JPH057581Y2 - - Google Patents
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- JPH057581Y2 JPH057581Y2 JP10467084U JP10467084U JPH057581Y2 JP H057581 Y2 JPH057581 Y2 JP H057581Y2 JP 10467084 U JP10467084 U JP 10467084U JP 10467084 U JP10467084 U JP 10467084U JP H057581 Y2 JPH057581 Y2 JP H057581Y2
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- electrode
- sample
- grid electrode
- potential
- secondary electrons
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- 238000010894 electron beam technology Methods 0.000 claims description 9
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims description 6
- 230000001678 irradiating effect Effects 0.000 claims description 2
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 11
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 8
- 230000005684 electric field Effects 0.000 description 6
- 230000005264 electron capture Effects 0.000 description 6
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 230000005686 electrostatic field Effects 0.000 description 1
Landscapes
- Measurement Of Current Or Voltage (AREA)
- Tests Of Electronic Circuits (AREA)
- Testing Or Measuring Of Semiconductors Or The Like (AREA)
- Testing Of Individual Semiconductor Devices (AREA)
Description
【考案の詳細な説明】
［産業上の利用分野］
本考案は、走査電子顕微鏡を用いて半導体デバ
イス等の電位を測定する装置の改良に関する。
イス等の電位を測定する装置の改良に関する。
［従来の技術］
近時、電子部品、特に半導体デバイスの機能試
験のため測定個所に電子ビームを照射して２次電
子を放出させ、そのエネルギーをスペクトロメー
タにより測定する電位測定装置が提案されてい
る。第２図はこのような装置の従来例を示す構成
図である。図中１は電子ビーム２が照射される半
導体デバイス等の試料であり、該試料１は図では
示していないが走査電子顕微鏡の試料室に配置さ
れている。この試料１には駆動電源１０より駆動
電位Vsが与えられている。３は電子ビームの照
射により試料１の測定個所から放出される２次電
子で、該２次電子３は２次電子補捉電極４をその
先端に有しシンチレータ、ライトパイプ、光電子
増倍管などで構成された２次電子検出器５によつ
て検出される。６は試料１の電子ビーム入射側の
試料近傍に配置され、電源E1から正の電位（例
えば1KV）が与えられた吸引電極である。該吸
引電極６はネツト状に形成されており、試料１よ
り放出された二次電子が試料表面に存在する静電
界によつて引き戻されて、測定誤差を生ずるのを
防止するための電極である。７はネツト状に形成
され試料１に対して数Ｖだけ負の電位が与えられ
た格子電極であり、該格子電極７は吸引電極６に
より吸引され加速された２次電子に逆電界をかけ
て一定値に達しない低エネルギの２次電子３′の
通過を阻止し、２次電子の選別を行なうためのも
のである。８はネツト状に形成された偏向電極
で、該偏向電極８は格子電極７を通過した２次電
子３を２次電子検出器５の方向に偏向するための
電極であり、該偏向電極８には電源E2より正の
電位（例えば500V）が印加されている。そのた
め、該偏向電極８で偏向された２次電子３は、２
次電子補捉電極４により加速されて２次電子検出
器５によつて検出される。９は２次電子検出器５
