JP3494208B2 - Scanning electron microscope - Google Patents

Scanning electron microscope

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JP3494208B2
JP3494208B2 JP07642299A JP7642299A JP3494208B2 JP 3494208 B2 JP3494208 B2 JP 3494208B2 JP 07642299 A JP07642299 A JP 07642299A JP 7642299 A JP7642299 A JP 7642299A JP 3494208 B2 JP3494208 B2 JP 3494208B2
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electrons
electron
electron beam
negative voltage
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秀男 戸所
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Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、試料表面で電子線
スポットを走査して試料表面の走査像を得る走査電子顕
微鏡に係り、特に、コンタクトホールやレジスト残渣を
含む試料領域の観察に好適な走査電子顕微鏡に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a scanning electron microscope which scans an electron beam spot on a sample surface to obtain a scanning image of the sample surface, and is particularly suitable for observing a sample region including a contact hole and a resist residue. It relates to a scanning electron microscope.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来より、半導体デバイス用試料におけ
るサブミクロンオーダー(1μm以下)のコンタクトホ
ールやラインパターンの観察用あるいは測長用として、
走査電子顕微鏡が用いられている。
2. Description of the Related Art Conventionally, for observation or measurement of a submicron order (1 μm or less) contact hole or line pattern in a semiconductor device sample,
A scanning electron microscope is used.

【0003】走査電子顕微鏡では、加熱形又は電界放出
形の電子源から放出された電子線を試料上で走査して二
次的に得られる信号(二次電子および反射電子)を検出
し、この二次信号を電子線の走査と同期して走査される
ブラウン管の輝度変調入力とすることで走査像(SEM
像)を得ている。一般の走査電子顕微鏡では、負電位を
印加した電子源と接地電位にある陽極間で電子源から放
出された電子を加速し、接地電位にある検査試料に照射
している。
In a scanning electron microscope, an electron beam emitted from a heating type or field emission type electron source is scanned on a sample to detect signals (secondary electrons and backscattered electrons) that are secondarily obtained. By using the secondary signal as the luminance modulation input of the cathode ray tube which is scanned in synchronization with the scanning of the electron beam, the scanning image (SEM
Image). In a general scanning electron microscope, electrons emitted from an electron source are accelerated between an electron source to which a negative potential is applied and an anode at a ground potential to irradiate a test sample at the ground potential.

【0004】近年、走査電子顕微鏡が半導体製造過程ま
たは完成後の検査過程(例えば電子線による電気的動作
の検査)で利用されるようになってきた結果、絶縁物を
帯電なしに観察することができるように、1000V以
下の低加速電圧で10nm以下の高分解能が要求される
ようになってきた。
In recent years, a scanning electron microscope has come to be used in a semiconductor manufacturing process or an inspection process after completion (for example, inspection of electric operation by an electron beam), so that an insulator can be observed without being charged. As possible, a high accelerating voltage of 1000 V or less and a high resolution of 10 nm or less have been required.

【0005】すなわち、半導体デバイス用試料は、一般
にAlやSiなどの導体部の上にSiO2 やSiNなど
の電気絶縁物を積層して構成される。このような半導体
デバイス用試料に電子線を照射すると電気絶縁物表面が
負に帯電(以下、単にチャージアップと表現する場合も
ある)し、放出される二次電子の軌道が変化したり、一
次電子線そのものの軌道が変化するようになる。この結
果、SEM像に異常コントラストが発生したり、ひどい
歪を生じる。
That is, a semiconductor device sample is generally formed by laminating an electrical insulator such as SiO2 or SiN on a conductor portion such as Al or Si. When such a semiconductor device sample is irradiated with an electron beam, the surface of the electric insulator is negatively charged (hereinafter sometimes simply referred to as charge-up), the trajectory of the emitted secondary electrons is changed, or the primary electron is changed. The orbit of the electron beam itself will change. As a result, abnormal contrast occurs in the SEM image, or severe distortion occurs.

【0006】このようなチャージアップに起因した像障
害は、コンタクトホールの観察やラインアンドスペース
の測長に重大な支障をきたすので、半導体製造プロセス
の評価が難しくなるばかりか、半導体デバイスそのもの
の品質を確保する上で大きな障害となる。このため、従
来では試料に照射される一次電子線のエネルギーが1K
eV以下である、いわゆる低加速SEMが用いられてい
た。
The image failure caused by such charge-up seriously hinders the observation of contact holes and the measurement of line and space, which makes it difficult to evaluate the semiconductor manufacturing process and also the quality of the semiconductor device itself. It will be a big obstacle in securing. Therefore, conventionally, the energy of the primary electron beam with which the sample is irradiated is 1K.
A so-called low acceleration SEM having an eV or less was used.

【0007】ところが、上記した従来技術では次のよう
な問題点があった。すなわち、加速電圧が低くなると電
子線のエネルギばらつきに起因する色収差により分解能
が著しく低下し、高倍率での観察が難しくなる。また、
電子電流が少なくなると二次信号とノイズとの比(S/
N)が著しく低下し、SEM像としてのコントラストが
悪くなり、高倍率、高分解能での観察が困難となる。特
に、超微細加工技術で作られた半導体デバイスなどで
は、コンタクトホールやラインパターンなどの凹部から
発生する信号が微弱となり、精細な観察や測長を行う上
で大きな障害となっていた。
However, the above-mentioned prior art has the following problems. That is, when the accelerating voltage is lowered, the resolution is remarkably lowered due to the chromatic aberration caused by the electron beam energy variation, and it becomes difficult to observe at high magnification. Also,
When the electron current decreases, the ratio of secondary signal to noise (S /
N) is remarkably lowered, the contrast as an SEM image is deteriorated, and it becomes difficult to observe at high magnification and high resolution. In particular, in a semiconductor device manufactured by ultra-fine processing technology, a signal generated from a concave portion such as a contact hole or a line pattern becomes weak, which is a great obstacle to fine observation and length measurement.

【0008】このような問題を解決する方法として、例
えば、アイ・トリプルイー、第9回アニュアルシンポジ
ューム オン エレクトロン イオン アンド レーザ
ビーム テクノロジーのプロシーデング、176頁から
186頁(IEEE 9th AnnualSymposium on Electron,Ion
and Laser Technology)では、電子源と接地電位にあ
る陽極間での加速電圧は高く設定し、接地電位にある対
物レンズと負電位を印加された検査試料の間に減速電界
を発生させて試料に照射する電子線は減速させることに
より、最終的に比較的低い加速電圧に設定し、色収差の
低減とチャージアップの防止とを両立させた走査電子顕
微鏡が提案されている。
As a method for solving such a problem, for example, I Triple E, 9th Annual Symposium on Electron Ion and Laser Beam Technology Proceedings, pages 176 to 186 (IEEE 9th Annual Symposium on Electron, Ion)
and Laser Technology), the acceleration voltage between the electron source and the anode at the ground potential is set high, and a deceleration electric field is generated between the objective lens at the ground potential and the test sample to which a negative potential is applied to generate a deceleration electric field on the sample. A scanning electron microscope has been proposed in which the irradiation electron beam is decelerated to finally set a relatively low acceleration voltage to achieve both reduction of chromatic aberration and prevention of charge-up.

