JP3153262B2 - 走査電子顕微鏡 - Google Patents
走査電子顕微鏡Info
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Description
その機能を拡大するために二次電子の保有エネルギーを
検出して像形成を行う方法に関する。
放出数の変化を検出して試料表面の凹凸,表面電位,局
部的な電界,磁界などの情報媒体として像形成を行って
おり、二次電子エネルギーの変化を検出することは不可
能である。しかし、二次電子のエネルギー分光は電子ビ
ームテスタで実用に供されており、日本学術振興会第8
5回研究会資料PP60−65ほか多数の報告がある。
技術においては、二次電子放出効率が試料の凹凸,試料
表面の仕事関数,表面電位,試料近傍の電界または磁界
などに依存するため、像解釈が困難となる場合も多く見
られる。また、表面電位,磁化の強さなどの計測にも不
向きである。一方、電子ビームテスタなど試料表面電位
の測定が可能な技術も実用化されているが、二次電子の
エネルギーの変化ではなく、やはり二次電子放出数の変
化を情報媒体として像形成を行っている。
試料から放出される電子のエネルギの変化(エネルギシ
フト)を表す像形成を行うことにある。
り放出される電子を検出する検出器と、当該検出器と前
記試料との間に配置され前記試料から放出される電子の
前記検出器への到達を制限する分光グリッドを備えた走
査電子顕微鏡において、前記分光グリッドに印加する印
加電圧を制御する制御手段と、前記試料から放出される
電子の検出量が、特定の値を示す際の前記分光グリッド
への印加電圧間の差分に基づいて輝度変調を行う手段を
備えたことを特徴とする走査電子顕微鏡の提供によって
達成される。
子のエネルギ変化(エネルギシフト)の程度を二次元情報
として像形成することが可能になる。
6に照射することにより二次電子2が放出されるが、そ
の放出数は試料表面の凹凸,仕事関数,表面電位などに
依存する。一方、二次電子の保有エネルギーは表面電位
や局部的な電界,磁界の影響を受けるため、これを検出
することにより通常のSEM像では得られない有用な情
報をもたらす。二次電子のエネルギー分別を行うため、
試料と二次電子検出器の間に分光グリッド3を設けてバ
イアス電源5の出力電圧を調節器4で変化させると二次
電子検出器の出力電流は曲線10のように変化する。ま
た、試料の表面電位などが変化すると一例として曲線1
1のように変わる。また、電源8により正電圧にバイア
スされた電極7は二次電子の引出および電界分布を均一
化するためのバッファの作用をする。
料6の表面において対物レンズ13により収束された電
子線1の照射領域で発生した二次電子2は、分光グリッ
ド3によりエネルギー分別されたのち二次電子検出器9
で検出される。二次電子信号は、D/A変換器14でデ
ジタル化されてメモリ15に格納される。レベル補正は
補正回路18において信号の上限,下限を検出して基準
と比較し、ズレを生じないようD/A変換器17を介し
て二次電子検出器9のバイアス電圧を制御する。
9の出力をD/A変換器17を介して電源28を制御す
ることにより得られた信号が加えられる。メモリ15に
格納された二次電子信号は読みだされたのち、信号処理
回路16において閾値の設定,信号の比較などが行なわ
れる。その後、演算回路20においてエネルギー幅,差
などを算出したのちD/A変換器17によりアナログ信
号に変換されて映像増幅器24を駆動しCRT26のグ
リッドを励振する。即ちCRT26の輝度変調を行う。
さらに、スイッチ22を切り替えて映像信号をCRT偏
向増幅器23に入力して増幅し、偏向コイル25に加え
ることによりY変調像を得ることが出来る。一方、走査
信号発生器21で発生された走査信号は増幅器27で増
幅されて偏向コイル12に供給され、電子線1をX−Y
二次元走査する。また、本発明実施例装置では、試料と
二次電子検出器の間に設けられたエネルギー分光器の分
析グリッド電圧を変化させてエネルギー分別された二次
電子信号をデジタル化し、コンピュータ処理により信号
の上限,下限レベルを検出して基準との比較を行い、二
次電子検出器のバイアス電圧を前記上限,下限レベルが
一定となるよう制御する。それによって信号の定量化が
可能となり、分析グリッド電圧を読み取ることにより二
次電子のエネルギー幅,適当な閾値を設けたときの二次
電子信号間のエネルギー差などを知ることが出来る。
検出する方法を説明するためのものである。左図では信
号10と11は上限,下限レベルが合っていないが、補
正後は右図のように処理されるため閾値31を設けてエ
ネルギー差Dを算出できる。また、閾値29及び30を
設けてエネルギー幅Wを得ることができる。
および映像信号のタイミングを示すものである。X走査
信号32及びY走査信号33は電子線をX−Y二次元走
査するためのものである。分光グリッド信号はX走査信
号に比べて周期が短く、その一周期ごとに映像信号35
が出力され、すなわち分光グリッド信号一周期毎に一画
素を形成する。このように形成された像は、試料のバン
ド構造や化学結合状態を反映する場合があり、半導体デ
バイスの活性領域の観察などに応用することもできる。
