JPH06310070A - 走査型電子顕微鏡およびその類似装置 - Google Patents
走査型電子顕微鏡およびその類似装置Info
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- JPH06310070A JPH06310070A JP9407693A JP9407693A JPH06310070A JP H06310070 A JPH06310070 A JP H06310070A JP 9407693 A JP9407693 A JP 9407693A JP 9407693 A JP9407693 A JP 9407693A JP H06310070 A JPH06310070 A JP H06310070A
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- electron beam
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- electron
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Abstract
(57)【要約】
【目的】実時間でかつ高分解能に試料像を立体視できる
走査型電子顕微鏡およびその類似装置を提供する。 【構成】立体観察のために２方向の電子ビーム照射によ
りＳＥＭ像観察を行うが、その一方は通常のＳＥＭで使
用している状態の高分解能観察用電子ビームであり、他
方は試料を異なった角度から観察するために偏向器やレ
ンズの軸外を用いて偏向した立体観察用電子ビームとす
る。これらの電子ビームを動的に切り換えて用いるよう
に構成した。 【効果】実時間でかつ高分解能に試料像を立体視できる
ＳＥＭおよびその類似装置を提供できる。また、計算機
に信号を取り込んで処理を要するようなＳＥＭ関連装置
では、３次元高分解能処理ができる。
走査型電子顕微鏡およびその類似装置を提供する。 【構成】立体観察のために２方向の電子ビーム照射によ
りＳＥＭ像観察を行うが、その一方は通常のＳＥＭで使
用している状態の高分解能観察用電子ビームであり、他
方は試料を異なった角度から観察するために偏向器やレ
ンズの軸外を用いて偏向した立体観察用電子ビームとす
る。これらの電子ビームを動的に切り換えて用いるよう
に構成した。 【効果】実時間でかつ高分解能に試料像を立体視できる
ＳＥＭおよびその類似装置を提供できる。また、計算機
に信号を取り込んで処理を要するようなＳＥＭ関連装置
では、３次元高分解能処理ができる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、実時間でかつ高分解能
に試料像を立体視するのに好適な走査型電子顕微鏡（Ｓ
ＥＭ）およびその類似装置に関する。
に試料像を立体視するのに好適な走査型電子顕微鏡（Ｓ
ＥＭ）およびその類似装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】ＳＥＭで試料像を実時間で立体視するこ
とが、特開昭59−171445号公報に開示されている。これ
は図３のように一つの電子ビームを２方向（電子ビーム
２２，２３）から動的に切り換えて試料に照射させ、そ
れぞれの照射方向の試料像を左右の目に対応させて観察
する。
とが、特開昭59−171445号公報に開示されている。これ
は図３のように一つの電子ビームを２方向（電子ビーム
２２，２３）から動的に切り換えて試料に照射させ、そ
れぞれの照射方向の試料像を左右の目に対応させて観察
する。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】上記従来技術のように
電子ビームを２方向から試料に照射させるためには、電
子ビームを偏向器で偏向させたり、レンズの軸外を用い
て電子ビームを偏向させる必要がある。しかし、一般に
電子ビームを上記手段により偏向させると偏向収差やレ
ンズの軸外収差が生じて電子ビームを細く絞ることが困
難となる。すなわち、高分解能観察ができなくなるとい
う問題があった。
電子ビームを２方向から試料に照射させるためには、電
子ビームを偏向器で偏向させたり、レンズの軸外を用い
て電子ビームを偏向させる必要がある。しかし、一般に
電子ビームを上記手段により偏向させると偏向収差やレ
ンズの軸外収差が生じて電子ビームを細く絞ることが困