よりの信号によつて格子電極７の格子電圧Vgを
制御して２次電子検出電流Isを一定にするための
負帰還回路である。
験のため測定個所に電子ビームを照射して２次電
子を放出させ、そのエネルギーをスペクトロメー
タにより測定する電位測定装置が提案されてい
る。第２図はこのような装置の従来例を示す構成
図である。図中１は電子ビーム２が照射される半
導体デバイス等の試料であり、該試料１は図では
示していないが走査電子顕微鏡の試料室に配置さ
れている。この試料１には駆動電源１０より駆動
電位Vsが与えられている。３は電子ビームの照
射により試料１の測定個所から放出される２次電
子で、該２次電子３は２次電子補捉電極４をその
先端に有しシンチレータ、ライトパイプ、光電子
増倍管などで構成された２次電子検出器５によつ
て検出される。６は試料１の電子ビーム入射側の
試料近傍に配置され、電源E1から正の電位（例
えば1KV）が与えられた吸引電極である。該吸
引電極６はネツト状に形成されており、試料１よ
り放出された二次電子が試料表面に存在する静電
界によつて引き戻されて、測定誤差を生ずるのを
防止するための電極である。７はネツト状に形成
され試料１に対して数Ｖだけ負の電位が与えられ
た格子電極であり、該格子電極７は吸引電極６に
より吸引され加速された２次電子に逆電界をかけ
て一定値に達しない低エネルギの２次電子３′の
通過を阻止し、２次電子の選別を行なうためのも
のである。８はネツト状に形成された偏向電極
で、該偏向電極８は格子電極７を通過した２次電
子３を２次電子検出器５の方向に偏向するための
電極であり、該偏向電極８には電源E2より正の
電位（例えば500V）が印加されている。そのた
め、該偏向電極８で偏向された２次電子３は、２
次電子補捉電極４により加速されて２次電子検出
器５によつて検出される。９は２次電子検出器５
よりの信号によつて格子電極７の格子電圧Vgを
制御して２次電子検出電流Isを一定にするための
負帰還回路である。
この様な装置において、試料１から放出された
二次電子は、吸引電極６により吸引加速され格子
電極７に向つて飛行するが、格子電極７によつて
形成された逆電界により減速されて一定のエネル
ギーを有する二次電子３のみが格子電極７を通過
する。つまり、格子電極７に印加される格子電圧
Vgによつて、該格子電極７を通過できる２次電
子のエネルギーが決定される。第３図はこの関係
を示しており、２次電子検出電流Isは第３図の斜
線部分を積分することにより求めることができ
る。又、試料１の試料電圧Vsを一定に保ち試料
１と略平行に配置された格子電極７に印加する格
子電圧Vgを変化させると、理想的には２次電子
検出電流Isは試料電圧Vs＜０では第４図のイに
示す曲線で表わされ、Vs＝０ではロ、同様にVs
＞０の場合はハの様にエネルギー軸上を試料電圧
Vsだけ移動したものとなる。従つて、この移動
量に対応した信号を得ることによつて試料電圧
Vsを間接的に測定することができる。そこで、
第４図に示す様に、試料電圧Vsが変化した場合
でも２次電子検出電流Isが特定の値Is0となるよ
うに負帰還回路１０によつて格子電圧Vgを制御
（Vg−Vs＝一定となるように）し、その際Vgを
表わす信号をオシロスコープ等に導いて表示し、
試料電位Vsを測定している。
二次電子は、吸引電極６により吸引加速され格子
電極７に向つて飛行するが、格子電極７によつて
形成された逆電界により減速されて一定のエネル
ギーを有する二次電子３のみが格子電極７を通過
する。つまり、格子電極７に印加される格子電圧
Vgによつて、該格子電極７を通過できる２次電
子のエネルギーが決定される。第３図はこの関係
を示しており、２次電子検出電流Isは第３図の斜
線部分を積分することにより求めることができ
る。又、試料１の試料電圧Vsを一定に保ち試料
１と略平行に配置された格子電極７に印加する格
子電圧Vgを変化させると、理想的には２次電子
検出電流Isは試料電圧Vs＜０では第４図のイに
示す曲線で表わされ、Vs＝０ではロ、同様にVs
＞０の場合はハの様にエネルギー軸上を試料電圧
Vsだけ移動したものとなる。従つて、この移動
量に対応した信号を得ることによつて試料電圧
Vsを間接的に測定することができる。そこで、
第４図に示す様に、試料電圧Vsが変化した場合
でも２次電子検出電流Isが特定の値Is0となるよ
うに負帰還回路１０によつて格子電圧Vgを制御
（Vg−Vs＝一定となるように）し、その際Vgを
表わす信号をオシロスコープ等に導いて表示し、
試料電位Vsを測定している。
［考案が解決しようとする問題点］
以上のように構成された従来装置においては、
格子電極７の電位Vgが変化すると、電極７，８
間に形成される偏向電界が変化するため、２次電
子検出器５の２次電子補捉効率が変化する。その
ため、２次電子の検出特性は第４図に示した理想
