図の(b)の
ように試料に組成の違いがなく、表面の凹凸の違いのみ
があるものとすると、左右の反射電子検出素子A、Bに
入射する反射電子の量は入射電子ビームが当たる点表面
の傾きによって異なるので、例えば、図示のように反射
電子検出素子Aによる検出信号は図示Aのようになり、
また、反射電子検出素子Bによる検出信号は図示Bのよ
うになる。したがって、信号AとBの和は信号A+Bの
ようになり、それらの差は信号A−Bのようになる。反
射電子検出素子AとBに入る総反射電子量は一定である
と見なせるので、和信号A+Bは一定の値になり、何ら
像信号を含んでいない。これに対し、差信号A−Bは図
示のように表面の凹凸を表現する凹凸像になる。したが
って、両検出素子からの信号の合算信号から試料の組成
像が、また、減算信号から試料の凹凸像が得られること
になる。ここで言う凹凸像とは、水平に置かれた試料に
対して真上から照明を当て、真上から見た像のことであ
り、立体感に乏しく、試料表面の凹凸の激しい試料の観
察には不向きである。また、このように入射電子ビーム
に対して左右対称に配置された一対の検出素子A、Bか
らなる反射電子検出器では、構造的、原理的に試料を傾
斜してあらゆる方向からの立体的画像を形成することが
できない。その理由は、このような反射電子検出器は試
料に近接して配置しなければならず、試料を傾斜しよう
とするとAとB何れかの検出素子に試料が突き当たるお
それがあるためである。
チレータ、ライトガイド、光電子増倍管から構成されて
いる二次電子検出器では、前記の半導体素子を使った反
射電子検出器よりも立体的な画像を形成することができ
ると共に、試料の傾斜も可能である。しかし、シンチレ
ータ、ライトガイド、光電子増倍管から構成されている
二次電子検出器で形成される立体的な画像は二次電子像
であり、反射電子像ではない。また、この画像には、当
然のことながら組成信号と凹凸信号の両方が含まれてお
り、これらの信号を分離して組成像のみ、または凹凸像
のみを表示することができない。さらに、このような二
次電子検出器においては、シンチレータの前面に高電圧
をかけているので低真空中に配置すると放電を起こすの
で、低真空走査型電子顕微鏡に用いることができない問
題点もある。
を解決するために完成されたものであり、従来の一対の
半導体素子からなる反射電子検出器を用いる走査型電子
顕微鏡等において、反射電子検出器の配置に工夫を施す
ことにより、試料傾斜を可能とし、組成信号と凹凸信号
を含む立体的な画像を形成すると共に、必要に応じて組
成信号と凹凸信号を分離して組成像のみ、又は、凹凸像
のみを表示可能とした装置を提供することを目的とする
ものである。
のである。すなわち、本発明の走査型電子顕微鏡等の荷
電粒子線装置は、試料上において電子線等の荷電粒子線
を2次元的に走査し、この走査に伴って試料より発生す
る反射電子を一対の反射電子検出素子で検出し、この一
対の検出素子の出力信号を合算又は減算処理した信号か
らいずれかを選択して試料像を表示するようにした装置
において、前記一対の反射電子検出素子を前記荷電粒子
線に対して対称な配置位置から一体のまま前記荷電粒子
線の走査領域から外れた同じ方向の位置であって、前記
荷電粒子線にほぼ垂直な同一面上の位置に位置調節可能
に構成し、前記一対の反射電子検出器が前記荷電粒子線
の走査領域から外れた状態において、反射電子を検出し
て画像表示を行い、前記一対の反射電子検出素子から得
られる信号を合算処理して試料の立体像を得ることを特
徴とするものである。
子を用いるのが典型的である。
して対称な配置位置から一体のまま前記荷電粒子線の走
査領域から外れた同じ方向の位置であって、前記荷電粒
子線にほぼ垂直な同一面上の位置に位置調節可能に構成
し、一対の反射電子検出器が荷電粒子線の走査領域から
外れた状態において、反射電子を検出して画像表示を行
い、一対の反射電子検出素子から得られる信号を合算処
理して試料の立体像を得るため、立体的な画像、組成
像、凹凸像の3種類の画像が形成できる。また、立体的
な画像においては、一対の反射電子検出素子と荷電粒子
線との距離を変えることによって、又は、図示しない試
料ステージのz動を変えることによって、試料表面の凹
凸の影の量を制御し、立体感を調整することもできる。
領域から外れた同じ方向の位置に配置した状態において
は、試料又は試料台を反射電子検出素子に接触させない
で、試料台を傾斜させることができるため、試料表面の
あらゆる方向からの立体的な画像を観察することができ
る。
ロアナライザー(EPMA)等の試料上において電子線等の
荷電粒子線を2次元的に走査し、この走査に伴って試料
より発生する電子を検出して、その信号に基づいて試料
