JPH01149354A - 電子顕微鏡 - Google Patents
電子顕微鏡Info
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- JPH01149354A JPH01149354A JP30560687A JP30560687A JPH01149354A JP H01149354 A JPH01149354 A JP H01149354A JP 30560687 A JP30560687 A JP 30560687A JP 30560687 A JP30560687 A JP 30560687A JP H01149354 A JPH01149354 A JP H01149354A
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- electron
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- electron beam
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- 238000010894 electron beam technology Methods 0.000 claims abstract description 23
- 238000005286 illumination Methods 0.000 claims abstract description 8
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 claims description 2
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- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims 1
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- 238000001878 scanning electron micrograph Methods 0.000 description 11
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 description 7
- 238000000034 method Methods 0.000 description 4
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 3
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 3
- 238000011109 contamination Methods 0.000 description 3
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は電子顕微鏡に係シ、特に牛導体等のパターン解
析に好適な光学像および電子線像の検出を行う電子顕微
鏡に関する。
析に好適な光学像および電子線像の検出を行う電子顕微
鏡に関する。
牛導体パターンの検査、解析には、従来、光学顕微鏡が
用いられていたが、パターンの微細化に伴い、解像度の
点ですぐれている走査形電子顕微鏡（以下ＳＥＭと略す
）が用いられるようになった。ＳＥＭは、試料上に電子
線の微リースポットを集束、走査させ、試料より発生す
る２次電子を検出し、ＣＲＴ上に表示することによって
像を得る。ＳＥＭ像の濃淡は２次電子発生量によってつ
けられているが、２次電子発生量は、試料の物質、表面
形状、加速電圧等によシ複雑に変化し、ＳＥＭ像の正し
い解釈には、かなりの熟練を要する。
用いられていたが、パターンの微細化に伴い、解像度の
点ですぐれている走査形電子顕微鏡（以下ＳＥＭと略す
）が用いられるようになった。ＳＥＭは、試料上に電子
線の微リースポットを集束、走査させ、試料より発生す
る２次電子を検出し、ＣＲＴ上に表示することによって
像を得る。ＳＥＭ像の濃淡は２次電子発生量によってつ
けられているが、２次電子発生量は、試料の物質、表面
形状、加速電圧等によシ複雑に変化し、ＳＥＭ像の正し
い解釈には、かなりの熟練を要する。
また、ＳＥＭは光学顕微鏡筒比べて焦点深度が深いため
凹凸の激しい試料を観察すると立体的に見える。しかし
、ＳＥＭ像の濃淡だけでは、皿部分なのか凸なのか判定
できない。また、ＳＥＭ像は。
凹凸の激しい試料を観察すると立体的に見える。しかし
、ＳＥＭ像の濃淡だけでは、皿部分なのか凸なのか判定
できない。また、ＳＥＭ像は。
ノイズが多いため、残光時間の長いＣＲＴに極めてゆっ
