JPH08264149A - Secondary electron detecting apparatus for scanning electron microscope - Google Patents

Secondary electron detecting apparatus for scanning electron microscope

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JPH08264149A
JPH08264149A JP7068202A JP6820295A JPH08264149A JP H08264149 A JPH08264149 A JP H08264149A JP 7068202 A JP7068202 A JP 7068202A JP 6820295 A JP6820295 A JP 6820295A JP H08264149 A JPH08264149 A JP H08264149A
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JP
Japan
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secondary electrons
voltage
detector
sample
objective lens
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Application number
JP7068202A
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Japanese (ja)
Inventor
Norimichi Anazawa
紀道 穴澤
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Holon Co Ltd
Original Assignee
Holon Co Ltd
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Publication date
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Publication of JPH08264149A publication Critical patent/JPH08264149A/en
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Abstract

PURPOSE: To effectively detect secondary electrons generated from a specimen even if the electrons get off the restriction owing to the magnetic field of an objective lens by accelerating the secondary electrons emitted from the specimen by an accelerating tube in which the voltage becomes higher as the distance from the specimen becomes longer and detecting the secondary electrons. CONSTITUTION: While being narrowed down by an objective lens having magnetic poles 1, 2, an electron beam 5 is irradiated to a specimen 3, an electron microscopic image is formed in the specimen 3, and corresponding secondary electrons are emitted. The secondary electrons are accelerated upward by a cylindrical accelerating tube 6 which penetrates the magnetic field formed by the magnets 1, 2 and the axis of the object lens and in which voltage becomes higher as the distance from the specimen 3 becomes longer. Consequently, even if the secondary electrons emitted from the specimen get off the restriction by the objective lens, the secondary electrons can be collected by a detector 9 and the secondary electrons can be detected effectively.

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、試料から発生した2次
電子を検出する走査型電子顕微鏡の2次電子検出器に関
するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a secondary electron detector of a scanning electron microscope for detecting secondary electrons generated from a sample.

【0002】最近、走査型電子顕微鏡において、非導電
性の試料、例えば半導体の表面に細く絞った電子ビーム
を照射して走査し、そのときに発生した2次電子を収集
して2次電子像を画面上に表示し、観察することが行わ
れている。この際、非導電性の試料上の電子ビームがチ
ャージして分解能の高い良質な2次電子像が観察できな
くなってしまうので、電子ビームの加速電圧を低く、例
えば2KV以下の加速電圧に加速した電子ビームを試料
に照射しても効率良好に2次電子を収集することが望ま
れている。
Recently, in a scanning electron microscope, a surface of a non-conductive sample, for example, a semiconductor is irradiated with a finely focused electron beam for scanning, and secondary electrons generated at that time are collected to collect a secondary electron image. Is displayed on the screen and observed. At this time, since the electron beam on the non-conductive sample is charged and a high-quality secondary electron image with high resolution cannot be observed, the accelerating voltage of the electron beam is low, for example, accelerating to an accelerating voltage of 2 KV or less. It is desired to collect secondary electrons efficiently even if the sample is irradiated with an electron beam.

【0003】[0003]

【従来の技術】従来、走査型電子顕微鏡において、細く
絞った電子ビームを試料に照射し、そのときに発生した
2次電子を効率良好に検出する2次電子検出器として図
2に示すようなものがある。
2. Description of the Related Art Conventionally, in a scanning electron microscope, as shown in FIG. 2, as a secondary electron detector for irradiating a sample with a finely focused electron beam and efficiently detecting secondary electrons generated at that time. There is something.

【0004】図2は、従来技術の説明図を示す。図2に
おいて、対物レンズの上側の磁極21および下側の磁極
22は、電子ビーム25を試料23上に結像させる磁界
分布を形成するためのものである。
FIG. 2 shows an explanatory view of the prior art. In FIG. 2, the upper magnetic pole 21 and the lower magnetic pole 22 of the objective lens are for forming a magnetic field distribution for focusing the electron beam 25 on the sample 23.

