JPH0324017B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は試料中深さの異なる二種以上の画像を
表示装置上に略同時に並べて表示し得る走査電子
顕微鏡に関するものである。

電子顕微鏡において微小領域の分析を行う場
合、透過走査像を観察し、所望領域に微小スポツ
トの電子線を照射し、その部分より発生するＸ線
を非分散型のＸ線分光器で測定し、そのスペクト
ルを得ている。しかし乍ら、透過走査像による観
察においては、例えば、試料中の欠陥部や含有物
等は、試料表面に付着したゴミやコンタミネーシ
ヨンと区別できず、測定を誤るケースが多々あ
る。又、所望している物体が試料中のどの程度の
深さに存在しているかを知るには種々にフオーカ
スを変化させた写真を撮影し、それら写真を総合
的に検討する必要があり、極めて厄介である。

本発明の目的は試料に付着したゴミ等と試料中
の物体とを識別して表示できる走査電子顕微鏡を
提供することである。

本発明の装置は、試料表面で散乱又は発生する
電子を検出する第１の検出器と、試料を透過した
電子を検出する第２の検出器と、前記電子線の走
査と同期して該電子線の焦点位置を試料表面と表
面より深い位置に切換えるように集束レンズ系を
制御する制御手段と、該制御手段による焦点位置
の切換えに同期して、試料表面に焦点が合わされ
ている期間には第１の検出器の出力信号を、又試
料より深い位置に焦点が合わされている期間には
第２の検出器よりの出力信号を切換えて前記表示
装置に導入するための切換手段とを具備し、異な
つた画像領域に試料の異なつた深さの試料像を略
同時に表示するようにしたことを特徴としてい
る。

以下本発明を図面に基づき詳述する。図中１は
最終段集束レンズ（対物レンズ）であり、電子銃
（図示せず）から電子線２を集束して試料３上に
投射する。前記レンズ１の上方（下方でも良い）
には、二段の偏向コイル４ａ，４ｂが置かれ、倍
率調整回路５を介して、鋸歯状波発振器６より水
平，垂直走査信号が供給されている。該鋸歯状波
発振器６は第２図ａに示されるような同期信号発
生回路７からのパルス信号により駆動され、同図
ｂのような鋸歯状波（水平信号のみ表示）を発生
する。又鋸歯状波発振器からの信号の一部は増巾
器８により適宜増巾され、加算回路９を介して陰
極線管１０の偏向コイル１１に供給されている。
一方前記試料３の上方には電子線２の照射により
発生する二次電子，又は散乱する反射電子を検出
する第１の検出器１２が置かれ、又下方には試料
を透過した電子を検出する第２の検出器１３が置
かれている。夫々の検出器からの出力信号は増巾
器１４及び１５により増巾された後、スイツチン
グ回路１６に送られ、選択された信号が陰極線管
１０の輝度変調グリツド１７に送られる。

上記同期信号発生回路７からの信号の一部は、
例えばフリツプフロツプ等の矩形パルス発生器１
８に送られ、第２図ｃに示す如き走査に同期した
矩形パルスを発生する。このパルス信号は、前記
加算回路９，スイツチング回路１６及び増巾器１
９を介して集束レンズ１の補助コイル２０に供給
されている。この補助コイルへのパルス信号供給
により、集束レンズ系の焦点距離が二つの段階に
周期的に変化し、一水平走査毎に試料中異つた深
さの面にフオーカスが合わされる。増巾器１９の
利得を可変すれば前記パルスの波高が変化するの
で、フオーカスずれの量を調整できる。前記加算
回路９へのパルス信号の供給により、前記鋸歯状
波発振器６からの第２図ｂの信号と加算され、第
２図ｄの信号が得られ、陰極線管１０の偏向コイ
ル１１に供給される。従つて、第２図よりわかる
ように陰極線画面は電子線２の走査の２倍の周期
で走査されることになる。更に、スイツチング回
路１６に送られたパルスは検出器１２及び１３か
らの信号を切換えて取り出し、陰極線管１０のグ
リツド１７に送る働をなす。