くシ表示される。このため、観察したい場所をさがすの
に長時間を要する。さらに、長時間電子線を試料に当て
ると、損傷を生じたり、コンタミネーションによシ、画
像が劣下してしまう。
くシ表示される。このため、観察したい場所をさがすの
に長時間を要する。さらに、長時間電子線を試料に当て
ると、損傷を生じたり、コンタミネーションによシ、画
像が劣下してしまう。
一方、光学像は、ＳＥＭに比べて解像度は低いφＩ１色
情報をもっているので、色から膜厚や物質を推定するこ
とができる。また、焦点深度が浅いため凹凸は正しく認
識できる。また、肉眼で観察可能であ夛、高速の検出器
も容易に入手可能で、試料への損傷はない。
情報をもっているので、色から膜厚や物質を推定するこ
とができる。また、焦点深度が浅いため凹凸は正しく認
識できる。また、肉眼で観察可能であ夛、高速の検出器
も容易に入手可能で、試料への損傷はない。
牛導体パターンの解析は、一般にＳＥＭ像と光光像両方
を用い、それぞれの特徴を生かしながら行う。従って、
同一か所のＳＥＭ像と光学像が必要である。ＳＥＭ像と
光学像を一台の装置で観察できれば観察効率が向上する
上、装置間のハンドリングにおける異物付着が防止でき
、都合がよい。
を用い、それぞれの特徴を生かしながら行う。従って、
同一か所のＳＥＭ像と光学像が必要である。ＳＥＭ像と
光学像を一台の装置で観察できれば観察効率が向上する
上、装置間のハンドリングにおける異物付着が防止でき
、都合がよい。
このため、ＳＥＭに光学顕微鏡筒をＳＥＭ鈍簡の横に付
け、試料をＳＥＭ鏡筒と光学顕微鏡筒間を移動させ、光
学像とＳＥＭ像を得る方法が提案されている。この方法
は、光学像とＳＥＭ像が同時には得られないので、どち
らか一方の鋏像を記憶する手段が必要となる。また、鏡
筒が２つあるので大型の試料室が必要であシ、光学像と
ＳＥＭ像において全く同一のか所を観察する忙は高精度
の試料移動ステージを要する。
け、試料をＳＥＭ鏡筒と光学顕微鏡筒間を移動させ、光
学像とＳＥＭ像を得る方法が提案されている。この方法
は、光学像とＳＥＭ像が同時には得られないので、どち
らか一方の鋏像を記憶する手段が必要となる。また、鏡
筒が２つあるので大型の試料室が必要であシ、光学像と
ＳＥＭ像において全く同一のか所を観察する忙は高精度
の試料移動ステージを要する。
また、光学類１１１！ｔ−５ＥＭＫ内蔵させる方法とし
て、「マイクロビームアナリシス」 ・ｐ２１７〜ｐ２
１８において、ＸＮ分析のために、電子光学系と同一光
軸をもつ光学顕微鏡を磁気対物レンズ内に組込んだ例が
ある。この場合には、前述の装置のような試料が不要と
なる。しかし、この構成においては、Ｘ線分析は可能で
あるが、ＳＥＭ像は検出できない。
て、「マイクロビームアナリシス」 ・ｐ２１７〜ｐ２
１８において、ＸＮ分析のために、電子光学系と同一光
軸をもつ光学顕微鏡を磁気対物レンズ内に組込んだ例が
ある。この場合には、前述の装置のような試料が不要と
なる。しかし、この構成においては、Ｘ線分析は可能で
あるが、ＳＥＭ像は検出できない。
上記従来技術では、電子顕微鏡では電子線像と光学像を
同時に検出できるように配慮されておらず、不具合であ
るという問題点があった。
同時に検出できるように配慮されておらず、不具合であ
るという問題点があった。
本発明の目的は、わずられしい切替をなくして電子線像
と光学像を同時に検出することができるようにした電子
顕微鏡を提供することＫある。
と光学像を同時に検出することができるようにした電子
顕微鏡を提供することＫある。
上記目的は、電子顕微鏡において磁気対物レンズ内に反
射光学系を組込み、ある波長帯域（例えば可視光）で試
料を照明して、その反射光から光学像を検出し、電子線
検出には、前述の照明光とは別波長帯域（例えば紫外義
光）で発光し、かつ、前述の照明波長帯域の光では発光
しない蛍光板を用い、光電子増倍管の前に、前述の照明
光の波長帯域の光を遮断する光学フィルタを挿入するこ
とＫよシ達成される。
射光学系を組込み、ある波長帯域（例えば可視光）で試
料を照明して、その反射光から光学像を検出し、電子線
検出には、前述の照明光とは別波長帯域（例えば紫外義
光）で発光し、かつ、前述の照明波長帯域の光では発光
しない蛍光板を用い、光電子増倍管の前に、前述の照明
光の波長帯域の光を遮断する光学フィルタを挿入するこ
とＫよシ達成される。
従って光学像を得るための照明をしても電子線を検出す
ることができ、大巾に試料を移動させることなく光学像
と電子像の同時検出ができ、観察点を探索するのに光学
像を用いることにょシ、試料へのダメージ、コンタミネ
ーション等を防止することができる。
ることができ、大巾に試料を移動させることなく光学像
と電子像の同時検出ができ、観察点を探索するのに光学