幅や差を情報媒体として形像できるため、試料表面の微
小領域の電位,微小磁界,微小電界などの分布状態を容
易に知ることができる。
ある。
る。
圧調整器、5…電源、6…試料、7…引出及びバッファ
電極、8…電源、10および11…二次電子信号、12
…偏向コイル、13…対物レンズ、14…A/D変換
器、15…メモリ、16…信号処理回路、17…D/A
変換器、18…レベル補正回路、19…分析グリッド信
号発生器、20…演算回路、21…走査信号発生器、2
2…スイッチ、23…偏向増幅器、24…映像増幅器、
25…CRT偏向コイル、26…CRT、27…偏向増
幅器、28…分光グリッド制御電源、29〜31…閾
値、32…X走査信号、33…Y走査信号、34…分光
グリッド信号、35…映像信号、D…エネルギー差、W
…エネルギー幅。
Claims (5)
- 【請求項1】電子線の照射によって試料より放出される
電子を検出する検出器と、当該検出器と前記試料との間
に配置され前記試料から放出される電子の前記検出器へ
の到達を制限する分光グリッドを備えた走査電子顕微鏡
において、前記分光グリッドに印加する印加電圧を制御
する制御手段と、前記試料から放出される電子の検出量
が、特定の値を示す際の前記分光グリッドへの印加電圧
間の差分に基づいて輝度変調を行う手段を備えたことを
特徴とする走査電子顕微鏡。 - 【請求項2】 請求項1において、 前記輝度変調を行う手段は、前記検出器で検出される電
子量が同じ値を示す2つの前記印加電圧の差分を演算
し、その差分演算値に基づいて輝度変調を行うことを特
徴とする走査電子顕微鏡。 - 【請求項3】 請求項1において、 前記輝度変調を行う手段は、前記検出器で検出される電
子量が異なる値を示す2つの前記印加電圧の差分を演算
し、その差分演算値に基づいて輝度変調を行うことを特
徴とする走査電子顕微鏡。 - 【請求項4】 請求項1乃至3において、 前記輝度信号に基づいて試料像を形成する表示装置を備
え、 前記制御手段は、前記表示装置の画素単位で、前記分光
グリッドに印加する電圧を掃引することを特徴とする走
査形電子顕微鏡。 - 【請求項5】 電子線の照射によって試料より放出される
電子を検出する検出器と、当該検出器と前記試料との間
に配置され前記試料から放出される電子の前記検出器へ
の到達を制限する分光グリッドを備えた走査電子顕微鏡
において、前記分光グリッドに印加する印加電圧を制御
する制御手段と、当該制御手段によって前記分光グリッ
ドへの印加電圧を制御したときに前記検出器で検出され
る異なる2つのエネル ギを持つ電子のエネルギ差を算出
する手段と、当該手段によって算出されるエネルギ差の
大きさに応じて、前記表示装置に与える輝度を変調する
手段を備えたことを特徴とする走査電子顕微鏡。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP11015691A JP3153262B2 (ja) | 1991-05-15 | 1991-05-15 | 走査電子顕微鏡 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP11015691A JP3153262B2 (ja) | 1991-05-15 | 1991-05-15 | 走査電子顕微鏡 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH04337234A JPH04337234A (ja) | 1992-11-25 |
JP3153262B2 true JP3153262B2 (ja) | 2001-04-03 |
Family
ID=14528475
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP11015691A Expired - Fee Related JP3153262B2 (ja) | 1991-05-15 | 1991-05-15 | 走査電子顕微鏡 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3153262B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US8803102B2 (en) * | 2012-10-25 | 2014-08-12 | Fei Company | Retarding field analyzer integral with particle beam column |
-
1991
- 1991-05-15 JP JP11015691A patent/JP3153262B2/ja not_active Expired - Fee Related
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Publication number | Publication date |
---|---|
JPH04337234A (ja) | 1992-11-25 |
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