的なものから外れた第５図に示すようなものとな
る。この第５図より明らかなように、試料電位
Vsが正の大きな値（Vs＞０）をとる場合には、
曲線ハは直線Is＝Is0と交わらなくなつたり、傾
斜がこの直線に近いものになつたりして、前述し
た帰還制御が適切に行ない得なくなる。そのた
め、試料の電位Vsを正確に測定することができ
ない。
格子電極７の電位Vgが変化すると、電極７，８
間に形成される偏向電界が変化するため、２次電
子検出器５の２次電子補捉効率が変化する。その
ため、２次電子の検出特性は第４図に示した理想
的なものから外れた第５図に示すようなものとな
る。この第５図より明らかなように、試料電位
Vsが正の大きな値（Vs＞０）をとる場合には、
曲線ハは直線Is＝Is0と交わらなくなつたり、傾
斜がこの直線に近いものになつたりして、前述し
た帰還制御が適切に行ない得なくなる。そのた
め、試料の電位Vsを正確に測定することができ
ない。
［問題点を解決するための手段］
本考案の構成は、電子ビームを試料の測定個所
に照射し、該試料から放射する２次電子を２次電
子検出器により検出して試料の電位を測定する装
置において、前記試料の電子ビーム入射側に配置
され前記２次電子を吸引するための吸引電極と、
該吸引電極と一定の間隔をおいて配置され２次電
子を減速するための格子電極と、前記二次電子検
出器と格子電極の間に設けられた負帰還回路と、
該格子電極と２次電子検出器の間に設けられた２
次電子を偏向するための偏向電極とを備えた装置
において、該格子電極の電位の変化に基づく格子
電極、偏向電極間の電圧変化を相殺するように、
前記偏向電極に印加する電圧を変化させるための
手段を具備したことを特徴としている。
に照射し、該試料から放射する２次電子を２次電
子検出器により検出して試料の電位を測定する装
置において、前記試料の電子ビーム入射側に配置
され前記２次電子を吸引するための吸引電極と、
該吸引電極と一定の間隔をおいて配置され２次電
子を減速するための格子電極と、前記二次電子検
出器と格子電極の間に設けられた負帰還回路と、
該格子電極と２次電子検出器の間に設けられた２
次電子を偏向するための偏向電極とを備えた装置
において、該格子電極の電位の変化に基づく格子
電極、偏向電極間の電圧変化を相殺するように、
前記偏向電極に印加する電圧を変化させるための
手段を具備したことを特徴としている。
［実施例］
以下本考案の実施例を添付図面に基づき詳述す
る。
る。
第１図は本考案の一実施例を示す構成図であ
り、第２図に示す従来装置と同一部分には同一番
号を付してその説明を省略する。第１図の本考案
装置が第２図の従来装置と異なる点は、負帰還回
路１０で制御される格子電極７に印加する格子電
圧Vgの変化に応じて偏向電極の偏向電圧Vdも変
化する様に構成した点にある。
り、第２図に示す従来装置と同一部分には同一番
号を付してその説明を省略する。第１図の本考案
装置が第２図の従来装置と異なる点は、負帰還回
路１０で制御される格子電極７に印加する格子電
圧Vgの変化に応じて偏向電極の偏向電圧Vdも変
化する様に構成した点にある。
この様な装置では、格子電圧Vgの変化に応じ
て偏向電極の電位Vdが変化して、電極７，８間
の電位差が一定に保たれるので、前記偏向電界は
格子電圧Vgの変化に関わらず一定に保持される。
そのため、２次電子検出器５の検出効率も一定と
なる。又、偏向電極８と２次電子検出器５間の電
界は、格子電圧Vgが変化することにより変化す
るが、偏向電極８の電位変化幅が大きくても数十
Ｖであるのに対して、２次電子補捉電極４の電位
は10KV以上であるので、相対的には軌道の変化
は小さく、事実上この部分の電界の変化による２
次電子補捉効率の変化は無視できる。従つて、２
次電子検出系の検出特性は第４図に示した理想的
なものに近くなり、試料電圧Vsが正の大きな値
（Vs＞０）をとる場合にも正確に試料電位Vsを
測定することができる。
て偏向電極の電位Vdが変化して、電極７，８間
の電位差が一定に保たれるので、前記偏向電界は
格子電圧Vgの変化に関わらず一定に保持される。
そのため、２次電子検出器５の検出効率も一定と
なる。又、偏向電極８と２次電子検出器５間の電
界は、格子電圧Vgが変化することにより変化す
るが、偏向電極８の電位変化幅が大きくても数十
Ｖであるのに対して、２次電子補捉電極４の電位
は10KV以上であるので、相対的には軌道の変化
は小さく、事実上この部分の電界の変化による２
次電子補捉効率の変化は無視できる。従つて、２
次電子検出系の検出特性は第４図に示した理想的
なものに近くなり、試料電圧Vsが正の大きな値
（Vs＞０）をとる場合にも正確に試料電位Vsを
測定することができる。
［効果］
以上の様に本考案によれば、電子ビームを試料
の測定個所に照射し、該試料から放射する２次電
子を２次電子検出器により検出して試料の電位を