【0005】試料23は、電子ビームを走査してそのと
きに発生した2次電子を収集し、2次電子画像を表示し
た観察しようとする対象の試料である。軸24は、対物
レンズなどの軸である。
The sample 23 is a sample to be observed by scanning the electron beam to collect secondary electrons generated at that time and displaying a secondary electron image. The axis 24 is an axis of an objective lens or the like.

【0006】電子ビーム25は、図示外の電子銃によっ
て発生された電子ビームであって、対物レンズによって
集束して細く絞り、試料23上を走査するためのもので
ある。
The electron beam 25 is an electron beam generated by an electron gun (not shown), which is focused by an objective lens, narrowed down, and scanned on the sample 23.

【0007】レンズ電極26は、対物レンズの内側に設
けた円筒状のものであって、レンズ電極28によって保
持されると共に正電圧を印加するものである。検出器2
9は、2次電子を検出する検出器である。
The lens electrode 26 has a cylindrical shape provided inside the objective lens and is held by the lens electrode 28 and applies a positive voltage. Detector 2
Reference numeral 9 is a detector that detects secondary electrons.

【0008】電極30は、負の電圧を印加して試料23
から引き出して2次電子が通り過ぎないで、検出器29
に収集されるようにするものである。次に、2次電子の
収集について簡単に説明する。
The electrode 30 is applied to the sample 23 by applying a negative voltage.
Do not let secondary electrons pass through from the detector 29
To be collected in. Next, the collection of secondary electrons will be briefly described.

【0009】(1) 図示外の電子銃によって発生さ
せ、加速した電子ビーム25を、対物レンズの上側の磁
極21と下側の磁極22によっ形成した磁界分布によっ
て細く絞って試料23上を走査する。このとき補正コイ
ル33によって電子ビーム25を細く絞られるように補
正すると共に、図示外の偏向コイルによって試料23上
を走査する。
(1) An electron beam 25 generated and accelerated by an electron gun (not shown) is narrowed down by the magnetic field distribution formed by the upper magnetic pole 21 and the lower magnetic pole 22 of the objective lens to scan the sample 23. To do. At this time, the correction coil 33 corrects the electron beam 25 so that the electron beam 25 is narrowed down, and the deflection coil (not shown) scans the sample 23.

【0010】(2) (1)で電子ビーム25によって
試料23上を走査すると、当該試料23から2次電子が
放出される。この放出された2次電子は、対物レンズの
磁界中を回転しながら上の方向に放出される。この際、
軸4の周りに円筒状に設けたレンズ電極26に印加した
正電圧によって上方向に引き出される。
(2) When the electron beam 25 scans the sample 23 in (1), secondary electrons are emitted from the sample 23. The emitted secondary electrons are emitted in the upper direction while rotating in the magnetic field of the objective lens. On this occasion,
The positive voltage is applied to the lens electrode 26, which is provided in a cylindrical shape around the axis 4, and is drawn upward.

【0011】(3) (2)で上方向に引き出された2
次電子は、負電圧を印加した陽極30によって通過する
ことが妨げられ、検出器29に向かって誘導し捕獲して
検出するようにしていた。
(3) 2 pulled out upward in (2)
Secondary electrons are blocked from passing by the anode 30 to which a negative voltage is applied, and are guided toward the detector 29 to be captured and detected.

【0012】[0012]

【発明が解決しようとする課題】上述したように、従来
の図2の構成によれば、対物レンズの内側に円筒状のレ
ンズ電極26を設けて正の電圧を印加し、対物レンズの
磁界による2次電子の閉じ込め作用と、当該レンズ電極
26に正電圧を印加して上方向に加速する作用によって
極めて効率良好に、試料23から放出された2次電子を
検出器29によって捕獲して検出することができた。
As described above, according to the conventional configuration of FIG. 2, the cylindrical lens electrode 26 is provided inside the objective lens to apply a positive voltage, and the magnetic field of the objective lens is applied. Due to the confinement action of the secondary electrons and the action of applying a positive voltage to the lens electrode 26 and accelerating in the upward direction, the secondary electrons emitted from the sample 23 are captured and detected by the detector 29 very efficiently. I was able to.

