JPH06103950A - 走査電子顕微鏡における立体像取得方法 - Google Patents

走査電子顕微鏡における立体像取得方法

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JPH06103950A
JPH06103950A JP25448092A JP25448092A JPH06103950A JP H06103950 A JPH06103950 A JP H06103950A JP 25448092 A JP25448092 A JP 25448092A JP 25448092 A JP25448092 A JP 25448092A JP H06103950 A JPH06103950 A JP H06103950A
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JP
Japan
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sample
scanning
electron beam
electron
frame memory
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JP25448092A
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Nobuo Iida
信雄 飯田
Masao Murota
正雄 無漏田
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Jeol Ltd
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Jeol Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 試料の構造を非破壊で調べることができる走
査電子顕微鏡における立体像取得方法を実現する。 【構成】 試料2に照射される電子ビームEBの試料内
への侵入深さは加速電圧に応じて異なる。コンピュータ
8は加速電圧発生器14を制御して電子銃1の加速電圧
を順々に変化させる。各加速電圧に基づく多数の画像デ
ータは、演算処理回路10において差が求められる。第
3のフレームメモリ11には試料2の表面部分から比較
的深い部分までの各層の画像データが得られる。この第
3のフレームメモリ11の多数枚の画像データを三次元
処理回路12に供給し、三次元画像を構築し、その結果
を陰極線管13に供給すれば、陰極線管13上には試料
2の三次元構造が表示される。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、試料の深さ方向の構造
を立体的に表示することを可能とする走査電子顕微鏡に
おける立体像取得方法に関する。
【0002】
【従来の技術】特開昭63−198249号では、走査
電子顕微鏡の2個の検出器からの信号を交互に画面表示
し、それに同期して左右の各眼用のフィルターの光の透
過,遮断を繰り返すことにより、試料の立体像効果を得
る技術が示されている。また、特開昭62−28504
9号では、反射電子による画像データを用いて表面分析
を行う技術が示されている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】ところで、試料の構造
を非破壊で探ることは非常に有益であり、特にこのこと
は、半導体分野でこれから本格的になるであろう三次元
ICの検査において極めて重要となる。また、試料の深
さ方向に特定の材質が所定の厚みを持って形成されてい
るかを調べること、更には、生物の分野などで非破壊で
内部構造を探れることができれば、産業上,生物学上お
おいに意義がある。しかしながら、上記した従来の走査
電子顕微鏡における立体像表示方式では、このような要
求に答えることができない。
【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、試料の構造を非破壊で調べること
ができる走査電子顕微鏡における立体像取得方法を実現
するにある。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明に基づく走査電子
顕微鏡における立体像取得方法は、電子銃と、電子銃か
らの電子ビームを試料上に集束するための電子レンズ
と、電子ビームを試料上で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って得られた反射電子を
検出する検出器と、検出器からの信号に基づいて走査像
を得るようにした走査電子顕微鏡において、試料へ入射
する電子ビームのエネルギーを変化させて異なったエネ