像を用いることにょシ、試料へのダメージ、コンタミネ
ーション等を防止することができる。
以下、本発明の一実施例を第１図乃至第３図によシ説明
する。
する。
図中、１は電子銃、２はコンデンサレンズ、３は磁気対
物レンズ、４は偏向コイル、５は試料。
物レンズ、４は偏向コイル、５は試料。
６は試料台、７は紫外線発光蛍光板（紫外発光シンチレ
ータ：例えば、Ｙ２Ａ／！０ｉ（Ｃ”）の結晶）、８は
可視光遮断フィルタ、９はライトガイド、１ｏは−光電
子増倍管、１１は増幅器、１２は偏向回路、１５はＣＲ
Ｔ、ｔｓは反射対物レンズ、１６はミラー、１７は室、
１８はハーフミラ−１１９は光源、２０は２次元撮像素
子（例えばＴＶカメラ）、２１はＣＲＴ、２２は紫外線
遮断フィルタである。
ータ：例えば、Ｙ２Ａ／！０ｉ（Ｃ”）の結晶）、８は
可視光遮断フィルタ、９はライトガイド、１ｏは−光電
子増倍管、１１は増幅器、１２は偏向回路、１５はＣＲ
Ｔ、ｔｓは反射対物レンズ、１６はミラー、１７は室、
１８はハーフミラ−１１９は光源、２０は２次元撮像素
子（例えばＴＶカメラ）、２１はＣＲＴ、２２は紫外線
遮断フィルタである。
電子銃１から発した電子は、コンデンサレンズ２および
対物レンズ３からなる電子光学系によシ試料５の上に集
束される。それを、電子光学系の゛偏向コイル４および
偏向回路１２によシ、試料５の上を走査する。試料５に
電子が入射し、２次電子が発生する。２次電子が蛍光板
７に入射し蛍光板７は紫外線光で発光する。蛍光板の光
は、可視光遮断フィルタ２２を透過し、ライトガイド９
で光電子増倍管１０に導き、電子像信号と検出され、増
幅器１１で増幅され、偏向回路１２からの走査信号に基
いてＣＲＴ１５に電子像が表示検出される。
対物レンズ３からなる電子光学系によシ試料５の上に集
束される。それを、電子光学系の゛偏向コイル４および
偏向回路１２によシ、試料５の上を走査する。試料５に
電子が入射し、２次電子が発生する。２次電子が蛍光板
７に入射し蛍光板７は紫外線光で発光する。蛍光板の光
は、可視光遮断フィルタ２２を透過し、ライトガイド９
で光電子増倍管１０に導き、電子像信号と検出され、増
幅器１１で増幅され、偏向回路１２からの走査信号に基
いてＣＲＴ１５に電子像が表示検出される。
第２図に本発明の主要部分を表わす図を示す。
磁気対物レンズ３の内側に反射ミラー４１および４２で
構成される光学対物レンズ１５を組込む、１５と３は同
一光軸、同一物体側焦点面を有する。光源１９による光
は、後に説明する蛍光板の発光波長とは重複しないよう
に紫外線遮断フィルタ２２で制限する。すなわち、蛍光
板が第３図中すで示した波長帯域で発光する場合、第５
図Ａに示した透過特性を示す紫外線遮断フィルタ２２を
導入し、照明光の波長帯域をαで示したように、ｂとは
重ならないようにする。一方、蛍光板７は電子が入射す
ると第３図すで示したように発光するものを選んだ場合
、蛍光板７で発光した光のみ光電子増倍管（ホトマル）
１０で検出できるよう、第５図Ｂで示した透過率特性を
もつ光学フィルタ８を蛍光板７と光電子増倍管（ホトマ
ル）１０の間に配置する。このフィルタ８によシ、照明
光がたとえ蛍光板７を透過してきても遮断され、ホトマ
ル１０には感知されない。これＫよシ、２次元撮像素子
２０で撮像してＣＲＴ２１に表示される光学像を得るた
めに光源１９を点灯し、紫外線遮断フィルタ２２、ハー
フミラ−１８、ミラー１６及び反射対物レンズ１５を介
して照明してもＣＲＴ１３に表示される電子像が検出さ
れるので、光学像をＣＲＴ ２１に、電子像ｔｃＲＴ１
３に同時に検出することができる。
構成される光学対物レンズ１５を組込む、１５と３は同
一光軸、同一物体側焦点面を有する。光源１９による光
は、後に説明する蛍光板の発光波長とは重複しないよう
に紫外線遮断フィルタ２２で制限する。すなわち、蛍光
板が第３図中すで示した波長帯域で発光する場合、第５
図Ａに示した透過特性を示す紫外線遮断フィルタ２２を
導入し、照明光の波長帯域をαで示したように、ｂとは
重ならないようにする。一方、蛍光板７は電子が入射す
ると第３図すで示したように発光するものを選んだ場合
、蛍光板７で発光した光のみ光電子増倍管（ホトマル）
１０で検出できるよう、第５図Ｂで示した透過率特性を
もつ光学フィルタ８を蛍光板７と光電子増倍管（ホトマ
ル）１０の間に配置する。このフィルタ８によシ、照明
光がたとえ蛍光板７を透過してきても遮断され、ホトマ
ル１０には感知されない。これＫよシ、２次元撮像素子
２０で撮像してＣＲＴ２１に表示される光学像を得るた
めに光源１９を点灯し、紫外線遮断フィルタ２２、ハー
フミラ−１８、ミラー１６及び反射対物レンズ１５を介
して照明してもＣＲＴ１３に表示される電子像が検出さ
れるので、光学像をＣＲＴ ２１に、電子像ｔｃＲＴ１
