JPH07105888A - 走査電子顕微鏡 - Google Patents
走査電子顕微鏡Info
- Publication number
- JPH07105888A JPH07105888A JP5248395A JP24839593A JPH07105888A JP H07105888 A JPH07105888 A JP H07105888A JP 5248395 A JP5248395 A JP 5248395A JP 24839593 A JP24839593 A JP 24839593A JP H07105888 A JPH07105888 A JP H07105888A
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- sample
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 試料に照射する電子ビームの電流量を試料像
の観察を中断することなく正確に行うことができる走査
電子顕微鏡を実現する。 【構成】 試料４に照射される電子ビームＥＢの電流量
を測定する場合、電子ビームは、大きく偏向され、試料
４部分からファラデカップ１１部分に照射される。すな
わち、陰極線管９の走査の帰線期間、電子ビームはファ
ラデカップ１１に入射する。このカップ１１の出力信号
は、電流計測回路１２に供給され、微小電流の計測が行
われる。この電流計測回路１２の出力は、電子銃やコン
デンサレンズと絞りとの組み合わせなどの電流量制御手
段に供給され、電子銃内の制御電極電圧を変化させた
り、コンデンサレンズの励磁強度を変化させるなどし
て、所定の電流量が得られるように制御される。
の観察を中断することなく正確に行うことができる走査
電子顕微鏡を実現する。 【構成】 試料４に照射される電子ビームＥＢの電流量
を測定する場合、電子ビームは、大きく偏向され、試料
４部分からファラデカップ１１部分に照射される。すな
わち、陰極線管９の走査の帰線期間、電子ビームはファ
ラデカップ１１に入射する。このカップ１１の出力信号
は、電流計測回路１２に供給され、微小電流の計測が行
われる。この電流計測回路１２の出力は、電子銃やコン
デンサレンズと絞りとの組み合わせなどの電流量制御手
段に供給され、電子銃内の制御電極電圧を変化させた
り、コンデンサレンズの励磁強度を変化させるなどし
て、所定の電流量が得られるように制御される。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、絶縁物試料の観察に適
した走査電子顕微鏡の改良に関する。
した走査電子顕微鏡の改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】走査電子顕微鏡では、電子銃から発生し
加速された電子ビームをコンデンサレンズと対物レンズ
とによって試料上に細く集束すると共に、電子ビームを
偏向コイルによって２次元的に走査している。試料への
電子ビームの照射によって発生した２次電子や反射電子
が検出され、電子ビームの走査と同期した陰極線管に検
出信号を供給することにより、試料の２次電子像や反射
電子像などを得ることができる。
加速された電子ビームをコンデンサレンズと対物レンズ
とによって試料上に細く集束すると共に、電子ビームを
偏向コイルによって２次元的に走査している。試料への
電子ビームの照射によって発生した２次電子や反射電子
が検出され、電子ビームの走査と同期した陰極線管に検
出信号を供給することにより、試料の２次電子像や反射
電子像などを得ることができる。
【０００３】このような走査電子顕微鏡において、絶縁
体試料を観察することが行われている。この絶縁体試料
の場合、試料表面の帯電を防止する必要から、試料表面
に導電性材料を蒸着し、その上で電子ビームの走査を行
うようにしている。このような走査電子顕微鏡で、試料
に照射する電子ビームの電流量の測定は、試料が実質的
に導体と同様となるため、試料表面より試料保持台を通
る導電経路ができ、電流量の測定が可能となるので、電
流量計測に特別な考慮を払う必要はない。
体試料を観察することが行われている。この絶縁体試料
の場合、試料表面の帯電を防止する必要から、試料表面
に導電性材料を蒸着し、その上で電子ビームの走査を行
うようにしている。このような走査電子顕微鏡で、試料
に照射する電子ビームの電流量の測定は、試料が実質的
に導体と同様となるため、試料表面より試料保持台を通
る導電経路ができ、電流量の測定が可能となるので、電
