JPH08162061A - Electron microscope - Google Patents

Electron microscope

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Publication number
JPH08162061A
JPH08162061A JP30474794A JP30474794A JPH08162061A JP H08162061 A JPH08162061 A JP H08162061A JP 30474794 A JP30474794 A JP 30474794A JP 30474794 A JP30474794 A JP 30474794A JP H08162061 A JPH08162061 A JP H08162061A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
electron
sample
backscattered
electrons
divided
Prior art date
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Pending
Application number
JP30474794A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Junzo Uchida
順三 内田
Masakazu Hayashi
正和 林
Fumihiko Ishida
文彦 石田
Yoshiaki Akama
善昭 赤間
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Toshiba Corp filed Critical Toshiba Corp
Priority to JP30474794A priority Critical patent/JPH08162061A/en
Publication of JPH08162061A publication Critical patent/JPH08162061A/en
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

PURPOSE: To detect the inclination or irregular state of a sample surface without rotating the sample, and provide an image observed from a certain specified direction. CONSTITUTION: An electron detecting system 30 has a reflected electron detecting part 31 for detecting a reflected electron and a secondary electron detecting part 32 for detecting a secondary electron, and the reflected electron detecting part 31 is formed of four circumferentially divided electrodes 31a, 31b, 31c, 31d. The reflected electron generated from the surface of a sample 10 is detected by the four divided electrodes 31a, 31b, 31c, 31d, whereby a form observation such as the inclination or irregular state of the surface of the sample 10 can be easily performed without rotating the sample 10. Further, the images by the reflected electron and the secondary electron are mutually superposed, whereby an image with good contrast can be provided.

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、電子顕微鏡に係り、特
に、半導体ウェハなどの試料表面の傾きや凹凸の状態を
検出可能な電子顕微鏡に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an electron microscope, and more particularly to an electron microscope capable of detecting the state of inclination and unevenness of a sample surface such as a semiconductor wafer.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、試料表面に存在する粒子や試料表
面の形状などを検査する装置として、低加速電子ビーム
を利用した走査型の電子顕微鏡が用いられている。
2. Description of the Related Art Conventionally, a scanning electron microscope utilizing a low-accelerated electron beam has been used as an apparatus for inspecting particles existing on the surface of a sample and the shape of the surface of the sample.

【0003】一方、多層薄膜構造の電子顕微鏡について
は、例えば特開平5−299049号公報に開示されて
いる。この公開公報に開示されている電子顕微鏡は、電
子を放出する電子走査系と、表面に突入した電子を検出
して検出信号を出力する電子検出系とからなるセンサを
半導体プロセスを用いてシリコン基板上に複数製作した
ものである。
On the other hand, an electron microscope having a multilayer thin film structure is disclosed in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 5-299049. In the electron microscope disclosed in this publication, a sensor including an electron scanning system that emits electrons and an electron detection system that detects electrons that have entered the surface and outputs a detection signal is manufactured by using a semiconductor process. It is a product of the above.

【0004】従来の電子顕微鏡においては、電子の検出
は二次電子あるいは反射電子を検出するそれぞれ1個の
検出電極で行ない、電子ビームを試料に照射した際に発
生する二次電子あるいは反射電子を検出することによ
り、試料表面の形状や物性に対応した明暗のコントラス
トを有した画像を表示部に表示して観察している。
In a conventional electron microscope, detection of electrons is performed by one detection electrode for detecting secondary electrons or reflected electrons, and secondary electrons or reflected electrons generated when the sample is irradiated with an electron beam are detected. Upon detection, an image having a contrast of light and dark corresponding to the shape and physical properties of the sample surface is displayed on the display unit for observation.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記し
た従来の電子顕微鏡においては、二次電子による画像は
試料表面に対して真上から観察した像となり、また、反
射電子による画像は検出電極の方向から観察した像とな
り、試料表面の傾きや凹凸の状態を検出できないという
問題があった。
However, in the above-mentioned conventional electron microscope, the image by the secondary electron is an image observed from directly above the sample surface, and the image by the reflected electron is in the direction of the detection electrode. However, there is a problem in that the inclination of the sample surface and the state of unevenness cannot be detected.

