JPH06215715A - Electron beam device - Google Patents

Electron beam device

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Publication number
JPH06215715A
JPH06215715A JP5003679A JP367993A JPH06215715A JP H06215715 A JPH06215715 A JP H06215715A JP 5003679 A JP5003679 A JP 5003679A JP 367993 A JP367993 A JP 367993A JP H06215715 A JPH06215715 A JP H06215715A
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JP
Japan
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optical axis
magnetic field
electron beam
electrode
electromagnetic lens
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP5003679A
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Japanese (ja)
Inventor
Kazuhiro Nakazawa
和広 中澤
Takayuki Abe
貴之 安部
Akio Ito
昭夫 伊藤
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Fujitsu Ltd
Original Assignee
Fujitsu Ltd
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Filing date
Publication date
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Withdrawn legal-status Critical Current

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Abstract

PURPOSE:To have secondary electrons incident vertically on an analysis electrode by forming a low magnetic field region, and to achieve resolution and analytical accuracy by thinning a part of the magnetic circuit of an objective lens in an annular form on the same axis of an optical axis or by enlarging the diameter of the part. CONSTITUTION:The thickness of a part 6X of a cylinder facing an optical axis L-L of a magnetic circuit 6B of an objective lens 6 is reduced, and a thick annular part is formed. Magnetic flux is leaked from the annular part, and a cylindrical part 6Y of the circuit 6B is enlarged, and an annular part of large diameter is formed. A flat low magnetic field region is formed in the range of 0.1 to 0.7%, on the peak magnetic field in the side of an electron gun, in the magnetic field distribution of the optical axis. A buffer electrode is provided on the low-magnetic field region, and primary electrons can be maintained at low abberation even when the low electric potential required for the vertical incidence of secondary electrons to an analysis electrode is achieved for the electric potential of the buffer electrode, and the resolution and the analytical accuracy of an electron beam tester can thus be improved.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は,集積回路等の非接触試
験を行うための電子ビーム装置に係り,とくに一次電子
と二次電子の双方の制御に適した電子レンズに関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an electron beam apparatus for performing a non-contact test on an integrated circuit or the like, and more particularly to an electron lens suitable for controlling both primary electrons and secondary electrons.

【0002】[0002]

【従来の技術】動作中の集積回路チップに電子ビームを
照射し,このとき集積回路チップの各部分から発生する
二次電子像から,これら部分の電位を調べる等のいわゆ
る電子ビームプローブあるいは電子ビームテスタが用い
られている。この装置の概要を図4を参照して説明す
る。
2. Description of the Related Art A so-called electron beam probe or electron beam for irradiating an operating integrated circuit chip with an electron beam and examining the potential of these parts from a secondary electron image generated from each part of the integrated circuit chip at this time A tester is used. The outline of this device will be described with reference to FIG.

【0003】電子銃1で発生した電子ビーム2(一次電
子)は, 加速電極3で所定の速度に制御され, プリレン
ズ4およびコンデンサレンズ5, さらに最終段の対物レ
ンズ6によって集束されたのち試料7(例えば集積回路
チップ)の表面に照射される。この間に, 電子ビーム2
は偏向器8によって偏向され, 試料7上を走査される。
図4において符号9は, 試料7に対してパルス状の電子
ビーム2を照射するためのブランカである。
An electron beam 2 (primary electron) generated by an electron gun 1 is controlled to a predetermined speed by an accelerating electrode 3, focused by a pre-lens 4 and a condenser lens 5, and an objective lens 6 at the final stage, and then a sample 7 The surface of (for example, an integrated circuit chip) is irradiated. In the meantime, electron beam 2
Is deflected by the deflector 8 and scanned on the sample 7.
In FIG. 4, reference numeral 9 is a blanker for irradiating the sample 7 with the pulsed electron beam 2.

