JPH0320949A - 二次荷電粒子解析装置、及びそれを用いた試料解析方法 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、一次荷電粒子（一次イオンや一次電子）を被
検査対象に照射して被検査対象から発生させた二次荷電
粒子（二次イオンや二次電子）を結像させ、二次荷電粒
子を解析する二次荷電粒子解析装置に関する。

〔従来の技術〕

二次荷電粒子解析装置としては、二次イオン質量分析装
置や走査型電子顕微鏡がある。

例えばＬＳＩ等の半導体テバイスの構或元素を二次イオ
ン質量分析装置を用いて分析する場合、被検査対象に一
次イオンビームを照射して照射領域の構或元素を二次イ
オンとして叩き出し、この二次イオンの質量を分析する
ことになる。しかるに、近年のＬＳＩ技術の超高密度化
により、ＬＳＩの構或素子の大きさや配線幅等は、１ミ
クロン以下のものが実現されてきている。しかも、半導
体テバイス中に注入された不純物元素濃度は場所によっ
て６桁以上も変化する。このような微細な領域の分析を
精度よくするためには一次イオンビームの照射領域を狭
くする必要がある。しかし、次イオンビームを細く絞る
ことは空間電荷効果により困難であり、直径数ミクロン
程度に絞るのがやっとである。従って、この点を解消す
るために、従来技術では、このような超微細領域の元素
分析をする場合は、直径数ミクロンの範囲を一次イオン
ビームで照射し、この範囲から射出される二次イオンビ
ームをレンズ系（以下、二次荷電粒子引出部という）を
通して結像させ、得られた像のうち、検査しようとする
超微細領域の像のみをスリット等を通して取り出し、質
量分析系に入射させる制限視野法を採用することになる
。しかし、従来の単なる制御視野法では例えば、３１ｐ
と”ＳｉｌＨのように質量差が４０００分の工と小さい
と、質量分析自体が難しく、質量分析系に入射させるビ
ームの性質を向上させることが必要となっている． 〔発明が解決しようとする課題〕 しかしながら，従来の二次荷電粒子解析装置では、二次
荷電粒子引出部から引出される二次荷電粒子ビームの出
射角度及び位置の分散が大きくなり，解像度あるいは感
度が高くとれない．また、このため，特に二次イオン質
量分析装置では、超微細領域の元素分析ができない． 本発明の第１の目的は、高解像度・高感度の二次荷電粒
子，解析装置を提供することにある．本発明の第２の目
的は、二次荷電粒子ビームの出射角度及び位置の分散の
少ない二次荷電粒子引出部を提供することにある。

〔課題を解決するための手段〕

本発明の上記各目的は，二次荷電粒子引出部で形成され
る加速レンズで二次荷電粒子の軌道を修正することで達
或される。

〔作用〕

本発明の二次荷電粒子引出部の一実施例を第２図に、そ
の作用を等価的な光学レンズ構或で示した模式図を第３
図に示す。

なお静電レンズは、２枚の電位差のある電極間に生或さ
れる電界であり、荷電粒子が常に電界方向に力を受ける
ため，通常凸レンズの性質をもつ。

試料６からある角度分布をもってスパッタリングされた
二次荷電粒子３０ａ，３０ｂ，３０ｃは、試料６と引出
電極８との間にできる静電レンズ３１（以下、引出レン
ズと呼ぶ）により引き出され、次に静電レンズ（引出電
極８と電極９ａとの間にできる静電レンズで，以下加速
レンズと呼ぶ）３２にて所定のエネルギにまで加速され
る。従来の装置は、この加速エネルギを固定しているの
で、引出レンズ３ｌの強さと加速レンズ３２の強さは従
属的であり、独立に調節することはできないようになっ
ている。そして、電極９ａ，９ｂ及び電ｗＡ９ｃとで構
威される集束レンズ３３に入射する荷電粒子の入射角度
は、引出レンズ３１の強さを変更する度に（引出電ｗＡ
８の電位を変更する度に）変化してしまい、集束レンズ
の能力を充分いかすことができない。特に、第３図の破
線に示すようにクロス点３５ｂが出来ると集束レンズ３
３に入射する荷電粒子の入射角度は大きくなる。二次荷
電粒子分析系への出射角度及び分散が大きくなる。

