JPH05343021A - 走査電子顕微鏡 - Google Patents
走査電子顕微鏡Info
- Publication number
- JPH05343021A JPH05343021A JP4168403A JP16840392A JPH05343021A JP H05343021 A JPH05343021 A JP H05343021A JP 4168403 A JP4168403 A JP 4168403A JP 16840392 A JP16840392 A JP 16840392A JP H05343021 A JPH05343021 A JP H05343021A
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- 238000010894 electron beam technology Methods 0.000 claims abstract description 16
- 230000005684 electric field Effects 0.000 claims abstract description 13
- 239000012212 insulator Substances 0.000 abstract description 8
- 239000000523 sample Substances 0.000 description 41
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- 230000001788 irregular Effects 0.000 description 2
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- 239000010931 gold Substances 0.000 description 1
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 絶縁体試料などの観察に適した走査電子顕微
鏡を提供する。 【構成】 励磁電流指示器１１により指示する試料照射
電流を変化させると、制御回路１０よりの制御信号に基
づいて制御電圧発生器１３より制御電極８５に印加され
る電圧が変化すると共に、制御回路１０よりの制御信号
に基づいて電源９よりシンチレータ８２に印加される電
圧が変化する。１次電子線の照射により試料６の表面は
正または負に帯電するが、制御回路１０による前述した
制御により電界８１の強度が照射電子線電流値に応じて
最適な値に維持され、それにより帯電を生じさせないで
過不足のない２次電子が試料から放出される。これによ
り、常にチャージアップのない像を観察できる。
鏡を提供する。 【構成】 励磁電流指示器１１により指示する試料照射
電流を変化させると、制御回路１０よりの制御信号に基
づいて制御電圧発生器１３より制御電極８５に印加され
る電圧が変化すると共に、制御回路１０よりの制御信号
に基づいて電源９よりシンチレータ８２に印加される電
圧が変化する。１次電子線の照射により試料６の表面は
正または負に帯電するが、制御回路１０による前述した
制御により電界８１の強度が照射電子線電流値に応じて
最適な値に維持され、それにより帯電を生じさせないで
過不足のない２次電子が試料から放出される。これによ
り、常にチャージアップのない像を観察できる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】 本発明は、絶縁体・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。
などの観察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、絶縁体（医
学・生物学試料を含む）・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須となっ
てきている。
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、絶縁体（医
学・生物学試料を含む）・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須となっ
てきている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】 試料表面のチャージ
アップを回避するために、このような試料の観察におい
ては、加速電圧は低く（５ｋＶ以下）設定される。この
事は、絶縁体や半導体などの試料を観察する上で非常に
大切な点であり、ふつう加速電圧は１ｋＶ前後に固定さ
れる。
アップを回避するために、このような試料の観察におい
ては、加速電圧は低く（５ｋＶ以下）設定される。この
事は、絶縁体や半導体などの試料を観察する上で非常に
大切な点であり、ふつう加速電圧は１ｋＶ前後に固定さ
れる。
【０００４】また、試料表面のチャージアップを回避す
るために、１次電子線の試料への照射電流を少なくする
（３０ｐＡ以下）事が成される。しかしながら、照射電
流を少なくすると、比例して信号量が少なくなる。照射
電流を多くすれば一般にＳ／Ｎ比は良くなるが、このよ
うな試料においては、試料表面のチャージアップが大き
くなり、チャージアップした試料は時々不規則な放電を