【0004】対物レンズ6の内部には, 例えば金属メッ
シュのような平面格子から成る一組の電極, すなわち,
試料7に最も近接する引き出し電極11と, これに平行な
バッファ電極12および分析電極13が, 相互間に隙間を以
て光軸上に配置されている。これらの電極は対物レンズ
6の光軸に垂直であ。図4において, 符号15は分析電極
13を通過した二次電子10の軌道を検出器14に向けるため
の反射電極, 符号16は検出器14に向かう二次電子10を集
束するためのコレクタ電極である。
Inside the objective lens 6, there is a set of electrodes consisting of a plane grid such as a metal mesh, ie,
An extraction electrode 11 closest to the sample 7 and a buffer electrode 12 and an analysis electrode 13 parallel to the extraction electrode 11 are arranged on the optical axis with a gap between them. These electrodes are perpendicular to the optical axis of the objective lens 6. In FIG. 4, reference numeral 15 is an analysis electrode
Reference numeral 16 is a reflection electrode for directing the trajectory of the secondary electrons 10 passing through the detector 13 to the detector 14, and reference numeral 16 is a collector electrode for focusing the secondary electrons 10 toward the detector 14.

【0005】電子ビーム2の照射によって試料7から発
生した二次電子10は, 引き出し電極11によって加速され
たのち, 分析電極13によってエネルギー分別される。す
なわち,所定のエネルギーを持った二次電子が分析電極
13を通過し, 検出器14に入射して電気信号に変換され
る。精確なエネルギー分析を行うためには, 二次電子10
が分析電極13に対して垂直に入射するように, その軌道
を制御することが必要である。この軌道制御のために,
バッファ電極12の電位が調整される。
The secondary electrons 10 generated from the sample 7 by the irradiation of the electron beam 2 are accelerated by the extraction electrode 11 and then separated into energy by the analysis electrode 13. That is, the secondary electrons with a predetermined energy are
After passing through 13, it enters the detector 14 and is converted into an electrical signal. For accurate energy analysis, the secondary electron 10
It is necessary to control the orbit so that is incident on the analysis electrode 13 perpendicularly. For this orbit control,
The potential of the buffer electrode 12 is adjusted.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】図7(a) は, 従来の電
子ビーム装置における対物レンズ6の部分断面構造を示
し,図7(b) は対物レンズ6の光軸L-L に沿った磁界強
度分布, 一次電子ビーム2および二次電子10の軌道, な
らびに, 引き出し電極11, バッファ電極12および分析電
極13の設置位置を示す。
FIG. 7 (a) shows a partial cross-sectional structure of the objective lens 6 in the conventional electron beam apparatus, and FIG. 7 (b) shows the magnetic field strength along the optical axis LL of the objective lens 6. The distribution, the trajectories of the primary electron beam 2 and the secondary electron 10, and the installation positions of the extraction electrode 11, the buffer electrode 12, and the analysis electrode 13 are shown.

【0007】図7(a) において, 符号6Aはコイル, 符号
6Bは強磁性体から成る磁気回路であり, 磁気回路6Bの一
部にギャップ6Cが設けられている。同図には対物レンズ
6の光軸L-L に沿ったコイル6Aおよび磁気回路6Bの一部
分が示されているが, コイル6Aおよび磁気回路6Bは, 光
軸L-L を対称軸とする環状構造を有することは言うまで
もない。
In FIG. 7 (a), reference numeral 6A is a coil and reference numeral
6B is a magnetic circuit made of a ferromagnetic material, and a gap 6C is provided in a part of the magnetic circuit 6B. The drawing shows a part of the coil 6A and the magnetic circuit 6B along the optical axis LL of the objective lens 6, but the coil 6A and the magnetic circuit 6B have an annular structure with the optical axis LL as the axis of symmetry. Needless to say.

【0008】図7(b) を参照して, 試料7表面から発生
した二次電子10は, 引き出し電極11によって1KV程度に
加速される。試料7表面における被測定対象となる電極
や配線からの二次電子を, 隣接する電極等の電位の影響
を受けずに取り出すために,このような比較的高い加速
電圧が必要である。加速された二次電子10は, バッファ
電極12によって減速され, 分析電極13に垂直に入射する
ように, その軌道が制御される。
Referring to FIG. 7B, the secondary electron 10 generated from the surface of the sample 7 is accelerated to about 1 KV by the extraction electrode 11. Such a relatively high accelerating voltage is necessary in order to extract the secondary electrons from the electrode or wiring to be measured on the surface of the sample 7 without being affected by the potential of the adjacent electrodes. The accelerated secondary electrons 10 are decelerated by the buffer electrode 12 and their trajectories are controlled so that they are vertically incident on the analysis electrode 13.