従って、形威された加速レンズで二次荷電粒子の軌道を
修正することにより第３図の実線で示すように集束レン
ズ３３に入射する荷電粒子の入射角度を小さくすること
ができる．この結果、集束レンズの能力を活かすことが
でき、二次荷電粒子分析系への出射角度及び分散が小さ
くなるので、高解像度・高感度な二次荷電粒子解析装置
を提供できる． 〔実施例〕 本発明の好適な一実施例を、二次イオン質量分析装置の
場合を例にとって第ｌ図から第７図を用いて説明する． 第１図は、本発明の二次イオン質量分析装置の構成を示
す．この二次イオン質量分析装置では、一次イオン源１
から射出したイオンビーム２ａのうち不要なイオン或分
が電極３ａで除去され、このイオンビームは、一次イオ
ン照射系静電レンズ４ａ，４ｂ及びスリット５ａにより
数ミクロン径に絞られ、偏向レンズ３ｂにより試料６上
を数百ミクロン角の範囲を、走査しながら照射される。

この一次イオンによりスパッタリングされた二次イオン
は，二次荷電粒子引出部５０により以下の質量分析系へ
の引出口であるスリット５ｂ上に結像される．そして、
このスリット５ｂの径を変えて、所望の範囲の二次イオ
ンを選択し、スリット５ｂを通過した二次イオンのみが
、セクタ電場１０からセクタ磁場１１及びスリット５ｃ
，５ｄを通って，検出器１２内に入り、質量分析される
。

試料駆動部８は、試料を左右前後、あるいは傾斜させた
りするもので、分析する位置の位置決めあるいは照射条
件を変更するものである。

第２図は、第１図における二次荷電粒子引出部５０の構
或を示したものである。第３図は、前述したように第２
図の作用を光学レンズ構或で示した模式図である。本実
施例に係る二次荷電粒子引出部５０は，可変電極２１ａ
に接続された引出電極８と、３つの電極９ａ，９ｂ，９
ｃを備える、集束レンズの役目を果たすアインツエルレ
ンズ９と、引出電極８直後に配置される電極９ａに接続
される可変電極２１ｃと、中央の電極９ｂに接続される
可変電極２ｌｂと、これらの可変電極２１ａ，２ｌｂ，
２１ｃを制御する制御手段２２とで構或される．尚、電
極９ｃは本実施例でばアースに接続されている． 一次照射系によって数ミクロン径まで集束された一次イ
オンビーム２ａが試料６に照射されるとき、この試料６
からスパッタリングされた二次イオンは引出電極８と試
料６との間にできる引出レンズにより引出電極８側に引
き出される。この引出ｉＪ極８により引き出された二次
イオンは、電極８，９ａ間に形戊される静電レンズによ
り加速され、電極９ａ，９ｂ間に形成される静電レンズ
と電極９ｂ，９ｃ間に形威される静電レンズとで構或さ
れる集束レンズによりスリット５ｂ上に結像される．試
料６には、二次イオンビーム２ｂの加速エネルギに相当
する電圧が電源２０により印加されている．制御手段２
２は、各電極８，９ａ，９ｂの電位を調整して、スリッ
ト５ｂ上に二次イオンビーム２ｂが結像するように調整
する．第４図は、本実施例における数値シミュレーショ
ン結果を示す図である。第５図は、試料６から法線方向
±１度以内にスパッタリングされた二次イオンの軌跡を
縦方向に１００倍したシミュレーションの結果である．
この図は，超微細領域Ａから発生した二次イオンが辿る
軌跡の縦方向拡大図であり、第２図の二次イオンビーム
を示す腺のうち，線２本分を拡大したものに相当する。

試料６には電極２０により３，ＯｋＶ　が印加されてお
り、引出電極８には２．４８ｋＶ　が可変電極２１ａに
より印加され，電極９ａには１．５ｋＶ　が可変電源２
１ｃにより印加され、電極９ｂには２．０ｋＶが可変電
源２ｌｂにより印加されている。