【0009】[0009]

【発明が解決しようとする課題】上記した従来の走査形
電子顕微鏡は、試料に照射される一次電子線を減速させ
る一方で、一次電子線の照射に起因して試料から発生す
る電子を電子源方向へ強く加速させる。この場合、試料
面に対向する検出面を持つ検出器では、高い加速エネル
ギを与えられた二次電子と、もともと高い加速エネルギ
を有する反射電子とが検出面に同じように突入すること
になる。
The above-mentioned conventional scanning electron microscope decelerates the primary electron beam with which the sample is irradiated, while generating electrons from the sample due to the irradiation with the primary electron beam as an electron source. Strongly accelerate in the direction. In this case, in a detector having a detection surface facing the sample surface, secondary electrons given high acceleration energy and reflected electrons originally having high acceleration energy similarly rush into the detection surface.

【0010】このような状態では、反射電子よりも試料
からの放出量が多い二次電子の影響により、反射電子の
情報が試料像に反映されないという問題がある。反射電
子は二次電子に比べて、コンタクトホールなどの底部の
観察に適しており、また、二次電子に比べて、試料上に
付着したレジストの残渣と他の部分との間のコントラス
トを明確にできるので、二次電子との弁別検出が望まれ
る。
In such a state, there is a problem that the information of the backscattered electrons is not reflected in the sample image due to the influence of the secondary electrons which are emitted from the sample in a larger amount than the backscattered electrons. Compared to secondary electrons, backscattered electrons are more suitable for observing the bottom of contact holes, etc., and compared to secondary electrons, the contrast between the residue of the resist adhering on the sample and other parts is clearer. Therefore, discrimination detection from secondary electrons is desired.

【0011】 なお、上記したように、反射電子は二次
電子に比べて放出量が少ないため、反射電子像では二次
電子像に比べて明るさやコントラストが不足するという
問題があった。
As described above, since the amount of emitted backscattered electrons is smaller than that of secondary electrons, the backscattered electron image shows the secondary electrons.
It lacks brightness and contrast compared to electronic images
There was a problem.

【0012】 本発明の目的は、上記した従来技術の問
題点を解決し、反射電子が持つ固有の情報が含まれる試
料像を、十分な明るさを持って形成し得る走査形電子顕
微鏡を提供することにある。
An object of the present invention is to solve the problems of the above-mentioned conventional techniques and to provide a trial that includes the unique information of backscattered electrons.
An object of the present invention is to provide a scanning electron microscope capable of forming a material image with sufficient brightness .

【0013】 本発明では、上記目的を達成するため
に、電子源と、前記電子源から放出され一次電子線を
収束する対物レンズと、前記一次電子線の照射に起因し
て試料から放出される電子を検出する電子検出器と、前
記試料および/または前記試料を配置する試料台に負電
圧を印加する負電圧印加手段とを備えた電子顕微鏡にお
いて、前記電子検出器は、前記対物レンズより電子源側
に配置されると共に、前記一次電子線の軸外であって当
該一次電子線と交差する方向に前記電子を受ける部分が
広がり、前記電子を受ける部分と前記試料との間に配置
され、前記試料から放出されて前記負電圧印加手段によ
る負電圧が発生する電界により加速された二次電子及び
反射電子の前記加速分を減速させ、さらに当該二次電子
及び反射電子の内、反射電子を通過させて二次電子の通
過を制限する負電圧が印加されるエネルギフィルタと、
前記負電圧を調節する手段とを含むことを特徴とする。
In the present invention, in order to achieve the above object, an objective lens for converging the electron source, a primary electron beam that will be emitted from the electron source, due to the irradiation of the primary electron beam
In an electron microscope equipped with an electron detector for detecting electrons emitted from a sample and a negative voltage applying means for applying a negative voltage to the sample and / or a sample table on which the sample is arranged .
The electron detector is closer to the electron source than the objective lens.
And is outside the axis of the primary electron beam,
The portion that receives the electron in the direction intersecting with the primary electron beam
Spread and placed between the part that receives the electrons and the sample
And is emitted from the sample by the negative voltage applying means.
Secondary electrons accelerated by the electric field generated by the negative voltage
Decelerate the acceleration of backscattered electrons, and
Of the backscattered electrons, the backscattered electrons pass through and the secondary electrons pass through.
An energy filter to which a negative voltage is applied to limit the excess,
Means for adjusting the negative voltage .

【0014】 ここで、反射電子は直進性に優れ、二次
電子に比べてコンタクトホールの側壁に捉えられる可能
性が低いので、コンタクトホール底部を観察するのに適
している。また、反射電子は試料上に付着したレジスト
の残渣と他の素子との間のコントラストを明確にするこ
とができる。一方、反射電子に対して量の多い二次電子
試料像の明るさを得るのに適している。
Here, since the reflected electrons are excellent in straightness and less likely to be caught on the side wall of the contact hole as compared with the secondary electrons, they are suitable for observing the bottom of the contact hole. Further, the reflected electrons can clarify the contrast between the residue of the resist attached on the sample and other elements. On the other hand, secondary electrons, which have a large amount of reflected electrons, are suitable for obtaining the brightness of the sample image.

【0015】 本発明は、エネルギフィルタに印加され
る負電圧を調節する手段を備えているので、電子検出器
で検出される反射電子に対する二次電子の比率を変化さ
せることができ、コンタクトホールが観察可能な範囲内
で二次電子の比率を増加させることにより、コンタクト
ホール底部の観察と、コンタクトホール以外の部分の
るさの向上の両立が可能になるため、試料像全体で装置
が持つ分解能を得ることが可能になる。
The present invention is applied to an energy filter.
It is possible to change the ratio of secondary electrons to the backscattered electrons detected by the electron detector, and to adjust the ratio of secondary electrons within the range where the contact hole can be observed. by increasing the bright observation and portions other than the contact hole of the contact hole bottom
Since it is possible to improve both the roughness and the
It is possible to obtain the resolution of .

