JPH05225942A - 走査電子顕微鏡 - Google Patents
走査電子顕微鏡Info
- Publication number
- JPH05225942A JPH05225942A JP4027991A JP2799192A JPH05225942A JP H05225942 A JPH05225942 A JP H05225942A JP 4027991 A JP4027991 A JP 4027991A JP 2799192 A JP2799192 A JP 2799192A JP H05225942 A JPH05225942 A JP H05225942A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- sample
- scanning
- electron beam
- electron
- detector
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Withdrawn
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 簡単な構成で、試料のチャージアップの影響
を回避することができる走査電子顕微鏡を実現する。 【構成】 集束レンズ２，対物レンズ３によって集束さ
れた電子ビームＥＢが試料４に照射され、さらに、その
試料４上の電子ビームの照射位置は、走査コイル５に走
査信号を供給することによって２次元的に走査される。
試料４への電子ビームの照射によって発生した２次電子
は、検出器８によって検出される。検出器８の検出信号
は、増幅器９によって増幅され、電子ビームＥＢの走査
と同期した陰極線管１０に輝度変調信号として供給さ
れ、陰極線管に走査電子顕微鏡像が表示される。ここ
で、試料４が半導体や絶縁体の場合、電子ビームＥＢの
照射によって試料はチャージアップする。しかし、この
チャージアップの影響は、試料４あるいは電極１１に矩
形波電圧を印加することによって著しく減少する。
を回避することができる走査電子顕微鏡を実現する。 【構成】 集束レンズ２，対物レンズ３によって集束さ
れた電子ビームＥＢが試料４に照射され、さらに、その
試料４上の電子ビームの照射位置は、走査コイル５に走
査信号を供給することによって２次元的に走査される。
試料４への電子ビームの照射によって発生した２次電子
は、検出器８によって検出される。検出器８の検出信号
は、増幅器９によって増幅され、電子ビームＥＢの走査
と同期した陰極線管１０に輝度変調信号として供給さ
れ、陰極線管に走査電子顕微鏡像が表示される。ここ
で、試料４が半導体や絶縁体の場合、電子ビームＥＢの
照射によって試料はチャージアップする。しかし、この
チャージアップの影響は、試料４あるいは電極１１に矩
形波電圧を印加することによって著しく減少する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、半導体試料などの観察
に最適な走査電子顕微鏡に関する。
に最適な走査電子顕微鏡に関する。
【０００２】
【従来の技術】通常、走査電子顕微鏡を用いた絶縁体や
半導体の試料の観察においては、試料のチャージアップ
を回避する目的で、あらかじめ試料表面上に金などの導
電性物質を蒸着している。しかしながら、半導体などの
分野では、試料表面の微細な構造を無蒸着で観察する要
求が高くなってきており、蒸着以外のチャージアップ対
策が必要となってきている。
半導体の試料の観察においては、試料のチャージアップ
を回避する目的で、あらかじめ試料表面上に金などの導
電性物質を蒸着している。しかしながら、半導体などの
分野では、試料表面の微細な構造を無蒸着で観察する要
求が高くなってきており、蒸着以外のチャージアップ対
策が必要となってきている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】試料のチャージアップ
の影響を回避するために、試料に直流電圧を印加する方
法が提案されているが、この方法は、面積が異なるパタ
ーンが並んでいる半導体試料や、ホールパターンの観察
時の焦点深度を深くとりたい場合に十分にチャージをキ
ャンセルすることができなかった。
の影響を回避するために、試料に直流電圧を印加する方
法が提案されているが、この方法は、面積が異なるパタ
ーンが並んでいる半導体試料や、ホールパターンの観察
時の焦点深度を深くとりたい場合に十分にチャージをキ
ャンセルすることができなかった。
【０００４】本発明は、このような点に鑑みてなされた
もので、その目的は、簡単な構成で、試料のチャージア
ップの影響を回避することができる走査電子顕微鏡を実
現するにある。
もので、その目的は、簡単な構成で、試料のチャージア
ップの影響を回避することができる走査電子顕微鏡を実
現するにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】電子ビームを試料上に細
く集束するための集束レンズと、この試料上の電子ビー
ムの照射位置を走査するための走査手段と、試料への電
子ビームの照射により発生した電子を検出する検出器
と、該検出器よりの信号に基づいて試料像を表示するた
めの表示手段と、集束レンズの試料側に配置された電極
と、該電極に周期的電圧を印加するための手段とを備え
ることを特徴としている。
く集束するための集束レンズと、この試料上の電子ビー
ムの照射位置を走査するための走査手段と、試料への電
子ビームの照射により発生した電子を検出する検出器
と、該検出器よりの信号に基づいて試料像を表示するた
めの表示手段と、集束レンズの試料側に配置された電極
と、該電極に周期的電圧を印加するための手段とを備え
ることを特徴としている。
【０００６】
【作用】本発明に基づく走査電子顕微鏡は、試料の前部
に配置された電極や試料自体に矩形波電圧を印加し、試
料前面の電界を、一次電子ビームの照射によって試料か
ら電子が出やすい状態とする。
に配置された電極や試料自体に矩形波電圧を印加し、試
料前面の電界を、一次電子ビームの照射によって試料か
ら電子が出やすい状態とする。
【０００７】
【実施例】以下、図面を参照して本発明の実施例を詳細
に説明する。図１は、本発明の一実施例を示しており、
１は電子銃である。電子銃１から発生した電子ビームＥ
Ｂは、集束レンズ２と対物レンズ３によって試料４上に
細く集束される。５は走査コイルであり、走査コイル５
には走査信号発生回路６からの走査信号が倍率調整器７
を介して供給される。８は２次電子検出器であり、検出
器８によって検出された２次電子信号は、増幅器９によ
って増幅された後、走査信号発生回路６から走査信号が
供給されている陰極線管１０に輝度変調信号として供給
される。１１は対物レンズ３と試料４との間に配置され
た電極であり、電極１１には矩形波発振器１２から矩形
波電圧が印加される。矩形波発振器１２からの矩形波の
バイアス電圧，振幅は、バイアス／振幅調整器１３によ
って調整され、また、その周波数は、周波数調整器１４
によって調整される。１５は試料４に矩形波電圧を印加
するための矩形波発振器であり、矩形波発振器１５から
の矩形波のバイアス電圧，振幅は、バイアス／振幅調整
器１６によって調整され、また、その周波数は、周波数
調整器１７によって調整される。このような構成の動作
を次に説明する。
に説明する。図１は、本発明の一実施例を示しており、
１は電子銃である。電子銃１から発生した電子ビームＥ
Ｂは、集束レンズ２と対物レンズ３によって試料４上に
細く集束される。５は走査コイルであり、走査コイル５
には走査信号発生回路６からの走査信号が倍率調整器７
を介して供給される。８は２次電子検出器であり、検出
器８によって検出された２次電子信号は、増幅器９によ
って増幅された後、走査信号発生回路６から走査信号が
供給されている陰極線管１０に輝度変調信号として供給
される。１１は対物レンズ３と試料４との間に配置され
た電極であり、電極１１には矩形波発振器１２から矩形
波電圧が印加される。矩形波発振器１２からの矩形波の
バイアス電圧，振幅は、バイアス／振幅調整器１３によ
って調整され、また、その周波数は、周波数調整器１４
によって調整される。１５は試料４に矩形波電圧を印加
するための矩形波発振器であり、矩形波発振器１５から
の矩形波のバイアス電圧，振幅は、バイアス／振幅調整
器１６によって調整され、また、その周波数は、周波数
調整器１７によって調整される。このような構成の動作
を次に説明する。
【０００８】走査電子顕微鏡像を観察する場合、集束レ
ンズ２，対物レンズ３によって集束された電子ビームＥ
Ｂが試料４に照射され、さらに、その試料４上の電子ビ
ームの照射位置は、走査コイル５に走査信号を供給する
ことによって２次元的に走査される。試料４への電子ビ
ームの照射によって発生した２次電子は、検出器８によ
って検出される。検出器８の検出信号は、増幅器９によ
って増幅され、電子ビームＥＢの走査と同期した陰極線
管１０に輝度変調信号として供給され、陰極線管１０に
走査電子顕微鏡像が表示される。ここで、試料４が半導
体や絶縁体の場合、電子ビームＥＢの照射によって試料
はチャージアップする。本実施例においては、このチャ
ージアップの影響を試料４あるいは電極１１に矩形波電
圧を印加することによって著しく減少させるようにして
いる。
ンズ２，対物レンズ３によって集束された電子ビームＥ
Ｂが試料４に照射され、さらに、その試料４上の電子ビ
ームの照射位置は、走査コイル５に走査信号を供給する
ことによって２次元的に走査される。試料４への電子ビ
ームの照射によって発生した２次電子は、検出器８によ
って検出される。検出器８の検出信号は、増幅器９によ
って増幅され、電子ビームＥＢの走査と同期した陰極線
管１０に輝度変調信号として供給され、陰極線管１０に