一方、第６図，第７図は、第１図の集束レンズを構或す
る電極９ａを、アースに接続した従来例における第４図
，第５図に各々対応する図であり、この時の二次イオン
加速電圧（電源２ｏの電圧）を３．ＯｋＶ．引出電極８
の電圧を２．４８ｋＶとし、二次イオンビームと２ｂを
結像させるアインツエルレンズ９の中央の電極９ｂの電
圧を２．６５ｋＶとしてある。この場合試料６と引出電
極８との間の電位差は０．５２ｋＶ　と小さく、逆に、
引出ｆ！極８と電極９ａとの間の電位差は２．４８ｋＶ
と大きい．従って，第５図にその軌跡を示す様に、二次
イオンビームは電極９ａの内部にすなわち加速レンズ３
２と集束レンズ３３との間にクロスオーバ（収束点）Ｘ
が形威されてしまう。このため，電極９ａ，９ｂ間及び
電極９ｂ，９ｃ間に形成される集束レンズへの入射角度
が大きくなり、この二次イオンビームを集束させるため
に中央の電極９ｂに印加する電圧を大きくしなければな
らなくなる。また、第７図で明瞭となるように、中心軸
より上側から出た二次イオンビーム２ｂは、一旦、中心
軸より下側で焦点を結び、再び拡散して集束レンズで集
束され、中心軸の上側で結像するようになっている。つ
まり、スリット５ｂで正立像を形成する条件では、スリ
ット５ｂへの二次イオンビームの入射角度が大きくなっ
てしまい、スリット５ｂに後置される質量分析系での効
率が悪くなる。つまり、従来の二次荷電粒子引出部は、
集束作用の強い集束レンズを使用しなくてはならないの
で第５図に示すように質量分析系への二次荷電粒子の出
射角度及び位置の分散が大きくなる．この問題は，中央
の電極９ｂの電圧を幾つ調節しても解決することができ
ない． 一方，本実施例では、試料６と引出電極には従来例同様
、各々３．０ｋＶ　，２．４８ｋＶ印加されているが、
電極９ａ，［１極９ｂには、各々可変電源２１ｃ，２ｌ
ｂを調節することによって１．５ｋＶ，２．０ｋＶが印
加されている．本実施例では、電極９ａの電位を１．５
ｋＶ　とし、引出電極８の電位との電位差を小さくすな
わち、加速レンズの集点距離を長くしているので、加速
レンズ３２と集束レンズ３３との間に収束点Ｘが形成さ
れず、しかも電極９ａ内を通る隣接する二次イオンビー
ムは互いに略平行ビームとなる．従って，すべての二次
イオンビームの集束レンズへの入射角度が小さくなり、
弱い集束レンズ（電極９ｂの印加電圧が小さい．）でも
充分にスリット５ｂに結像させることが可能となり、収
差が小さくなる。従って、第５図に示す様に、中心軸よ
り上側の超微細領域Ａで発生した二次イオンビーム２ｂ
は，加速レンズ３２により略平行ビームとなり、集束レ
ンズにより中心軸の下側に結像する．超微細領域Ａから
の二次イオンを捕捉するためにこの位置に置いたスリッ
ト５ｂへの二次イオンビームの入射角度は垂直に近くな
り、軌道も垂直である．従って、二次イオンビーム２ｂ
全体の入射角度も垂直近くなり、軌道もほぼ垂直になる
．この結果、この結像した部分の二次イオンを質量分析
系に取り込み分析することで，高解像度・高感度の分析
結果を得ることができる。