【0009】図7に示すような従来の電子ビーム装置に
おける磁界分布の下では, 上記のような軌道制御のため
に,比較的強い磁界内で二次電子10を減速しなければな
らない。その結果,バッファ電極12の電位を数10V (具
体的には約50V)程度まで低くする必要がある。
Under the magnetic field distribution in the conventional electron beam apparatus as shown in FIG. 7, the secondary electrons 10 must be decelerated in a relatively strong magnetic field for the above orbit control. As a result, it is necessary to lower the potential of the buffer electrode 12 to several tens of volts (specifically, about 50V).

【0010】一方, 図4に示す構成においてバッファ電
極12の電位を低くすると, 一次電子ビーム2に関して
は, 収差の増大によるビーム径の拡大を招く結果とな
る。この様子を図6に示す。同図において横軸はバッフ
ァ電極12の電位(Vb), 縦軸は収差の大きさを表す色収差
係数(Cc)である。収差の増大は, 電子ビームプローブの
分解能の低下を意味する。図6において, パラメータZb
は試料7表面からのバッファ電極12の距離である。同図
から, バッファ電極12を試料7から離して配置すれば収
差を低減できることが分かる。それぞれのZbについて,
二次電子を分析電極に垂直に入射させるための最適Vbは
*を付した一つだけであり,このようなVbは, 前述のよ
うに数10V と比較的低電位の領域にある。
On the other hand, when the potential of the buffer electrode 12 is lowered in the structure shown in FIG. 4, the beam diameter of the primary electron beam 2 is increased due to the increase of aberration. This state is shown in FIG. In the figure, the horizontal axis is the potential (Vb) of the buffer electrode 12, and the vertical axis is the chromatic aberration coefficient (Cc) representing the magnitude of aberration. The increase of aberration means the decrease of resolution of electron beam probe. In Fig. 6, the parameter Zb
Is the distance of the buffer electrode 12 from the surface of the sample 7. From the figure, it can be seen that aberration can be reduced by disposing the buffer electrode 12 away from the sample 7. For each Zb,
The optimum Vb for vertically injecting the secondary electrons to the analysis electrode is only one marked with *, and such Vb is in the region of relatively low potential of several tens of V as described above.

【0011】本発明は, 上記バッファ電極12の電位に関
する矛盾,すなわち,分析電極13に対する二次電子の垂
直入射から要求される低電位と一次電子の収差を低減す
るために必要とされる高電位との不一致の解消を目的と
する。言い換えれば,高精度の二次電子エネルギー分析
と電子ビームプロービングの双方を両立可能とすること
を目的とする。
The present invention provides a contradiction regarding the potential of the buffer electrode 12, that is, a low potential required from vertical incidence of secondary electrons on the analysis electrode 13 and a high potential required to reduce aberration of primary electrons. The purpose is to eliminate the disagreement with. In other words, it aims to achieve both high-precision secondary electron energy analysis and electron beam probing.

【0012】[0012]

【課題を解決するための手段】上記目的は, 一次電子が
照射された試料の表面から発生する二次電子のエネルギ
ーを分析することによって該表面の電圧を測定するため
の装置であって,該一次電子ビームを発生する電子銃
と, 該一次電子ビームを集束し且つ該表面に照射するた
めの電磁レンズと,いずれも該電磁レンズの光軸に対し
て垂直な格子状構造を有し且つ相互間に隙間を以て該電
磁レンズ内の該光軸上に配置された一組の電極すなわち
該試料に最近接して配置され該二次電子を加速するため
の引き出し電極と加速された該二次電子を該電磁レンズ
の光軸に平行にするためのバッファ電極と該平行にされ
た該二次電子のエネルギーを分析するための分析電極と
を備えた電子ビーム装置において,該電磁レンズの光軸
上における磁界分布が,そのピーク磁界の0.1 %乃至0.
7 %の範囲にありかつ実質的に平坦な領域を,該ピーク
磁界の位置に関して該電子銃側に有し,前記バッファ電
極が該平坦領域内に配置されていることを特徴とする本
発明に係る電子ビーム装置によって達成される。
The above object is an apparatus for measuring the voltage of a surface of a sample irradiated with primary electrons by analyzing the energy of secondary electrons generated from the surface of the sample. An electron gun for generating a primary electron beam, an electromagnetic lens for focusing the primary electron beam and irradiating the surface with the electron gun, each having a lattice-like structure perpendicular to the optical axis of the electromagnetic lens and having a mutual structure. A pair of electrodes arranged on the optical axis in the electromagnetic lens with a gap therebetween, that is, an extraction electrode arranged closest to the sample for accelerating the secondary electrons and the accelerated secondary electrons An electron beam device comprising a buffer electrode for making parallel to the optical axis of the electromagnetic lens and an analyzing electrode for analyzing the energy of the secondary electrons made parallel, in which the optical axis of the electromagnetic lens The magnetic field distribution above , 0.1% to 0 of its peak magnetic field.
The present invention is characterized in that it has a substantially flat region in the range of 7% on the electron gun side with respect to the position of the peak magnetic field, and the buffer electrode is arranged in the flat region. This is achieved by such an electron beam device.