像を表示するようにした荷電粒子線装置の検出器に関す
るものである。第1図は本発明の原理を示すための模式
図である。上記のような装置においては、真空に保たれ
た試料室2中に置かれている試料台3上に載置された試
料4を、図示してない電子源から照射された入射電子ビ
ーム1が走査するように構成されている。電子ビーム1
が試料台3上の試料4を照射すると、二次電子や反射電
子などの信号が試料4の表面より発生する。この中の反
射電子5a、5bは、入射電子ビーム1の走査領域から外れ
た同じ方向であって、試料4の上側に相互に離れて、入
射電子ビーム1にほぼ垂直な同一面上に配置されている
一対の半導体反射電子検出素子6a、6bによって検出され
る。検出素子6a、6bによって検出された信号は、それぞ
れ試料4表面の組成信号と凹凸信号を同時に含んでお
り、なおかつ、検出素子6a、6bは入射電子ビーム1に対
して同じ方向に配置されているため、検出素子6a、6bで
検出された信号を合算処理すると、組成信号と凹凸信号
を含んだ立体的な画像を形成することができる。これら
をもう少し説明すると、例えば、第2図に示すように、
試料4上に4′のような突起がある場合、図で突起4′
の右側に入射電子ビーム1が当たると、その点から生じ
て左側に配置された検出素子6a、6bに入射すべき反射電
子5a、5bの一部はこの突起4′によってケラれるため、
検出素子6a、6bによって検出される信号は本来の強さよ
りも弱くなる。したがって、上記の合算信号によって合
成される画像は、あたかも検出素子6a、6bの位置に光源
を置いて試料4を照明し、入射電子ビーム1の方向から
試料4を見た時のように、試料4の表面形状に応じて影
ができた画像になり、立体感に富んだ画像になる。ま
た、一対の反射電子検出素子6a、6bと入射電子ビーム1
との距離を変えることによって、又は、図示しない試料
ステージのz動を変えることによって、試料表面の凹凸
の影の量を制御し、立体感を調整することもできる。こ
のように、本発明によると、一対の反射電子検出素子6
a、6bを入射電子ビーム1の走査領域から外れた同じ方
向であって、試料4の上側に相互に離れて、入射電子ビ
ーム1にほぼ垂直な同一面上に配置することにより、試
料4表面の立体像を得ることができる。
て、試料4を入射電子ビーム1に対して傾斜させたとき
の模式図であり、試料4をあらゆる方向から見るのに適
していると共に、試料4の傾斜角を変えて両眼視差によ
る立体画像を得ようとする場合等に有効である。このよ
うに、本発明においては、一対の反射電子検出素子6a、
6bを入射電子ビーム1の走査領域から外れた同じ方向に
配置可能であるため、試料台を傾斜しても試料又は試料
台が検出素子6a、6bに接触しないようにできるので、試
料を傾斜して観察することができる。
互位置を変えないで一体のまま入射電子ビーム1を横切
って入射電子ビーム1に対して対称に調整して配置した
場合の模式図であり、検出素子6aと6bの間を通して入射
電子ビーム1を試料4に照射して走査する。これは、ま
さに第6図に示した従来の反射電子検出器の配置であ
り、反射電子5aを検出した検出素子6aの信号と反射電子
5bを検出した検出素子6bの信号を合算処理した信号で画
像を表示すると組成像となり、これらを減算処理をした
信号をもとに画像を表示すると凹凸像となることは、前
記した通りである。
図であり、6a、6bは半導体反射電子検出素子を示してお
り、7は入射電子ビーム1通過用の孔を示している。8
は両検出素子6a、6b間の離間部である。反射電子検出素
子6a、6bは通常シリコン等のP−N接合からなるもので
あるが、必ずしもこれに限られるものではない。
子6a、6bからなる反射電子検出器を一体のまま、装置の
外の真空外から、第1図の位置から第4図の位置へ、又
はその逆の方向へ位置調整が可能な構造に構成できるた
め、組成信号と凹凸信号を含む立体的な画像を形成でき
ると共に、必要に応じて組成信号と凹凸信号とを分離し
た組成像のみ、又は、凹凸像のみの3種類の画像を形成
することのできる装置を構成することができる。
アナライー等の荷電粒子線装置においては、一対の反射
電子検出素子を前記荷電粒子線に対して対称な配置位置
から一体のまま前記荷電粒子線の走査領域から外れた同
じ方向の位置であって、前記荷電粒子線にほぼ垂直な同
一面上の位置に位置調節可能に構成し、一対の反射電子
検出器が荷電粒子線の走査領域から外れた状態におい
て、反射電子を検出して画像表示を行い、一対の反射電
子検出素子から得られる信号を合算処理して試料の立体
像を得るため、立体的な画像、組成像、凹凸像の3種類
の画像が形成できる。また、立体的な画像において、一
対の反射電子検出素子と荷電粒子線との距離を変えるこ