上述した様な電界分布つまり二次イオンビームの軌跡を
描かせるために、各可変電源２１ａ〜２１ｃを制御手段
２２で設定する。制御手段２２は先ず、電源２１ａに制
御信号２２ｂを送出して二次イオンの引出条件を設定す
る。そして次に、この制御信号２２ａをパラメータとし
て電源２１ｃと電源２ｌｂに夫々制御信号２２ｃ，２２
ｂを送出して，各電極９ａ，９ｂの電位を定める．次に
電極９ａの電位を微調整するために制御信号２２ｃを電
源２１ｃに送り、最後に電源２ｌｂを微調整して電極９
ａの電位を定める．この電源２１ｃを制御することで、
二次イオンビームの出射角度が調節される。つまり、集
束レンズへの入射角度が調節される．そして、電源２ｌ
ｂで焦点距離が調節される．引出条件を定めた後、可変
電源２ｌｂ，２１ｃを両方微調整しながら各電源電圧を
定めるのであるが、実際には、試料６の位置にテストパ
ターンを置き、その二次イオンビームの像をスリット５
ｂ位置においた検出器あるいはモニタを見ながら電源電
圧を調整する。尚、モニタにオートフォーカス装置を設
け、この装置からのフィードバック信号で制御手段２２
を調整させるようにすることも可能である。

第８図は、本発明の二次荷電粒子引出部の第２の実施例
を示す構成図である。本実施例に係る二次荷電粒子引出
部５１は、第１実施例の二次荷電粒子引出部５０に比べ
、電極９ｂ及びその可変電源２ｌｂを省略してある点の
み異なる。引出電極８の電圧の制御範囲をある範囲に限
定した場合に、本実施例は好適である。この場合には、
電極９ａの電圧を調整するだけで、スリット５ｂ上に二
次荷電粒子を結像させることが可能となる．特に、電１
１９ａの電圧を調整することで，引出電極８一電極９ａ
間で形成される加速レンズ，電［ｊ９ａ−電源９ｑ間に
形成される２つの集束レンズの強さを調整でき、第１実
施例に比べて感度良く且つ簡単に調整できるという利点
がある。

第９図は，本発明の二次荷電粒子引出部５０の第３実施
例の構成図である．本実施例に係る二次荷電粒子引出部
は、第１実施例に電圧自動調整制御手段４０を付加した
点のみ異なる。本実施例では、最適電圧条件を求めるた
めの電圧調整時に、数ミクロン径のα線やβ線を含む粒
子ビームを発生させる微小駆動可能な！ｍ４１を試料位
置に配置し、この線源４１からの粒子ビームを引出電極
８から入射させ、スリット位置に設けたワイヤ検出器（
ワイヤ間隔調整可能になっている。）４２にこの粒子ビ
ームを結像させるようになっている。

先ず、引出電極８の電圧を決めることで、ある予め定め
た関数に従って電源２ｌｂ，２１ｃの電圧が一意的に定
まるように制御手段２２内にパラメータを設定しておく
．そして、線源４１を試料位置に置いて粒子ビームを引
出電極８にて引き出し、ワイヤ検出器４２に結像させる
。ワイヤ検出器４２では、電流またはパルス数を計測す
る。この計測に当っては、粒子ビームに対し直角に張っ
た２本のワイヤ位置を調整し、電流またはパルス計数が
最大となる位置を求める。次にワイヤをこの位置に固定
して電極９ａ，９ｂに印加する電圧を微調整し、電流ま
たはパルス計数が最大となる条件を調べる。このように
して求めた条件が最適条件であり、この最適条件を電圧
自動調整制御手段４０内のメモリに格納しておく． そして，実際の試料を線源４１の位置に置き、スリット
をワイヤ検出器４２の位置において測定する場合には、
この電圧自動調整制御手段４０内のメモリの格納情報で
制御手段２２の設定パラメータを修正することで、可変
電源２ｌｂ，２１ｃの調整を行い、高精度の電圧制御を
行う。