この様な構成において、先ずパルス発生器１８
をOFFにし、スイツチング回路を検出器１４に
接続した状態において走査を行うと、陰極線管１
０上には試料表面から散乱する二次電子（又は反
射電子）の像が表示される。このときのフオーカ
ス状態は対物レンズ１の励磁電流を調整すること
により行われる。この状態でパルス発生器を駆動
し、第２図ｃに示す如きパルスを補助コイル２
０，スイツチング回路１６及び加算回路９に送り
込むと、電子線又は第３図に実線と点線とで示す
如く光軸方向にフオーカス位置を同期的に可変さ
れる。このとき、前述の如く一度フオーカス合せ
を行つているので、一方のフオーカス位置は試料
表面に合わせたまま、試料の深さ方向に他方のフ
オーカス位置を移動させるようにすると良い。斯
くして、陰極線管上には第４図に示す如く、試料
表面の画像１０ａと試料内部にフオーカスの合わ
された画像１０ｂとが略同時に表示される。而し
て、増巾器１９の利得を調整することにより試料
表面からのフオーカスずれ△Ｚを可変でき、試料
深さ方向の所望とする物体にフオーカス合せされ
た試料像を得ることができる。

以上のようになせば、試料表面に付着したゴミ
や表面部分に存在する物体３ａは、第４図の画面
の左半分に表示されているように二次電子（又は
反射電子）像中に３a′として表示され、試料内部
の物体３ｂは、画面の右半分に表示された透過電
子像中に３b′として表示される。この透過電子像
を得る際には、試料内部の特定深さのところに電
子線がフオーカスされているため、この透過電子
像中には、前記表面のゴミや物体は３a″として比
較的弱いコントラストで現れて来るが、左半分の
二次電子像中の対応する位置に像３a′があれば、
これは表面のゴミや物体であることが分かるた
め、分析すべき物体と表面のゴミ等とを見誤るよ
うなことはなくなる。

以上説明したように、本発明は試料表面に焦点
が合わされた二次電子像と、試料のより深い位置
に焦点が合わされた透過電子像とを一画面に表示
する構成であるので、ゴミ等を試料の情報と区別
して知ることができる効果を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示すブロツク線
図、第２図乃至第４図は動作説明図である。 １：最終段集束レンズ、２：電子線、３：試
料、４ａ及び４ｂ：偏向コイル、５：倍率調整回
路、６：鋸歯状波発振器、７：同期信号発生回
路、８，１４，１５及び１９：増巾器、９：加算
回路、１０：陰極線管、１１：偏向コイル、１２
及び１３：電子線検出器、１６：スイツチング回
路、１７：輝度変調グリツド、１８：矩形パルス
発生回路、２０：補助コイル。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 電子線を細く集束して試料上に照射する集束
   レンズ系、該電子線を試料上で走査するための偏
   向系、試料から生ずる情報を検出する手段及び該
   検出手段からの信号が輝度変調信号として導入さ
   れ、且つ前記電子線の走査と同期した表示装置を
   備えた装置において、試料表面で散乱又は発生す
   る電子を検出する第１の検出器と、試料を透過し
   た電子を検出する第２の検出器と、前記電子線の
   走査と同期して該電子線の焦点位置を試料表面と
   表面より深い位置に切換えるように集束レンズ系
   を制御する制御手段と、該制御手段による焦点位
   置の切換えに同期して、試料表面に焦点が合わさ
   れている期間には第１の検出器の出力信号を、又
   試料より深い位置に焦点が合わされている期間に
   は第２の検出器よりの出力信号を切換えて前記表
   示装置に導入するための切換手段とを具備し、異
   なつた画像領域に試料の異つた深さの試料像を表
   示することを特徴とする走査電子顕微鏡。