【0013】一般的に電子顕微鏡の分解能は、加速電圧
に依存し、加速電圧が高い程分解能が高くなるのが普通
である。低加速電圧で比較的に高い分解能を得ようとす
ると、対物レンズの作動距離(焦点距離)を小さくする
しかない。作動距離を小さくすると、試料23と対物レ
ンズの下側の磁極22との間の空隙が小さくなり、この
間から2次電子を引き出して検出することは困難となる
ので、上述した図2のように対物レンズの上側から検出
するようにし、このときに円筒状のレンズ電極26に正
電圧を印加して試料23から放出された2次電子を加速
して効率的に検出することが行われていた。
Generally, the resolution of an electron microscope depends on the acceleration voltage, and the higher the acceleration voltage is, the higher the resolution is. In order to obtain a relatively high resolution with a low acceleration voltage, the working distance (focal length) of the objective lens must be reduced. When the working distance is reduced, the gap between the sample 23 and the lower magnetic pole 22 of the objective lens becomes small, and it becomes difficult to extract and detect secondary electrons from this gap. The detection is performed from the upper side of the objective lens, and at this time, a positive voltage is applied to the cylindrical lens electrode 26 to accelerate the secondary electrons emitted from the sample 23 for efficient detection. .

【0014】しかし、図2の試料23から放出される2
次電子の軌道は、その初速度や方向が多様である。その
中でかなりの部分はレンズ電極26に衝突してしまう。
特に、半導体のような試料23の場合には、当該試料2
3に電圧Vbを印加した状態の2次電子像を観察する必
要があり、この電圧Vbを印加すると、電圧Vb分だけ
2次電子の電圧が高まってしまい、対物レンズの磁界に
よる拘束から逃れてレンズ電極26に衝突してしまい、
検出器29に到達できず、2次電子の収集効率が低下
し、分解能の高い2次電子像を得られないという問題が
あった。
However, the 2 emitted from the sample 23 of FIG.
The trajectories of secondary electrons have various initial velocities and directions. A considerable part of it collides with the lens electrode 26.
Particularly, in the case of the sample 23 such as a semiconductor, the sample 2
It is necessary to observe the secondary electron image in the state where the voltage Vb is applied to No. 3, and when this voltage Vb is applied, the voltage of the secondary electron is increased by the amount of the voltage Vb, and escape from the constraint by the magnetic field of the objective lens. It collides with the lens electrode 26,
There is a problem that the detector 29 cannot be reached and the secondary electron collection efficiency is reduced, and a secondary electron image with high resolution cannot be obtained.

【0015】特に、低加速電圧例えば1400Vで加速
した電子ビームで試料23上を走査してそのときに発生
した2次電子を対物レンズの磁界で拘束しつつレンズ電
極26に印加した正電圧で上方向に誘導して検出器29
で収集する場合、試料23に電圧Vb=−600Vとい
うような大きな電圧を印加してしまうと、電子ビームの
試料23に対する入射電圧は1400−600=800
Vとなり、このときに放出される2次電子は600Vと
なり、一次電子の電圧(エネルギー)の75%であり、
対物レンズの磁界による拘束は期待できず、円筒状のレ
ンズ電極26の内壁に衝突していまい、検出器29には
到達しなくて2次電子を検出できないこととなってしま
う問題があった。
Particularly, the sample 23 is scanned with an electron beam accelerated at a low acceleration voltage, for example, 1400 V, and secondary electrons generated at that time are restrained by the magnetic field of the objective lens while being applied with a positive voltage applied to the lens electrode 26. Guide in the direction and detector 29
In the case of collecting the sample 23, if a large voltage Vb = −600 V is applied to the sample 23, the incident voltage of the electron beam on the sample 23 is 1400−600 = 800.
V, the secondary electron emitted at this time is 600 V, which is 75% of the voltage (energy) of the primary electron,
There is a problem that the magnetic field of the objective lens cannot be expected to be restrained, the collision with the inner wall of the cylindrical lens electrode 26 may occur, and the secondary electron cannot be detected without reaching the detector 29.