流量計測に特別な考慮を払う必要はない。
【０００４】ところで、最近、絶縁体を無蒸着で観察す
る要求が高まり、その場合、試料の帯電を防止するた
め、フェムトアンペア（ｆＡ）オーダーの照射電流で試
料に電子ビームを照射することが必要となってきた。そ
の結果、一次電子ビームの電流量の測定と制御のオーダ
ーを飛躍的に高める必要が生じてきている。
る要求が高まり、その場合、試料の帯電を防止するた
め、フェムトアンペア（ｆＡ）オーダーの照射電流で試
料に電子ビームを照射することが必要となってきた。そ
の結果、一次電子ビームの電流量の測定と制御のオーダ
ーを飛躍的に高める必要が生じてきている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】ところで、電子ビーム
の電流量Ｉｐは、電子ビームを試料に照射した場合、試
料からの２次電子電流量Ｉｓ、反射電子電流Ｉｒ、試料
の表面漏洩電流Ｉｌ、試料透過電流Ｉｔの総和と等し
い。すなわち、これらの電流の関係は次式で表される。
の電流量Ｉｐは、電子ビームを試料に照射した場合、試
料からの２次電子電流量Ｉｓ、反射電子電流Ｉｒ、試料
の表面漏洩電流Ｉｌ、試料透過電流Ｉｔの総和と等し
い。すなわち、これらの電流の関係は次式で表される。
【０００６】Ｉｐ＝Ｉｓ＋Ｉｒ＋Ｉｌ＋Ｉｔ このような関係を利用し、通常、試料に照射される電子
ビームの電流量Ｉｐを測定する場合、各種電流量を測定
し、測定結果を加算するようにしている。しかしなが
ら、絶縁物試料の場合、表面透過電流Ｉｔはほとんど０
であり、試料表面漏洩電流Ｉｌも極端に小さい値であ
る。従って、試料に照射する電子ビームの電流量を各電
流値の加算で求めても、正確な値を知ることはできな
い。
ビームの電流量Ｉｐを測定する場合、各種電流量を測定
し、測定結果を加算するようにしている。しかしなが
ら、絶縁物試料の場合、表面透過電流Ｉｔはほとんど０
であり、試料表面漏洩電流Ｉｌも極端に小さい値であ
る。従って、試料に照射する電子ビームの電流量を各電
流値の加算で求めても、正確な値を知ることはできな
い。
【０００７】試料に照射する電子ビームの電流量Ｉｐを
測定する他の方式として、試料位置に機械的にファラデ
カップのごとき電子検出器を移動させ、この検出器に直
接電子ビームを入射させ、電流量Ｉｐを正確に測定する
ことが行われている。この方式では、全ての電子ビーム
を検出器に入射させるため、正確な電流量Ｉｐの測定が
可能であるが、検出器を試料位置に移動させる必要か
ら、電子ビームの電流量を測定している期間、試料像の
観察ができないという問題が生じる。従って、常時電子
ビームの電流量Ｉｐを監視しながら、像の観察を行う要
望には応えることができない。
測定する他の方式として、試料位置に機械的にファラデ
カップのごとき電子検出器を移動させ、この検出器に直
接電子ビームを入射させ、電流量Ｉｐを正確に測定する
ことが行われている。この方式では、全ての電子ビーム
を検出器に入射させるため、正確な電流量Ｉｐの測定が
可能であるが、検出器を試料位置に移動させる必要か
ら、電子ビームの電流量を測定している期間、試料像の
観察ができないという問題が生じる。従って、常時電子
ビームの電流量Ｉｐを監視しながら、像の観察を行う要
望には応えることができない。
【０００８】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、試料に照射する電子ビームの電流
量を試料像の観察を中断することなく正確に行うことが
できる走査電子顕微鏡を実現するにある。
もので、その目的は、試料に照射する電子ビームの電流
量を試料像の観察を中断することなく正確に行うことが
できる走査電子顕微鏡を実現するにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明に基づく走査電子
顕微鏡は、電子銃と、電子銃からの電子ビームを細く集
束するためのレンズと、電子ビームを試料上で２次元的
に走査するための偏向手段と、試料への電子ビームの照
射によって発生した信号を検出する検出器と、検出器か
らの信号に基づき試料像を表示する陰極線管と、光軸か
ら離れた位置に設けられた電子線検出器と、偏向手段に
よる試料の電子ビームの２次元走査の帰線期間に電子ビ
ームを偏向し、電子線検出器に入射させる手段とを備え
たことを特徴としている。
顕微鏡は、電子銃と、電子銃からの電子ビームを細く集
束するためのレンズと、電子ビームを試料上で２次元的
に走査するための偏向手段と、試料への電子ビームの照
射によって発生した信号を検出する検出器と、検出器か