【0006】また、ある特定の方向から観察した像を得
る場合には、試料を回転する必要があり、そのための回
転機構を要するという問題があった。
Further, in order to obtain an image observed from a certain specific direction, it is necessary to rotate the sample, and there is a problem that a rotation mechanism for that is required.

【0007】本発明は、上記事情に鑑みなされたもの
で、試料を回転することなく、試料表面の傾きや凹凸の
状態を検出し、ある特定の方向から観察した像を得る電
子顕微鏡を提供することを目的とする。
The present invention has been made in view of the above circumstances, and provides an electron microscope which detects an inclination or unevenness of a sample surface and obtains an image observed from a specific direction without rotating the sample. The purpose is to

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するために、微細な電子源と、この電子源から放出さ
れた電子ビームを走査する電子走査系と、この電子走査
系によって走査された電子ビームが試料表面に照射され
た際に試料表面から発生する電子を検出する電子検出系
とからなるセンサ部を複数配列した電子顕微鏡におい
て、上記電子検出系は反射電子を検出する反射電子検出
部と、二次電子を検出する二次電子検出部とを具備する
とともに、上記反射電子検出部は分割された複数の電極
で構成されていることを特徴とする。
To achieve the above object, the present invention provides a fine electron source, an electronic scanning system for scanning an electron beam emitted from the electron source, and a scanning by this electronic scanning system. In an electron microscope in which a plurality of sensor units each including an electron detection system that detects electrons generated from the sample surface when the sample electron beam is irradiated to the sample surface are arranged, the electron detection system detects reflected electrons. The detector is provided with a detector and a secondary electron detector for detecting secondary electrons, and the backscattered electron detector is composed of a plurality of divided electrodes.

【0009】また、本発明の電子顕微鏡は、反射電子検
出部の電極は円周方向に分割されていることを特徴とす
る。
Further, the electron microscope of the present invention is characterized in that the electrodes of the backscattered electron detection section are divided in the circumferential direction.

【0010】また、本発明の電子顕微鏡は、反射電子検
出部の電極は円周方向と半径方向とに分割されているこ
とを特徴とする。
Further, the electron microscope of the present invention is characterized in that the electrodes of the backscattered electron detector are divided into a circumferential direction and a radial direction.

【0011】[0011]

【作用】本発明の電子顕微鏡は、電子検出系は反射電子
を検出する反射電子検出部と、二次電子を検出する二次
電子検出部とを具備し、反射電子検出部は分割された複
数の電極、例えば円周方向に分割された電極で構成され
ているので、試料表面から発生する反射電子を複数に分
割された電極で検出することにより、試料を回転するこ
となく、試料表面の傾きや凹凸の状態などの形状観察が
容易に行なわれ、また、反射電子と二次電子による像を
重ね合せることにより、コントラストの良い像が得られ
る。
In the electron microscope of the present invention, the electron detection system includes a backscattered electron detection section for detecting backscattered electrons and a secondary electron detection section for detecting secondary electrons, and the backscattered electron detection section is divided into a plurality of sections. Since, for example, the electrodes are divided in the circumferential direction, the backscattered electrons generated from the sample surface are detected by the divided electrodes, the sample surface tilts without rotating the sample. It is easy to observe the shape such as the state of unevenness and unevenness, and an image with good contrast can be obtained by superimposing images of reflected electrons and secondary electrons.

【0012】また、本発明の電子顕微鏡は、反射電子部
の電極は円周方向と半径方向に分割されているので、試
料表面の傾きの検出が精密になることにより、試料表面
の傾きが精密に観察される。
Further, in the electron microscope of the present invention, since the electrodes of the backscattered electron portion are divided in the circumferential direction and the radial direction, the inclination of the sample surface can be accurately detected by accurately detecting the inclination of the sample surface. To be observed.