ルギーの電子ビームに基づく複数の走査像を得るステッ
プ、隣り合ったエネルギーに基づく2種の走査像の差分
の信号を得るステップ、複数の差分の信号に基づいて試
料の立体像を構築するステップとよりなることを特徴と
している。
【0006】
【作用】本発明に基づく走査電子顕微鏡における立体像
取得方法は、試料へ入射する電子ビームのエネルギーを
変化させて異なったエネルギーの電子ビームに基づく複
数の走査像を得、複数の走査像の内隣り合ったエネルギ
ーに基づく2種の走査像の差分の信号を得、複数の差分
の信号に基づいて試料の立体像を構築する。
【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、本発明を実施するための走査電子
顕微鏡の一例を示しており、1は電子銃である。電子銃
1から発生した電子ビームEBは、図示していない電子
レンズによって試料2上に細く集束される。試料2の電
子ビームEBの照射位置は、偏向器3に走査信号発生回
路4からの走査信号を印加することによって走査され
る。試料2への電子ビームの照射によって発生した反射
電子は、反射電子検出器5によって検出される。この検
出器としては、良く知られたロビンソン型や半導体の反
射電子検出器を用いることができ、更に、一般の2次電
子検出器でも取り付け角度を45度以上とすることによ
っても使用することができるが、試料の真上に取り付け
ることができ、低いエネルギーの電子も検出できるマイ
クロチャンネルプレートを用いることが最も好ましい。
【0008】検出器5によって検出された信号は、信号
増幅器6によって増幅された後、第1のフレームメモリ
7に供給される。第1のフレームメモリ7に記憶された
信号は、コンピュータ8の指令によって第2のフレーム
メモリ9に転送されたり、演算処理回路10に供給され
る。演算処理回路10の処理結果は、第3のフレームメ
モリ11に供給されて記憶される。
【0009】12は三次元処理回路であり、第3のフレ
ームメモリ11に記憶された複数枚の画像信号に基づい
て三次元画像処理を行い、処理した信号を陰極線管13
に供給する。コンピュータ8は電子銃1の加速電圧発生
器14、電子ビームのシフト量調節器15および輝度調
節器16を制御する。この加速電圧発生器14は、10
0V〜50KVの範囲で電子銃1の加速電圧を変えるこ
とができる。シフト量調節器15の出力は、加算器17
において走査信号発生回路4からの走査信号に加算され
る。輝度調節器16は、第1のフレームメモリ7に供給
されて第1のフレームメモリ7に取り込まれたディジタ
ルデータの輝度補正を行う。このような構成の動作を次
に詳述する。
【0010】まず、通常の反射電子像を陰極線管13上
に表示する動作について説明する。コンピュータ8によ
って加速電圧発生器14が制御され、電子銃1における
電子ビームの加速電圧を任意に設定する。さらに、走査
信号発生回路4から2次元的な走査信号を偏向器3に供
給し、電子ビームを試料2上で2次元的に走査する。試
料2への電子ビームの照射によって発生した反射電子
は、検出器5によって検出され、その検出信号は増幅器
6を介して第1のフレームメモリ7に供給されて記憶さ
れる。この第1のフレームメモリ7に記憶されたデータ
を適宜読みだし、陰極線管13に輝度信号として供給す
れば、陰極線管13に反射電子像が表示される。なお、
第1のフレームメモリ7から陰極線管13に信号を供給
する信号系は図示していない。
【0011】次に三次元の立体像を表示する動作につい
て説明する。まず、コンピュータ8は加速電圧発生器1
4を制御して最初の加速電圧を設定する。設定された加
速電圧により電子ビームが試料2の所定領域上で2次元
的に走査される。この走査に基づいて得られた反射電子
は検出器5によって検出され、信号増幅器6を介して第
1のフレームメモリ7に供給されて記憶される。
【0012】次にコンピュータ8は加速電圧発生器14
を制御し、2番目の加速電圧を設定する。この時、コン
ピュータ8は第1のフレームメモリに記憶されている最
初の加速電圧に基づく画像データを第2のフレームメモ
リ9に転送する。設定された2番目の加速電圧により電
子ビームが試料2の所定領域上で2次元的に走査され
る。この走査に基づいて得られた反射電子は検出器5に
よって検出され、信号増幅器6を介して第1のフレーム
メモリ7に供給されて記憶される。
【0013】次にコンピュータ8は加速電圧発生器14
を制御し、3番目の加速電圧を設定する。この時、コン
ピュータ8は第1のフレームメモリ7に記憶されている
2番目の画像データと第2のフレームメモリに記憶され
ている最初の画像データとを読み出して演算処理回路1
0に供給する。演算処理回路10では、2種の画像デー
タについて各画素ごとに信号強度の差を演算し、その結
果を第3のフレームメモリ11に供給して記憶させる。