難となる。すなわち、高分解能観察ができなくなるとい
う問題があった。
【０００４】本発明の目的は、実時間でかつ高分解能に
試料像を立体視できるＳＥＭおよびその類似装置を提供
することにある。
試料像を立体視できるＳＥＭおよびその類似装置を提供
することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明は人間が脳で自然に行っている画像処理機能
を活用する。すなわち、左右の目で視力の異なる人は細
かいものを見る時は視力のよい方の目を主に使い、立体
感は両目を使って行っている。本発明は、上記と同様
に、２方向の電子ビーム照射のうち一方を高分解能観察
用電子ビームとし、もう一方を立体観察用電子ビームと
して用い、さらに両ビームを動的に切り換える。
め、本発明は人間が脳で自然に行っている画像処理機能
を活用する。すなわち、左右の目で視力の異なる人は細
かいものを見る時は視力のよい方の目を主に使い、立体
感は両目を使って行っている。本発明は、上記と同様
に、２方向の電子ビーム照射のうち一方を高分解能観察
用電子ビームとし、もう一方を立体観察用電子ビームと
して用い、さらに両ビームを動的に切り換える。
【０００６】
【作用】上記手段を実現するために、高分解能観察用電
子ビームは電子ビームを偏向しないで用いる、すなわ
ち、通常のＳＥＭで使用している状態の試料像を得る。
一方、立体観察用電子ビームは、偏向器やレンズの軸外
を用いて偏向し、試料を異なった角度から観察する。こ
の場合、当然偏向にともなう収差を受けて分解能は落ち
るが、この手段により立体観察にはなんら支障は生じな
い。これらの電子ビームは動的に切り換えて用いること
が出来る
子ビームは電子ビームを偏向しないで用いる、すなわ
ち、通常のＳＥＭで使用している状態の試料像を得る。
一方、立体観察用電子ビームは、偏向器やレンズの軸外
を用いて偏向し、試料を異なった角度から観察する。こ
の場合、当然偏向にともなう収差を受けて分解能は落ち
るが、この手段により立体観察にはなんら支障は生じな
い。これらの電子ビームは動的に切り換えて用いること
が出来る
【０００７】
【実施例】以下、本発明の実施例を図１を用いて説明す
る。電子銃１からでた電子ビーム２は、加速レンズ３，
コンデンサレンズ４，対物レンズ５により細く絞られて
試料７を照射する。このとき試料７から発生した２次電
子９は２次電子検出器８で検出され、ＣＲＴ１２の輝度
変調信号となる。電子ビーム２は偏向信号発生器１１に
より試料７上を２次元的に走査される。この走査と同期
して上記の２次電子信号をＣＲＴ１２上に表示すれば、
一般のＳＥＭ像が得られる。
る。電子銃１からでた電子ビーム２は、加速レンズ３，
コンデンサレンズ４，対物レンズ５により細く絞られて
試料７を照射する。このとき試料７から発生した２次電
子９は２次電子検出器８で検出され、ＣＲＴ１２の輝度
変調信号となる。電子ビーム２は偏向信号発生器１１に
より試料７上を２次元的に走査される。この走査と同期
して上記の２次電子信号をＣＲＴ１２上に表示すれば、
一般のＳＥＭ像が得られる。
【０００８】本発明では、偏向信号発生器１１は、電子
ビーム２の試料照射角度を制御する角度制御器１３と結
合されている。すなわち、この制御器１３の信号によっ
て、電子ビーム２は試料７を通常の垂直照射電子ビーム
２１と、斜め照射ビーム２２と切り換えることが可能に
なっている。このビーム２２のときのビーム軌道は、偏
向器６によりあたかも対物レンズ５の物点から出たかの
ように偏向されている。このようにすることにより、対
物レンズ５の軸外偏向作用により、試料７の照射位置は
ずれない。ここで、角度制御器１３の信号は同時にＣＲ
Ｔ１２を観察するめがね１４に送られ、垂直照射電子ビ
ーム２１と斜め照射ビーム２２のＳＥＭ像が左右の目に
それぞれ対応して観察されるようになっている。このこ
とにより、ＳＥＭ像を立体的に観察することができる。
ビーム２の試料照射角度を制御する角度制御器１３と結
合されている。すなわち、この制御器１３の信号によっ
て、電子ビーム２は試料７を通常の垂直照射電子ビーム
２１と、斜め照射ビーム２２と切り換えることが可能に
なっている。このビーム２２のときのビーム軌道は、偏
向器６によりあたかも対物レンズ５の物点から出たかの
ように偏向されている。このようにすることにより、対
物レンズ５の軸外偏向作用により、試料７の照射位置は
ずれない。ここで、角度制御器１３の信号は同時にＣＲ