本実施例によれば、自動的に質量分析系に入射する二次
イオンビームの入射角度及び位置の分散が小さくなるよ
うに、各電極の電圧を調整できる．上述した各実施例で
は，引出電極８の直後に配置した電極９ａの印加電圧を
可変にして二次イオンビームの出射角度を調整している
が、電極９ａの引出電極８に対する位置（両電極８，９
８間の距離）を機械的に調整する機構を設け、出射角度
を調整することも可能である，第１０図は，この視点に
基づく、本発明の第４の実施例である二次荷電粒子引出
部の構或図を示したものである．本実施例の第３の実施
例（第９＠）との違いは、電極９ａのうち、引出電極８
に対向する部分を切離して移動可能な電極９ｄとするこ
とにより、両電極８，９ｄ間の距離を機械的に調整する
駆動手段２４を設け、出射角度を調整する。すなわち，
引出電極８と電極９ａとの距離を変化させるより、両電
極の電位分布が変わり、加速レンズの焦点距離を可変に
できる．この焦点距離を第２の実施例のように調整すれ
ば，前記各実施と同様な効果をもつことができる。尚、
本実施例では電１ｉ９ａ側を移動したが、同様な手段に
より、電極８側のみ、または．　ＷＪｔ極８，９ａを移
動することも可能である． 第１１図は、本発明の第５の実施例である二次荷電粒子
引出部の構或図を示したものである。本実施例は，２つ
のアインツエルレンズ８，９で構成された二次荷電粒子
引出部への適用例を示すものである．前段のアインツエ
ルレンズ８は、引出電極を構或する．引出電極のうち試
料６に対面する電極８ａは接地することによって，二次
イオンビームを引出し、加速する。電極８ｂ，８ｃには
可変電源２１ａ，２１ｃが接続され，集束レンズ９へ入
射する二次イオンビームの入射角度を調整する．集束レ
ンズ９では、電極９ｂの電圧を制御して５スリット５ｂ
上に二次イオンビームを集束させる．特に電極８ｃと９
ａを同電圧にすることにより、電極８ｃを出射する二次
イオンビームを減速し，すなわち集点距離を長くするこ
とができ、この電圧を調整することにより集束レンズ９
の入射角度をほぼ平行ビームに調整できる。このため、
集束レンズ９を通過後、二次イオンビームはスリットＳ
ｂ上にほぼ垂直に入射させることができる。

このような本実施例では、３台の可変電源２１ａ，２ｌ
ｂ，２１ｃを用いたが、電極８ｂと８０を同電位にする
か、あるいは、電極９ａと９ｂを同電位にしてもほぼ同
等の集束性能が得られるので、可変電源を２台に削減で
きる。

第ｌ２図は、本発明の第６実施例の二次荷電粒子引出部
の構戒図である．本実施例における二次荷電粒子引出部
は、引出電極８と電極９ａとの間に、電磁レンズ２３を
設け、この電磁レンズ２３への通電電流を可変にし焦点
距離を可変にする可変電源２１ｄを設けた点が上記実施
例と異なる．すなわち，第１実施例〜第５実施例までは
、引出電極８と電極９ａとの間に焦点距離可変の加速レ
ンズが形威されるようにしたが、この焦点距離可変の加
速レンズに代えて焦点距離可変の電磁レンズ２３を設け
て、本実施例は同様の効果が得られるよう尚、電磁レン
ズを設ける場合、磁界が他の計測系に悪影響を与えない
ように、例えば超電導体等でこの電磁レンズ２３を磁気
遮蔽しておく必要がある．また、この実施例では、引出
電極８と電極９ａとが同電位となるように共通の可変電
源２１ａに接続してあるが，別々の可変電源に接続し、
夫々別電位にすることもできることはいうまでもない． 以上の実施例では、スリット５ｂ上に二次イオンビーム
をほとんど垂直に入射させることを主眼に述べた。以下
の実施例では，結像の大きさ、すなわち倍率を変えるこ
とにより高解像度，高感度化を果す実施例を述べる． 第１３図は、この観点から見た本発明の第７の実施例の
二次荷電粒子引出部の構戒図を示したものである．本実
施例は、第４の実施例と似ている．第４の実施例では可
動集束電極９ｄを引出電極８の端部８１に近づけるか離
すかすることによって、加速レンズ３２の位置をほとん
ど変えずに主に焦点距離を変えるものである。すなわち
，電位分布の密なところは、引出電極の端部８ｌと可変
集束電極の間であるから，可変集束電極９ｄの位置を制
御することによって、密なる範囲すなわちレンズの幅を
変えて集点距離を変えるものである．一方、本実施例で
は，可動集束電極９ｄを筒状の引出電極８に挿入するこ
とにより加速レンズ３２を変えるものである．第１３図
のように引出電極８と可動集束電極９ｄが２重の円筒に
なっていれば，電位分布の密なところは可動集束電極９
ｄの先端となるので、可動集中電極９ｄの位置を変える
ことによって加速レンズ３２の位置を可変するものであ
る。