【0013】[0013]

【作用】図1は本発明の電子ビーム装置における対物レ
ンズの光軸L-L に沿った磁界分布, 一次電子ビームおよ
び二次電子の軌道, ならびに, 引き出し電極11, バッフ
ァ電極12および分析電極13の設置位置を示す。図示のよ
うに, 低磁界の広い領域が存在し, この領域にバッファ
電極12が配置されている。この低磁界は,ピーク磁界の
0.1 %ないし0.7 %程度とする。二次電子は,分析電極
13に垂直入射するように,この領域で減速される。この
領域の磁界強度が上記の値の範囲を外れると, 二次電子
は分析電極13に垂直入射しない。
FIG. 1 shows the distribution of the magnetic field along the optical axis LL of the objective lens in the electron beam apparatus of the present invention, the trajectories of the primary electron beam and secondary electrons, and the installation of the extraction electrode 11, the buffer electrode 12 and the analysis electrode 13. Indicates the position. As shown in the figure, there is a wide region of low magnetic field, and the buffer electrode 12 is arranged in this region. This low magnetic field is
It is about 0.1% to 0.7%. Secondary electron is the analysis electrode
It is decelerated in this region so that it is vertically incident on 13. If the magnetic field strength in this region deviates from the range of the above value, secondary electrons do not vertically enter the analysis electrode 13.

【0014】上記の領域は低磁界であるために,一次電
子ビームの収差に対して大きな影響を与えない。また,
この低磁界の領域は, 磁界強度のピークに関して, 試料
とは反対側に位置する。したがって, 図7(b) に示した
従来の電子ビーム装置と比べて, 試料とバッファ電極と
の間の距離Zbがより大きい。その結果, バッファ電極を
従来より低電位に設定しても, 収差を小さく維持できる
ことは, 図6を参照すれば分かる。
Since the above-mentioned region has a low magnetic field, it does not significantly affect the aberration of the primary electron beam. Also,
This low magnetic field region is located on the opposite side of the sample with respect to the peak of the magnetic field strength. Therefore, the distance Zb between the sample and the buffer electrode is larger than that of the conventional electron beam apparatus shown in FIG. 7 (b). As a result, it can be seen from FIG. 6 that the aberration can be kept small even if the buffer electrode is set to a lower potential than before.

【0015】[0015]

【実施例】図2は, 本発明の実施例説明図であって,図
4に示す電子ビーム装置における対物レンズ6の部分断
面構造を示す。図2(a) は請求項2に対応し,図2(b)
はそれ以外の一般的な場合に対応する。図7中の部分と
同一部分には同じ符号が付されている。
FIG. 2 is an explanatory view of an embodiment of the present invention, showing a partial sectional structure of an objective lens 6 in the electron beam apparatus shown in FIG. 2 (a) corresponds to claim 2, and FIG. 2 (b)
Corresponds to the other general cases. The same parts as those in FIG. 7 are designated by the same reference numerals.