【0016】本発明は、これらの問題を解決するため、
対物レンズの軸の周りに筒状の加速管を設けて加速電圧
を印加すると共に内壁に2次電子放出物質を形成し、試
料から放出された2次電子がたとえ加速管の内壁に衝突
しても2次電子を放出すると共に加速電圧によって2次
電子を検出器に向かって加速し、試料から発生した2次
電子が対物レンズの磁界による拘束を外れても効率的に
検出可能にすることを目的としている。
The present invention solves these problems.
A cylindrical accelerating tube is provided around the axis of the objective lens to apply an accelerating voltage and to form a secondary electron emitting substance on the inner wall, so that the secondary electrons emitted from the sample collide with the inner wall of the accelerating tube. Also emits secondary electrons and accelerates the secondary electrons toward the detector by the accelerating voltage so that the secondary electrons generated from the sample can be efficiently detected even if they are out of the constraint of the magnetic field of the objective lens. Has an aim.

【0017】[0017]

【課題を解決するための手段】図1を参照して課題を解
決するための手段を説明する。図1において、電子ビー
ム5は、対物レンズによって細く絞って試料3を照射す
るものである。
[Means for Solving the Problems] Means for solving the problems will be described with reference to FIG. In FIG. 1, the electron beam 5 is used to irradiate the sample 3 after being narrowed down by an objective lens.

【0018】試料3は、電子ビーム5を照射して走査す
る対象の試料である。加速管6は、円筒状の半導電性の
筒状であって、加速電圧を形成するものである。
The sample 3 is a sample to be scanned by irradiating the electron beam 5. The accelerating tube 6 has a cylindrical semi-conductive tube shape and forms an accelerating voltage.

【0019】レンズ電極7、8は、加速管6に電圧を印
加するものである。検出器9は、2次電子を検出するも
のである。電極10は、2次電子が通過しないように戻
すものであって、負電圧を印加するものである。
The lens electrodes 7 and 8 apply a voltage to the acceleration tube 6. The detector 9 detects secondary electrons. The electrode 10 returns the secondary electrons so that they do not pass therethrough, and applies a negative voltage.

【0020】[0020]

【作用】本発明は、図1に示すように、筒状の加速管6
の上部および下部に設けたレンズ電極7、8によって当
該加速管6に加速電圧を印加し、電子ビーム5を対物レ
ンズによって細く絞って試料3を照射して走査し、その
ときに発生した2次電子を加速管6の加速電圧によって
試料3から検出器9の方向に徐々に加速して効率的に検
出器9によって収集されるようにしている。
According to the present invention, as shown in FIG.
The accelerating voltage is applied to the accelerating tube 6 by the lens electrodes 7 and 8 provided on the upper and lower portions of the sample, and the electron beam 5 is narrowed down by the objective lens to irradiate the sample 3 for scanning and the secondary generated at that time. The electrons are gradually accelerated in the direction from the sample 3 to the detector 9 by the acceleration voltage of the accelerating tube 6 so that the electrons are efficiently collected by the detector 9.

【0021】この際、加速管6の内壁に2次電子を発生
し易い物質を形成しておき、試料3から放出された2次
電子が対物レンズの磁界の拘束から外れて加速管6の内
壁に衝突したときに2次電子が発生され、この発生され
た2次電子を更に当該加速管6の加速電圧によって加速
することを繰り返し、検出器9に向けて2次電子の加速
するようにしている。
At this time, a substance that easily generates secondary electrons is formed on the inner wall of the accelerating tube 6, and the secondary electrons emitted from the sample 3 deviate from the constraint of the magnetic field of the objective lens, so that the inner wall of the accelerating tube 6 is removed. When secondary electrons collide with, secondary electrons are further accelerated by the accelerating voltage of the accelerating tube 6 so that the secondary electrons are accelerated toward the detector 9. There is.

