JP2838323B2 - 走査型電子顕微鏡 - Google Patents

走査型電子顕微鏡

Info

Publication number
JP2838323B2
JP2838323B2 JP3053809A JP5380991A JP2838323B2 JP 2838323 B2 JP2838323 B2 JP 2838323B2 JP 3053809 A JP3053809 A JP 3053809A JP 5380991 A JP5380991 A JP 5380991A JP 2838323 B2 JP2838323 B2 JP 2838323B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
insulating film
magnetic
electron microscope
scanning electron
sample
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.)
Expired - Lifetime
Application number
JP3053809A
Other languages
English (en)
Other versions
JPH05174766A (ja
Inventor
護 中筋
正平 鈴木
弘泰 清水
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nikon Corp
Original Assignee
Nikon Corp
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nikon Corp filed Critical Nikon Corp
Priority to JP3053809A priority Critical patent/JP2838323B2/ja
Publication of JPH05174766A publication Critical patent/JPH05174766A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP2838323B2 publication Critical patent/JP2838323B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、走査型電子顕微鏡に関
し、特にいわゆるインレンズ型対物レンズをもつ走査型
電子顕微鏡において対物レンズの磁極間隔を短くしかつ
試料の表面を平面磁極に接近させることが可能な試料保
持技術に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、一対の磁極を備えかつ該磁極の間
に試料を挿入するいわゆるインレンズ型の対物レンズを
備えた走査型電子顕微鏡が知られている。(例えば、特
開昭61−2249号)。このような走査型電子顕微鏡
においては、磁気レンズの一方の磁極を構成する電磁軟
鉄や熱処理を行なったパーマロイなどの強磁性体の板の
上に半導体ウェーハなどの試料が保持装置によって固定
される構造となっていた。このような構造を有する走査
型電子顕微鏡では、半導体ウェーハのような大きな試料
を短い焦点距離の対物レンズで観察でき、高分解能での
像観察などを行なうことが可能であった。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】ところが、上述のよう
な従来の走査型電子顕微鏡においては、一方のレンズ磁
極の上にウェーハ保持装置が設けられていたが、このウ
ェーハ保持装置としては厚みが大きい静電チャック装置
や機械的なウェーハ保持装置が用いられていた。このた
め、磁気レンズの磁極間距離をあまり短くすることがで
きず、色収差係数をあまり小さくできないという不都合
があった。
【0004】また、ウェーハ表面とレンズ磁場の最も大
きい平面磁極との間の距離が大きく離れるため、電子ビ
ームを集束するためにかなり大きなアンペアターン(A
T)の励磁電流を必要とするという不都合もあった。
【0005】本発明の目的は、このような従来の装置に
おける問題点に鑑みてなされたもので、インレンズ型の
対物レンズを有する走査型電子顕微鏡において、対物レ
ンズを構成する磁気レンズの磁極間隔を大幅に短縮しか
つ試料表面を一方の平面磁極に限りなく接近させ、もっ
て色収差係数を小さくしかつ電子ビームの集束に必要な
励磁電流を低減することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明では、一対の磁極を備えかつ該磁極の間に試
料を挿入するインレンズ型の対物レンズを有する走査型
電子顕微鏡において、前記磁極の一方を形成する磁性材
料部材に前記試料を静電吸着させる手段を設けたことを
特徴とする。
【0007】具体的には、前記磁極の一方を形成する磁
性材料部材上に薄い絶縁膜を設け、かつこの絶縁膜上に
載置される試料と前記磁性材料部材との間に電圧を印加
する手段を設ける。
【0008】あるいは、前記磁極の一方を形成する磁性
材料部材上に薄い絶縁膜を設け、この絶縁膜上に導電性
電極膜を形成し、該導電性電極膜上にさらに第2の薄い
絶縁膜を形成し、この第2の絶縁膜上に載置された試料
と前記導電性電極膜との間に電圧を印加する手段を用い
る。
【0009】さらに別の態様として、前記磁極の一方を
形成する磁性材料部材上に薄い絶縁膜を設け、この絶縁
膜上に少なくとも一対の導電膜電極を設け、この導電膜
電極上にさらに第2の薄い絶縁膜を設け、前記導電膜電
極の間に電圧を印加する手段を用いる。
【0010】また、本発明に係わる走査型電子顕微鏡
は、別の観点から見れば、穴付磁極よりなる第1極と、
穴なし平面磁極よりなる第2極とを有し、前記第1極と
前記第2極との間に、静電吸着装置に吸着固定した試料
を挿入するインレンズ型の対物レンズ、を備えた走査型
電子顕微鏡において、前記第2極を前記静電吸着装置の
基台として兼用した構成を有する。
【0011】
【作用】上記構成に係わる走査型電子顕微鏡において
は、前記磁極の一方を形成する磁性材料部材と試料との
間に絶縁膜を介して電圧を印加することにより試料を静
電吸着する。この場合、絶縁膜の厚さを数ミクロン程度
と薄くすることによりウェーハのような試料が前記一方
の磁極を形成する磁性材料部材上に強力に吸着される。
特に、一方の磁極として穴なし平面磁極を用いることに
より、ウェーハが該平面磁極に吸着されかつ平面矯正さ
れるから高精度の走査型電子顕微鏡が実現できる。ま
た、レンズの磁極間にはウェーハとわずか数ミクロンの
厚さの絶縁膜しかないので、磁極間隔をきわめて短くす
ることが可能になり、レンズの色収差係数、球面収差係
数をきわめて小さくすることができる。
【0012】また、前記磁極の一方を形成する磁性材料
部材上に絶縁膜を介して導電性電極膜を形成し、さらに
その上に第2の絶縁膜を形成した構造においては、第2
の絶縁膜上に載置された試料と導電性電極膜との間に電
圧を印加することにより同様にして試料の吸着を行なう
ことができ、かつ磁極間距離もかなり短くすることがで