らの信号に基づき試料像を表示する陰極線管と、光軸か
ら離れた位置に設けられた電子線検出器と、偏向手段に
よる試料の電子ビームの２次元走査の帰線期間に電子ビ
ームを偏向し、電子線検出器に入射させる手段とを備え
たことを特徴としている。
【００１０】
【作用】本発明に基づく走査電子顕微鏡は、電子ビーム
の走査の帰線期間に電子ビームを試料から離れた位置に
設けられた検出器上に偏向し、電子ビームの電流量を計
測する。
の走査の帰線期間に電子ビームを試料から離れた位置に
設けられた検出器上に偏向し、電子ビームの電流量を計
測する。
【００１１】
【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は本発明の一実施例の走査電子顕微鏡
を示しており、１は電子銃である。電子銃１から発生し
加速された電子ビームＥＢは、コンデンサレンズ２、対
物レンズ３によって試料４上に細く集束される。試料４
に照射される電子ビームＥＢは、偏向器５によって偏向
されるが、偏向器５にはスキャンジェネレータ６から走
査信号が供給されており、その結果、試料の特定領域は
電子ビームＥＢによって２次元的に走査される。
に説明する。図１は本発明の一実施例の走査電子顕微鏡
を示しており、１は電子銃である。電子銃１から発生し
加速された電子ビームＥＢは、コンデンサレンズ２、対
物レンズ３によって試料４上に細く集束される。試料４
に照射される電子ビームＥＢは、偏向器５によって偏向
されるが、偏向器５にはスキャンジェネレータ６から走
査信号が供給されており、その結果、試料の特定領域は
電子ビームＥＢによって２次元的に走査される。
【００１２】試料４への電子ビームＥＢの照射に基づき
試料から発生した２次電子は、２次電子検出器７によっ
て検出される。検出器７からの検出信号は、増幅器８を
介して陰極線管９に供給される。陰極線管９には走査信
号発生回路１０から走査信号が供給されているが、この
走査信号とスキャンジェネレータ６の信号とは同期が取
られている。
試料から発生した２次電子は、２次電子検出器７によっ
て検出される。検出器７からの検出信号は、増幅器８を
介して陰極線管９に供給される。陰極線管９には走査信
号発生回路１０から走査信号が供給されているが、この
走査信号とスキャンジェネレータ６の信号とは同期が取
られている。
【００１３】試料４の近傍の電子ビームＥＢの光軸から
離れた位置には、ファラデカップ１１が配置されてい
る。ファラデカップ１１の出力信号は、電流計測回路１
２に供給される。電流計測回路１２の出力は、図示して
いないが、電流量制御手段に供給されたり、また、電流
値表示手段に供給される。１３はコンピュータであり、
コンピュータ１３は走査信号発生回路１０からの信号に
基づき、スキャンジェネレータ６等を制御する。このよ
うな構成の動作を次に説明する。
離れた位置には、ファラデカップ１１が配置されてい
る。ファラデカップ１１の出力信号は、電流計測回路１
２に供給される。電流計測回路１２の出力は、図示して
いないが、電流量制御手段に供給されたり、また、電流
値表示手段に供給される。１３はコンピュータであり、
コンピュータ１３は走査信号発生回路１０からの信号に
基づき、スキャンジェネレータ６等を制御する。このよ
うな構成の動作を次に説明する。
【００１４】まず、通常の走査電子顕微鏡像は、偏向器
５により試料４上で電子ビームを２次元的に走査し、試
料への電子ビームの照射によって発生した２次電子を検
出器７によって検出し、その検出信号を増幅器８を介し
て陰極線管９に供給することによって得ることができ
る。
５により試料４上で電子ビームを２次元的に走査し、試
料への電子ビームの照射によって発生した２次電子を検
出器７によって検出し、その検出信号を増幅器８を介し
て陰極線管９に供給することによって得ることができ
る。
【００１５】さて、試料４に照射される電子ビームＥＢ
の電流量を測定する場合、電子ビームは、偏向器５によ
り大きく偏向され、試料４部分からファラデカップ１１
部分に照射される。図２（ａ）はＣＲＴ９の走査信号発
生回路１０の水平走査信号を示しており、Ｓが走査期
間、Ｂがブランキング期間である。この走査信号はコン
ピュータ１３に供給され、ブランキング期間Ｂの始まり
と終りでそれぞれ図２（ｂ）に示すタイミングパルスＴ
１，Ｔ２が発生される。このタイミングパルスＴ１，Ｔ
２は、スキャンジェネレータ６に供給される。
の電流量を測定する場合、電子ビームは、偏向器５によ
り大きく偏向され、試料４部分からファラデカップ１１