【0016】すなわち、反射電子によるコンタクトホー
ル底部の観察と、二次電子によるコンタクトホール以外
の領域の高分解能化とを両立させるべく、電子検出器に
より検出される二次電子の比率を適宜選択することが可
能になる。
That is, the ratio of the secondary electrons detected by the electron detector is appropriately selected in order to achieve both the observation of the bottom of the contact hole by the reflected electrons and the high resolution of the area other than the contact hole by the secondary electrons. It will be possible.

【0017】また、レジスト部分と他の部分との識別が
可能な範囲内で二次電子の比率を増加させることによ
り、試料像全体の高分解能観察が可能になる。
Further, by increasing the ratio of secondary electrons within the range where the resist portion and the other portion can be discriminated, high resolution observation of the entire sample image becomes possible.

【0018】[0018]

【発明の実施の形態】以下、図面を参照しながら本発明
を詳細に説明する。図1は、本発明の一実施例である走
査電子顕微鏡システムの概略構成図であり、当該システ
ムは走査電子顕微鏡本体100および試料交換機構20
0から構成されている。図2は、図1の走査電子顕微鏡
本体100の構成を詳細に示した図である。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention will be described in detail below with reference to the drawings. FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a scanning electron microscope system according to an embodiment of the present invention. The system is a scanning electron microscope body 100 and a sample exchange mechanism 20.
It consists of zero. FIG. 2 is a diagram showing in detail the configuration of the scanning electron microscope main body 100 of FIG.

【0019】図2において、陰極1、引出電極2、およ
び陽極3は電界放出型電子銃を構成し、陰極1と引出電
極2との間には引出電圧4が印加され、陰極1には加速
電圧5が印加される。陰極1から放出された電子線20
aは、引出電極2と接地電位にある陽極3との間に印加
された電圧でさらに加速される。このため、陽極3を通
過した電子線のエネルギ(加速電圧)は加速電圧5と一
致する。また、試料18には試料ホルダ21を介して負
の重畳電圧6が印加され、対物レンズ17と試料18と
の間には減速電界が形成されるため、試料18に照射さ
れる電子線の加速電圧は、加速電圧5から重畳電圧6を
差し引いた電圧となる。
In FIG. 2, a cathode 1, an extraction electrode 2, and an anode 3 constitute a field emission type electron gun, an extraction voltage 4 is applied between the cathode 1 and the extraction electrode 2, and the cathode 1 is accelerated. Voltage 5 is applied. Electron beam 20 emitted from cathode 1
a is further accelerated by the voltage applied between the extraction electrode 2 and the anode 3 at the ground potential. Therefore, the energy (acceleration voltage) of the electron beam that has passed through the anode 3 matches the acceleration voltage 5. Further, since the negative superposed voltage 6 is applied to the sample 18 via the sample holder 21 and a deceleration electric field is formed between the objective lens 17 and the sample 18, the electron beam irradiated on the sample 18 is accelerated. The voltage is a voltage obtained by subtracting the superimposed voltage 6 from the acceleration voltage 5.

【0020】陽極3を通過して加速された電子線20b
は、コンデンサレンズ7および対物レンズ17によって
試料18上に収束される。対物レンズ17を通過した電
子線は、対物レンズ17と試料18との間に形成された
減速電界で減速され、実質的に加速電圧5から重畳電圧
6を差し引いた電圧に相当するエネルギで試料18に到
達する。
Electron beam 20b accelerated through the anode 3
Are converged on the sample 18 by the condenser lens 7 and the objective lens 17. The electron beam that has passed through the objective lens 17 is decelerated by the deceleration electric field formed between the objective lens 17 and the sample 18, and the sample 18 has energy substantially equivalent to the voltage obtained by subtracting the superimposed voltage 6 from the acceleration voltage 5. To reach.

【0021】対物レンズ17での電子線の開き角は、コ
ンデンサレンズ7の下方に配置された絞り8で決められ
る。絞り8のセンタリングは調整つまみ10を操作する
ことにより行われる。
The aperture angle of the electron beam at the objective lens 17 is determined by the diaphragm 8 arranged below the condenser lens 7. The centering of the diaphragm 8 is performed by operating the adjusting knob 10.

【0022】加速された電子線20bは上走査コイル1
1および下走査コイル12で偏向され、試料18上で
は、減速電界によって減速された収束電子線20cがラ
スタ走査される。本実施例では、走査コイルを2段構成
とすることで走査された電子線が常に対物レンズ17の
レンズ中心を通るようにしている。
The accelerated electron beam 20b is emitted from the upper scanning coil 1
The convergent electron beam 20c which is deflected by the first and lower scanning coils 12 and decelerated by the deceleration electric field is raster-scanned on the sample 18. In the present embodiment, the scanning coil has a two-stage configuration so that the scanned electron beam always passes through the lens center of the objective lens 17.

【0023】試料18は試料ホルダ21で固定され、試
料ホルダ21は、水平調整等の位置調整が可能な試料ス
テージ19上に絶縁台9を介して載置される。試料ホル
ダ21には重畳電圧6が印加されている。
The sample 18 is fixed by a sample holder 21, and the sample holder 21 is placed on a sample stage 19 which can be adjusted in position such as horizontal adjustment via an insulating base 9. The superimposed voltage 6 is applied to the sample holder 21.

【0024】減速された電子線20cが照射されて試料
18から発生した二次電子24は、対物レンズ17と試
料18間に作られた減速電界によって加速されて対物レ
ンズ17内に吸引され、さらに、対物レンズ17の磁場
の影響を受けて螺旋運動しながら上昇する。
The secondary electrons 24 emitted from the sample 18 by being irradiated with the decelerated electron beam 20c are accelerated by the decelerating electric field created between the objective lens 17 and the sample 18 and are attracted into the objective lens 17, and , Ascends while spiraling under the influence of the magnetic field of the objective lens 17.

【0025】対物レンズ17を通過した二次電子24
は、対物レンズ17と下走査コイル12との間で電子線
通路外に設けられて正電位が印加された吸引電極13で
吸引され、10kV(正電位)が印加されたシンチレー
タ14によって吸引加速されてシンチレータを光らせ
る。
Secondary electrons 24 passing through the objective lens 17
Is attracted by a suction electrode 13 provided outside the electron beam passage between the objective lens 17 and the lower scanning coil 12 and applied with a positive potential, and is accelerated by a scintillator 14 applied with 10 kV (positive potential). Light the scintillator.

【0026】発光した光はライトガイド15で光増倍管
16に導かれ電気信号に変換される。光増倍管16の出
力はさらに増幅されブラウン管の輝度変調入力になる
が、ここでは図示を省略してある。
The emitted light is guided to the photomultiplier tube 16 by the light guide 15 and converted into an electric signal. The output of the photomultiplier tube 16 is further amplified and becomes the luminance modulation input of the cathode ray tube, but it is not shown here.