３に同時に検出することができる。
このようにフィルタ２２によって紫外線が遮光された照
明光が試料５に照射され、更にフィルタ８によって可視
光が遮断されるので、光学像がＣＲＴ２１に、電子像が
ＣＲＴ１３に確実に表示される。
明光が試料５に照射され、更にフィルタ８によって可視
光が遮断されるので、光学像がＣＲＴ２１に、電子像が
ＣＲＴ１３に確実に表示される。
このように第１図及び第２図は試料５から反射する２次
電子を蛍光板７、フィルタ８、ライトガイド９、光電子
増倍管１０で検出するようにしているが、この他試料５
を透過する電子線を検出してもよいことは明らかである
。
電子を蛍光板７、フィルタ８、ライトガイド９、光電子
増倍管１０で検出するようにしているが、この他試料５
を透過する電子線を検出してもよいことは明らかである
。
また試料５を透過した電子線像を電子光学的に拡大投影
し、それを２次元撮像素子（ＴＶカメラ）で撮像しても
よいも明らかである。
し、それを２次元撮像素子（ＴＶカメラ）で撮像しても
よいも明らかである。
また２次元撮像素子２０から得られる光学像（コントラ
スト）にもとづいて試料５０表面を電子線の合焦点状態
に制御することも可能であるし、電子像（ＳＥＭ、ＴＥ
Ｍ）を観察するための粗位置決めに用いることも可能で
ある。
スト）にもとづいて試料５０表面を電子線の合焦点状態
に制御することも可能であるし、電子像（ＳＥＭ、ＴＥ
Ｍ）を観察するための粗位置決めに用いることも可能で
ある。
以上説明したように、本発明によれば、電子線像と光学
像が同時に検出できるので、電子顕微鏡と別の光学顕微
鏡を使用する場に比べ、顕微鏡間の移動における異物付
着、異なる顕微鏡間で同一観察点を探索するのに要する
時間を省けるほか、観察点を探索するのにまたは合焦点
に制御するのに光学像のみを使用し、高解像度深い焦点
深度を必要とする場合のみ電子線像を使用すれば、試料
への電子線照射量を大幅に減少させ、試料のダメージ、
コンタミネーシ冒ンを防止することができる作用効果を
奏する。
像が同時に検出できるので、電子顕微鏡と別の光学顕微
鏡を使用する場に比べ、顕微鏡間の移動における異物付
着、異なる顕微鏡間で同一観察点を探索するのに要する
時間を省けるほか、観察点を探索するのにまたは合焦点
に制御するのに光学像のみを使用し、高解像度深い焦点
深度を必要とする場合のみ電子線像を使用すれば、試料
への電子線照射量を大幅に減少させ、試料のダメージ、
コンタミネーシ冒ンを防止することができる作用効果を
奏する。
第１図は、本発明の一実施例の構成図、第２図は本発明
の一実施例の対物レンズ部分の拡大図、第３図は本発明
における光学素子の分光特性 を示す図である。 １・・・電子銃、２・・・コンデンサレンズ、３・・・
磁気対物レンズ、４・・・偏向コイル、５・・・試料、
６・・・試料台、７・・・紫外発光シンチレータ、８・
・・可視光遮断フィルタ、９・・・ライトガイド、１０
・・・光電子増信管、１１・・・増幅器、１２・・・偏
向回路、１３ 、２１・・・ＣＲＴ１１５・・・反射対
物レンズ、１６・・・ミラー、１７・・・惣、１８・・
・ハーフミラ−１１９・・・光源、２０・・・２次元撮
像素子、２２・・・紫外線遮断フィルタ。 代理人弁理士 小 川 勝 男
の一実施例の対物レンズ部分の拡大図、第３図は本発明
における光学素子の分光特性 を示す図である。 １・・・電子銃、２・・・コンデンサレンズ、３・・・
磁気対物レンズ、４・・・偏向コイル、５・・・試料、
６・・・試料台、７・・・紫外発光シンチレータ、８・
・・可視光遮断フィルタ、９・・・ライトガイド、１０
・・・光電子増信管、１１・・・増幅器、１２・・・偏
向回路、１３ 、２１・・・ＣＲＴ１１５・・・反射対
物レンズ、１６・・・ミラー、１７・・・惣、１８・・
・ハーフミラ−１１９・・・光源、２０・・・２次元撮
像素子、２２・・・紫外線遮断フィルタ。 代理人弁理士 小 川 勝 男
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、電子線を発生する銃と、コンデンサレンズ及び磁気
対物レンズからなる電子光学系と有する電子顕微鏡にお
いて、上記電子光学系の光軸に電子線の通過する孔を有
し、上記電子光学系と共通の光軸および物体側焦点面を
有する反射形光学対物レンズを設け、ある波長帯域の光
で、上記反射形光学対物レンズを通して試料を照明する
照明手段を設け、該照明手段で照明された試料からの反
射光を上記反射形光学レンズを通して検出する第１の検
出手段を設け、上記電子銃により発生し、電子光学系に
よって試料上に照射された電子線を検出すべく、試料か
ら得られた電子線を蛍光板に当て、蛍光板から発する光
子を光学フィルタを通して光電変換素子に当て、電子線
