JPH06150869A - 走査電子顕微鏡 - Google Patents
走査電子顕微鏡Info
- Publication number
- JPH06150869A JPH06150869A JP4298396A JP29839692A JPH06150869A JP H06150869 A JPH06150869 A JP H06150869A JP 4298396 A JP4298396 A JP 4298396A JP 29839692 A JP29839692 A JP 29839692A JP H06150869 A JPH06150869 A JP H06150869A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- electron
- electron beam
- sample
- lens
- transmitted
- 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.)
- Pending
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Abstract
(57)【要約】
【目的】本発明の目的は、振り戻し用電子レンズの励磁
制御のみで、低倍率でも観察視野が広く、高倍率時に透
過電子線用の絞りで所望の散乱角を取り除くことのでき
るＳＴＥＭ像観察装置付き走査電子顕微鏡またはその類
似装置を提供すること。 【構成】本発明は、透過した電子線を振り戻すのに、偏
向コイルのかわりに電磁または静電レンズを使用する点
と、試料と絞りの間の振り戻し用の電磁または静電レン
ズを低倍率と高倍率で異なった制御を行う。
制御のみで、低倍率でも観察視野が広く、高倍率時に透
過電子線用の絞りで所望の散乱角を取り除くことのでき
るＳＴＥＭ像観察装置付き走査電子顕微鏡またはその類
似装置を提供すること。 【構成】本発明は、透過した電子線を振り戻すのに、偏
向コイルのかわりに電磁または静電レンズを使用する点
と、試料と絞りの間の振り戻し用の電磁または静電レン
ズを低倍率と高倍率で異なった制御を行う。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は試料の透過走査電子顕微
鏡像（ＳＴＥＭ像）の観察が可能な走査電子顕微鏡また
はその類似装置に関するものである。
鏡像（ＳＴＥＭ像）の観察が可能な走査電子顕微鏡また
はその類似装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】一般に走査電子顕微鏡は、電子銃等の電
子源から放出され、陽極の作る電界により加速された電
子線を、一段または二段の集束レンズと対物レンズの作
る磁場で細く絞り、偏向コイルで試料上を二次元的に走
査しながら、その試料から出てくる二次電子または反射
電子を検出器で検出し、その信号を増幅器で増幅してい
る。この試料上の電子線の走査と像再生側の陰極線管
（ＣＲＴ）内の電子ビームの二次元的な走査とを同期さ
せる（各走査点で検出した信号の強度をＣＲＴ上の各点
の輝度に対応させる）ことで、走査電子顕微鏡像が形成
される。
子源から放出され、陽極の作る電界により加速された電
子線を、一段または二段の集束レンズと対物レンズの作
る磁場で細く絞り、偏向コイルで試料上を二次元的に走
査しながら、その試料から出てくる二次電子または反射
電子を検出器で検出し、その信号を増幅器で増幅してい
る。この試料上の電子線の走査と像再生側の陰極線管
（ＣＲＴ）内の電子ビームの二次元的な走査とを同期さ
せる（各走査点で検出した信号の強度をＣＲＴ上の各点
の輝度に対応させる）ことで、走査電子顕微鏡像が形成
される。
【０００３】観察する試料が１０００オングストローム
程度の薄膜の場合には、走査した電子線のほとんどが試
料を透過する。この透過した電子線は試料の局部的な状
態，厚さ，原子の種類により、その強度，散乱角度が異
なっている。この透過した電子線を検出器で検出し、像
再生側のＣＲＴ内の電子ビームの走査と同期させてやれ