走査電子顕微鏡像が表示される。ここで、試料４が半導
体や絶縁体の場合、電子ビームＥＢの照射によって試料
はチャージアップする。本実施例においては、このチャ
ージアップの影響を試料４あるいは電極１１に矩形波電
圧を印加することによって著しく減少させるようにして
いる。
【０００９】発明者は、試料４と電極１１に矩形波発振
器１２と１５からｋＨｚ〜ＭＨｚオーダーの比較的高い
周波数の矩形波を印加し、実験を行った。この際、バイ
アス／振幅調整器１３，１６によってバイアス電圧を＋
１００Ｖ以内で、また、振幅を５０Ｖ以内で種々変化さ
せた。この実験から、周波数調整器１４，１７で周波数
を調整し、また、バイアス／振幅調整器１３，１６でバ
イアス電圧と振幅を調整すると、ある条件下で陰極線管
１０上に表示された像においては、チャージアップの影
響が著しく減少することが明らかとなった。このこと
は、高い周波数の矩形波電圧を試料４と電極１１に印加
することによって試料表面近傍の電界が周期的に乱さ
れ、試料表面の形状の持つ空間周波数とマッチングした
時に試料４からの２次電子が効率良く２次電子検出器８
に補足されることによるものと考えられる。また、実験
により、試料４と電極１１への電圧の印加を種々変更さ
せることは有効であることが判明した。例えば、試料表
面形状や試料の材質に応じ、電極１１に矩形波電圧を印
加し、試料４には直流電圧を印加したり接地したりする
こと、また、逆に、試料４に矩形波電圧を印加し、電極
１１には直流電圧を印加したり接地したりすることによ
ってもチャージアップの影響を大きく軽減できることが
確認された。また、試料４の表面に形成されたパターン
がある面積を有する場合や、図２に示す焦点深度を深く
とりたいホールパターンＨなどを観察する場合は、電極
１１にはパターンＨの上部の径Ｈ1 にあった周波数の矩
形波を印加し、試料４にはパターンＨの底部の径Ｈ2 に
あった周波数の矩形波を印加すると、ホールパターンの
底部までも試料の上部表面と同様にチャージアップの影
響少なく観察することができた。さらに、倍率調整器７
で観察倍率を変化させた場合には、試料４や電極１１に
印加する矩形波電圧の周波数，振幅，バイアス電圧をそ
の倍率に連動して変化させることは有効である。上記し
た各種の実験の結果、電極１１への矩形波電圧の印加
は、陰極線管１０の画面では主として輝度の変化として
現れ、試料４への矩形波電圧の印加は、陰極線管画面上
では主としてコントラストの変化として現れることが明
らかとなった。
器１２と１５からｋＨｚ〜ＭＨｚオーダーの比較的高い
周波数の矩形波を印加し、実験を行った。この際、バイ
アス／振幅調整器１３，１６によってバイアス電圧を＋
１００Ｖ以内で、また、振幅を５０Ｖ以内で種々変化さ
せた。この実験から、周波数調整器１４，１７で周波数
を調整し、また、バイアス／振幅調整器１３，１６でバ
イアス電圧と振幅を調整すると、ある条件下で陰極線管
１０上に表示された像においては、チャージアップの影
響が著しく減少することが明らかとなった。このこと
は、高い周波数の矩形波電圧を試料４と電極１１に印加
することによって試料表面近傍の電界が周期的に乱さ
れ、試料表面の形状の持つ空間周波数とマッチングした
時に試料４からの２次電子が効率良く２次電子検出器８
に補足されることによるものと考えられる。また、実験
により、試料４と電極１１への電圧の印加を種々変更さ
せることは有効であることが判明した。例えば、試料表
面形状や試料の材質に応じ、電極１１に矩形波電圧を印
加し、試料４には直流電圧を印加したり接地したりする
こと、また、逆に、試料４に矩形波電圧を印加し、電極
１１には直流電圧を印加したり接地したりすることによ
ってもチャージアップの影響を大きく軽減できることが
確認された。また、試料４の表面に形成されたパターン
がある面積を有する場合や、図２に示す焦点深度を深く
とりたいホールパターンＨなどを観察する場合は、電極
１１にはパターンＨの上部の径Ｈ1 にあった周波数の矩
形波を印加し、試料４にはパターンＨの底部の径Ｈ2 に
あった周波数の矩形波を印加すると、ホールパターンの
底部までも試料の上部表面と同様にチャージアップの影
響少なく観察することができた。さらに、倍率調整器７
で観察倍率を変化させた場合には、試料４や電極１１に
印加する矩形波電圧の周波数，振幅，バイアス電圧をそ
の倍率に連動して変化させることは有効である。上記し
た各種の実験の結果、電極１１への矩形波電圧の印加
は、陰極線管１０の画面では主として輝度の変化として
現れ、試料４への矩形波電圧の印加は、陰極線管画面上
では主としてコントラストの変化として現れることが明
らかとなった。
【００１０】以上本発明の一実施例を詳述したが、本発
明はこの実施例に限定されない。例えば、２次電子を検
出するようにしたが、反射電子を検出する場合にも使用
することができる。また、上記実施例では、試料あるい