第１４図には、上記実施例の動作原理を模式的に示して
いる。試料６上から出射し、引出レンズ３１に引出され
た二次イオンビームは、加速レンズ３２によって偏向さ
れるが、加速レンズ３２の位置によって偏向角度が変わ
る。例えば加速レンズを３２Ｚのように試料６に近づけ
れば．偏向角度が破線のように大きくなり、集束レンズ
３３への入射位置も中心軸からより離れるため．スリッ
ト５ｂ上の結像も大きくなり、レンズ倍率が大きくなる
．倍率が大きければ、スリット５ｂの幅を変えることに
よって位置分解能の向上、すなわち高解像度化が図れる
。高解像度化が図れれば、不純物元素濃度が大きく変っ
てもその境界を弁別できるので他の元素によるノイズが
消え高感度化が実現できる． 上記実施例では、集束電極９ｄのみ可動したが、引出電
極８と、集束電極９ｄの全体を可動にしても同様な効果
が生まれる。但し、この場合は、試料６と引出電極８と
の引出レンズ３１の強さも変わるので，可動部の動きに
連動して、試料の印加電圧を制御する必要がある。

第１５図は、前記第７の実施例が加速レンズ３２を移動
させることによって倍率を変えたが，集束レンズ９の位
置を変えることによって倍率を変える第８の実施例を示
すものである．本実施例では、集束レンズを２Ｍ、９，
９Ｚ設けている。

従って、スイッチ２１Ｚを用いて稼働する集束レンズを
９、又は９Ｚへと切替えることにより、スリット５ｂ上
での二次イオンビームの結像の大きさを可変にできる。

第ｌ６図には、上記実施例の動作原理を模式的に示して
いる。試料上６から出射像の大きさαで引出された二次
イオンは、引出レンズ３１と加速レンズ３２を通過後ほ
ぼ平行（すなわち，焦点がスリット５ｂより右側にある
条件）にして集束レンズ３３へ入射させる。集束レンズ
３３でスリット５ｂ上にほぼ垂直入射するように二次イ
オンビーム３０を集束させる。結像の大きさはβであり
、レンズの総合的な倍率はβ／αである。このように試
料上一点から出射した二次イオンビーム３０をほぼ平行
に集束レンズ３３へ入射させることにより，集束レンズ
位置を破線で示した集束レンズ３３Ｚへ移動させると結
像の大きさβ′となり、レンズの倍率はβ′／αとなり
倍率を可変にすることができる．この場合、集束レンズ
を切り替えたが，集束レンズ９の位置を可動にすること
により、連続的に倍率を変えることができる．第７，第
８の実施例では、倍率を可変にするととともに集束レン
ズに入射する二次荷電粒子ビームの入射角度を、ぼぼ平
行にしていたが、勿論、倍率を可変にする手段にのみで
も、少なくとも本発明の第１，第２の目的は達戒するこ
とができる。

今までの実施例では、二次イオン質量分析装置について
述べたが、上記各二次荷電粒子引出部を走査型電子顕微
鏡に備えることで、高解像度，高感度の走査型電子顕微
鏡を提供できる。

第工７図は、この走査型電子顕微鏡構或図である．電子
銃５５から射出された電子ビームは、照射系レンズ４ａ
，４ｂとスリット５ａとにより絞られて，試料６に照射
される。このとき、電子ビームは、走査電源５６からの
走査信号を受けた偏向電極３ｂにより試料６上を走査さ
れる。試料６から出る二次電子は，二次電子引出装置５
０により検出器６２の検出面上に結像する．モニタ装置
６３は、検出器６２の検出信号を走査電源５６からの走
査信号で走査して画像として表示することで、高解像度
・高感度の映像を表示できる。