【0022】また、負電圧を印加した電極10を設け、
加速された2次電子が検出器9に補足されないで通過し
てしまうのを阻止し、当該検出器9によって効率的に収
集されるようにしている。
Further, an electrode 10 to which a negative voltage is applied is provided,
The accelerated secondary electrons are prevented from passing through without being captured by the detector 9 so that they are efficiently collected by the detector 9.

【0023】従って、対物レンズの軸の周りに筒状の加
速管6を設けて加速電圧を印加すると共に内壁に2次電
子放出物質を形成し、試料3から放出された2次電子が
たとえ加速管6の内壁に衝突しても2次電子を放出する
と共に加速電圧によって2次電子を検出器9に向かって
加速することにより、試料3から発生した2次電子が対
物レンズの磁界による拘束を外れても効率的に検出する
ことが可能となった。
Therefore, a cylindrical accelerating tube 6 is provided around the axis of the objective lens to apply an accelerating voltage and to form a secondary electron emitting substance on the inner wall, so that the secondary electrons emitted from the sample 3 are accelerated. Even when it collides with the inner wall of the tube 6, secondary electrons are emitted and the secondary electrons are accelerated toward the detector 9 by the acceleration voltage, so that the secondary electrons generated from the sample 3 are restrained by the magnetic field of the objective lens. It became possible to detect efficiently even if it came off.

【0024】[0024]

【実施例】次に、図1を用いて本発明の実施例の構成お
よび動作を順次詳細に説明する。図1は、本発明の1実
施例構成図を示す。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Next, the configuration and operation of an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIG. FIG. 1 shows a block diagram of an embodiment of the present invention.

【0025】図1において、対物レンズの上側の磁極1
および下側の磁極2は、図示外のコイルに電流を流した
ときに発生した磁界を導いて軸4上にレンズ磁界を形成
するものである。
In FIG. 1, the upper magnetic pole 1 of the objective lens
The lower magnetic pole 2 guides a magnetic field generated when a current is passed through a coil (not shown) to form a lens magnetic field on the shaft 4.

【0026】試料3は、細く絞った電子ビーム5を照射
した状態で走査し、発生した2次電子を収集して輝度変
調などし、画面上にいわゆる2次電子像を生成する対象
の試料であり、例えば半導体のウェハである。
The sample 3 is a sample for scanning while being irradiated with the electron beam 5 that is narrowed down, collecting secondary electrons generated and subjecting them to brightness modulation or the like to generate a so-called secondary electron image on the screen. Yes, for example, a semiconductor wafer.

【0027】電子ビーム5は、図示外の電子銃によって
発生された電子ビームである。加速管6は、円筒状の形
状を持って加速電圧を形成するものであり、上側のレン
ズ電極8および下側のレンズ電極7の間に電圧を印加し
て徐々に電圧の変化する加速電圧を形成するものであ
る。この加速管6は、半導電性であって、内壁を2次電
子が発生し易い物質で形成あるいは内壁に2次電子を発
生し易い物質を塗布や蒸着や気相法などによって形成し
ておく。
The electron beam 5 is an electron beam generated by an electron gun (not shown). The accelerating tube 6 has a cylindrical shape and forms an accelerating voltage. A voltage is applied between the upper lens electrode 8 and the lower lens electrode 7 to generate an accelerating voltage that gradually changes. To form. The accelerating tube 6 is semi-conductive and has an inner wall formed of a material that easily generates secondary electrons or a material that easily generates secondary electrons is formed on the inner wall by coating, vapor deposition, a vapor phase method, or the like. .

【0028】検出器9は、試料3から放出された2次電
子を検出するものである。電極10は、負電圧を印加
し、加速管6によって加速された2次電子が検出器9の
位置を通過してしまうのを阻止して検出器9の方向に押
しやるものである。
The detector 9 detects secondary electrons emitted from the sample 3. The electrode 10 applies a negative voltage to prevent secondary electrons accelerated by the accelerating tube 6 from passing through the position of the detector 9 and pushes them toward the detector 9.