は電極に矩形波電圧を印加したが、方形波電圧や正弦波
電圧や三角波電圧などを試料あるいは電極に印加して
も、試料のチャージアップの影響を軽減することができ
る。
明はこの実施例に限定されない。例えば、２次電子を検
出するようにしたが、反射電子を検出する場合にも使用
することができる。また、上記実施例では、試料あるい
は電極に矩形波電圧を印加したが、方形波電圧や正弦波
電圧や三角波電圧などを試料あるいは電極に印加して
も、試料のチャージアップの影響を軽減することができ
る。
【００１１】
【発明の効果】以上説明したように、本発明に基づく走
査電子顕微鏡は、試料の前部に配置された電極や試料自
体に矩形波電圧を印加し、試料前面の電界を、一次電子
ビームの照射によって試料から電子が出やすい状態とす
るようにしたので、簡単な構成で試料のチャージアップ
の影響を軽減することができる。
査電子顕微鏡は、試料の前部に配置された電極や試料自
体に矩形波電圧を印加し、試料前面の電界を、一次電子
ビームの照射によって試料から電子が出やすい状態とす
るようにしたので、簡単な構成で試料のチャージアップ
の影響を軽減することができる。
【図１】本発明に基づく走査電子顕微鏡の一実施例を示
す図である。
す図である。
【図２】観察試料の断面を示す図である。
１…電子銃 ２…集束レンズ ３…対物レンズ ４…試料 ５…走査コイル ６…走査信号発生回路 ７…倍率調整器 ８…２次電子検出器 １０…陰極線管 １１…電極 １２，１５…矩形波発振器 １３，１６…バイアス／振幅調整器 １４，１７…周波数調整器
Claims (2)
- 【請求項１】 電子ビームを試料上に細く集束するため
の集束レンズと、この試料上の電子ビームの照射位置を
走査するための走査手段と、試料への電子ビームの照射
により発生した電子を検出する検出器と、該検出器より
の信号に基づいて試料像を表示するための表示手段と、
集束レンズの試料側に配置された電極と、該電極に周期
的電圧を印加するための手段とを備えた走査電子顕微
鏡。 - 【請求項２】 電子ビームを試料上に細く集束するため
の集束レンズと、この試料上の電子ビームの照射位置を
走査するための走査手段と、試料への電子ビームの照射
により発生した電子を検出する検出器と、該検出器より
の信号に基づいて試料像を表示するための表示手段と、
試料に周期的電圧を印加するための手段とを備えた走査
電子顕微鏡。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4027991A JPH05225942A (ja) | 1992-02-14 | 1992-02-14 | 走査電子顕微鏡 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4027991A JPH05225942A (ja) | 1992-02-14 | 1992-02-14 | 走査電子顕微鏡 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05225942A true JPH05225942A (ja) | 1993-09-03 |
Family
ID=12236295
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4027991A Withdrawn JPH05225942A (ja) | 1992-02-14 | 1992-02-14 | 走査電子顕微鏡 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05225942A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2024034231A1 (ja) * | 2022-08-08 | 2024-02-15 | 株式会社日立製作所 | 帯電緩和システムそれらを備える装置および帯電緩和方法 |
-
1992
- 1992-02-14 JP JP4027991A patent/JPH05225942A/ja not_active Withdrawn
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2024034231A1 (ja) * | 2022-08-08 | 2024-02-15 | 株式会社日立製作所 | 帯電緩和システムそれらを備える装置および帯電緩和方法 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Application deemed to be withdrawn because no request for examination was validly filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 19990518 |