【0027】このような構成の走査電子顕微鏡によれ
ば、コンデンサレンズ7、絞り8、対物レンズ17を通
過するときの電子線(電子線20b)のエネルギは最終
段の電子線(電子線20c)のエネルギよりも高いの
で、色収差が改善され、高分解能が得られた。
According to the scanning electron microscope having such a configuration, the energy of the electron beam (electron beam 20b) when passing through the condenser lens 7, the diaphragm 8 and the objective lens 17 is the final stage electron beam (electron beam 20c). Since the energy is higher than the energy of, the chromatic aberration was improved and high resolution was obtained.

【0028】しかも、試料に照射される一次電子線は減
速されて低エネルギとなっているので、試料のチャージ
アップも解消される。
Moreover, since the primary electron beam with which the sample is irradiated is decelerated to have low energy, charge-up of the sample is also eliminated.

【0029】具体的には、加速電圧(500V)のみを
印加した時に15nmであったビーム径が、加速電圧
(1000V)と重畳電圧6(500V)とを加算した
ことにより10nmに改善された。
Specifically, the beam diameter which was 15 nm when only the acceleration voltage (500 V) was applied was improved to 10 nm by adding the acceleration voltage (1000 V) and the superimposed voltage 6 (500 V).

【0030】また、図1において、電界放出陰極1、引
出電極2、陽極3、コンデンサレンズ7、対物レンズ1
7、試料18、試料ホルダ21、絶縁台9、試料ステー
ジ19等の構成要素は真空筐体61に納められている。
なお、真空排気系は図示を省略している。
Further, in FIG. 1, a field emission cathode 1, an extraction electrode 2, an anode 3, a condenser lens 7, an objective lens 1
Components such as the sample 7, the sample 18, the sample holder 21, the insulating base 9, and the sample stage 19 are housed in the vacuum housing 61.
The vacuum exhaust system is not shown.

【0031】ここで、試料18に負電圧が印加されてい
る状態では、試料交換機構77による試料交換や真空筐
体61を大気にすることは避けなければならない。換言
すれば、電子線が試料18上で走査されているときだけ
重畳電圧6を印加するようにすればよい。
Here, when a negative voltage is applied to the sample 18, it is necessary to avoid exchanging the sample by the sample exchanging mechanism 77 and exposing the vacuum housing 61 to the atmosphere. In other words, the superimposed voltage 6 may be applied only when the electron beam is scanning the sample 18.

【0032】そこで、本発明では試料の装着・交換時の
準備動作である、スイッチS1が閉じて加速電圧5が印
加されている第1の条件と、陰極1と試料18との間に
設けられたバルブG1、バルブG2の両者が開いている
第2の条件と、試料交換機構77が試料18を試料ステ
ージ19に載せるために通過するバルブG3が閉じてい
る第3の条件とが全て満たされたときのみ、スイッチS
2が閉じて試料18に重畳電圧6が印加される制御が行
われるようになっている。
Therefore, in the present invention, it is provided between the cathode 1 and the sample 18 under the first condition that the switch S1 is closed and the accelerating voltage 5 is applied, which is a preparatory operation at the time of mounting and exchanging the sample. The second condition in which both the valve G1 and the valve G2 are opened and the third condition in which the valve G3 that the sample exchange mechanism 77 passes to place the sample 18 on the sample stage 19 are closed are satisfied. Switch S only when
2 is closed and the control of applying the superimposed voltage 6 to the sample 18 is performed.

【0033】また、試料ホルダ21と試料ステージ19
とは放電抵抗Rを介して電気的に接続されおり、スイッ
チS2が開放されると試料18にチャージされた電荷が
試料ホルダ21、放電抵抗R、試料ステージ19を介し
て一定の時定数のもとで速やかに放電され、試料18の
電位が下がるようになっている。
Further, the sample holder 21 and the sample stage 19
Are electrically connected via a discharge resistor R, and when the switch S2 is opened, the charge charged in the sample 18 has a constant time constant via the sample holder 21, the discharge resistor R, and the sample stage 19. The discharge is promptly caused by and the potential of the sample 18 is lowered.

【0034】なお、陰極1の周囲の真空が設定値以上で
ある条件で加速電圧5が印加可能となる、あるいは真空
筐体61の真空が設定値以上のときのみバルブG1、G
2が開放されるような通常のシーケンスが組まれている
ことは言うまでもない。
The acceleration voltage 5 can be applied under the condition that the vacuum around the cathode 1 is the set value or more, or only when the vacuum of the vacuum casing 61 is the set value or more.
It goes without saying that a normal sequence is set up in which 2 is opened.

【0035】また、本実施例では、上述の3つの条件の
すべてを満足したときに重畳電圧6が印加されるものと
して説明したが、これらの内の1つあるいは2つの条件
が満たされたときにスイッチS2が閉じるようにしても
良い。
In this embodiment, the superposed voltage 6 is applied when all of the above three conditions are satisfied, but when one or two of these conditions are satisfied. Alternatively, the switch S2 may be closed.

【0036】図3は、本発明の第2実施例である走査電
子顕微鏡の主要部のブロック図であり、前記と同一の符
号は同一または同等部分を表している。
FIG. 3 is a block diagram of a main part of a scanning electron microscope according to the second embodiment of the present invention, and the same reference numerals as those used above represent the same or equivalent parts.

【0037】上記した第1実施例では、二次電子24を
吸引電極13により電子通路外に取り出して検出してい
たが、本実施例では、チャンネルプレート検出器26を
用いて二次電子を検出するようにした点に特徴がある。
In the first embodiment described above, the secondary electrons 24 were taken out of the electron passage by the suction electrode 13 and detected, but in the present embodiment, the secondary electrons are detected using the channel plate detector 26. The feature is that it is done.

【0038】同図において、対物レンズ17と下走査コ
イル12との間には、中央孔33を有する円板状チャン
ネルプレート本体25が設けられている。中央孔33の
径は走査コイル12で偏向された電子線20bが衝突し
ない大きさに設定される。また、チャンネルプレート本
体25の下方にはメッシュ34が設けられている。
In the figure, a disc-shaped channel plate body 25 having a central hole 33 is provided between the objective lens 17 and the lower scanning coil 12. The diameter of the central hole 33 is set so that the electron beam 20b deflected by the scanning coil 12 does not collide with it. A mesh 34 is provided below the channel plate body 25.