【0029】軌道11は、試料3から放出された2次電
子の軌道ある。この軌道11のうち、対物レンズの軸上
の磁界による螺旋運動の半径が大きくなって図示のよう
に加速管6の内壁に衝突した場合には、当該内壁が2次
電子発生効率の良好な物質で形成されているため、更に
2次電子を発生させ、当該発生された2次電子は加速管
6の加速電圧によって図示のように上方に加速され、更
に加速管6に衝突したときに更に2次電子が発生される
ことを繰り返し、軌道12に示すように、検出器9に向
けて走行し、試料3から発生した2次電子を極めて効率
的に検出器9で検出することが可能となる。
The orbit 11 is the orbit of secondary electrons emitted from the sample 3. In this trajectory 11, when the radius of the spiral motion due to the magnetic field on the axis of the objective lens becomes large and collides with the inner wall of the accelerating tube 6 as shown in the figure, the inner wall is a substance having good secondary electron generation efficiency. Therefore, secondary electrons are further generated, and the generated secondary electrons are further accelerated by the accelerating voltage of the accelerating tube 6 as shown in FIG. It is possible to detect secondary electrons generated from the sample 3 extremely efficiently by traveling toward the detector 9 as shown in the orbit 12 by repeating generation of secondary electrons. .

【0030】補正コイル13は、電子ビーム5が試料3
上で細く絞られるように補正するものであって、いわゆ
る対物レンズの非点を補正するものである。次に、図1
の構成の動作を詳細に説明する。
The correction coil 13 receives the electron beam 5 from the sample 3
The correction is performed so that the aperture is finely narrowed, and the so-called astigmatism of the objective lens is corrected. Next, FIG.
The operation of the above configuration will be described in detail.

【0031】(1) 半導電性の加速管6の上側のレン
ズ電極8に正電圧V2および下側のレンズ電極7に正電
圧V1を印加する。このときに正電圧V1<正電圧V2
とし、加速管6に加速電圧が形成されるようにする。例
えば正電圧V1=+30V、正電圧V2=+80V(接
地電位)とすると、試料3から検出器9に向けて加速電
圧が形成されることとなる。この正電圧は、実際には、
電子ビーム5の加速電圧、試料3に印加する電圧Vbに
対応して、検出器9によって最も効率的に検出され、最
適な2次電子画像が得られるように、レンズ電極7、8
に印加する正電圧V1、V2を実験的に求めて設定、あ
るいは2次電子像を観察しながら最適値に設定する。
(1) A positive voltage V2 is applied to the upper lens electrode 8 of the semiconductive accelerating tube 6 and a positive voltage V1 is applied to the lower lens electrode 7. At this time, positive voltage V1 <positive voltage V2
The acceleration voltage is formed in the acceleration tube 6. For example, when the positive voltage V1 = + 30V and the positive voltage V2 = + 80V (ground potential), the acceleration voltage is formed from the sample 3 toward the detector 9. This positive voltage is actually
The lens electrodes 7 and 8 are detected by the detector 9 most efficiently in accordance with the acceleration voltage of the electron beam 5 and the voltage Vb applied to the sample 3 so that an optimum secondary electron image can be obtained.
The positive voltages V1 and V2 to be applied to the above are experimentally obtained and set, or set to optimum values while observing the secondary electron image.

【0032】(2) 電極10に、加速管6によって加
速された2次電子が検出器9を通過しないように、適度
な負電位を印加する。 (3) 図示外の電子銃によって発生させた電子ビーム
5を細く絞って試料3上を照射した状態で走査する。
(2) An appropriate negative potential is applied to the electrode 10 so that the secondary electrons accelerated by the accelerating tube 6 do not pass through the detector 9. (3) Scan the electron beam 5 generated by an electron gun (not shown) in a state where the electron beam 5 is narrowed down and irradiated onto the sample 3.