【0013】[0013]

【実施例】以下、図面を参照して本発明の実施例につい
て説明する。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0014】図1は本発明の電子顕微鏡の構成を示す図
であり、この電子顕微鏡は、載置台上に載置されている
半導体ウェハなどの試料10(図2参照)に向けて電子ビ
ームを照射する電子走査系20と、この電子走査系1 によ
って走査された電子ビームが試料1 に照射された際に試
料10の表面から発生する電子を検出して検出信号sを出
力する電子検出系30を複数配列してなるセンサ部40と、
このセンサ部40を制御するとともにセンサ部40から出力
される検出信号sを処理する演算制御部50とから構成さ
れる。
FIG. 1 is a diagram showing the structure of an electron microscope of the present invention. This electron microscope directs an electron beam toward a sample 10 (see FIG. 2) such as a semiconductor wafer mounted on a mounting table. An electron scanning system 20 for irradiating, and an electron detection system 30 for detecting electrons generated from the surface of the sample 10 when the electron beam scanned by the electron scanning system 1 is irradiated on the sample 1 and outputting a detection signal s. A sensor unit 40 formed by arranging a plurality of
It is composed of an arithmetic control unit 50 that controls the sensor unit 40 and processes the detection signal s output from the sensor unit 40.

【0015】センサ部40は、図2(a)に示すように、
通常の薄膜プロセスを用いて、例えば直径6〜8インチ
のシリコン基板60上に複数形成され、センサ部40の1ユ
ニットは、例えば10μm〜1mm角で構成されて、シ
リコン基板60の表面全面にマトリックス状に作製されて
いる。
The sensor section 40, as shown in FIG.
For example, a plurality of units are formed on a silicon substrate 60 having a diameter of 6 to 8 inches by using a normal thin film process, and one unit of the sensor unit 40 is configured to have a size of 10 μm to 1 mm square, for example, and a matrix is formed on the entire surface of the silicon substrate 60. It is made into a shape.

【0016】電子走査系20は、図2(b)に示すよう
に、シリコン基板60上に先端が鋭利な突起形状(コーン
状)に形成され後述する電子70を放出するエミッタ電極
21と、このエミッタ電極21から電子70を引出すベース電
極22と、このベース電極22によって引き出された電子70
を加速するアノード電極23と、および電子70を任意の方
向に偏向させる偏向電極24とが順次積層され、かつ、エ
ミッタ電極21、ベース電極22、アノード電極23、および
偏向電極24はそれぞれ絶縁膜(不図示)によって互いに
絶縁されている。また、図2(c)に示すように、ベー
ス電極22とアノード電極23はエミッタ電極21の先端を中
心とした略同心円状の円孔を有して形成され、そして、
偏向電極24は、四分割状の2対の正および負の電極で構
成され、この両極間の電位差の高低によって電子ビーム
の偏向角を変えてラスタスキャンが行なえるように走査
範囲を制御できるようになっている。
As shown in FIG. 2B, the electronic scanning system 20 is an emitter electrode which is formed on a silicon substrate 60 in a sharp projection shape (cone shape) and emits electrons 70 described later.
21, a base electrode 22 that draws electrons 70 from the emitter electrode 21, and an electron 70 that is drawn by the base electrode 22.
An anode electrode 23 for accelerating the electron and a deflecting electrode 24 for deflecting the electron 70 in an arbitrary direction are sequentially stacked, and the emitter electrode 21, the base electrode 22, the anode electrode 23, and the deflecting electrode 24 are each formed of an insulating film ( (Not shown) are insulated from each other. In addition, as shown in FIG. 2C, the base electrode 22 and the anode electrode 23 are formed to have substantially concentric circular holes centered on the tip of the emitter electrode 21, and
The deflection electrode 24 is composed of two pairs of positive and negative electrodes divided into four, and the scanning range can be controlled so that the deflection angle of the electron beam can be changed depending on the level of the potential difference between the two electrodes to perform raster scanning. It has become.