Ｔ１２を観察するめがね１４に送られ、垂直照射電子ビ
ーム２１と斜め照射ビーム２２のＳＥＭ像が左右の目に
それぞれ対応して観察されるようになっている。このこ
とにより、ＳＥＭ像を立体的に観察することができる。
【０００９】本実施例では、この角度制御器１３の信号
を画面毎だけではなく、電子ビーム２の２次元走査のラ
イン走査毎に動的に切り換えられるようにしてある。こ
の場合、完全に実時間で観察できることになる。
を画面毎だけではなく、電子ビーム２の２次元走査のラ
イン走査毎に動的に切り換えられるようにしてある。こ
の場合、完全に実時間で観察できることになる。
【００１０】垂直照射電子ビーム２１のＳＥＭ像は高分
解能であり、斜め照射ビーム２２のＳＥＭ像は分解能が
悪い。しかし、人間の脳で自動的に画像処理が行われて
いるために、高分解能で実時間に３次元像を観察でき
る。なお、本実施例で斜め照射ビーム２２の試料７の照
射角を１０°として設定したところ、垂直照射電子ビー
ム２１の分解能は１ｎｍと高分解能であったが、斜め照
射ビーム２２の分解能は２０ｎｍと悪かった。しかし、
観察時には立体感と高分解能観察感とは十分に得られ
た。
解能であり、斜め照射ビーム２２のＳＥＭ像は分解能が
悪い。しかし、人間の脳で自動的に画像処理が行われて
いるために、高分解能で実時間に３次元像を観察でき
る。なお、本実施例で斜め照射ビーム２２の試料７の照
射角を１０°として設定したところ、垂直照射電子ビー
ム２１の分解能は１ｎｍと高分解能であったが、斜め照
射ビーム２２の分解能は２０ｎｍと悪かった。しかし、
観察時には立体感と高分解能観察感とは十分に得られ
た。
【００１１】以上が本発明の実施例であるが、本実施例
で示した数値や構成は一例であって、これらの数値や構
成に限らず実施できる。例えば、電子ビームの開き角を
決めている絞り１０はコンデンサレンズ４の前に配置し
たが、例えば図２のような絞りを対物レンズ５の中に配
置してもよい。この場合電子ビーム２１，２２は、それ
ぞれ５１，５２の絞りを通過することになる。また、検
出信号は２次電子を用いたが、反射電子や試料電流等何
を用いても実施できる。さらに、ＣＲＴ観察用めがねは
色フィルタめがねであっても偏向めがねであってもよ
く、それぞれに対応したＣＲＴ（場合によっては２個）
を用いれば可能である。要は、高分解能観察用電子ビー
ムは電子ビームを偏向しないで用い、立体観察用電子ビ
ームは偏向器やレンズの軸外を用いて偏向し、試料を異
なった角度から観察するようにしたものであれば、本発
明の本質を損なうことなく実施できる。
で示した数値や構成は一例であって、これらの数値や構
成に限らず実施できる。例えば、電子ビームの開き角を
決めている絞り１０はコンデンサレンズ４の前に配置し
たが、例えば図２のような絞りを対物レンズ５の中に配
置してもよい。この場合電子ビーム２１，２２は、それ
ぞれ５１，５２の絞りを通過することになる。また、検
出信号は２次電子を用いたが、反射電子や試料電流等何
を用いても実施できる。さらに、ＣＲＴ観察用めがねは
色フィルタめがねであっても偏向めがねであってもよ
く、それぞれに対応したＣＲＴ（場合によっては２個）
を用いれば可能である。要は、高分解能観察用電子ビー
ムは電子ビームを偏向しないで用い、立体観察用電子ビ
ームは偏向器やレンズの軸外を用いて偏向し、試料を異
なった角度から観察するようにしたものであれば、本発
明の本質を損なうことなく実施できる。
【００１２】一方、本実施例は像観察用ＳＥＭとして行
ったが、半導体プロセス途中で生じるウエハ内のパター
ンの検査に用いる検査ＳＥＭに適用してもよい。この例
は図１に同時に示してある。本実施例の加速電圧は５０
ｋＶ以上で、２次電子信号はＳＥＭ像として観察される
だけではなく、計算機１５に取り込まれ、あらかじめ入
力されているパターンとの比較が出来るようになってい
る。この比較により、ユーザはプロセスの評価を行う。
ったが、半導体プロセス途中で生じるウエハ内のパター
ンの検査に用いる検査ＳＥＭに適用してもよい。この例
は図１に同時に示してある。本実施例の加速電圧は５０
ｋＶ以上で、２次電子信号はＳＥＭ像として観察される
だけではなく、計算機１５に取り込まれ、あらかじめ入
力されているパターンとの比較が出来るようになってい
る。この比較により、ユーザはプロセスの評価を行う。
【００１３】本実施例では、加速電圧が高いために、試
料の表面のみならず、積層されたパターンがあった場合