きる。また、この場合は一方の磁極を構成する磁性材料
部材に電圧を印加する必要がなく該磁性材料部材をグラ
ンドから絶縁する等の必要性がなくなる。
【0013】また、前記磁極の一方を形成する磁性材料
部材上に絶縁膜を設け、この絶縁膜上に一対の導電膜電
極を形成する場合には、この導電膜電極にそれぞれ正お
よび負の電圧を印加することにより試料を吸着すること
ができるとともに、試料および前記磁極の一方を形成す
る磁性材料部材との間に電圧を印加しあるいはアースか
ら絶縁する必要性がなくなる。
【0014】すなわち、本発明に係わる走査型電子顕微
鏡においては、通常穴なし平面磁極とされる一方の磁極
を静電吸着装置の基台として兼用することにより磁極間
隔をきわめて短くし、かつ試料表面を該平面磁極に接近
させることが可能になる。
【0015】
【実施例】以下、図面により本発明の実施例を説明す
る。図1は、本発明の第1の実施例に係わる走査型電子
顕微鏡の主要部である対物レンズ近傍の構造を示す。同
図の装置は、穴を有するレンズ磁極1と、パーマロイの
ような磁性体で構成される穴なし平板磁極4とを具備
し、これらの磁極1および4によって磁気レンズを構成
している。穴付レンズ磁極1内部には電子ビームによる
走査のための偏向コイル10が設けられている。
【0016】平板磁極4の上面はレンズ性能を満たすた
めに平面度あるいは面粗度が十分よくなるように研磨さ
れている。この平板磁極4の表面にアルミナ(Al
)などの絶縁膜3が例えばRFスパッタによって例え
ば3ミクロン程度の厚さに被着されている。なお、平板
磁極4は例えば磁気的な力が局部的に働いてもそりなど
が生じないように十分な厚さを有している。また、この
平板磁極4は絶縁膜5を介してステージ6に取付けられ
ており、該ステージ6はベース7上に載置されている。
【0017】また、絶縁膜3上には被観察試料としての
半導体ウェーハ2が置かれており、該ウェーハ2を接地
するために接地針8が設けられている。接地針8は電気
的に接地されておりかつウェーハ2の例えば側面に接触
している。
【0018】さらに、平板磁極4には電源9から例えば
−100V程度の電圧が印加されている。
【0019】このような構成を有する走査型電子顕微鏡
においては、接地針8によりウェーハ2が接地されてい
るから電源9の電圧Vsが絶縁膜3をはさんで平板磁極
とウェーハ2との間に印加される。これにより、絶縁
膜3に高電界が発生し、ウェーハ2は平板磁極4に強力
に吸着される。また、この場合ウェーハ2が平板磁極4
によって平面矯正される。なお、絶縁膜3の厚みを例え
ば3ミクロン程度とし、印加電圧Vsを−100Vとす
ると絶縁膜3に形成される電界の強さは3×10V/
cmとなり、ウェーハ2を吸着するに十分な吸着力が発
生する。
【0020】図1の構成においては、穴付レンズ磁極1
および平板磁極4の間にはウェーハ2と薄い絶縁膜3し
か存在しないから、磁極1および4の間隔をきわめて小
さくすることが可能となり、レンズの色収差係数および
球面収差係数を小さくすることができる。また、ウェー
ハ表面とレンズ磁場の最も大きい平板磁極4との間の距
離が短くなり、電子ビームの集束のために必要とされる
励磁電流が小さくできる。
【0021】なお、上記実施例おいて、絶縁膜3の上に
薄い導電膜電極を形成し、この導電膜電極の上にさらに
第2の絶縁膜を形成することもできる。この場合は、静
電吸着用の電圧は該導電膜電極と接地針8との間に印加
され、平板磁極4をアースあるいは他の部材から絶縁支
持する必要がなくなる。
【0022】図2は、本発明の第2の実施例に係わる走
査型電子顕微鏡の主要部の構成を示す。図2において図
1と同様の要素は同じ参照数字で示されている。図2に
示される装置においては、穴付レンズ磁極1と平板磁極
4とを備え、これらの磁極1および4によって磁気レン
ズが構成されている点は図1の装置と同じである。な
お、穴付磁極1には励磁コイル11が設けらており、か
つ図1の装置と同様に磁極1の内部には電子ビーム走査
用の偏向コイル10が設けられている。
【0023】図2の装置においては、平板磁極4の上に
絶縁膜14が形成され、この絶縁膜14の上に導電性薄
膜による静電チャック用の電極12および13が形成さ
れている。これらの電極12および13は互いに対向す
る半円形とされる。さらに、これらの電極12および1
3の上には第2の絶縁膜15が形成されている。なお、
各電極12および13に電圧を与えることを可能にする
ため、絶縁膜15は絶縁膜14よりも小さく作り、電極
12および13の一部を絶縁膜15より外側に延長形成
し、リード線16をボンディングによって接続する。
【0024】図2の装置においては、各導電膜電極12
および13の間に電圧を印加することによってウェーハ
2を接地することなく該ウェーハを平板磁極4に吸着す
ることができる。そして、各電極12および13にそれ
ぞれ絶対値の等しい正および負の電圧を印加することに
より、ウェーハ2および平板磁極4を実質的にグランド
電位とすることができる。また、平板磁極4もアースあ
るいは他の部分から絶縁支持する必要がなく例えばアー
ス電位で使用することができる。
【0025】この実施例においても、各磁極1および4
の間にはウェーハ2と各々薄膜で構成される絶縁膜およ
び電極膜が入るのみであるから、磁極間距離を短くし、
かつウェーハ2の表面と平板磁極4との距離も短縮でき
る。
【0026】
【発明の効果】以上のように、本発明によれば、インレ
ンズ型対物レンズの磁極間には試料となるウェーハと薄
膜が1〜3層弁在するのみであるから、磁極間隔をきわ
めて短くすることができ、色収差係数および球面収差係
数を小さくすることができる。
【0027】また、被観察試料の表面を平板磁極側の磁
極に接近させることができるから、磁場の強い場所を有
効利用することができ、小さな励磁電流で集束条件を満
たすことが可能となる。
【0028】さらに、平板磁極を構成する軟らかいパー
マロイなどの表面がアルミナなどの硬い酸化膜で保護さ
れるため、ウェーハのロードおよびアンロード時などに
パーマロイ磁極に傷や圧跡がつく心配がなく、非点収差
などの問題も発生しない。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施例に係わる走査型電子顕微
鏡の主要部分を示す部分断面的説明図である。
【図2】本発明の第2の実施例に係わる走査型電子顕微
鏡の主要部分を示す部分的正面図(a)および平面図
(b)である。 1 穴付磁極 2 被観察試料 3 絶縁膜 4 平板磁極 5 絶縁板 6 ステージ 7 ベース 8 接地針 9 電源 10 走査用コイル 11 励磁コイル 12,13 導電膜電極 14 絶縁膜 15 第2の絶縁膜 16 リード線
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平1−197951(JP,A) 特開 昭62−157651(JP,A) 特開 平1−315935(JP,A) 特開 平3−108243(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) H01J 37/20 H01J 37/141 H01J 37/28