【0017】電子検出系30は、図2(b)および図2
(c)に示すように、シリコン基板60上に電子走査系20
の周囲に略同心円状に形成され、試料10の表面からの後
述する反射電子71を検出する反射電子検出部31と、この
反射電子検出部31の外側に設けられ、試料10の表面から
の後述する二次電子72を検出する二次電子検出部32とか
らなっている。反射電子検出部31は、複数個、例えば円
周方向に分割された4個の電極31a,31b,31c,31d からな
り、分割された各電極31a,31b,31c,31d はそれぞれ検出
した反射電子71に対応する電流信号S1,S2,S3,S4 を演算
制御部50に出力する。また、二次電子検出部32は、図3
に示すように、二次電子72を引寄せる電極32a 、突入し
た二次電子72を光子に変換するシンチレータ32b 、光子
を通過させるライトパイプ32c 、および光子を電子に増
倍させる光電子増倍体32d から構成され、検出した二次
電子72に対応する電流信号S5を演算制御部50に出力す
る。また、分割された4個の電極31a,31b,31c,31d はそ
れぞれ絶縁膜によって互いに絶縁され、同様に、反射電
子検出部31と二次電子検出部32も絶縁膜によって互いに
絶縁されている。
The electron detection system 30 is shown in FIGS.
As shown in (c), the electronic scanning system 20 is mounted on the silicon substrate 60.
Is formed in a substantially concentric circle around, the backscattered electron detection unit 31 for detecting backscattered electrons 71 from the surface of the sample 10 described later, and is provided outside the backscattered electron detection unit 31, described later from the surface of the sample 10. And a secondary electron detection unit 32 that detects the secondary electrons 72. The backscattered electron detector 31 comprises a plurality of, for example, four electrodes 31a, 31b, 31c, 31d divided in the circumferential direction, and each of the divided electrodes 31a, 31b, 31c, 31d detects the backscattered electron. The current signals S1, S2, S3, S4 corresponding to 71 are output to the arithmetic control unit 50. In addition, the secondary electron detector 32 is shown in FIG.
As shown in FIG. 3, an electrode 32a that attracts the secondary electrons 72, a scintillator 32b that converts the rushed secondary electrons 72 into photons, a light pipe 32c that allows the photons to pass, and a photomultiplier 32d that multiplies the photons into electrons. And outputs a current signal S5 corresponding to the detected secondary electron 72 to the arithmetic and control unit 50. Further, the four divided electrodes 31a, 31b, 31c, 31d are insulated from each other by an insulating film, and similarly, the backscattered electron detection unit 31 and the secondary electron detection unit 32 are also insulated from each other by an insulating film.

【0018】演算制御部50は電子走査系20に駆動電力を
供給する第1の電源51と、電子検出系30に駆動電力を供
給する第2の電源52と、第1の電源51と第2の電源52が
それぞれ電子走査系20と電子検出系30に供給する駆動電
力の電圧を制御する電圧制御部53と、この電圧制御部53
や本電子顕微鏡全体の動作を制御するとともにセンサ部
40の電子検出系30から出力される検出信号sを演算処理
する演算制御回路54と、センサ部40による検査開始など
の指示を入力するコンソールなどからなる入力部55と、
および電子検出系30から出力される検出信号sに基づく
演算処理で得られた画像情報などを画面上に表示するC
RTディスプレイなどからなる表示部55とから構成され
ている。なお、検出信号sは反射電子検出部31の各電極
31a,31b,31c,31d から出力される電流信号S1,S2,S3,S4
と二次電子検出部32の光電子増倍体32d から出力される
電流信号S5とからなっている。
The arithmetic control unit 50 includes a first power source 51 for supplying driving power to the electronic scanning system 20, a second power source 52 for supplying driving power to the electronic detection system 30, a first power source 51 and a second power source. And a voltage control unit 53 for controlling the voltage of the driving power supplied to the electronic scanning system 20 and the electronic detection system 30 by the power source 52, respectively.
And controls the operation of the entire electron microscope and sensor unit
An arithmetic control circuit 54 that arithmetically processes the detection signal s output from the electronic detection system 30 of 40, an input unit 55 including a console that inputs an instruction such as an inspection start by the sensor unit 40,
And C which displays image information and the like obtained by the arithmetic processing based on the detection signal s output from the electronic detection system 30 on the screen.
The display unit 55 includes an RT display and the like. In addition, the detection signal s corresponds to each electrode of the backscattered electron detection unit 31.
Current signals S1, S2, S3, S4 output from 31a, 31b, 31c, 31d
And a current signal S5 output from the photomultiplier 32d of the secondary electron detector 32.