【0039】このような構成において、加速された電子
線20bはチャンネルプレートの中央孔33を通過した
後、対物レンズ17で収束されて試料18上に照射され
る。試料18で発生した二次電子24は対物レンズ17
でレンズ作用を受け、発散しながら全面に置かれたメッ
シュ34を通過してチャンネルプレート25に入射す
る。チャンネルプレート25に入射した二次電子24は
チャンネルプレート25の両端に印加された増幅電圧2
8で加速、増幅される。増幅された電子27はアノード
電圧29でさらに加速されてアノード37に捕獲され
る。
In such a structure, the accelerated electron beam 20b passes through the central hole 33 of the channel plate, is converged by the objective lens 17, and is irradiated onto the sample 18. The secondary electron 24 generated in the sample 18 is the objective lens 17
At the same time, the lens is subjected to a lens action, and while diverging, passes through the mesh 34 placed on the entire surface and enters the channel plate 25. The secondary electrons 24 incident on the channel plate 25 are amplified by the amplified voltage 2 applied to both ends of the channel plate 25.
It is accelerated and amplified at 8. The amplified electrons 27 are further accelerated by the anode voltage 29 and captured by the anode 37.

【0040】捕獲された二次電子は増幅器30で増幅さ
れた後、光変換回路31で光32に変換される。光32
に変換するのは増幅器30がチャンネルプレート25の
増幅電圧28等でフローティングになっているためであ
る。
The secondary electrons thus captured are amplified by the amplifier 30 and then converted into light 32 by the optical conversion circuit 31. Light 32
The reason why the conversion is converted into is because the amplifier 30 is in a floating state by the amplified voltage 28 of the channel plate 25 and the like.

【0041】光32は接地電位の電気変換回路35で再
び電気信号に変換され、走査像の輝度変調信号として利
用される。この方式では二次電子ばかりでなく反射電子
も検出可能である。
The light 32 is converted into an electric signal again by the electric conversion circuit 35 of ground potential, and is used as a brightness modulation signal of the scanning image. With this method, not only secondary electrons but also reflected electrons can be detected.

【0042】明らかな様に、本実施例によっても前記と
同様の効果が達成される。
As is apparent, this embodiment also achieves the same effect as described above.

【0043】図4は、本発明の第3実施例である走査電
子顕微鏡の主要部のブロック図であり、前記と同一の符
号は同一または同等部分を表している。本実施例では、
所望の二次信号を選択的に検出できるようにした点に特
徴がある。
FIG. 4 is a block diagram of a main part of a scanning electron microscope according to a third embodiment of the present invention, and the same reference numerals as those used above represent the same or equivalent portions. In this embodiment,
The feature is that a desired secondary signal can be selectively detected.

【0044】同図において、チャンネルプレート25に
は、その電位を任意に制御できるフィルタ電圧36が印
加される。例えば、フィルタ電圧36を重畳電圧6より
もさらに10ボルト程度の負電圧とすれば、試料から放
出された二次電子および反射電子のうち、二次電子はチ
ャンネルプレート25とメッシュ34の間に作られた逆
電界で追い返され、エネルギの高い反射電子のみを選択
的に検出できるようになる。
In the figure, a filter voltage 36 whose potential can be arbitrarily controlled is applied to the channel plate 25. For example, if the filter voltage 36 is set to a negative voltage of about 10 V more than the superposed voltage 6, of the secondary electrons and reflected electrons emitted from the sample, the secondary electrons are generated between the channel plate 25 and the mesh 34. Only the backscattered electrons with high energy can be selectively detected by being driven back by the reverse electric field.

【0045】また、二次電子を追い返す限界のフィルタ
電圧36を測定すれば、試料の電位を知ることも可能
で、このような機能を付加することにより、完成した半
導体素子の機能検査を行うことができるようになる。
Further, it is possible to know the potential of the sample by measuring the limit filter voltage 36 for repelling secondary electrons. By adding such a function, the function inspection of the completed semiconductor element can be performed. Will be able to.

【0046】図5は、本発明の第4実施例である走査電
子顕微鏡のブロック図であり、前記と同一の符号は同一
または同等部分を表している。本実施例は、対物レンズ
17の上部にエネルギフィルタ(電位障壁)を設けた点
に特徴がある。また、本実施例では、特に試料18を対
物レンズ17内部に配置するインレンズ方式に適用した
例を示している。
FIG. 5 is a block diagram of a scanning electron microscope according to a fourth embodiment of the present invention, in which the same symbols as those used above represent the same or equivalent portions. This embodiment is characterized in that an energy filter (potential barrier) is provided above the objective lens 17. Further, in the present embodiment, an example in which the sample 18 is applied to the in-lens method in which the sample 18 is arranged inside the objective lens 17 is shown.

【0047】エネルギフィルタは、一次電子を通すため
の円筒46、一組のシールドグリッド41、およびエネ
ルギフィルタ42から構成されている。前記図3に関し
て説明した第3実施例の場合と同様に、本実施例でもフ
ィルタ電圧36を制御してエネルギフィルタ42の電位
を適宜に調整することにより試料18の電位を測定する
ことが可能になる。
The energy filter comprises a cylinder 46 for passing primary electrons, a set of shield grids 41, and an energy filter 42. As in the case of the third embodiment described with reference to FIG. 3 above, also in this embodiment, the potential of the sample 18 can be measured by controlling the filter voltage 36 and appropriately adjusting the potential of the energy filter 42. Become.

【0048】さらに、本実施例では吸引電極13の電圧
を適宜に選択することにより、反射電子を検出せずに二
次電子のみを選択的に検出できるようになる。
Further, in this embodiment, by properly selecting the voltage of the suction electrode 13, it becomes possible to selectively detect only the secondary electrons without detecting the reflected electrons.

【0049】このインレンズ方式では、試料ステージ1
9が対物レンズ17の内部に置かれ、絶縁台9、試料ホ
ルダ21を介して試料18が固定されている。試料ホル
ダ21には重畳電圧6が印加され、試料18と対物レン
ズ17との間で減速電界が作られている。対物レンズ1
7の励磁コイル45は対物レンズ17の上部に固定され
ている。対物レンズ17は8インチのウエハが入る大き
さである。
In this in-lens system, the sample stage 1
9 is placed inside the objective lens 17, and the sample 18 is fixed via the insulating base 9 and the sample holder 21. The superimposed voltage 6 is applied to the sample holder 21, and a deceleration electric field is created between the sample 18 and the objective lens 17. Objective lens 1
The excitation coil 45 of No. 7 is fixed to the upper part of the objective lens 17. The objective lens 17 is large enough to accommodate an 8-inch wafer.