ば、ＳＴＥＭ像が得られる。
程度の薄膜の場合には、走査した電子線のほとんどが試
料を透過する。この透過した電子線は試料の局部的な状
態，厚さ，原子の種類により、その強度，散乱角度が異
なっている。この透過した電子線を検出器で検出し、像
再生側のＣＲＴ内の電子ビームの走査と同期させてやれ
ば、ＳＴＥＭ像が得られる。
【０００４】走査電子顕微鏡またはその類似装置のＳＴ
ＥＭ像観察装置としては、特開昭54−13650 号に示すよ
うに、試料を透過した電子線を試料の下方に置かれた偏
向コイルで振り戻し、振り戻した透過電子線を更に中間
レンズや投射レンズ等の結像レンズで収束してから、結
像レンズ下方に置いた絞りで散乱電子を取り除いた後、
絞りの下方の設置された検出器で透過電子を検出して明
視野像を得るものが知られている（図１）。この透過し
た電子線を振り戻す偏向コイルの偏向量は、試料を走査
する偏向コイルに供給される鋸歯状波電流で制御されて
いる。
ＥＭ像観察装置としては、特開昭54−13650 号に示すよ
うに、試料を透過した電子線を試料の下方に置かれた偏
向コイルで振り戻し、振り戻した透過電子線を更に中間
レンズや投射レンズ等の結像レンズで収束してから、結
像レンズ下方に置いた絞りで散乱電子を取り除いた後、
絞りの下方の設置された検出器で透過電子を検出して明
視野像を得るものが知られている（図１）。この透過し
た電子線を振り戻す偏向コイルの偏向量は、試料を走査
する偏向コイルに供給される鋸歯状波電流で制御されて
いる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかし、この構造では
試料上で走査する方向と試料を透過した電子線の振り戻
し方を対応させる必要があり、そのために振り戻し用偏
向コイルに対して複雑な制御を行わなければならなかっ
た。
試料上で走査する方向と試料を透過した電子線の振り戻
し方を対応させる必要があり、そのために振り戻し用偏
向コイルに対して複雑な制御を行わなければならなかっ
た。
【０００６】その上、この構造では高倍率で所望の散乱
角を取り除いたり、低倍率で広い観察視野を得るために
は、振り戻し用偏向コイルに加えて、振り戻し用偏向コ
イルの下方に振り戻された透過電子線を制御するための
電子レンズを設置する必要があり、その励磁の制御も行
わなければならなかった。
角を取り除いたり、低倍率で広い観察視野を得るために
は、振り戻し用偏向コイルに加えて、振り戻し用偏向コ
イルの下方に振り戻された透過電子線を制御するための
電子レンズを設置する必要があり、その励磁の制御も行
わなければならなかった。
【０００７】本発明の目的は、振り戻し用電子レンズの
励磁制御のみで、低倍率でも観察視野が広く、高倍率時
に透過電子線用の絞りで所望の散乱角を取り除くことの
できるＳＴＥＭ像観察装置付き走査電子顕微鏡またはそ
の類似装置を提供することにある。
励磁制御のみで、低倍率でも観察視野が広く、高倍率時
に透過電子線用の絞りで所望の散乱角を取り除くことの
できるＳＴＥＭ像観察装置付き走査電子顕微鏡またはそ
の類似装置を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明の特徴は、透過し
た電子線を振り戻すのに、偏向コイルのかわりに電磁ま
たは静電レンズを使用する点と、試料と絞りの間の振り
戻し用の電磁または静電レンズを低倍率と高倍率で異な
った制御を行う点にある。
た電子線を振り戻すのに、偏向コイルのかわりに電磁ま
たは静電レンズを使用する点と、試料と絞りの間の振り
戻し用の電磁または静電レンズを低倍率と高倍率で異な
った制御を行う点にある。
【０００９】１．低倍率では、透過電子線用の絞り面上
に走査電子線が振り戻されるように絞りと対物レンズの
間の振り戻し用電子レンズを制御する。
に走査電子線が振り戻されるように絞りと対物レンズの
間の振り戻し用電子レンズを制御する。
【００１０】２．高倍率では、対物レンズと透過電子線
用の絞りの間の振り戻し用電子レンズの励磁条件を、透