起こす。その結果、試料像に不規則な輝線や輝点が現れ
る。
るために、１次電子線の試料への照射電流を少なくする
（３０ｐＡ以下）事が成される。しかしながら、照射電
流を少なくすると、比例して信号量が少なくなる。照射
電流を多くすれば一般にＳ／Ｎ比は良くなるが、このよ
うな試料においては、試料表面のチャージアップが大き
くなり、チャージアップした試料は時々不規則な放電を
起こす。その結果、試料像に不規則な輝線や輝点が現れ
る。
【０００５】本発明はこのような点に鑑みて成されたも
ので、その目的は、絶縁体・半導体試料などの観察に適
した走査電子顕微鏡を提供する事にある。
ので、その目的は、絶縁体・半導体試料などの観察に適
した走査電子顕微鏡を提供する事にある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】 この目的を達成する本
発明の走査電子顕微鏡は、２次電子を２次電子検出器に
導くための電界の強度を１次電子線の試料への照射電流
に連動して変化させる手段を備えている。
発明の走査電子顕微鏡は、２次電子を２次電子検出器に
導くための電界の強度を１次電子線の試料への照射電流
に連動して変化させる手段を備えている。
【０００７】
【実施例】 以下、図面を参照して本発明の一実施例を
詳説する。
詳説する。
【０００８】図１は本発明の実施例として示した走査電
子顕微鏡の概略を示したもので、加速電圧を１ｋＶ前後
に設定した電子銃１から射出した電子線は集束レンズ２
に絞られてアパーチャ板３を照射する。アパーチャ板３
を通過した電子線は、対物レンズ５により細く絞られて
絶縁物である試料６上に照射される。ここで試料６には
バイアス電源７により−５Ｖ程度の電圧が印加されてい
る。また、電子線は、偏向器４により試料６上で２次元
的に走査される。電子線が走査された試料６からは２次
電子が放出される。２次電子は、２次電子検出器８の電
界８１により加速されてシンチレータ８２に衝突し、発
光した光はライトガイド８３によってホトマル８４に導
かれる。本実施例では、電界８１を制御するためのラッ
パ状の制御電極８５が、絶縁スペーサ８６を挟んでシー
ルド電極８７（接地電位）に取り付けられている。９は
シンチレータ８２に電圧を与えるための電源であり、こ
の電源９の出力電圧は制御回路１０よりの信号に基づい
て制御される。１１は試料への照射電流を指示するため
の指示器である。前記制御回路１０はメモリを内蔵して
おり、このメモリには、試料照射電流値とラッパ状の制
御電極８５に印加する電圧との関係及び、試料照射電流
値とシンチレータ８２に印加する電圧との関係がテーブ
ルとして記憶されている。以下に述べるように、制御電
極８５に印加する電圧やシンチレータ８２に印加する電
圧を変化させると、試料６方向への電界８１の張り出し
の程度が変化する（特願平３−２１８７０１）。１次電
子線の照射により試料６の表面は正または負に帯電する
が、制御電極８５に印加される制御電圧及び若しくはシ
ンチレータ８２に印加される電圧は、この帯電が生じな
いような量の２次電子が試料から放出されるように、予
め実験的に選ばれて前記メモリに記憶されている。
子顕微鏡の概略を示したもので、加速電圧を１ｋＶ前後
に設定した電子銃１から射出した電子線は集束レンズ２
に絞られてアパーチャ板３を照射する。アパーチャ板３
を通過した電子線は、対物レンズ５により細く絞られて
絶縁物である試料６上に照射される。ここで試料６には
バイアス電源７により−５Ｖ程度の電圧が印加されてい
る。また、電子線は、偏向器４により試料６上で２次元
的に走査される。電子線が走査された試料６からは２次
電子が放出される。２次電子は、２次電子検出器８の電
界８１により加速されてシンチレータ８２に衝突し、発
光した光はライトガイド８３によってホトマル８４に導
かれる。本実施例では、電界８１を制御するためのラッ
パ状の制御電極８５が、絶縁スペーサ８６を挟んでシー
ルド電極８７（接地電位）に取り付けられている。９は
シンチレータ８２に電圧を与えるための電源であり、こ
の電源９の出力電圧は制御回路１０よりの信号に基づい
て制御される。１１は試料への照射電流を指示するため
の指示器である。前記制御回路１０はメモリを内蔵して
おり、このメモリには、試料照射電流値とラッパ状の制
御電極８５に印加する電圧との関係及び、試料照射電流
値とシンチレータ８２に印加する電圧との関係がテーブ
ルとして記憶されている。以下に述べるように、制御電
極８５に印加する電圧やシンチレータ８２に印加する電
圧を変化させると、試料６方向への電界８１の張り出し
の程度が変化する（特願平３−２１８７０１）。１次電
子線の照射により試料６の表面は正または負に帯電する
が、制御電極８５に印加される制御電圧及び若しくはシ
ンチレータ８２に印加される電圧は、この帯電が生じな
いような量の２次電子が試料から放出されるように、予
め実験的に選ばれて前記メモリに記憶されている。
【０００９】このような構成において、照射電流指示器
１１により照射電流として例えば５ｐＡを指示すると、
制御回路１０よりの制御に基づいて励磁電流発生器１２
が制御され、電子銃１から射出された電子線は適切な量
だけ集束レンズ２により絞られてアパーチャ板３を通過
し、指示された５ｐＡの電流で試料が照射される。この
とき、制御回路１０よりの制御信号に基づいて制御電圧
発生器１３より制御電極８５には４１０±２５Ｖの電圧