【0016】図2(a) に示す対物レンズ6においては,
磁気回路6Bにおける光軸L-L に面する円筒状の一部6Xの
厚さが他の部分より小さくされている。この部分6Xは,
光軸L-L と同軸に配置された厚さの薄い環状部分を成
す。図2(b) に示す対物レンズ6においては, 同様に,
磁気回路6Bにおける光軸L-L に面する円筒状の一部6Yの
直径が他の部分より大きくされている。この部分6Yは,
光軸L-L と同軸に配置された直径の大きな環状部分を成
す。
In the objective lens 6 shown in FIG. 2 (a),
The thickness of the cylindrical portion 6X facing the optical axis LL in the magnetic circuit 6B is smaller than that of the other portions. This part 6X is
It forms a thin annular part that is arranged coaxially with the optical axis LL. In the objective lens 6 shown in FIG. 2 (b), similarly,
The diameter of the cylindrical portion 6Y facing the optical axis LL in the magnetic circuit 6B is made larger than that of the other portions. This part 6Y is
It forms an annular part with a large diameter that is arranged coaxially with the optical axis LL.

【0017】図2(a) および(b) に示した対物レンズ6
における光軸上の磁界分布をそれぞれ図3(a) および
(b) に示す。また, 図7(a) に示した従来の対物レンズ
6における光軸上の磁界強度分布を比較のために図5に
示す。図3および5における横軸は前記試料7(図4参
照)を基準とした光軸L-L 上の距離, 縦軸は光軸L-L 上
の磁界強度(ガウス)を目盛ってある。
Objective lens 6 shown in FIGS. 2 (a) and 2 (b)
The magnetic field distribution on the optical axis in Fig. 3 (a) and
Shown in (b). Further, the magnetic field strength distribution on the optical axis in the conventional objective lens 6 shown in FIG. 7 (a) is shown in FIG. 5 for comparison. The horizontal axis in FIGS. 3 and 5 is the distance on the optical axis LL with reference to the sample 7 (see FIG. 4), and the vertical axis is the magnetic field strength (gauss) on the optical axis LL.

【0018】まず図5を参照して, 従来の対物レンズ6
においては, ピーク磁界強度は600ガウスであり, 前記Z
bが約15mmの位置にバッファ電極(図示省略)が配置さ
れる。この位置における磁界強度は約200 ガウスであ
る。これに対して, 図3(a) の対物レンズ6において
は, ピーク磁界強度が600 ガウスの場合, ピークの右側
すなわち電子銃(図示省略)側に1ガウス程度の低磁界
強度領域が裾を引いている。図3(b) の対物レンズ6に
おいては, 同じくピーク磁界強度が600 ガウスの場合,
ピークの右側に4ガウス程度の低ピークを持った領域が
裾を引いている。図3(a) および(b) には, 厚さが薄い
環状部分6Xまたは直径の大きい環状部分6Yが磁気回路6B
に設けられていない場合の磁界分布, すなわち,従来の
対物レンズ6における磁界分布(図5参照)に相当する
分布を拡大して併記してある。
First, referring to FIG. 5, a conventional objective lens 6
, The peak magnetic field strength is 600 gauss, and
A buffer electrode (not shown) is arranged at a position where b is about 15 mm. The magnetic field strength at this position is about 200 Gauss. On the other hand, in the objective lens 6 of FIG. 3 (a), when the peak magnetic field strength is 600 gauss, the low magnetic field strength region of about 1 gauss is tailed to the right side of the peak, that is, the electron gun (not shown) side. ing. In the objective lens 6 of FIG. 3 (b), when the peak magnetic field strength is 600 Gauss,
An area with a low peak of about 4 gauss is tailed to the right of the peak. 3 (a) and 3 (b), the thin annular portion 6X or the large diameter annular portion 6Y represents the magnetic circuit 6B.
The magnetic field distribution when not provided, that is, the distribution corresponding to the magnetic field distribution in the conventional objective lens 6 (see FIG. 5) is also enlarged and shown.

【0019】図3(a) および(b) に示すように, 磁気回
路6Bの一部に厚さの薄い環状部分6Xまたは直径の大きい
環状部分6Yを設けると, これらの部分から磁束が洩れる
ことにより, 幅の広い低磁界の領域が形成される。この
低磁界領域にバッファ電極を配置するのである。
As shown in FIGS. 3 (a) and 3 (b), when a thin annular portion 6X or a large diameter annular portion 6Y is provided in a part of the magnetic circuit 6B, magnetic flux leaks from these parts. As a result, a wide area with a low magnetic field is formed. The buffer electrode is arranged in this low magnetic field region.