に内部のパターンも観察できる。このとき、通常のＳＥ
Ｍ像のみでは、それぞれのパターンの上下関係が判断し
にくいばかりでなく、特に計算機で処理することが出来
ない。しかし、本実施例では３次元的に積層パターンを
把握できるので、計算機で３次元高分解能処理が容易に
出来ることになる。なお、本実施例の場合は、積層パタ
ーンのパターンの上下関係が分かればよいだけであるの
で、立体観察時の場合より小さい傾斜角である５°程度
でも十分に３次元高分解能画像処理が出来た。本実施例
は、本発明の１応用例であり、これに限るものではな
い。要は、単に観察用のＳＥＭのみならず、特に計算機
に信号を取り込んで３次元高分解能画像処理を要するよ
うな電子線応用装置全般に適用できる。
料の表面のみならず、積層されたパターンがあった場合
に内部のパターンも観察できる。このとき、通常のＳＥ
Ｍ像のみでは、それぞれのパターンの上下関係が判断し
にくいばかりでなく、特に計算機で処理することが出来
ない。しかし、本実施例では３次元的に積層パターンを
把握できるので、計算機で３次元高分解能処理が容易に
出来ることになる。なお、本実施例の場合は、積層パタ
ーンのパターンの上下関係が分かればよいだけであるの
で、立体観察時の場合より小さい傾斜角である５°程度
でも十分に３次元高分解能画像処理が出来た。本実施例
は、本発明の１応用例であり、これに限るものではな
い。要は、単に観察用のＳＥＭのみならず、特に計算機
に信号を取り込んで３次元高分解能画像処理を要するよ
うな電子線応用装置全般に適用できる。
【００１４】
【発明の効果】本発明によれば、実時間でかつ高分解能
に試料像を立体視できるＳＥＭおよびその類似装置を提
供できる効果がある。また、特に計算機に信号を取り込
んで処理を要するようなＳＥＭ関連装置では、３次元高
分解能画像処理が出来る効果がある。
に試料像を立体視できるＳＥＭおよびその類似装置を提
供できる効果がある。また、特に計算機に信号を取り込
んで処理を要するようなＳＥＭ関連装置では、３次元高
分解能画像処理が出来る効果がある。
【図１】本発明の一実施例を示す実時間立体観察ＳＥＭ
の説明図。
の説明図。
【図２】本発明の実施例を示す絞りの説明図。
【図３】従来の実時間立体観察ＳＥＭの説明図。
１…電子銃、２…電子ビーム、３…加速レンズ、４…コ
ンデンサレンズ、５…対物レンズ、６…偏向器、７…試
料、８…２次電子検出器、９…２次電子、１０…絞り、
１１…偏向信号発生器、１２…ＣＲＴ、１３…角度制御
器、１４…めがね、１５…計算機、２１…垂直照射電子
ビーム、２２…斜め照射ビーム。
ンデンサレンズ、５…対物レンズ、６…偏向器、７…試
料、８…２次電子検出器、９…２次電子、１０…絞り、
１１…偏向信号発生器、１２…ＣＲＴ、１３…角度制御
器、１４…めがね、１５…計算機、２１…垂直照射電子
ビーム、２２…斜め照射ビーム。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 戸所 秀男 茨城県勝田市市毛882番地 株式会社日立 製作所計測器事業部内 (72)発明者 寺門 貞夫 茨城県勝田市市毛882番地 株式会社日立 製作所計測器事業部内 (72)発明者 山田 悟 東京都青梅市今井2326番地 株式会社日立 製作所デバイス開発センタ内 (72)発明者 水野 文夫 東京都青梅市今井2326番地 株式会社日立 製作所デバイス開発センタ内
Claims (7)
- 【請求項１】電子銃から出た電子ビームを細く絞って試
料に照射し、前記試料から放出された２次電子や反射電
子等を検出して試料像を観察する走査型電子顕微鏡にお
いて、高分解能観察用電子ビームと立体観察用電子ビー
ムを試料に異なった角度から照射して高分解能立体観察
するように構成したことを特徴とする走査型電子顕微
鏡。 - 【請求項２】請求項１において、前記高分解能観察用電
子ビームは電子ビームを偏向しないで用い、前記立体観
察用電子ビームは偏向器やレンズの軸外を用いて偏向
し、試料を異なった角度から観察するように構成した走
査型電子顕微鏡。 - 【請求項３】請求項１もしくは２において、前記高分解
能観察用電子ビームと前記立体観察用電子ビームとの切
り換えを画面毎に行う走査型電子顕微鏡。 - 【請求項４】請求項１もしくは２において、前記高分解
能観察用電子ビームと前記立体観察用電子ビームとの切
り換えを電子ビームの２次元走査のライン走査毎に切り
換える走査型電子顕微鏡。 - 【請求項５】請求項１，２，３または４において、前記