が印加され、また、制御回路１０よりの制御信号に基づ
いてシンチレータ８２には１０ｋＶの電圧が印加され
る。その結果、試料に電子線を照射すると、試料６にチ
ャージアップを生じさせないで過不足のない量の２次電
子が電界８１に導かれてシンチレータ８２に向う。そこ
で、検出器８よりの信号に基づいて試料像を表示すれ
ば、チャージアップの影響のない良質な像を観察するこ
とができる。
１１により照射電流として例えば５ｐＡを指示すると、
制御回路１０よりの制御に基づいて励磁電流発生器１２
が制御され、電子銃１から射出された電子線は適切な量
だけ集束レンズ２により絞られてアパーチャ板３を通過
し、指示された５ｐＡの電流で試料が照射される。この
とき、制御回路１０よりの制御信号に基づいて制御電圧
発生器１３より制御電極８５には４１０±２５Ｖの電圧
が印加され、また、制御回路１０よりの制御信号に基づ
いてシンチレータ８２には１０ｋＶの電圧が印加され
る。その結果、試料に電子線を照射すると、試料６にチ
ャージアップを生じさせないで過不足のない量の２次電
子が電界８１に導かれてシンチレータ８２に向う。そこ
で、検出器８よりの信号に基づいて試料像を表示すれ
ば、チャージアップの影響のない良質な像を観察するこ
とができる。
【００１０】つぎに、照射電流指示器１１により、照射
電流として２．５ｐＡを指示すると、前述した場合と同
様にして試料は２．５ｐＡの電流を有する電子線により
照射される。このとき、制御回路１０よりの制御信号に
基づいて、制御電極８５には、３８０±３０Ｖの電圧が
印加され、また、シンチレータ８２には１１ＫＶの電圧
が印加される。そして、試料照射電流の減少による２次
電子発生量の減少に応じて吸引電界８１が増加され、こ
の場合にも試料６にチャージアップを生じさせないで過
不足のない２次電子が吸引電界８１により２次電子検出
器８に導かれ、良質な像を観察できる。
電流として２．５ｐＡを指示すると、前述した場合と同
様にして試料は２．５ｐＡの電流を有する電子線により
照射される。このとき、制御回路１０よりの制御信号に
基づいて、制御電極８５には、３８０±３０Ｖの電圧が
印加され、また、シンチレータ８２には１１ＫＶの電圧
が印加される。そして、試料照射電流の減少による２次
電子発生量の減少に応じて吸引電界８１が増加され、こ
の場合にも試料６にチャージアップを生じさせないで過
不足のない２次電子が吸引電界８１により２次電子検出
器８に導かれ、良質な像を観察できる。
【００１１】更に、照射電流指示器１１により、照射電
流として１ｐＡを指示すると、集束レンズ２の集束状態
が制御されて、１ｐＡの照射電流で試料６は照射され
る。このとき、制御回路１０よりの制御信号に基づい
て、制御電極８５には、３４０±４０Ｖの電圧が印加さ
れ、また、シンチレータ８２には１２ｋＶの電圧が印加
される。そして、試料照射電流の減少による２次電子発
生量の減少に応じて吸引電界８１が増加され、この場合
にもチャージアップの影響のない良質な像を観察でき
る。
流として１ｐＡを指示すると、集束レンズ２の集束状態
が制御されて、１ｐＡの照射電流で試料６は照射され
る。このとき、制御回路１０よりの制御信号に基づい
て、制御電極８５には、３４０±４０Ｖの電圧が印加さ
れ、また、シンチレータ８２には１２ｋＶの電圧が印加
される。そして、試料照射電流の減少による２次電子発
生量の減少に応じて吸引電界８１が増加され、この場合
にもチャージアップの影響のない良質な像を観察でき
る。
【００１２】なお、試料照射電流値と制御電圧の連動
は、連続的に行なってもよいし、照射電流の範囲に応じ
て段階的に行なってもよい。
は、連続的に行なってもよいし、照射電流の範囲に応じ
て段階的に行なってもよい。
【００１３】また、電界８１を制御するのに、制御電極
８５への印加電圧のみを直接制御してもよく、この場合
はシンチレータ８２への電圧は一定となる。
８５への印加電圧のみを直接制御してもよく、この場合
はシンチレータ８２への電圧は一定となる。
【００１４】また、本発明は、対物レンズの中に試料が
配置された構成のものに対しても適応できる。
配置された構成のものに対しても適応できる。
【００１５】
【発明の効果】 本発明によれば、２次電子を２次電子
検出器に導くための電界の強度を１次電子線の試料への
照射電流に連動して変化させるので、広範囲の照射電流
に対して試料表面のチャージアップの発生を防止するこ
とができる。従って、絶縁体や半導体などの試料の表面
観察を正確に行なうことができる。
検出器に導くための電界の強度を１次電子線の試料への
照射電流に連動して変化させるので、広範囲の照射電流
に対して試料表面のチャージアップの発生を防止するこ
とができる。従って、絶縁体や半導体などの試料の表面
観察を正確に行なうことができる。
【図１】本発明の一実施例を示す基本断面図。
１ 電子銃 ２ 集束レンズ ３ アパーチャ板 ４ 偏向器 ５ 対物レンズ ６ 試料 ７ バイアス電源 ８ ２次電子検出器 ８１ 電界 ８２ シンチレータ ８３ ライトガイド ８４ ホトマル ８５ 制御電極 ８６ 絶縁スペーサ ８７ シールド電極 ９ 電源 １０ 制御回路 １１ 照射電流指示器 １２ 励磁電流発生器 １３ 制御電圧発生器
Claims (1)
- 【請求項１】 電子銃から発生した電子線を集束し、該
電子線を試料上で２次元的に走査し、該走査により試料