【0020】図2(a) における環状部分6Xまたは図2
(b) における環状部分6Yのように, 対物レンズ6におけ
る磁気回路6Bの形状を変形する代わりに, 磁気回路6Bに
おけるこれらの部分6Xまたは6Yに相当する領域を低透磁
率の材料から成る環状部分で置き換えてもよい。これに
より, 低透磁率の環状部分からの磁束の洩れにより, 低
磁界領域が形成される。
The annular portion 6X in FIG. 2 (a) or FIG.
Instead of deforming the shape of the magnetic circuit 6B in the objective lens 6 as in the annular portion 6Y in (b), the area corresponding to these portions 6X or 6Y in the magnetic circuit 6B is an annular portion made of a low magnetic permeability material. May be replaced with. As a result, a low magnetic field region is formed due to the leakage of magnetic flux from the annular portion of low magnetic permeability.

【0021】ところで, 前記環状部分6Xや6Yまたは低透
磁率の環状部分を, 磁気回路6B内で磁界が最も強い位置
(図7(a) における6P)に設けると, 僅かの変形により
低磁界領域を創出できる。一方, このような環状部分
を, 前記磁界が最大の位置6Pを外して設けてもよい。こ
の場合には, 低磁界領域を創出するための変形加工に高
い精度を要しない利点がある。
By the way, when the annular portion 6X or 6Y or the annular portion having a low magnetic permeability is provided at the position where the magnetic field is strongest in the magnetic circuit 6B (6P in FIG. 7 (a)), the low magnetic field region is slightly deformed. Can be created. On the other hand, such an annular portion may be provided outside the position 6P where the magnetic field is maximum. In this case, there is an advantage that deformation processing for creating a low magnetic field region does not require high accuracy.

【0022】[0022]

【発明の効果】本発明によれば,電子ビームテスタにお
けるバッファ電極を,従来よりも試料から離して設置可
能となり,バッファ電極の電位を,分析電極に対する二
次電子の垂直入射に必要な低電位においても,一次電子
を低収差に維持することができ,その結果,電子ビーム
テスタの分解能および分析精度の向上に寄与する効果が
ある。
According to the present invention, the buffer electrode in the electron beam tester can be installed farther from the sample than the conventional one, and the potential of the buffer electrode can be set to a low potential necessary for vertical incidence of secondary electrons on the analysis electrode. Even in the above, the primary electron can be maintained at a low aberration, and as a result, there is an effect that it contributes to the improvement of the resolution and analysis accuracy of the electron beam tester.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】 本発明の原理説明図FIG. 1 is an explanatory view of the principle of the present invention.

【図2】 本発明の実施例説明図FIG. 2 is an explanatory diagram of an embodiment of the present invention.

【図3】 本発明の電子ビーム装置の電磁レンズにおけ
る磁界分布
FIG. 3 is a magnetic field distribution in the electromagnetic lens of the electron beam apparatus of the present invention.

【図4】 本発明が適用される電子ビーム装置の概要構
成図
FIG. 4 is a schematic configuration diagram of an electron beam device to which the present invention is applied.

【図5】 従来の電子ビーム装置の電磁レンズにおける
磁界分布
FIG. 5: Magnetic field distribution in an electromagnetic lens of a conventional electron beam apparatus

【図6】 電子ビームテスタにおけるバッファ電極の電
位と収差の関係
FIG. 6 is a relation between the potential of the buffer electrode and the aberration in the electron beam tester.