とによって、又は、図示しない試料ステージのz動を変
えることによって、試料表面の凹凸の影の量を制御し、
立体感を調整することもできる。
領域から外れた同じ方向の位置に配置した状態において
は、試料台を傾斜させることができるため、試料表面の
あらゆる方向からの立体的な画像を観察することができ
る。この時、試料台は、電子線等の荷電粒子線の照射点
を試料表面に保ったまま、試料を傾斜、平行移動するこ
とができるユーセントリック式構造にすることができ、
試料台を傾斜しても試料または試料台が反射電子検出素
子に接触しないようにできる。
発明の原理によって試料の像が立体感に富んだ画像にな
ることを説明するための図、第3図は試料を入射電子ビ
ームに対して傾斜させたときの模式図、第4図は半導体
反射電子検出素子を入射電子ビームに対して対称に配置
した場合の模式図、第5図は半導体反射電子検出素子か
らなる反射電子検出器の1例の平面図、第6図は入射電
子ビームに対して対称な位置に一対の反射電子検出器を
配置した場合に組成像と凹凸像を分離して得られる原理
を示すための図である。 1……入射電子ビーム、2……試料室、3……試料台、
4……試料、4′……試料上の突起、5a、5b……反射電
子、6a、6b……半導体反射電子検出素子、7……入射電
子ビーム通過用の孔、8……一対の反射電子検出素子間
の離間部
Claims (1)
- 【請求項1】試料上において電子線等の荷電粒子線を2
次元的に走査し、この走査に伴って試料より発生する反
射電子を一対の反射電子検出素子で検出し、この一対の
検出素子の出力信号を合算又は減算処理した信号からい
ずれかを選択して試料像を表示するようにした走査型電
子顕微鏡等の荷電粒子線装置において、前記一対の反射
電子検出素子を前記荷電粒子線に対して対称な配置位置
から一体のまま前記荷電粒子線の走査領域から外れた同
じ方向の位置であって、前記荷電粒子線にほぼ垂直な同
一面上の位置に位置調節可能に構成し、前記一対の反射
電子検出器が前記荷電粒子線の走査領域から外れた状態
において、反射電子を検出して画像表示を行い、前記一
対の反射電子検出素子から得られる信号を合算処理して
試料の立体像を得ることを特徴とする荷電粒子線装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP1305943A JP2824679B2 (ja) | 1989-11-24 | 1989-11-24 | 荷電粒子線装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP1305943A JP2824679B2 (ja) | 1989-11-24 | 1989-11-24 | 荷電粒子線装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH03165438A JPH03165438A (ja) | 1991-07-17 |
JP2824679B2 true JP2824679B2 (ja) | 1998-11-11 |
Family
ID=17951168
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP1305943A Expired - Fee Related JP2824679B2 (ja) | 1989-11-24 | 1989-11-24 | 荷電粒子線装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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JPWO2015118605A1 (ja) * | 2014-02-04 | 2017-03-23 | 富士通株式会社 | 材料評価装置及び方法 |
Family Cites Families (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS62158758U (ja) * | 1986-03-28 | 1987-10-08 | ||
JPH0166747U (ja) * | 1987-10-26 | 1989-04-28 |
-
1989
- 1989-11-24 JP JP1305943A patent/JP2824679B2/ja not_active Expired - Fee Related
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JPH03165438A (ja) | 1991-07-17 |
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