過した電子線の所望の散乱角のみを前記絞りで除去でき
るように設定する。
用の絞りの間の振り戻し用電子レンズの励磁条件を、透
過した電子線の所望の散乱角のみを前記絞りで除去でき
るように設定する。
【００１１】
【作用】透過した電子線を振り戻すのに電磁または静電
レンズを用いるので、偏向コイルで振り戻すときのよう
に、試料上を走査する偏向コイルに供給される鋸歯状波
電流と対応させて複雑な制御を行う必要は無く、一定の
レンズ条件で透過電子線を振り戻すことができる。
レンズを用いるので、偏向コイルで振り戻すときのよう
に、試料上を走査する偏向コイルに供給される鋸歯状波
電流と対応させて複雑な制御を行う必要は無く、一定の
レンズ条件で透過電子線を振り戻すことができる。
【００１２】低倍率時には、図２に示すように、絞り面
上に透過電子線が振り戻されるので、絞り面上でも走査
幅は小さくなり、観察視野は広くなる。
上に透過電子線が振り戻されるので、絞り面上でも走査
幅は小さくなり、観察視野は広くなる。
【００１３】高倍率時には、図３に示すように、振り戻
し用レンズの励磁条件を低倍率時の励磁条件より弱励磁
または強励磁にしてやることにより、透過電子線の所望
の散乱角のみを取り除くことができる。
し用レンズの励磁条件を低倍率時の励磁条件より弱励磁
または強励磁にしてやることにより、透過電子線の所望
の散乱角のみを取り除くことができる。
【００１４】
【実施例】以下、発明の実施例を図面を用いて説明す
る。
る。
【００１５】図４は本発明の特徴をもっとも良く表して
いるＳＴＥＭ像を観察できる走査電子顕微鏡の概略断面
図で、電界放出型電子銃２から３〜６ＫＶの電圧が印加
された引き出し電極３の電界により放出された電子線１
は陽極４(０.５〜３０ＫＶの電圧が印加されている）に
より加速され、収束レンズ５ａ，５ｂと対物レンズ７で
細く絞られる。この細く絞られた電子線１はＣＲＴ１５
の電子ビ−ムの走査と同期した二段の偏向コイル６で、
対物レンズ内部に置かれた１０００オングストローム程
度の厚さの試料９上を二次元的に走査され、試料９から
出た二次電子（反射電子）は対物レンズ７の上方に設置
された二次電子検出器（反射電子検出器）８で検出され
る。二次電子検出器（反射電子検出器）８で検出された
信号は、増幅器で増幅され、偏向コイル６と同期したＣ
ＲＴ１５上で電子顕微鏡像（反射電子顕微鏡像）を形成
する。
いるＳＴＥＭ像を観察できる走査電子顕微鏡の概略断面
図で、電界放出型電子銃２から３〜６ＫＶの電圧が印加
された引き出し電極３の電界により放出された電子線１
は陽極４(０.５〜３０ＫＶの電圧が印加されている）に
より加速され、収束レンズ５ａ，５ｂと対物レンズ７で
細く絞られる。この細く絞られた電子線１はＣＲＴ１５
の電子ビ−ムの走査と同期した二段の偏向コイル６で、
対物レンズ内部に置かれた１０００オングストローム程
度の厚さの試料９上を二次元的に走査され、試料９から
出た二次電子（反射電子）は対物レンズ７の上方に設置
された二次電子検出器（反射電子検出器）８で検出され
る。二次電子検出器（反射電子検出器）８で検出された
信号は、増幅器で増幅され、偏向コイル６と同期したＣ
ＲＴ１５上で電子顕微鏡像（反射電子顕微鏡像）を形成
する。
【００１６】一方、試料９を透過散乱した電子線１０
は、対物レンズ７を通り抜けたのち、対物レンズ７と絞
り３の間にある振り戻し用電磁レンズ１１で振り戻さ
れ、透過電子用絞り１３を通って、透過電子検出器１４
に到達する。振り戻し用電磁レンズ１１の励磁は、低倍
率では一次電子線１の加速電圧に連動して変化し、高倍
率時では、低倍率の励磁条件より弱励磁または強励磁の
状態になっている。低倍率時の透過電子線１０は、振り
戻し用電磁レンズ１１で振り戻されたのち、アライメン
トコイル１２で光軸を補正され、そのまま透過電子線用
絞り１３を通過し、透過電子検出器１４で検出される。
高倍率時の透過電子線１０は、振り戻し用電磁レンズ１
１で振り戻されたのち、アライメントコイル１２で光軸
を補正される。透過電子線１０は、更に透過電子用絞り
１３で所望の散乱角がカットされたのち、透過電子検出