Claims (5)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 1対の磁極を備えかつ該磁極の間に試料
    を挿入するインレンズ型の対物レンズを有する走査型電
    子顕微鏡であって、 前記磁極の一方を形成する磁性材料部材に前記試料を静
    電吸着させる手段を具備することを特徴とする走査型電
    子顕微鏡。
  2. 【請求項2】 前記試料を静電吸着させる手段は前記磁
    極の一方を形成する磁性材料部材上に設けた絶縁膜、お
    よびこの絶縁膜上に載置される試料と前記磁性材料部材
    との間に電圧を印加する手段を備えたことを特徴とする
    請求項1に記載の走査型電子顕微鏡。
  3. 【請求項3】 前記試料を静電吸着させる手段は前記磁
    極の一方を形成する磁性材料部材上に設けた絶縁膜、こ
    の絶縁膜上に形成された導電性電極膜、該導電性電極膜
    上に形成された第2の絶縁膜、およびこの第2の絶縁膜
    上に載置される試料と前記導電性電極膜との間に電圧を
    印加する手段を備えたことを特徴とする請求項1に記載
    の走査型電子顕微鏡。
  4. 【請求項4】 前記試料を静電吸着させる手段は前記磁
    極の一方を形成する磁性材料部材上に設けた絶縁膜、こ
    の絶縁膜上に形成された少なくとも1対の導電膜電極、
    および前記導電膜電極上に形成された第2の絶縁膜、お
    よび前記導電膜電極の間に電圧を印加する手段を備えた
    ことを特徴とする請求項1に記載の走査型電子顕微鏡。
  5. 【請求項5】 穴付磁極よりなる第1極と、穴なし平面
    磁極よりなる第2極とを有し、前記第1極と前記第2極
    との間に、静電吸着装置に吸着固定した試料を挿入する
    インレンズ型の対物レンズ、を備えた走査型電子顕微鏡
    において、 前記第2極を前記静電吸着装置の基台として兼用したこ
    とを特徴とする走査型電子顕微鏡。
JP3053809A 1991-02-26 1991-02-26 走査型電子顕微鏡 Expired - Lifetime JP2838323B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP3053809A JP2838323B2 (ja) 1991-02-26 1991-02-26 走査型電子顕微鏡