【0033】(4) (3)で電子ビーム5を試料3上
を照射して発生した2次電子を加速管6の加速電圧によ
って上方向に加速し、2次電子が対物レンズの磁界の拘
束から外れて加速管6の内壁に衝突した場合には、当該
内壁から新たな2次電子が発生するので、この2次電子
を加速管6の加速電圧によって検出器9の方向に加速す
ることを繰り返し、2次電子を検出器9に向けて誘導す
る。
(4) Secondary electrons generated by irradiating the sample 3 with the electron beam 5 in (3) are accelerated upward by the accelerating voltage of the accelerating tube 6, and the secondary electrons restrain the magnetic field of the objective lens. When the inner wall of the accelerating tube 6 is deviated from and the secondary wall of the accelerating tube 6 collides against the inner wall of the accelerating tube 6, a new secondary electron is generated from the inner wall. The secondary electrons are repeatedly guided toward the detector 9.

【0034】(5) (4)で誘導された2次電子を検
出器9に衝突させ、2次電子を検出する。この際、検出
器9を通過しようとする2次電子は、負電圧を印加した
電極10によって押し返して検出器9によって検出す
る。
(5) The secondary electrons induced in (4) are made to collide with the detector 9 to detect the secondary electrons. At this time, the secondary electrons that are about to pass through the detector 9 are pushed back by the electrode 10 to which a negative voltage is applied and detected by the detector 9.

【0035】以上によって試料3から放出された2次電
子がたとえ対物レンズの磁界の拘束から外れて加速管6
の内壁に衝突しても当該内壁が2次電子の発生し易い物
質で形成されているので、新たな2次電子が発生し、こ
の2次電子を更に加速管6の加速電圧によって検出器9
の方向に加速し、結果として極めて効率的に2次電子を
検出器9に向けて誘導して検出することが可能となる。
As described above, the secondary electrons emitted from the sample 3 deviate from the constraint of the magnetic field of the objective lens, and the acceleration tube 6
Since the inner wall is formed of a substance that easily generates secondary electrons even when it collides with the inner wall of the detector, new secondary electrons are generated, and the secondary electrons are further detected by the acceleration voltage of the accelerating tube 6 by the detector 9
Therefore, the secondary electrons can be guided to the detector 9 and detected very efficiently as a result.

【0036】次に、試料3に電圧Vbを印加する場合に
ついて説明する。 (1) 試料3に電圧Vbとして、電子ビーム5の加速
電圧Vaの数十%以上とする場合、例えば ・加速電圧Va=1400V ・電圧Vb=−600V とすると、一次電子である電子ビーム5が試料3に入射
する電圧差(エネルギー)は、1400−600=80
0Vとなる。試料3から放出される2次電子の電圧(エ
ネルギー)は600Vとなり、一次電子の600÷80
0×100=75%となる。このように一次電子の電圧
に比較し、75%もの高い2次電子の電圧となると、図
1の対物レンズの磁界による螺旋運動による拘束が可能
は半径が大きくなり、加速管6の内壁に衝突してしまう
割合が非常に大きくなるが、本願発明では、加速管6の
内壁に衝突しても新たな2次電子が放出されると共に、
加速管6による加速電圧によって検出器9に向けて加速
されることを繰り返し、極めて効率的に試料3から発生
した2次電子を検出器9に導くことが可能となる。
Next, the case where the voltage Vb is applied to the sample 3 will be described. (1) When the voltage Vb of the sample 3 is set to several tens% or more of the acceleration voltage Va of the electron beam 5, for example: -acceleration voltage Va = 1400V-voltage Vb = -600V, the electron beam 5 which is a primary electron The voltage difference (energy) incident on the sample 3 is 1400-600 = 80.
It becomes 0V. The voltage (energy) of the secondary electrons emitted from the sample 3 is 600 V, which is 600 ÷ 80 of that of the primary electrons.
0 × 100 = 75%. When the voltage of the secondary electrons is as high as 75% as compared with the voltage of the primary electrons in this way, the radius of the constraint by the helical motion of the magnetic field of the objective lens in FIG. 1 becomes large and the collision occurs with the inner wall of the accelerating tube 6. However, in the present invention, new secondary electrons are emitted even when they collide with the inner wall of the acceleration tube 6, and
The secondary electrons generated from the sample 3 can be guided to the detector 9 extremely efficiently by repeating the acceleration toward the detector 9 by the accelerating voltage from the accelerating tube 6.