【図7】 従来の電子ビーム装置の電磁レンズについて
の説明図
FIG. 7 is an explanatory diagram of an electromagnetic lens of a conventional electron beam device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 電子銃 2 一次電子ビーム 3 加速電極 4 プリレンズ 5 コンデンサレンズ 6 対物レンズ 6A コイル 6B 磁気回路 6C ギャップ 6X, 6Y 環状部分 7 試料 8 偏向器 9 ブランカ 10 二次電子 11 引き出し電極 12 バッファ電極 13 分析電極 14 検出器 15 反射電極 16 コレクタ電極 1 electron gun 2 primary electron beam 3 acceleration electrode 4 pre-lens 5 condenser lens 6 objective lens 6A coil 6B magnetic circuit 6C gap 6X, 6Y annular part 7 sample 8 deflector 9 blanker 10 secondary electron 11 extraction electrode 12 buffer electrode 13 analysis electrode 14 Detector 15 Reflective electrode 16 Collector electrode

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 H01J 37/28 A H01L 21/66 C 7630−4M ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (51) Int.Cl. 5 Identification number Internal reference number FI Technical indication H01J 37/28 A H01L 21/66 C 7630-4M

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 一次電子が照射された試料の表面から発
生する二次電子のエネルギーを分析することによって該
表面の電圧を測定するための装置であって,該一次電子
ビームを発生する電子銃と,該一次電子ビームを集束し
且つ該表面に照射するための電磁レンズと,いずれも該
電磁レンズの光軸に対して垂直な格子状構造を有し且つ
相互間に隙間を以て該電磁レンズ内の該光軸上に配置さ
れた一組の電極すなわち該試料に最近接して配置され該
二次電子を加速するための引き出し電極と加速された該
二次電子を該電磁レンズの光軸に平行にするためのバッ
ファ電極と該平行にされた該二次電子のエネルギーを分
析するための分析電極とを備えた電子ビーム装置におい
て,該電磁レンズは, その光軸上における磁界分布に,
該分布におけるピーク磁界の0.1 %乃至0.7 %の範囲の
大きさであり且つ実質的に平坦な領域を, 該ピーク磁界
の位置に関して該電子銃側に有し,前記バッファ電極は
該領域内に配置されていることを特徴とする電子ビーム
装置。
1. A device for measuring the voltage of a surface of a sample irradiated with primary electrons by analyzing the energy of secondary electrons generated from the surface, the electron gun generating the primary electron beam. An electromagnetic lens for converging the primary electron beam and irradiating the surface with the electromagnetic lens, each having a lattice structure perpendicular to the optical axis of the electromagnetic lens and having a gap between them Of a pair of electrodes disposed on the optical axis of the electromagnetic field, that is, an extraction electrode disposed closest to the sample for accelerating the secondary electrons, and the accelerated secondary electrons being parallel to the optical axis of the electromagnetic lens. In the electron beam apparatus comprising a buffer electrode for analyzing and an analysis electrode for analyzing the energy of the secondary electrons collimated, the electromagnetic lens has a magnetic field distribution on its optical axis,
A region having a size in the range of 0.1% to 0.7% of the peak magnetic field in the distribution and being substantially flat is provided on the electron gun side with respect to the position of the peak magnetic field, and the buffer electrode is arranged in the region. An electron beam device characterized by being provided.
【請求項2】 前記電磁レンズを構成する磁気回路にお
ける前記光軸に面する円筒状の部分の一部が,厚さを薄
くされ且つ該光軸と同軸に配置された環状部分から成る
ことを特徴とする請求項1記載の電子ビーム装置。
2. A part of a cylindrical portion facing the optical axis in a magnetic circuit forming the electromagnetic lens is formed of an annular portion having a reduced thickness and arranged coaxially with the optical axis. The electron beam apparatus according to claim 1, which is characterized in that.
【請求項3】 前記電磁レンズを構成する磁気回路にお
ける前記光軸に面する円筒状の部分の一部が,透磁率の
低い材料から成り且つ該光軸と同軸に配置された環状部
分から成ることを特徴とする請求項1記載の電子ビーム
装置。
3. A part of a cylindrical portion facing the optical axis in a magnetic circuit forming the electromagnetic lens is made of a material having a low magnetic permeability and an annular portion arranged coaxially with the optical axis. The electron beam apparatus according to claim 1, wherein:
【請求項4】 前記磁界が実質的に平坦である領域が前
記電磁レンズを構成する磁気回路において最も磁束密度
の高い領域に対応する位置に設けられていることを特徴
とする請求項1項記載の電子ビーム装置。
4. The region in which the magnetic field is substantially flat is provided at a position corresponding to a region having the highest magnetic flux density in the magnetic circuit forming the electromagnetic lens. Electron beam device.
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