【0019】次に、図4を参照し、本発明の実施例の作
用について説明する。
Next, the operation of the embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.

【0020】第1の電源51と第2の電源52からそれぞれ
電子走査系20と電子検出系30に駆動電力が印加される
と、まず、ベース電極22によってエミッタ電極21から電
子70が引き出される。引き出された電子70はアノード電
極23によって加速され、さらに、偏向電極24によって任
意の方向に偏向されて、試料10に照射される。試料10に
照射された電子70は試料10の表面から反射電子71と二次
電子72を発生させる。
When drive power is applied to the electronic scanning system 20 and the electron detection system 30 from the first power source 51 and the second power source 52, respectively, first, the base electrode 22 causes the electron 70 to be extracted from the emitter electrode 21. The extracted electrons 70 are accelerated by the anode electrode 23, further deflected in an arbitrary direction by the deflection electrode 24, and irradiated on the sample 10. The electrons 70 with which the sample 10 is irradiated generate reflected electrons 71 and secondary electrons 72 from the surface of the sample 10.

【0021】試料10の表面から発生した反射電子71は反
射電子検出部31により検出される。すなわち、反射電子
71は運動エネルギーが高いので、反射電子検出部31に駆
動電力を印加しなくても直進し、反射電子検出部31の分
割された4個の電極31a,31b,31c,31d に到達して、電流
信号S1,S2,S3,S4 をそれぞれ生じ、これら電流信号は演
算制御回路54に出力される。そして、反射電子71の発生
方向は電子70の試料10の表面への入射角度、つまり試料
10の傾きや凹凸などの表面形状に依存しており、試料10
の表面形状により、反射電子検出部31の分割された4個
の電極31a,31b,31c,31d に到達する反射電子71の量はそ
れぞれ異なる。例えば、図4に示すような試料10の表面
形状の場合には、電極31d に到達する反射電子71の量は
電極31bに到達する反射電子71の量より多くなる。
The backscattered electrons 71 generated from the surface of the sample 10 are detected by the backscattered electron detector 31. That is, backscattered electrons
Since 71 has high kinetic energy, it travels straight without applying drive power to the backscattered electron detector 31 and reaches the four divided electrodes 31a, 31b, 31c, 31d of the backscattered electron detector 31, Current signals S1, S2, S3, S4 are generated respectively, and these current signals are output to the arithmetic and control circuit 54. The direction of generation of the reflected electrons 71 is the angle of incidence of the electrons 70 on the surface of the sample 10, that is, the sample.
Sample 10 depends on the surface shape such as inclination and unevenness of 10
The amount of backscattered electrons 71 reaching the four divided electrodes 31a, 31b, 31c, 31d of the backscattered electron detection unit 31 varies depending on the surface shape of the above. For example, in the case of the surface shape of the sample 10 as shown in FIG. 4, the amount of backscattered electrons 71 reaching the electrode 31d is larger than the amount of backscattered electrons 71 reaching the electrode 31b.

【0022】上記したように、反射電子検出部31の分割
された4個の電極31a,31b,31c,31dに生ずる電流信号S1,
S2,S3,S4 は試料10の表面形状を反映しているので、演
算制御回路54によってこれら電流信号S1,S2,S3,S4 を比
較・解析することにより、試料10の表面形状の画像情報
が得られるとともに、この画像情報を表示部55に表示す
ることにより、試料10の表面形状の観察が可能となる。
また、反射電子検出部31の4個の電極31a,31b,31c,31d
により生ずる画像情報は、それぞれの電極方向から試料
10を観察した情報を反映しており、試料10を回転するこ
となく、試料10を4方向から観察した画像が得られる。
As described above, the current signals S1, generated in the four divided electrodes 31a, 31b, 31c, 31d of the backscattered electron detector 31, are generated.
Since S2, S3, and S4 reflect the surface shape of the sample 10, the arithmetic control circuit 54 compares and analyzes these current signals S1, S2, S3, and S4 to obtain the image information of the surface shape of the sample 10. By displaying this image information on the display unit 55 while being obtained, the surface shape of the sample 10 can be observed.
In addition, the four electrodes 31a, 31b, 31c, 31d of the backscattered electron detector 31
The image information generated by the
Reflecting the information obtained by observing the sample 10, an image obtained by observing the sample 10 from four directions can be obtained without rotating the sample 10.