部分に照射される。図２（ａ）はＣＲＴ９の走査信号発
生回路１０の水平走査信号を示しており、Ｓが走査期
間、Ｂがブランキング期間である。この走査信号はコン
ピュータ１３に供給され、ブランキング期間Ｂの始まり
と終りでそれぞれ図２（ｂ）に示すタイミングパルスＴ
１，Ｔ２が発生される。このタイミングパルスＴ１，Ｔ
２は、スキャンジェネレータ６に供給される。
【００１６】図３は試料４とファラデカップ１１の平面
図を示しており、試料４はスキャンジェネレータ６から
の走査信号により、電子ビームによって走査されるが、
この走査は位置Ｐ１から開始され、位置Ｐ２で１ライン
分の走査が終了する。この位置Ｐ２でタイミングパルス
Ｔ１により電子ビームは大きく偏向され、ファラデカッ
プの位置Ｐ３に照射される。そして、タイミングパルス
Ｔ２により、電子ビームは試料４上の１ライン分の走査
開始位置Ｐ４に偏向される。
図を示しており、試料４はスキャンジェネレータ６から
の走査信号により、電子ビームによって走査されるが、
この走査は位置Ｐ１から開始され、位置Ｐ２で１ライン
分の走査が終了する。この位置Ｐ２でタイミングパルス
Ｔ１により電子ビームは大きく偏向され、ファラデカッ
プの位置Ｐ３に照射される。そして、タイミングパルス
Ｔ２により、電子ビームは試料４上の１ライン分の走査
開始位置Ｐ４に偏向される。
【００１７】この結果、タイミングパルスＴ１とＴ２の
間、すなわち、陰極線管９の走査の帰線期間、電子ビー
ムはファラデカップ１１に入射する。このカップ１１の
出力信号は、電流計測回路１２に供給され、微小電流の
計測が行われる。この電流計測回路１２の出力は、電子
銃やコンデンサレンズと絞りとの組み合わせなどの電流
量制御手段に供給され、電子銃内の制御電極電圧を変化
させたり、コンデンサレンズの励磁強度を変化させるな
どして、所定の電流量が得られるように制御される。
間、すなわち、陰極線管９の走査の帰線期間、電子ビー
ムはファラデカップ１１に入射する。このカップ１１の
出力信号は、電流計測回路１２に供給され、微小電流の
計測が行われる。この電流計測回路１２の出力は、電子
銃やコンデンサレンズと絞りとの組み合わせなどの電流
量制御手段に供給され、電子銃内の制御電極電圧を変化
させたり、コンデンサレンズの励磁強度を変化させるな
どして、所定の電流量が得られるように制御される。
【００１８】なお、上記した電子ビームＥＢの偏向にお
いて、試料４上の点Ｐ２からファラデカップ１１のＰ３
部分への偏向時、およびＰ３部分から試料４上の点Ｐ４
への偏向時には、電子ビームが図中点線で示すように試
料４を保持する導電性保持台１４上を移動するように、
スキャンジェネレータ６からの走査信号を制御すること
は望ましい。すなわち、このような偏向を行うことによ
り、偏向途中で電子ビームは導電性保持台１４上を通る
ことから、試料４が不要に帯電することは防止される。
いて、試料４上の点Ｐ２からファラデカップ１１のＰ３
部分への偏向時、およびＰ３部分から試料４上の点Ｐ４
への偏向時には、電子ビームが図中点線で示すように試
料４を保持する導電性保持台１４上を移動するように、
スキャンジェネレータ６からの走査信号を制御すること
は望ましい。すなわち、このような偏向を行うことによ
り、偏向途中で電子ビームは導電性保持台１４上を通る
ことから、試料４が不要に帯電することは防止される。
【００１９】以上本発明の実施例を説明したが、本発明
はこの実施例に限定されない。例えば、試料４上からフ
ァラデカップ１１上に電子ビームを偏向する際、電子ビ
ームを導電性保持台１４上を通るように制御したが、電
子ビームのファラデカップへの移動時には電子ビームを
ブランキングするようにしても良い。また、試料上の電
子ビームの走査を行っていない時には、常に電子ビーム
をファラデカップ上に照射するように電子ビームを偏向
すれば、電子ビームの電流量の常時モニタと制御が可能
となる。
はこの実施例に限定されない。例えば、試料４上からフ
ァラデカップ１１上に電子ビームを偏向する際、電子ビ
ームを導電性保持台１４上を通るように制御したが、電
子ビームのファラデカップへの移動時には電子ビームを
ブランキングするようにしても良い。また、試料上の電
子ビームの走査を行っていない時には、常に電子ビーム
をファラデカップ上に照射するように電子ビームを偏向
すれば、電子ビームの電流量の常時モニタと制御が可能
となる。
【００２０】更に、１水平走査ごとに電子ビームの電流
量の計測を行うようにしたが、水平走査の帰線期間には
電流量の計測は行わず、垂直走査の帰線期間に電子ビー