さらに、コンピュータ8は、第1と第2のフレームメモ
リ7,8に記憶されているデータを読み出して演算処理
回路10に供給した後、第1のフレームメモリに記憶さ
れている2番目の加速電圧に基づく画像データを第2の
フレームメモリ9に転送し、第2のフレームメモリ9の
記憶内容を書き替える。このような信号の転送処理を行
った後、設定された3番目の加速電圧により電子ビーム
が試料2の所定領域上で2次元的に走査される。この走
査に基づいて得られた反射電子は検出器5によって検出
され、信号増幅器6を介して第1のフレームメモリ7に
供給されて記憶される。
【0014】その後、同様にして、4番目の加速電圧が
設定されると、2番目と3番目の加速電圧に基づく検出
信号データの差が求められ、その値は第3のフレームメ
モリ11に供給されて記憶される。このようにして、n
の数の加速電圧を設定し、nの数の加速電圧に基づく画
像信号が得られると、n−1の数の差の画像データが第
3のフレームメモリ11に記憶されることになる。
【0015】ここで、試料2に照射される電子ビームE
Bの試料内への侵入深さは加速電圧に応じて異なる。例
えば、上記した例で、最初の加速電圧を最も低い電圧と
すると、最初の加速電圧による電子ビームの走査によ
り、試料2の比較的浅い表層部分からの反射電子に基づ
く画像データが得られる。すなわち、図2の試料の断面
図で、Aの層からのトータルの反射電子に基づくデータ
が得られる。そして、次の2番目の加速電圧による電子
ビームの走査により、試料2のより深い部分まで入射電
子ビームが侵入することから、最初の加速電圧のときよ
りも深い層部分であるB層からの反射電子が検出され
る。すなわち、図2でAとBの層からのトータルの反射
電子に基づくデータが得られる。したがって、この1番
目と2番目の加速電圧に基づく2種の画像データの差を
得ると、Aの層からの反射電子信号分が除かれ、実質的
にBの層からの反射電子信号のみが得られることにな
る。
【0016】このことから明らかなように、第3のフレ
ームメモリ11には試料2の表面部分から比較的深い部
分までの各層の画像データが得られることなる。この第
3のフレームメモリ11の多数枚の画像データを三次元
処理回路12に供給し、三次元画像を構築し、その結果
を陰極線管13に供給すれば、陰極線管13上には試料
2の三次元構造が表示されることになる。図3は陰極線
管13への立体像の表示例であり、各切片像I〜I
n−1が同時に表示されている。なおZ方向が試料の深
さ方向であり、このスケールは、モンテカルロ法などで
理論的に求めることができる。この図3の表示におい
て、差分値が大きく表れた時点で表示する色を変える
と、試料の材質の変化がより鮮明となり、好ましい。
【0017】ところで、電子銃1の加速電圧を変え、試
料に入射する電子ビームEBのエネルギーを変えると、
偏向器3への偏向信号が同じでも電子ビームの偏向量が
変化してしまう。その結果、演算処理回路10における
2枚の画像データの差の演算において位置誤差が生じ、
分解能の高い像が得られなくなる。そのため、図1の実
施例では、コンピュータ8からシフト量調節器15に加
速電圧情報が供給され、加速電圧に応じた偏向器3によ
る偏向誤差を補正するための信号がシフト量調節器15
から加算器17に供給される。
【0018】なお、シフト調節器15は、各加速電圧に
対応したシフト量がテーブルの形で記憶されている。走
査信号発生回路4からの走査信号は、加算器17におい
て補正信号と加算され、偏向誤差が補正されることか
ら、加速電圧を変化させても、常に試料の一定領域を正
確に電子ビームによって走査することができる。したが
って、演算処理回路10における演算結果も高い分解能
を維持することができる。また、電子ビームの加速電圧
により、同じ材質であっても反射電子の量が相違する。
すなわち、加速電圧が高くなれば、それにつれて反射電
子の量も多くなる。そのため、コンピュータ8からの加
速電圧情報に基づき、輝度調節器17は加速電圧の違い
による信号輝度の補正信号を第1のフレームメモリ7に
供給し、検出器5から第1のフレームメモリ7に供給さ
れたディジタルデータの信号強度を補正している。その
結果、同じ材質であれば、加速電圧が異なっても同じ強
度の信号となるように調整される。なお、輝度調節器1
7は、各加速電圧に対応した補正量がテーブルの形で記
憶されている。
【0019】なお、上記した実施例では、電子ビームの
加速電圧を変化させ、各加速電圧ごとに試料の一定領域
の電子ビームの走査を行って複数の画像データを得るよ
うに構成したが、この方式では、電子ビームの加速電圧
が5KV以下の低加速で、Z軸(深さ)方向の分解能の
向上が求められる場合には不向きである。すなわち、低
加速電圧になると、電子ビームを細く集束することがで