像を検出する第２の検出手段を設けたことを特徴とする
電子顕微鏡。 ２、上記電子光学系に、電子線を走査する手段を有し、
上記第２の検出手段を試料から生じる２次電子および反
射電子を検出すべく設置したことを特徴とする特許請求
の範囲第１項記載の電子顕微鏡。 ３、上記電子光学系に、電子線を走査する手段を有し、
上記第２の検出手段を試料から透過する電子を検出すべ
く設置したことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載
の電子顕微鏡。 ４、上記第２の検出手段を、試料を透過した電子による
像を電子光学的に拡大投影して２次元撮像電子で撮像す
べく構成したことを特許請求の範囲第１項記載の電子顕
微鏡。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62305606A JPH0756788B2 (ja) | 1987-12-04 | 1987-12-04 | 電子顕微鏡 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62305606A JPH0756788B2 (ja) | 1987-12-04 | 1987-12-04 | 電子顕微鏡 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01149354A true JPH01149354A (ja) | 1989-06-12 |
| JPH0756788B2 JPH0756788B2 (ja) | 1995-06-14 |
Family
ID=17947168
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62305606A Expired - Lifetime JPH0756788B2 (ja) | 1987-12-04 | 1987-12-04 | 電子顕微鏡 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0756788B2 (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010157393A (ja) * | 2008-12-26 | 2010-07-15 | Topcon Corp | 電子顕微鏡装置 |
| JP2012009247A (ja) * | 2010-06-24 | 2012-01-12 | Topcon Corp | 電子顕微鏡装置 |
| JP2012211770A (ja) * | 2011-03-30 | 2012-11-01 | Shimadzu Corp | 電子線分析装置 |
| JP2013191576A (ja) * | 2013-05-13 | 2013-09-26 | Horiba Ltd | 電子顕微鏡装置 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS50143466U (ja) * | 1974-05-11 | 1975-11-27 | ||
| JPS59150159U (ja) * | 1983-03-29 | 1984-10-06 | 日本電子株式会社 | 走査電子顕微鏡 |
| JPS60138252U (ja) * | 1984-02-24 | 1985-09-12 | 日本電子株式会社 | 粒子線装置における試料画像表示装置 |
-
1987
- 1987-12-04 JP JP62305606A patent/JPH0756788B2/ja not_active Expired - Lifetime
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| US8791415B2 (en) | 2008-12-26 | 2014-07-29 | Horiba Ltd. | Electron microscope device |
| JP2012009247A (ja) * | 2010-06-24 | 2012-01-12 | Topcon Corp | 電子顕微鏡装置 |
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| JP2013191576A (ja) * | 2013-05-13 | 2013-09-26 | Horiba Ltd | 電子顕微鏡装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0756788B2 (ja) | 1995-06-14 |
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