〔発明の効果〕

以上，説明したように本発明によれば、高解像度，高感
度の二次荷電粒子分析装置を提供できる。

また、二次荷電粒子ビームの出射角度及び位置の分散の
少ない二次荷電粒子引出部を提供できる。

さらに、集束レンズの集束度をそれほど高める必要がな
いので，高電圧を電極に印加する必要が無くなり、放電
事故の予防を図ることも可能になる．

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例に係る二次イオン質量分析装
置の構或図，第２図は本発明の第ｌ実施例に係る二次荷
電粒子引出部の構成図，第３図は第２図に示す二次荷電
粒子引出部を光学レンズで表わした模式図、第４図及び
第５図は第２図に示す実施例の電界分布と二次イオンビ
ーム軌跡の数値シミュレーション図、第６図と第７図は
従来の二次荷電引出部における電界分布と二次イオンビ
ーム軌跡の数値シミュレーション図、第８図は第２の実
施例に係る二次荷電粒子引出部の構戒図，第９図は第３
の実施例に係る二次荷電粒子引出部の構或図、第１０図
は第４の実施例に係る二次荷電粒子引出部の構戒図、第
１１図は第５の実施例に係る二次荷電粒子引出部の構或
図、第ｌ２図は電磁レンズを用いた第６の実施例に係る
二次荷電粒子引出部の構或図、第１３図は加速レンズの
位置を変える第７の実施例に係る二次荷電粒子引出部の
構或図、第１４図は、第７の実施例の動作原理模式図、
第ｌ５図は集束レンズの位置を変え，倍率を変更する第
８の実施例の二次荷電粒子引出部の構威図、第１６図は
第８の実施例の動作原理模式図、第１７図は、走査型電
子顕微鏡における本発明の実施例を示す図である。 ｌ・・・一次イオン源，２・・・イオンビーム、３・・
・偏向電極、４・・・静電レンズ、５・・・スリット、
６・・・試料、８・・・引出電極、９・・・集束電極、
１０・・・セクタ電場，１１・・・セクタ磁場，１２・
・・検出器、２１・・・可変電＼＼ ＼＼ 、覧−一一２８ い ３５ａ ２．０ｋＶ 第 ５ 図 第 ６ 図 第 ８ 図 第 １０ 図 第 １１ 図 第 １２ 図 第 １５ 図 第 １７ 図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、一次荷電粒子発生源と、前記一次荷電粒子発生源か
   らの一次荷電粒子を被検査対象に照射する手段と、前記
   被検査対象から発生した二次荷電粒子の軌道を内部に形
   成される加速レンズで修正する手段を具備し、前記二次
   荷電粒子を結像させる二次荷電粒子引出部と、前記結像
   した二次荷電粒子を解析する手段とを有する二次荷電粒
   子解析装置。 ２、一次荷電粒子発生源と、前記一次荷電粒子発生源か
   らの一次荷電粒子を被検査対象に照射する手段と、前記
   被検査対象から発生した二次荷電粒子の軌道を内部に形
   成される加速レンズの焦点距離を変える手段を具備し、
   前記二次荷電粒子を結像させる二次荷電粒子引出部と、
   前記結像した二次荷電粒子を解析する手段とを有する二
   次荷電粒子解析装置。 ３、一次荷電粒子発生源と、前記一次荷電粒子発生源か
   らの一次荷電粒子を被検査対象に照射する手段と、前記
   被検査対象から発生した二次荷電粒子の集束レンズへの
   入射角度を制御する手段を具備し、前記二次荷電粒子を
   結像させる二次荷電粒子引出部と、前記結像した二次荷
   電粒子を解析する手段とを有する二次荷電粒子解析装置
   。 ４、一次荷電粒子発生源と、前記一次荷電粒子発生源か
   らの一次荷電粒子を被検査対象に照射する手段と、前記
   被検査対象から発生した二次荷電粒子が入射する集束レ
   ンズへの入射角度分散が小さくなるように制御する手段
   を具備し、前記二次荷電粒子を結像させる二次荷電粒子
   引出部と、前記結像した二次荷電粒子を解析する手段と
   を有する二次荷電粒子解析装置。 ５、一次荷電粒子発生源と、前記一次荷電粒子発生源か
   らの一次荷電粒子を被検査対象に照射する手段と、前記