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP3053809A JP2838323B2 (ja) 1991-02-26 1991-02-26 走査型電子顕微鏡

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH05174766A JPH05174766A (ja) 1993-07-13
JP2838323B2 true JP2838323B2 (ja) 1998-12-16

Family

ID=12953122

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP3053809A Expired - Lifetime JP2838323B2 (ja) 1991-02-26 1991-02-26 走査型電子顕微鏡

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2838323B2 (ja)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8445862B2 (en) * 2010-12-14 2013-05-21 Hermes Microvision, Inc. Apparatus of plural charged particle beams with multi-axis magnetic lens

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS62157651A (ja) * 1985-12-28 1987-07-13 Ulvac Corp 真空処理装置に於ける基板保持装置
JPH01197951A (ja) * 1988-01-30 1989-08-09 Toshiba Corp 走査型電子顕微鏡
JPH01315935A (ja) * 1988-06-15 1989-12-20 Nec Corp 静電チャックによるウエハ固定方法

Also Published As

Publication number Publication date
JPH05174766A (ja) 1993-07-13

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP3064409B2 (ja) 保持装置およびそれを用いた半導体製造装置
JP5239026B2 (ja) 粒子を電界放出する装置および製作方法
JP2001185066A5 (ja)
JP4162343B2 (ja) 電子線装置
JP2000501562A (ja) 偏向磁界内における固体粒子検出器の取付け
US8859993B2 (en) Sample holder of electron beam exposure apparatus and electron beam exposure method using the same
JP2838323B2 (ja) 走査型電子顕微鏡
JP2978470B2 (ja) 静電吸着装置および被吸着物離脱方法
JPS58129734A (ja) 複合磁界粒子ビームレンズ及び粒子ビームリソグラフィー装置
JPH08191099A (ja) 静電チャック及びその製造方法
JP3489644B2 (ja) 荷電粒子ビーム露光方法及び装置
US5731586A (en) Magnetic-electrostatic compound objective lens
JP4150535B2 (ja) 荷電粒子ビーム装置
JPS6330734B2 (ja)
JP3393678B2 (ja) 静電リレー
JPH01296549A (ja) 荷電粒子光学系
JP3123956B2 (ja) 静電吸着装置及びそれを用いた電子線描画装置
JP2003331765A (ja) 電子線装置
JP3106586B2 (ja) 電子顕微鏡等の対物レンズ
JP2000100917A (ja) 静電チャック装置
JPH07321186A (ja) 静電吸着装置
JP3121893B2 (ja) 静電チャック
JP2751981B2 (ja) 電子線描画装置
JPH09270242A (ja) 電子線装置
JP3429886B2 (ja) 試料ホルダ

Legal Events

Date Code Title Description
FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20071016

Year of fee payment: 9

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20101016

Year of fee payment: 12

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20101016

Year of fee payment: 12

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20111016

Year of fee payment: 13

EXPY Cancellation because of completion of term
FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20111016

Year of fee payment: 13