器１４で検出される。透過電子検出器１４の信号も、二
次電子検出器（反射電子検出器）８の信号と同様、増幅
器で増幅され、偏向コイル６と同期したＣＲＴ１５もし
くはもう一台のＣＲＴ１６でＳＴＥＭ像を形成する。
は、対物レンズ７を通り抜けたのち、対物レンズ７と絞
り３の間にある振り戻し用電磁レンズ１１で振り戻さ
れ、透過電子用絞り１３を通って、透過電子検出器１４
に到達する。振り戻し用電磁レンズ１１の励磁は、低倍
率では一次電子線１の加速電圧に連動して変化し、高倍
率時では、低倍率の励磁条件より弱励磁または強励磁の
状態になっている。低倍率時の透過電子線１０は、振り
戻し用電磁レンズ１１で振り戻されたのち、アライメン
トコイル１２で光軸を補正され、そのまま透過電子線用
絞り１３を通過し、透過電子検出器１４で検出される。
高倍率時の透過電子線１０は、振り戻し用電磁レンズ１
１で振り戻されたのち、アライメントコイル１２で光軸
を補正される。透過電子線１０は、更に透過電子用絞り
１３で所望の散乱角がカットされたのち、透過電子検出
器１４で検出される。透過電子検出器１４の信号も、二
次電子検出器（反射電子検出器）８の信号と同様、増幅
器で増幅され、偏向コイル６と同期したＣＲＴ１５もし
くはもう一台のＣＲＴ１６でＳＴＥＭ像を形成する。
【００１７】ＣＲＴ１５で電子顕微鏡像を観察しなが
ら、同時にＣＲＴ１６でＳＴＥＭ像を観察することもで
きるようになっている。
ら、同時にＣＲＴ１６でＳＴＥＭ像を観察することもで
きるようになっている。
【００１８】また、透過電子検出器１４の代わりにＥＥ
ＬＳ等のエネルギーアナライザを用いると、試料９の任
意の点の透過電子のエネルギー損失スペクトルも観測す
ることもできる。
ＬＳ等のエネルギーアナライザを用いると、試料９の任
意の点の透過電子のエネルギー損失スペクトルも観測す
ることもできる。
【００１９】
【発明の効果】以上、詳述したように本発明によれば、
試料を透過した電子線を電磁または静電レンズで振り戻
すので、偏向コイルの走査に無関係に一定の励磁条件で
振り戻すことができる。絞り面上に透過電子線を振り戻
すことにより、走査幅が小さくなるので、低倍率での視
野が広くなる。高倍率では、励磁条件の設定次第で、所
望の散乱角をカットし、明視野像のみを得ることができ
る。
試料を透過した電子線を電磁または静電レンズで振り戻
すので、偏向コイルの走査に無関係に一定の励磁条件で
振り戻すことができる。絞り面上に透過電子線を振り戻
すことにより、走査幅が小さくなるので、低倍率での視
野が広くなる。高倍率では、励磁条件の設定次第で、所
望の散乱角をカットし、明視野像のみを得ることができ
る。
【図１】従来のＳＴＥＭ像観察装置付き電子顕微鏡の概
略断面図である。
略断面図である。
【図２】低倍率のときに、振り戻し用レンズによって、
透過電子線が絞り面上に振り戻される様子を表す図であ
る。
透過電子線が絞り面上に振り戻される様子を表す図であ
る。
【図３】振り戻し用レンズの励磁条件の設定により、透
過電子用絞りで所望の散乱角のみをカットできる様子を
表す図である。
過電子用絞りで所望の散乱角のみをカットできる様子を
表す図である。
【図４】本発明の一実施例を示す概略断面図である。
１…一次電子線、２…電界放出型電子銃、３…引き出し
電極、４…電子を加速する陽極、５ａ，５ｂ…収束レン
ズ、６…偏向コイル、７…対物レンズ、８…二次電子検
出器、９…試料、１０…透過電子線、１１…透過電子線
振り戻し用電磁レンズ、１２…透過電子用アライメン
ト、１３…透過電子線絞り、１４…透過電子検出器また
はエネルギーアナライザ、１５，１６…像観察用ＣＲ
Ｔ、１７…振り戻し用偏向コイル、１８…中間レンズ、
１９…投射レンズ。
電極、４…電子を加速する陽極、５ａ，５ｂ…収束レン
ズ、６…偏向コイル、７…対物レンズ、８…二次電子検
出器、９…試料、１０…透過電子線、１１…透過電子線
振り戻し用電磁レンズ、１２…透過電子用アライメン
ト、１３…透過電子線絞り、１４…透過電子検出器また
はエネルギーアナライザ、１５，１６…像観察用ＣＲ