【0023】また、試料10の表面から発生した二次電子
72は二次電子検出部32により検出される。すなわち、二
次電子72は運動エネルギーが低いため、二次電子検出部
32の電極32a に駆動電力を印加することにより、二次電
子72は電極32a に引き寄せられる。電極32a に引き寄せ
られた二次電子72はシンチレータ32b で光子に変換され
てライトパイプ32c を通過し、さらに、光電子増倍体32
d で電子に増倍され、そして、光電子増倍体32d は電流
信号S5を演算制御回路54に出力する。検出された二次電
子72に基づく電流信号S5による画像情報は上記した反射
電子71に基づく電流信号S1,S2,S3,S4 よる画像情報に比
べ、方向性のない照明で照らしたような効果があり、試
料10を真上から見たような柔らかい陰影の画像が得ら
れ、この画像を表示部55に表示することにより、観察が
可能となる。
Further, secondary electrons generated from the surface of the sample 10
72 is detected by the secondary electron detector 32. That is, since the secondary electrons 72 have low kinetic energy, the secondary electron detector
By applying driving power to the electrode 32a of 32, the secondary electrons 72 are attracted to the electrode 32a. The secondary electrons 72 attracted to the electrode 32a are converted into photons by the scintillator 32b and pass through the light pipe 32c, and then the photomultiplier 32
The electrons are multiplied by d, and the photomultiplier 32d outputs the current signal S5 to the arithmetic control circuit 54. The image information by the current signal S5 based on the detected secondary electrons 72 is more effective than the image information by the current signals S1, S2, S3, S4 based on the backscattered electrons 71 as if illuminated by non-directional illumination. Therefore, a soft shaded image of the sample 10 as seen from directly above is obtained, and by displaying this image on the display unit 55, observation is possible.

【0024】上記実施例によれば、電子検出系30は反射
電子71を検出する反射電子検出部31と二次電子72を検出
する二次電子検出部32とを有し、反射電子検出部31は円
周方向に分割された4個の電極31a,31b,31c,31d で構成
されているので、試料10の表面から発生する反射電子71
を4個に分割された電極31a,31b,31c,31d で検出するこ
とにより、試料10を回転することなく、試料10の表面の
傾きや凹凸の状態などの形状観察を容易に行なうことが
でき、また、反射電子71と二次電子72による画像を重ね
合せることにより、コントラストの良い画像を得ること
ができる。
According to the above embodiment, the electron detection system 30 has the backscattered electron detector 31 for detecting backscattered electrons 71 and the secondary electron detector 32 for detecting the secondary electrons 72. Is composed of four electrodes 31a, 31b, 31c, 31d divided in the circumferential direction.
By detecting the electrodes 31a, 31b, 31c, 31d divided into four pieces, it is possible to easily observe the shape of the surface of the sample 10 such as the inclination and the unevenness of the sample 10 without rotating the sample 10. Further, by superimposing the images of the reflected electrons 71 and the secondary electrons 72, an image with good contrast can be obtained.

【0025】なお、上記実施例では、反射電子検出部31
を4個の円周方向に分割された電極31a,31b,31c,31d で
構成するようにしたが、これに限ることはなく、反射電
子検出部31の電極は円周方向に2個以上任意に分割可能
である。
In the above embodiment, the backscattered electron detector 31 is used.
Is composed of four circumferentially divided electrodes 31a, 31b, 31c, 31d, but the invention is not limited to this, and two or more electrodes of the backscattered electron detection unit 31 can be arranged in the circumferential direction. Can be divided into