きなくなり、また、電子ビームが外部磁場により強く影
響を受けることになって、像のずれ量が大幅に増えるこ
とになる。このような場合には、例えは、電子ビームの
加速電圧を5KVで固定し、試料に+5KV〜−5KV
の範囲で電圧が印加できるようにし、試料の印加電圧を
変化させて実効的に加速電圧を変えるようにすると、電
子ビームの集束の問題や外部磁場の影響もクリアーで
き、像のずれ量を低減することができる。
【0020】
【発明の効果】以上説明したように、本発明に基づく走
査電子顕微鏡における立体像取得方法は、試料へ入射す
る電子ビームのエネルギーを変化させて異なったエネル
ギーの電子ビームに基づく複数の走査像を得、複数の走
査像の内隣り合ったエネルギーに基づく2種の走査像の
差分の信号を得、複数の差分の信号に基づいて試料の立
体像を構築するようにしたので、試料の構造を非破壊で
調べることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例である走査電子顕微鏡を示す
図である。
【図2】試料の断面を示す図である。
【図3】立体像表示の一例を示す図である。
【符号の説明】
1 電子銃 2 試料 3 偏向器 4 走査信号発生回路 5 反射電子検出器 6 信号増幅器 7,9,11 フレームメモリ 8 コンピュータ 10 演算処理回路 12 三次元処理回路 13 陰極線管 14 加速電圧発生器 15 シフト量調節器 16 輝度調節器 17 加算器

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 電子銃と、電子銃からの電子ビームを試
    料上に集束するための電子レンズと、電子ビームを試料
    上で走査するための走査手段と、試料への電子ビームの
    照射によって得られた反射電子を検出する検出器と、検
    出器からの信号に基づいて走査像を得るようにした走査
    電子顕微鏡において、試料へ入射する電子ビームのエネ
    ルギーを変化させて異なったエネルギーの電子ビームに
    基づく複数の走査像を得るステップ、隣り合ったエネル
    ギーに基づく2種の走査像の差分の信号を得るステッ
    プ、複数の差分の信号に基づいて試料の立体像を構築す
    るステップとよりなる走査電子顕微鏡における立体像取
    得方法。
  2. 【請求項2】 試料に入射する電子ビームのエネルギー
    に応じて電子ビームの走査位置の補正を行うようにした
    請求項1記載の走査電子顕微鏡における立体像取得方
    法。
  3. 【請求項3】 試料に入射する電子ビームのエネルギー
    に応じて検出信号の輝度の補正を行うようにした請求項
    1記載の走査電子顕微鏡における立体像取得方法。
JP25448092A 1992-09-24 1992-09-24 走査電子顕微鏡における立体像取得方法 Withdrawn JPH06103950A (ja)

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011233523A (ja) * 2010-04-29 2011-11-17 Fei Co Sem画像化法
JP2012043651A (ja) * 2010-08-19 2012-03-01 Fukuoka Univ 3次元像測定装置及び3次元像測定方法
WO2022064668A1 (ja) * 2020-09-28 2022-03-31 株式会社日立ハイテク 荷電粒子線装置
WO2023213534A1 (en) * 2022-05-04 2023-11-09 Asml Netherlands B.V. Systems, methods, and software for multilayer metrology

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011233523A (ja) * 2010-04-29 2011-11-17 Fei Co Sem画像化法
JP2012043651A (ja) * 2010-08-19 2012-03-01 Fukuoka Univ 3次元像測定装置及び3次元像測定方法
WO2022064668A1 (ja) * 2020-09-28 2022-03-31 株式会社日立ハイテク 荷電粒子線装置
WO2023213534A1 (en) * 2022-05-04 2023-11-09 Asml Netherlands B.V. Systems, methods, and software for multilayer metrology

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Effective date: 19991130