   被検査対象から発生した二次荷電粒子が集束レンズへ実
   質的に平行に入射するように制御する手段を具備し、前
   記二次荷電粒子を結像させる二次荷電粒子引出部と、前
   記結像した二次荷電粒子を解析する手段とを有する二次
   荷電粒子解析装置。 ６、一次荷電粒子発生源と、前記一次荷電粒子発生源か
   らの一次荷電粒子を被検査対象に照射する手段と、前記
   被検査対象から発生した二次荷電粒子を内部において結
   像させることなく出力側に結像させる二次荷電粒子引出
   部と、前記結像した二次荷電粒子を解析する手段とを有
   する二次荷電粒子解析装置。 ７、一次荷電粒子発生源と、前記一次荷電粒子発生源か
   らの一次荷電粒子を被検査対象に照射する手段と、前記
   被検査対象から発生した二次荷電粒子を結像させ、前記
   結像の倍率を変化させる手段を具備する二次荷電粒子引
   出部と、前記結像した二次荷電粒子を解析する手段とを
   有する二次荷電粒子解析装置。 ８、一次荷電粒子発生源と、前記一次荷電粒子発生源か
   らの一次荷電粒子を被検査対象に照射する手段と、前記
   被検査対象から二次荷電粒子を引き出す引出電極、引き
   出された二次荷電粒子を集束する複数の電極からなる集
   束レンズ及び前記集束レンズ電極のうち引出レンズ側の
   電極に可変電圧を印加する手段を具備する二次荷電粒子
   引出部と、前記二次荷電粒子引出部により結像された二
   次荷電粒子を解析する手段とを有する二次荷電粒子解析
   装置。 ９、一次荷電粒子発生源と、前記一次荷電粒子発生源か
   らの一次荷電粒子を被検査対象に照射する手段と、前記
   被検査対象から二次荷電粒子を引き出す引出電極と引き
   出された二次荷電粒子を集束する集束レンズの複数の電
   極のうち引出レンズ側の電極との間の電位差を変化させ
   る手段を具備する二次荷電粒子引出部と、前記結像した
   二次荷電粒子を解析する手段とを有する二次荷電粒子解
   析装置。 １０、一次荷電粒子発生源と、前記一次荷電粒子発生源
   からの一次荷電粒子を被検査対象に照射する手段と、前
   記被検査対象から二次荷電粒子を引き出す引出電極、前
   記引出電極後に配置されて焦点距離可変の電磁レンズ及
   び前記二次荷電粒子を集束する集束レンズとを具備する
   二次荷電粒子引出部と、前記結像した二次荷電粒子を解
   析する手段とを有する二次荷電粒子解析装置。 １１、請求項１から１０のいずれか一つに記載の二次荷
   電粒子解析装置の前記一次荷電粒子発生源が一次イオン
   源、前記一次荷電粒子が一次イオン、前記二次荷電粒子
   が二次イオンである二次イオン質量解析装置であつて、
   二次イオンが結像する部分に出射用のスリットを設け、
   前記解析する手段は質量を分析する手段である二次イオ
   ン質量分析装置。 １２、請求項１から１０のいずれか一つに記載の二次荷
   電粒子解析装置の前記一次荷電粒子発生源が一次電子源
   、前記一次荷電粒子が一次電子、前記二次荷電粒子が二
   次電子である走査型電子顕微鏡であつて、前記一次電子
   を前記被検査対象上に走査させる手段と、二次電子が結
   像する部分に検出器を設け、前記解析する手段は前記走
   査手段に同期して被検査対象を画像として表示するモニ
   タである走査型電子顕微鏡。 １３、被検査対象から発生した二次荷電粒子の軌道を内
   部に形成される加速レンズで修正する手段を具備し、前
   記二次荷電粒子を結像させる二次荷電粒子引出部。 １４、被検査対象から発生した二次荷電粒子の集束レン
   ズへの入射角度を制御する手段を具備し、前記二次荷電
   粒子を結像させる二次荷電粒子引出部。 １５、被検査対象から発生した二次荷電粒子を内部にお
   いて結像させることなく出力側に結像させる二次荷電粒
   子引出部。 １６、被検査対象から発生した二次荷電粒子を結像させ
   、前記結像の倍率を変化させる手段を具備する二次荷電
   粒子引出部。