【0050】図6は、本発明の第5実施例である走査電
子顕微鏡のブロック図であり、前記と同一の符号は同一
または同等部分を表している。本実施例では、強い電界
が印加されると不都合な試料を観察できるようにした点
に特徴がある。
FIG. 6 is a block diagram of a scanning electron microscope according to a fifth embodiment of the present invention, in which the same symbols as those used in the previous description represent the same or corresponding portions. This embodiment is characterized in that an inconvenient sample can be observed when a strong electric field is applied.

【0051】半導体集積回路では、強電界で素子が破損
することがある。このような問題点を解決するために、
本実施例では対物レンズ17と試料18との間に制御電
極39を設け、当該制御電極39に制御電圧40から数
十ボルトを印加している。
In a semiconductor integrated circuit, an element may be damaged by a strong electric field. In order to solve such problems,
In this embodiment, a control electrode 39 is provided between the objective lens 17 and the sample 18, and a control voltage 40 to several tens of volts is applied to the control electrode 39.

【0052】本実施例によれば、対物レンズ17と試料
18との間に発生した電界が制御電極39によって緩和
され、素子の破損を防ぐことができる。
According to the present embodiment, the electric field generated between the objective lens 17 and the sample 18 is relaxed by the control electrode 39, and the element can be prevented from being damaged.

【0053】図7は、本発明の第6実施例である走査電
子顕微鏡のブロック図であり、前記と同一の符号は同一
または同等部分を表している。
FIG. 7 is a block diagram of a scanning electron microscope according to a sixth embodiment of the present invention, in which the same symbols as those used above represent the same or equivalent portions.

【0054】上記した第1および第4実施例では、電界
を利用して二次信号を偏向し、これを検出器で検出して
いたが、本実施例では、磁界および電界を利用して二次
信号を偏向するようにした点に特徴がある。
In the above-described first and fourth embodiments, the secondary signal is deflected by utilizing the electric field, and this is detected by the detector. In this embodiment, the secondary signal is utilized by using the magnetic field and the electric field. The feature is that the next signal is deflected.

【0055】加速電圧が大きくなって減速電界による最
終段における電子線の減速比が小さくなると、試料に照
射される一次電子線20bと試料から放出される二次電
子24とのエネルギ差が小さくなるので、二次電子24
を吸引するために比較的大きな電界Eを吸引電極13に
より発生させると、当該電界Eによって一次電子20b
も曲げられてしまう。
When the acceleration voltage increases and the reduction ratio of the electron beam in the final stage due to the deceleration electric field decreases, the energy difference between the primary electron beam 20b with which the sample is irradiated and the secondary electron 24 emitted from the sample decreases. So the secondary electron 24
When a relatively large electric field E is generated by the attraction electrode 13 in order to attract the
Will also be bent.

【0056】本実施例は、このような問題点を解決する
ためになされたもので、磁界による電子線の偏向方向が
電子線の進行方向によって異なることに着目し、電界E
による一次電子線20bの偏向をキャンセルすると共に
二次電子24の偏向量を補足するような磁界Bを発生さ
せるようにしている。
The present embodiment was made in order to solve such a problem, and paying attention to the fact that the deflection direction of the electron beam due to the magnetic field differs depending on the traveling direction of the electron beam, and the electric field E
The deflection of the primary electron beam 20b due to is canceled and a magnetic field B is generated so as to supplement the deflection amount of the secondary electron 24.

【0057】すなわち本実施例では、一次電子線20b
が、吸引電極13の発生する電界Eによる偏向方向とは
逆方向に偏向されるように磁界Bを発生させる。したが
って、磁界Bの強度を適宜に制御することにより、電子
線20bの電界Eによる偏向がキャンセルされる。
That is, in this embodiment, the primary electron beam 20b
However, the magnetic field B is generated so as to be deflected in the direction opposite to the deflection direction by the electric field E generated by the suction electrode 13. Therefore, by appropriately controlling the strength of the magnetic field B, the deflection of the electron beam 20b by the electric field E is canceled.

【0058】一方、二次電子24に対しては、磁界Bに
よる偏向方向と電界Eによる偏向方向とが同一方向にな
るので、二次電子の偏向量が大きくなって二次電子の検
出が容易になる。
On the other hand, with respect to the secondary electrons 24, the deflection direction by the magnetic field B and the deflection direction by the electric field E are the same, so that the deflection amount of the secondary electrons is large and the detection of the secondary electrons is easy. become.

【0059】図8は、本発明の第7実施例である走査電
子顕微鏡のブロック図であり、前記と同一の符号は同一
または同等部分を表している。本実施例では、単結晶シ
ンチレータを利用して二次信号を検出するようにした点
に特徴がある。
FIG. 8 is a block diagram of a scanning electron microscope according to a seventh embodiment of the present invention, in which the same symbols as those used in the previous description represent the same or corresponding portions. The present embodiment is characterized in that a single crystal scintillator is used to detect a secondary signal.

【0060】同図において、単結晶シンチレータ55
は、例えば円筒形状のYAG単結晶を斜めに切断し、そ
の切断面に一次電子20bを通過させるための開口部5
7を設けたものであり、その先端部には金属またはカー
ボン等の導電性薄膜56がコーティングされており、接
地電位が与えられている。
In the figure, the single crystal scintillator 55
Is an opening 5 for obliquely cutting a cylindrical YAG single crystal and passing the primary electron 20b through the cut surface.
7, a conductive thin film 56 of metal, carbon, or the like is coated on the tip end portion thereof, and the ground potential is applied.

【0061】本実施例では、コンデンサレンズ12で作
られる一次電子線20bのクロスオーバ58が開口部5
7の近傍に来るようにし、対物レンズ17による二次電
子24のクロスオーバ59は開口部57から離れた位置
に来るようにする。このようにすれば、一次電子線20
bは開口部57に遮られることなく、二次電子24も効
率良く検出できるようになる。
In this embodiment, the crossover 58 of the primary electron beam 20b formed by the condenser lens 12 is formed in the opening 5.
7, so that the crossover 59 of the secondary electron 24 by the objective lens 17 is located at a position away from the opening 57. In this way, the primary electron beam 20
The secondary electron 24 can be efficiently detected without being blocked by the opening 57.

【0062】なお、上記した第8実施例では、シンチレ
ータの発光部とライトガイドを共にYAG単結晶により
構成するものとして説明したが、二次電子を検出する発
光部のみをYAG単結晶で形成し、他の部分はガラスや
樹脂などの透明性部材で構成するようにしても良い。
In the eighth embodiment described above, the light emitting portion and the light guide of the scintillator are both made of YAG single crystal, but only the light emitting portion for detecting secondary electrons is made of YAG single crystal. The other portions may be made of a transparent member such as glass or resin.