から発生する２次電子を２次電子検出器で検出し、該検
出した信号に基づいて２次電子像を表示する走査電子顕
微鏡において、前記２次電子を前記２次電子検出器に導
くための電界の強度を１次電子線の試料への照射電流に
連動して変化させる手段を備えた走査電子顕微鏡。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4168403A JPH05343021A (ja) | 1992-06-03 | 1992-06-03 | 走査電子顕微鏡 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4168403A JPH05343021A (ja) | 1992-06-03 | 1992-06-03 | 走査電子顕微鏡 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05343021A true JPH05343021A (ja) | 1993-12-24 |
Family
ID=15867479
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4168403A Withdrawn JPH05343021A (ja) | 1992-06-03 | 1992-06-03 | 走査電子顕微鏡 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05343021A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6734429B2 (en) | 2002-04-11 | 2004-05-11 | Keyence Corporation | Electron microscope charge-up prevention method and electron microscope |
| US6987265B2 (en) | 1997-08-07 | 2006-01-17 | Hitachi, Ltd. | Method and an apparatus of an inspection system using an electron beam |
| JP2010257994A (ja) * | 2010-08-11 | 2010-11-11 | Hitachi Ltd | 電子ビームを用いた検査方法及び検査装置 |
-
1992
- 1992-06-03 JP JP4168403A patent/JPH05343021A/ja not_active Withdrawn
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6987265B2 (en) | 1997-08-07 | 2006-01-17 | Hitachi, Ltd. | Method and an apparatus of an inspection system using an electron beam |
| US7012252B2 (en) | 1997-08-07 | 2006-03-14 | Hitachi, Ltd. | Method and an apparatus of an inspection system using an electron beam |
| US7232996B2 (en) | 1997-08-07 | 2007-06-19 | Hitachi, Ltd. | Method and an apparatus of an inspection system using an electron beam |
| US7439506B2 (en) | 1997-08-07 | 2008-10-21 | Hitachi, Ltd. | Method and an apparatus of an inspection system using an electron beam |
| US8134125B2 (en) | 1997-08-07 | 2012-03-13 | Hitachi, Ltd. | Method and apparatus of an inspection system using an electron beam |
| US8604430B2 (en) | 1997-08-07 | 2013-12-10 | Hitachi, Ltd. | Method and an apparatus of an inspection system using an electron beam |
| US6734429B2 (en) | 2002-04-11 | 2004-05-11 | Keyence Corporation | Electron microscope charge-up prevention method and electron microscope |
| JP2010257994A (ja) * | 2010-08-11 | 2010-11-11 | Hitachi Ltd | 電子ビームを用いた検査方法及び検査装置 |
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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: 19990803 |