電子ビームの制限絞りを前記高分解能観察用電子ビーム
に対しては円形とし、前記立体観察用電子ビームに対し
ては楕円とした走査型電子顕微鏡。 - 【請求項６】請求項１，２，３，４または５において、
２次電子や反射電子等の信号を計算機に取り込み、観察
像のパターンを３次元画像処理できるように構成した走
査型電子顕微鏡。 - 【請求項７】請求項６において、加速電圧は５０ｋＶ以
上とし、検出信号は２次電子信号を用いた半導体ウエハ
パターン検査ＳＥＭ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9407693A JPH06310070A (ja) | 1993-04-21 | 1993-04-21 | 走査型電子顕微鏡およびその類似装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9407693A JPH06310070A (ja) | 1993-04-21 | 1993-04-21 | 走査型電子顕微鏡およびその類似装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06310070A true JPH06310070A (ja) | 1994-11-04 |
Family
ID=14100409
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9407693A Pending JPH06310070A (ja) | 1993-04-21 | 1993-04-21 | 走査型電子顕微鏡およびその類似装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06310070A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100455801B1 (ko) * | 2001-06-22 | 2004-11-09 | (주)미래로시스템 | 주사전자현미경의 3차원 영상 구현방법 및 장치 |
| US8193494B2 (en) | 2009-08-07 | 2012-06-05 | Hitachi, Ltd. | Transmission electron microscope and method for observing specimen image with the same |
| WO2013103090A1 (ja) * | 2012-01-06 | 2013-07-11 | 株式会社 日立ハイテクノロジーズ | 荷電粒子線装置および傾斜観察画像表示方法 |
-
1993
- 1993-04-21 JP JP9407693A patent/JPH06310070A/ja active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100455801B1 (ko) * | 2001-06-22 | 2004-11-09 | (주)미래로시스템 | 주사전자현미경의 3차원 영상 구현방법 및 장치 |
| US8193494B2 (en) | 2009-08-07 | 2012-06-05 | Hitachi, Ltd. | Transmission electron microscope and method for observing specimen image with the same |
| WO2013103090A1 (ja) * | 2012-01-06 | 2013-07-11 | 株式会社 日立ハイテクノロジーズ | 荷電粒子線装置および傾斜観察画像表示方法 |
| JP2013143197A (ja) * | 2012-01-06 | 2013-07-22 | Hitachi High-Technologies Corp | 荷電粒子線装置および傾斜観察画像表示方法 |
| CN104040676A (zh) * | 2012-01-06 | 2014-09-10 | 株式会社日立高新技术 | 带电粒子线装置以及倾斜观察图像显示方法 |
| CN104040676B (zh) * | 2012-01-06 | 2016-03-16 | 株式会社日立高新技术 | 带电粒子线装置以及倾斜观察图像显示方法 |
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