【0063】図9は、本発明の第8実施例である走査電
子顕微鏡の主要部のブロック図であり、前記と同一の符
号は同一または同等部分を表している。
FIG. 9 is a block diagram of a main part of a scanning electron microscope according to an eighth embodiment of the present invention, and the same reference numerals as those used above represent the same or equivalent parts.

【0064】本実施例では、電子銃を構成する陽極を省
略し、接地された引出電極2と陰極1との間に印加され
た引出電圧4で電子線を加速する。引出電圧4で加速さ
れた電子は対物レンズで17で収束されて試料18に向
かう。試料18には加速電圧5の正極側が接続されてい
る。このとき、低加速電圧の領域では加速電圧5より引
出電圧4の方が高いので、電子線は対物レンズ17と試
料18の間で加速電圧5に減速されて試料に到達する。
電界放出陰極を用いた典型的な例では、引出電圧が3k
V、加速電圧が1kVである。このような構成によれ
ば、陽極および重畳電圧源が省略されるので、構成が簡
素化される。
In this embodiment, the anode constituting the electron gun is omitted, and the electron beam is accelerated by the extraction voltage 4 applied between the grounded extraction electrode 2 and the cathode 1. The electrons accelerated by the extraction voltage 4 are converged by the objective lens 17 and travel toward the sample 18. The positive electrode side of the acceleration voltage 5 is connected to the sample 18. At this time, since the extraction voltage 4 is higher than the acceleration voltage 5 in the low acceleration voltage region, the electron beam is decelerated to the acceleration voltage 5 between the objective lens 17 and the sample 18 and reaches the sample.
In a typical example using a field emission cathode, the extraction voltage is 3k.
V, accelerating voltage is 1 kV. With such a configuration, the anode and the superimposed voltage source are omitted, so that the configuration is simplified.

【0065】[0065]

【発明の効果】 本発明によれば、コンタクトホールの
底部やレジストの残渣を良好に観察することが可能にな
り、更に、それ以外の部分の明るさ向上も併せて実現で
きるので、装置が持つ分解能を得ることが可能になる。
According to the present invention, it is possible to satisfactorily observe the bottom of a contact hole and the residue of a resist.
In addition, the brightness of other parts can be improved.
Therefore, it is possible to obtain the resolution that the device has.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】 本発明の一実施例である走査電子顕微鏡の構
成図である。
FIG. 1 is a configuration diagram of a scanning electron microscope which is an embodiment of the present invention.

【図2】 図1の走査電子顕微鏡部の構成図である。FIG. 2 is a configuration diagram of a scanning electron microscope unit in FIG.

【図3】 本発明の第2実施例である走査電子顕微鏡部
の構成図である。
FIG. 3 is a configuration diagram of a scanning electron microscope section that is a second embodiment of the present invention.

【図4】 本発明の第3実施例である走査電子顕微鏡部
の構成図である。
FIG. 4 is a configuration diagram of a scanning electron microscope section that is a third embodiment of the present invention.

【図5】 本発明の第4実施例である走査電子顕微鏡部
の構成図である。
FIG. 5 is a configuration diagram of a scanning electron microscope section that is a fourth embodiment of the present invention.

【図6】 本発明の第5実施例である走査電子顕微鏡部
の構成図である。
FIG. 6 is a configuration diagram of a scanning electron microscope section that is a fifth embodiment of the present invention.

【図7】 本発明の第6実施例である走査電子顕微鏡部
の構成図である。
FIG. 7 is a configuration diagram of a scanning electron microscope section that is a sixth embodiment of the present invention.

【図8】 本発明の第7実施例である走査電子顕微鏡部
の構成図である。
FIG. 8 is a configuration diagram of a scanning electron microscope section that is a seventh embodiment of the present invention.

【図9】 本発明の第9実施例である走査電子顕微鏡部
の構成図である。
FIG. 9 is a configuration diagram of a scanning electron microscope section that is a ninth embodiment of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…陰極、2…引出電極、3…陽極、4…引出電圧、5
…加速電圧、6…重畳電圧、7…コンデンサレンズ、8
…絞り、9…絶縁台、10…調整つまみ、11…上走査
コイル、12…下走査コイル、13…吸引電極、14…
シンチレータ、15…ライトガイド、16…光増倍管、
17…対物レンズ、18…試料、19…試料ステージ、
20…一次電子線、21…試料ホルダ、24…二次電
子、25…チャンネルプレート、28…増幅電圧、29
…アノード電圧、30…増幅器、31…光変換回路、3
3…中央孔、34…メッシュ、35…電気変換回路、3
6…フィルタ電圧、37…アノード、39…制御電極、
40…制御電圧、41…シールドグリッド、42…エネ
ルギフィルタ、55…単結晶シンチレータ、56…導電
性薄膜、61…筐体、77…試料交換機構
1 ... Cathode, 2 ... Extraction electrode, 3 ... Anode, 4 ... Extraction voltage, 5
… Accelerating voltage, 6… Superposed voltage, 7… Condenser lens, 8
... diaphragm, 9 ... insulation stand, 10 ... adjustment knob, 11 ... upper scanning coil, 12 ... lower scanning coil, 13 ... suction electrode, 14 ...
Scintillator, 15 ... Light guide, 16 ... Photomultiplier tube,
17 ... Objective lens, 18 ... Sample, 19 ... Sample stage,
20 ... Primary electron beam, 21 ... Sample holder, 24 ... Secondary electron, 25 ... Channel plate, 28 ... Amplification voltage, 29
... Anode voltage, 30 ... Amplifier, 31 ... Optical conversion circuit, 3
3 ... central hole, 34 ... mesh, 35 ... electrical conversion circuit, 3
6 ... Filter voltage, 37 ... Anode, 39 ... Control electrode,
40 ... Control voltage, 41 ... Shield grid, 42 ... Energy filter, 55 ... Single crystal scintillator, 56 ... Conductive thin film, 61 ... Housing, 77 ... Sample exchange mechanism

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平1−298633(JP,A) 特開 平3−49142(JP,A) 特開 昭63−146336(JP,A) 特開 昭63−108655(JP,A) 特開 昭62−50672(JP,A) 特開 平3−295142(JP,A) 特公 昭47−8874(JP,B2) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H01J 37/244 H01J 37/28 ─────────────────────────────────────────────────── --Continued from the front page (56) References JP-A-1-298633 (JP, A) JP-A-3-49142 (JP, A) JP-A 63-146336 (JP, A) JP-A 63- 108655 (JP, A) JP 62-50672 (JP, A) JP 3-295142 (JP, A) JP 47-8874 (JP, B2) (58) Fields investigated (Int.Cl. 7 , DB name) H01J 37/244 H01J 37/28