測定する装置において、試料の電位範囲が広く変
化する場合にも、正確に測定を行なうことが可能
となる。
の測定個所に照射し、該試料から放射する２次電
子を２次電子検出器により検出して試料の電位を
測定する装置において、試料の電位範囲が広く変
化する場合にも、正確に測定を行なうことが可能
となる。
第１図は本考案の一実施例の構成図、第２図は
従来装置の構成図、第３図は２次電子のエネルギ
ー分布と検出信号との関係を示すための図、第４
図は２次電子測定系の理想的な検出特性を示すた
めの図、第５図は従来装置を説明するための図で
ある。 １……電子線、２……試料、３……二次電子、
４……二次電子補捉電極、５……二次電子検出
器、６……吸引電極、７……格子電極、８……偏
向電極、９……負帰還回路、１０……駆動電源。
従来装置の構成図、第３図は２次電子のエネルギ
ー分布と検出信号との関係を示すための図、第４
図は２次電子測定系の理想的な検出特性を示すた
めの図、第５図は従来装置を説明するための図で
ある。 １……電子線、２……試料、３……二次電子、
４……二次電子補捉電極、５……二次電子検出
器、６……吸引電極、７……格子電極、８……偏
向電極、９……負帰還回路、１０……駆動電源。
Claims (1)
- 電子ビームを試料の測定個所に照射し、該試料
から放射する２次電子を２次電子検出器により検
出して試料の電位を測定する装置において、前記
試料の電子ビーム入射側に配置され前記２次電子
を吸引するための吸引電極と、該吸引電極と一定
の間隔をおいて配置され２次電子を減速するため
の格子電極と、前記二次電子検出器と格子電極の
間に設けられた負帰還回路と、該格子電極と２次
電子検出器の間に設けられた２次電子を偏向する
ための偏向電極とを備えた装置において、該格子
電極の電位の変化に基づく格子電極、偏向電極間
の電圧変化を相殺するように、前記偏向電極に印
加する電圧を変化させるための手段を具備したこ
とを特徴とする走査電子顕微鏡を用いた電位測定
装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10467084U JPS6119774U (ja) | 1984-07-11 | 1984-07-11 | 走査電子顕微鏡を用いた電位測定装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10467084U JPS6119774U (ja) | 1984-07-11 | 1984-07-11 | 走査電子顕微鏡を用いた電位測定装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6119774U JPS6119774U (ja) | 1986-02-05 |
| JPH057581Y2 true JPH057581Y2 (ja) | 1993-02-25 |
Family
ID=30664008
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10467084U Granted JPS6119774U (ja) | 1984-07-11 | 1984-07-11 | 走査電子顕微鏡を用いた電位測定装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6119774U (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US10925559B2 (en) | 2011-04-07 | 2021-02-23 | Mobius Imaging, Llc | Mobile x-ray imaging system |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2015028851A (ja) * | 2013-07-30 | 2015-02-12 | 株式会社日立ハイテクノロジーズ | 荷電粒子線装置 |
-
1984
- 1984-07-11 JP JP10467084U patent/JPS6119774U/ja active Granted
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US10925559B2 (en) | 2011-04-07 | 2021-02-23 | Mobius Imaging, Llc | Mobile x-ray imaging system |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6119774U (ja) | 1986-02-05 |
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