【0026】また、反射電子検出部31の電極は円周方向
だけではなく、図5に示すように、同心円状に円周方
向、さらに半径方向に分割するようにしてもよい。すな
わち、図5は本発明の他の実施例のセンサ部41の拡大正
面図であって、反射電子検出部31は、円周方向に4分割
されるとともに半径方向に3分割された、合計12個の
電極31a1,31a2,31a3,31b1,〜,31d1,31d2,31d3 からな
り、分割された各電極から電流信号が演算制御回路54に
出力される。演算制御回路54は上記実施例より細分化さ
れた電流信号を比較・解析するので、試料10の表面形状
の画像情報が細かく得られることにより、試料10の表面
の傾きを精密に検出することができ、試料10の表面の傾
きの精密な観察が可能となる。
Further, the electrodes of the backscattered electron detecting portion 31 may be divided not only in the circumferential direction but also in the concentric circular direction and further in the radial direction as shown in FIG. That is, FIG. 5 is an enlarged front view of a sensor unit 41 according to another embodiment of the present invention. The backscattered electron detection unit 31 is divided into four in the circumferential direction and three in the radial direction, for a total of 12 pieces. Each of the electrodes 31a1, 31a2, 31a3, 31b1, ..., 31d1, 31d2, 31d3 is provided, and a current signal is output to the arithmetic control circuit 54 from each of the divided electrodes. Since the arithmetic control circuit 54 compares and analyzes the current signals subdivided from the above embodiments, the image information of the surface shape of the sample 10 can be obtained finely, so that the inclination of the surface of the sample 10 can be accurately detected. As a result, the surface inclination of the sample 10 can be precisely observed.

【0027】また、上記実施例では、二次電子検出部32
を反射電子検出部31の外側に設けるようにしたが、これ
に限らず、二次電子検出部32が内側で、反射電子検出部
31が外側であってもよい。
In the above embodiment, the secondary electron detector 32
Is provided outside the backscattered electron detection unit 31, but not limited to this, the secondary electron detection unit 32 is inside, the backscattered electron detection unit
31 may be outside.

【0028】また、上記実施例では、シリコン基板60上
にセンサ部40を形成するようにしたが、シリコン基板60
に限ることはなく、微細加工が可能なものであるならば
他の材質であっても良い。
In the above embodiment, the sensor section 40 is formed on the silicon substrate 60.
However, other materials may be used as long as they can be finely processed.

【0029】また、電子検出系30は図示した構造に限定
されるものではなく、試料10の表面からの反射電子71あ
るいは二次電子72を検出でき、かつ同一の基板表面上に
電子走査系20に隣接して微細加工できるものであれば、
他の構造であってもよい。
Further, the electron detection system 30 is not limited to the structure shown in the figure, and it is possible to detect the reflected electrons 71 or the secondary electrons 72 from the surface of the sample 10 and to detect the electron scanning system 20 on the same substrate surface. If it can be finely processed adjacent to
Other structures may be used.

【0030】また、本発明は上記実施例に限定されるも
のではなく、種々変形可能であることは勿論である。
Further, the present invention is not limited to the above-mentioned embodiment, and it goes without saying that various modifications can be made.

【0031】[0031]

【発明の効果】以上詳述したように、本発明の電子顕微
鏡によれば、電子検出系は反射電子を検出する反射電子
検出部と、二次電子を検出する二次電子検出部とを具備
し、反射電子検出部は分割された複数の電極、例えば円
周方向に分割された電極で構成されているので、試料表
面から発生する反射電子を複数に分割された電極で検出
することにより、試料を回転することなく、試料表面の
傾きや凹凸の状態などの形状観察を容易に行なうことが
でき、また、反射電子と二次電子による像を重ね合せる
ことにより、コントラストの良い像を得ることができ
る。
As described in detail above, according to the electron microscope of the present invention, the electron detection system includes the backscattered electron detection section for detecting backscattered electrons and the secondary electron detection section for detecting secondary electrons. However, since the backscattered electron detection unit is composed of a plurality of divided electrodes, for example, electrodes divided in the circumferential direction, by detecting the backscattered electrons generated from the sample surface with a plurality of divided electrodes, It is possible to easily observe the shape of the sample surface such as inclination and unevenness without rotating the sample, and to obtain a high-contrast image by superimposing the images of backscattered electrons and secondary electrons. You can

【0032】また、本発明の電子顕微鏡は、反射電子部
の電極は円周方向と半径方向に分割されているので、試
料表面の画像情報が細かく得られることにより、試料表
面の傾きを精密に検出することができ、試料の表面の傾
きを精密に観察できる。
Further, in the electron microscope of the present invention, since the electrodes of the backscattered electron section are divided in the circumferential direction and the radial direction, fine image information of the sample surface can be obtained, so that the inclination of the sample surface can be accurately measured. It can be detected and the inclination of the surface of the sample can be precisely observed.