Claims (7)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 電子源と、前記電子源から放出され
次電子線を収束する対物レンズと、 前記一次電子線の照射に起因して試料から放出される
子を検出する電子検出器と、 前記試料および/または前記試料を配置する試料台に負
電圧を印加する負電圧印加手段とを備えた電子顕微鏡に
おいて、 前記電子検出器は、前記対物レンズより電子源側に配置
されると共に、前記一次電子線の軸外であって当該一次
電子線と交差する方向に前記電子を受ける部分が広が
り、 前記電子を受ける部分と前記試料との間に配置され、前
記試料から放出されて前記負電圧印加手段による負電圧
が発生する電界により加速された二次電子及び反射電子
の前記加速分を減速させ、さらに当該二次電子及び反射
電子の内、反射電子を通過させて二次電子の通過を制限
する負電圧が印加されるエネルギフィルタと、 前記負電圧を調節する手段とを含む ことを特徴とする走
査形電子顕微鏡。
1. A electron source and, electrostatic released an objective lens for converging an <br/> following electron beam that will be emitted from the sample due to the irradiation of the primary electron beam from the electron source <br / > An electron microscope provided with an electron detector for detecting a child, and a negative voltage applying means for applying a negative voltage to the sample and / or a sample table on which the sample is arranged
Where the electron detector is located closer to the electron source than the objective lens is.
And the primary electron beam is off-axis
The part that receives the electrons spreads in the direction that intersects the electron beam.
Is placed between the part that receives the electrons and the sample, and
The negative voltage emitted from the sample by the negative voltage applying means.
Secondary electrons and backscattered electrons accelerated by the electric field generated by
Of the secondary electrons and reflections
Restricts secondary electrons from passing through backscattered electrons
And a means for adjusting the negative voltage, and a scanning electron microscope.
【請求項2】 前記請求項1において、前記電子を受け
る部分がチャネルプレートの一部であることを特徴とす
る走査形電子顕微鏡。
2. The scanning electron microscope according to claim 1, wherein the portion that receives the electrons is a part of a channel plate.
【請求項3】 前記請求項1において、前記電子を受け
る部分がシンチレータの一部であることを特徴とする走
査形電子顕微鏡。
3. The scanning electron microscope according to claim 1, wherein the portion that receives the electrons is a part of a scintillator.
【請求項4】 前記請求項1において、前記エネルギフ
ィルタはメッシュ状電極を含むことを特徴とする走査形
電子顕微鏡。
4. The scanning electron microscope according to claim 1, wherein the energy filter includes a mesh electrode.
【請求項5】 前記請求項1において、前記エネルギフ
ィルタに印加される負電圧が、前記試料および/または
前記試料を配置する試料台に印加される負電圧と10V
程度の負電圧との重畳電圧であることを特徴とする走査
形電子顕微鏡。
5. The energy filter according to claim 1,
The negative voltage applied to the filter causes the sample and / or
Negative voltage applied to the sample table on which the sample is placed and 10V
A scanning electron microscope, which is a superposed voltage with a negative voltage of a certain degree .
【請求項6】 電子源と、 前記電子源から放出される一次電子線を収束する対物レ
ンズと、前記一次電子線の照射に起因して試料から放出される電
子を検出する電子検出 器と、 前記一次電子線に対する減速電界を形成する減速電界形
成手段とを備えた電子顕微鏡において、 前記電子検出器は前記対物レンズより電子源側に配置さ
れると共に、前記一次電子線の軸外であって当該一次電
子線と交差する方向に前記電子を受ける部分が広がり、 前記電子を受ける部分と前記試料との間にはエネルギフ
ィルタが配置され、当該エネルギフィルタには、前記減
速電界を形成する負電圧よりも大きく、かつ試料から放
出される二次電子及び反射電子の内、反射電子を通過さ
せ、かつ二次電子の通過を制限するための負電圧が調節
範囲内に含まれる可変電源が接続されている ことを特徴
とする走査形電子顕微鏡。
6. An electron source, an objective lens for converging a primary electron beam emitted from the electron source, and an electron emitted from the sample due to irradiation of the primary electron beam.
An electron detector for detecting a child, retarding field type for forming a decelerating field for the primary electron beam
In the electron microscope provided with the above-mentioned means, the electron detector is arranged closer to the electron source than the objective lens.
At the same time as the primary electron beam outside the axis of the primary electron beam.
The part that receives the electrons spreads in a direction intersecting the sagittal line, and an energy gap is provided between the part that receives the electrons and the sample.
A filter is arranged and the energy filter is
It is larger than the negative voltage that forms the fast electric field and is discharged from the sample.
Of the emitted secondary electrons and reflected electrons, it passes through the reflected electrons.
Adjust the negative voltage to limit the passage of secondary electrons
A scanning electron microscope characterized in that a variable power supply included in the range is connected .
【請求項7】 電子源と、 前記電子源から放出され一次電子線を収束する対物レ
ンズと、前記一次電子線の照射に起因して試料から放出される電
子を検出する電子検出器と、 前記試料および/または前記試料を配置する試料台に負
電圧を印加する負電圧印加手段とを備えた電子顕微鏡に
おいて、 前記電子検出器は前記対物レンズの磁極端より電子源側
に配置されると共に、前記一次電子線の軸外であって当
該一次電子線と交差する方向に、前記電子を受ける部分
が広がり、 前記電子を受ける部分と前記試料との間にはエネルギフ
ィルタが配置され、当該エネルギフィルタには、前記試
料および/または試料を配置する試料台に印加される負
電圧よりも大きく、かつ試料から放出される二次電子及
び反射電子の内、反射電子を通過させ、かつ二次電子の
通過を制限する負電圧が調節範囲に含まれる可変電源が
接続されている ことを特徴とする走査形電子顕微鏡。
7. A electron source, electrostatic released an objective lens for converging the primary electron beam that will be emitted from the sample due to the irradiation of the primary electron beam from the electron source
The electron detector that detects the child and the sample and / or the sample table on which the sample is placed.
In an electron microscope equipped with a negative voltage applying means for applying a voltage
The electron detector is closer to the electron source than the magnetic pole end of the objective lens.
And is outside the axis of the primary electron beam,
A portion for receiving the electron in a direction intersecting with the primary electron beam
Enerugifu Between spread, between the portion for receiving said electrons and said sample
Filter, and the energy filter is
Negative and / or negative applied to the sample stage on which the sample is placed
Secondary electrons emitted from the sample that are larger than the voltage
Of the secondary and secondary electrons
A variable power supply whose regulation range includes a negative voltage that limits the passage
A scanning electron microscope characterized by being connected .
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