【0037】[0037]

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
対物レンズの軸の周りに筒状の加速管6を設けて加速電
圧を印加すると共に内壁に2次電子放出物質を形成し、
試料3から放出された2次電子がたとえ加速管6の内壁
に衝突しても2次電子を放出すると共に加速電圧によっ
て2次電子を検出器9に向かって加速する構成を採用し
ているため、試料3から発生した2次電子が対物レンズ
の磁界による拘束を外れても効率的に検出することがで
きるようになった。
As described above, according to the present invention,
A cylindrical accelerating tube 6 is provided around the axis of the objective lens to apply an accelerating voltage and to form a secondary electron emitting substance on the inner wall.
Even if the secondary electrons emitted from the sample 3 collide with the inner wall of the accelerating tube 6, the secondary electrons are emitted and the secondary electrons are accelerated toward the detector 9 by the acceleration voltage. , The secondary electrons generated from the sample 3 can be efficiently detected even if they are out of the constraint due to the magnetic field of the objective lens.

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

【図1】本発明の1実施例構成図である。FIG. 1 is a configuration diagram of an embodiment of the present invention.

【図2】従来技術の説明図である。FIG. 2 is an explanatory diagram of a conventional technique.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1、2:対物レンズの磁極 3:試料 5:電子ビーム 6:加速管 7:8:レンズ電極 9:検出器 10:電極 11、12:2次電子の軌道 13:補正コイル V1、V2:加速管のレンズ電極に印加する正電圧 Vb:試料に印加する電圧 1, 2: Magnetic pole of objective lens 3: Sample 5: Electron beam 6: Accelerator tube 7: 8: Lens electrode 9: Detector 10: Electrode 11, 12: Orbit of secondary electron 13: Correction coil V1, V2: Acceleration Positive voltage applied to lens electrode of tube Vb: Voltage applied to sample

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】電子ビームを細く絞って試料上に照射する
対物レンズと、 この対物レンズの軸を貫通する筒状であって、試料から
離れるに従い電圧が高くなる加速管と、 この加速管を通過した2次電子を検出する検出器とを備
えた走査型電子顕微鏡の2次電子検出器。
1. An objective lens for irradiating a sample with a finely focused electron beam, a cylindrical piercing the axis of the objective lens, and an accelerating tube having a voltage that increases as the distance from the sample increases. A secondary electron detector of a scanning electron microscope provided with a detector for detecting secondary electrons that have passed through.
【請求項2】上記加速管を半導電性とし、両端に電圧を
印加して加速電圧を形成したことを特徴とする請求項1
記載の走査型電子顕微鏡の2次電子検出器。
2. The accelerating tube is made semi-conductive, and a voltage is applied across the accelerating tube to form an accelerating voltage.
Secondary electron detector of the described scanning electron microscope.
【請求項3】上記加速管の内壁を2次電子の発生し易い
物質にしたことを特徴とする請求項1あるいは請求項2
記載の走査型電子顕微鏡の2次電子検出器。
3. The inner wall of the accelerating tube is made of a material that easily generates secondary electrons.
Secondary electron detector of the described scanning electron microscope.
【請求項4】上記2次電子を検出する検出器に衝突しな
いで通過してしまう2次電子を阻止し当該検出器に衝突
させる負電圧を印加する電極を備えたことを特徴とする
請求項1ないし請求項3記載のいずれかの走査型電子顕
微鏡の2次電子検出器。
4. An electrode for applying a negative voltage for blocking secondary electrons that pass without colliding with the detector for detecting the secondary electrons and colliding with the detector. The secondary electron detector of the scanning electron microscope according to claim 1.
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