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

【図1】本発明に係わる電子顕微鏡の基本構成を示す図
である。
FIG. 1 is a diagram showing a basic configuration of an electron microscope according to the present invention.

【図2】センサの構成を示す図で、図2(a)はセンサ
部がマトリックス状に多数配列されて構成されることを
示す図、図2(b)はセンサ部の拡大断面を示す図、お
よび図2(c)はセンサ部の拡大正面図である。
2A and 2B are diagrams showing a configuration of a sensor, FIG. 2A is a diagram showing that a plurality of sensor portions are arranged in a matrix, and FIG. 2B is an enlarged cross-sectional view of the sensor portion. , And FIG. 2C are enlarged front views of the sensor unit.

【図3】二次電子検出部の構成を示す図である。FIG. 3 is a diagram showing a configuration of a secondary electron detection unit.

【図4】センサ部の作用を示す図である。FIG. 4 is a diagram showing an operation of a sensor unit.

【図5】本発明の他の実施例のセンサ部の拡大正面図で
ある。
FIG. 5 is an enlarged front view of a sensor unit according to another embodiment of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10…試料 21…エミッタ電極(電子源) 20…電子走査系 30…電子検出系 31…反射電子検出部 31a,31b,31c,31d,31a1,31a2,31a3,31b1,〜,31d1,31d2,3
1d3 …電極 32…二次電子検出部 40,41 …センサ部
10 ... Sample 21 ... Emitter electrode (electron source) 20 ... Electron scanning system 30 ... Electron detection system 31 ... Reflected electron detection unit 31a, 31b, 31c, 31d, 31a1, 31a2, 31a3, 31b1, ..., 31d1, 31d2, 3
1d3 ... Electrode 32 ... Secondary electron detector 40, 41 ... Sensor

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 赤間 善昭 神奈川県横浜市磯子区新磯子町33番地 株 式会社東芝生産技術研究所内 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Yoshiaki Akama 33 Shinisogocho, Isogo-ku, Yokohama-shi, Kanagawa Prefecture

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 微細な電子源と、この電子源から放出さ
れた電子ビームを走査する電子走査系と、この電子走査
系によって走査された電子ビームが試料表面に照射され
た際に試料表面から発生する電子を検出する電子検出系
とからなるセンサ部を複数配列した電子顕微鏡におい
て、上記電子検出系は反射電子を検出する反射電子検出
部と、二次電子を検出する二次電子検出部とを具備する
とともに、上記反射電子検出部は分割された複数の電極
で構成されていることを特徴とする電子顕微鏡。
1. A fine electron source, an electron scanning system for scanning an electron beam emitted from the electron source, and a sample surface when the electron beam scanned by the electron scanning system is irradiated on the sample surface. In an electron microscope in which a plurality of sensor units including an electron detection system that detects generated electrons are arranged, the electron detection system includes a backscattered electron detection unit that detects backscattered electrons, and a secondary electron detection unit that detects secondary electrons. And an electron microscope, wherein the backscattered electron detection section is composed of a plurality of divided electrodes.
【請求項2】 反射電子検出部の電極は円周方向に分割
されていることを特徴とする請求項1記載の電子顕微
鏡。
2. The electron microscope according to claim 1, wherein the electrodes of the backscattered electron detector are divided in the circumferential direction.
【請求項3】 反射電子検出部の電極は円周方向と半径
方向とに分割されていることを特徴とする請求項1記載
の電子顕微鏡。
3. The electron microscope according to claim 1, wherein the electrode of the backscattered electron detection section is divided into a circumferential direction and a radial direction.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004259516A (en) * 2003-02-25 2004-09-16 Fujitsu Ltd Scanning transmission electron microscope
WO2016143467A1 (en) * 2015-03-11 2016-09-15 株式会社日立ハイテクノロジーズ Charged particle beam device and image forming method using same

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