ムの電流量の計測を行うように構成しても良い。更にま
た、試料上を２次元的に走査する偏向器とは別個に、試
料位置からファラデカップ位置へ電子ビームを偏向する
ための専用の偏向器を設けても良い。
量の計測を行うようにしたが、水平走査の帰線期間には
電流量の計測は行わず、垂直走査の帰線期間に電子ビー
ムの電流量の計測を行うように構成しても良い。更にま
た、試料上を２次元的に走査する偏向器とは別個に、試
料位置からファラデカップ位置へ電子ビームを偏向する
ための専用の偏向器を設けても良い。
【００２１】
【発明の効果】以上説明したように、本発明に基づく走
査電子顕微鏡は、電子ビームの走査の帰線期間に電子ビ
ームを試料から離れた位置に設けられた検出器上に偏向
し、電子ビームの電流量を計測するように構成したの
で、電子ビームの試料への照射電流を実質的に常時計測
でき、照射電流の制御信号を得ることができる。この結
果、電子ビームプローブの条件設定の再現性が高まり、
試料の過度の帯電を防止することができ、絶縁体の観察
や像記録を適正に行うことができる。
査電子顕微鏡は、電子ビームの走査の帰線期間に電子ビ
ームを試料から離れた位置に設けられた検出器上に偏向
し、電子ビームの電流量を計測するように構成したの
で、電子ビームの試料への照射電流を実質的に常時計測
でき、照射電流の制御信号を得ることができる。この結
果、電子ビームプローブの条件設定の再現性が高まり、
試料の過度の帯電を防止することができ、絶縁体の観察
や像記録を適正に行うことができる。
【図１】本発明に基づく走査電子顕微鏡の一実施例を示
す図である。
す図である。
【図２】電子ビームの垂直走査信号とタイミングパルス
を示す図である。
を示す図である。
【図３】試料からファラデカップへの電子ビームの偏向
経路を示す図である。
経路を示す図である。
１ 電子銃 ２ コンデンサレンズ ３ 対物レンズ ４ 試料 ５ 偏向器 ６ スキャンジェネレータ ７ ２次電子検出器 ８ 増幅器 ９ 陰極線管 １０ 走査信号発生回路 １１ ファラデカップ １２ 電子流計測回路 １３ コンピュータ １４ 試料保持台
Claims (1)
- 【請求項１】 電子銃と、電子銃からの電子ビームを細
く集束するためのレンズと、電子ビームを試料上で２次
元的に走査するための偏向手段と、試料への電子ビーム
の照射によって発生した信号を検出する検出器と、検出
器からの信号に基づき試料像を表示する陰極線管と、光
軸から離れた位置に設けられた電子線検出器と、偏向手
段による試料の電子ビームの２次元走査の帰線期間に電
子ビームを偏向し、電子線検出器に入射させる手段とを
備えた走査電子顕微鏡。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5248395A JPH07105888A (ja) | 1993-10-05 | 1993-10-05 | 走査電子顕微鏡 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5248395A JPH07105888A (ja) | 1993-10-05 | 1993-10-05 | 走査電子顕微鏡 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07105888A true JPH07105888A (ja) | 1995-04-21 |
Family
ID=17177474
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5248395A Withdrawn JPH07105888A (ja) | 1993-10-05 | 1993-10-05 | 走査電子顕微鏡 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07105888A (ja) |
Cited By (7)
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| CN105006416A (zh) * | 2015-05-19 | 2015-10-28 | 北京中科科仪股份有限公司 | 一种扫描电镜探针电流检测装置和一种扫描电镜 |
-
1993
- 1993-10-05 JP JP5248395A patent/JPH07105888A/ja not_active Withdrawn
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