Ｔ、１７…振り戻し用偏向コイル、１８…中間レンズ、
１９…投射レンズ。
Claims (1)
- 【請求項１】電子源から放出された電子線を加速する手
段と、その加速された電子線を試料上で収束させる手段
と、その収束された電子線を試料上で走査する手段と、
試料から発生する二次電子または反射電子を検出するた
めの検出器と、試料を透過した電子線を検出するための
検出器と、検出器の信号を走査電子顕微鏡像として陰極
線管等に表示する手段と、前記試料と前記透過電子検出
器の間に散乱した電子を取り除くための透過電子用絞り
とを備えた走査電子顕微鏡において、試料と、前記透過
電子用絞りとの間に軸対称な電子レンズを設け、一次電
子線の走査量に対応して該電子レンズを制御することを
特徴とする走査電子顕微鏡。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4298396A JPH06150869A (ja) | 1992-11-09 | 1992-11-09 | 走査電子顕微鏡 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4298396A JPH06150869A (ja) | 1992-11-09 | 1992-11-09 | 走査電子顕微鏡 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06150869A true JPH06150869A (ja) | 1994-05-31 |
Family
ID=17859163
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4298396A Pending JPH06150869A (ja) | 1992-11-09 | 1992-11-09 | 走査電子顕微鏡 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06150869A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1998032153A3 (en) * | 1997-01-16 | 1998-11-26 | Kla Tencor Corp | Electron beam dose control for scanning electron microscopy andcritical dimension measurement instruments |
| JP2005032732A (ja) * | 2004-09-15 | 2005-02-03 | Hitachi Ltd | 走査電子顕微鏡 |
| JP2017525123A (ja) * | 2014-06-27 | 2017-08-31 | ガタン インコーポレイテッドＧａｔａｎ，Ｉｎｃ． | 電子エネルギー損失分光器 |
-
1992
- 1992-11-09 JP JP4298396A patent/JPH06150869A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1998032153A3 (en) * | 1997-01-16 | 1998-11-26 | Kla Tencor Corp | Electron beam dose control for scanning electron microscopy andcritical dimension measurement instruments |
| JP2005032732A (ja) * | 2004-09-15 | 2005-02-03 | Hitachi Ltd | 走査電子顕微鏡 |
| JP2017525123A (ja) * | 2014-06-27 | 2017-08-31 | ガタン インコーポレイテッドＧａｔａｎ，Ｉｎｃ． | 電子エネルギー損失分光器 |
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