JPH088515Y2 - 電子線回折装置 - Google Patents

電子線回折装置

Info

Publication number
JPH088515Y2
JPH088515Y2 JP11447689U JP11447689U JPH088515Y2 JP H088515 Y2 JPH088515 Y2 JP H088515Y2 JP 11447689 U JP11447689 U JP 11447689U JP 11447689 U JP11447689 U JP 11447689U JP H088515 Y2 JPH088515 Y2 JP H088515Y2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
electron
electron beam
sample surface
mode
generated
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
JP11447689U
Other languages
English (en)
Other versions
JPH0352946U (ja
Inventor
正 岸
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.)
Yokogawa Electric Corp
Original Assignee
Yokogawa Electric Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Yokogawa Electric Corp filed Critical Yokogawa Electric Corp
Priority to JP11447689U priority Critical patent/JPH088515Y2/ja
Publication of JPH0352946U publication Critical patent/JPH0352946U/ja
Application granted granted Critical
Publication of JPH088515Y2 publication Critical patent/JPH088515Y2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Analysing Materials By The Use Of Radiation (AREA)

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本考案は、物質の表面をきわめて微細に分析するため
に利用する。
本考案は、走査型電子顕微鏡(SEM)と、低エネルギ
電子回折装置(LEED)とを組み合わせた電子線回折装置
に関する。
〔概要〕
本考案は、表面構造の解析を行う電子線回折装置にお
いて、 電子銃から、高エネルギ電子線を発生させて走査によ
り試料表面から二次電子を発生させてその二次電子を検
出する第一モードと、その電子銃から低エネルギ電子を
発生させて試料表面で反射する回折パターンを観測する
第二モードとを切換えて利用できるようにして、 所望の微細な領域の表面構造の正確な観測を行うこと
ができるようにしたものである。
〔従来の技術〕
物質の微細パターンを観測するための手段として、走
査型電子顕微鏡(SEM)が知られている。これは高エネ
ルギの電子を用いるもので、これは、電子銃から高いエ
ネルギで加速した高速電子を試料表面に当て、その試料
表面から発生する二次電子を捉えるもので、その試料表
面を走査しながら試料表面の凹凸やその物質の組成の変
化により表面構造を解析できる。
一方、低エネルギ電子を試料表面に当てて、その試料
表面から得られる回折パターンを観測する電子線回折装
置(LEED)が知られている。第6図はその従来例装置で
あって、電子錠Gnの放射電子線Er1により試料Saの表面
から発生した反射電子線Er2をグリッドGrにより制御し
て、コレクタスクリーンCSに結像させ、これを外部から
観察する。この図形から、点状のパターンは単結晶であ
り、リング状のパターンは多結晶であるなどが判定され
る。しかし、この装置は観察する表面を電子線で走査す
る機能は持たない。
この電子線回折装置を改良するものとして、同じく低
エネルギ型の電子線回折装置が、早稲田大学の竹ノ川ら
によって発表された。第7図はその説明図である。この
装置は一点鎖線内に示すように、2枚の阻止グリッドGr
1とマイクロチャネルプレートMPと位置敏感検出器PSR
(ポジション・センスティブ・リアダウト)とを組合せ
て、二次元低エネルギー電子検出器2DSとしたものであ
る。この装置によれば、スコープスクリーンSSに示す破
線内の領域がラスタイメージRIのように拡大されて表示
される。
この装置では電子銃Gnに対し試料Saは傾斜しておか
れ、二次元低エネルギ電子検出器2DSは、試料Saとほぼ
中心にして半径60mmの球面上を中心角60〜120°の範囲
で移動できる。
〔考案が解決しようとする課題〕
しかし、この第7図に示す従来例装置では、その得ら
れる図形は部分的であり、また前記二次元低エネルギ電
子検出器を移動させる機構を超高真空内に設置すること
が必要であり、装置の製作上大きな困難となる。さらに
この従来例では、試料と放射電子線とが傾斜しているの
で、得られた図形のパターンは変形してしまうから、真
の表面構造の図形への修正作業が複雑になる。
走査型電子顕微鏡では、二次電子の発生図形をかなり
広い走査範囲で捉えることができるから、観察している
試料表面の全体が把握できる。その観察表面の中で特定
の位置に着目し、その特定の位置の物質について、さら
に微細に検知して結晶構造を観測しようとしても、それ
は前述のような別々の装置ではできない。
本考案は、これらの課題を解決するもので、走査型電
子顕微鏡で観察している表面の特定の位置にある物質に
ついて、その結晶構造その他をさらに微細に観測するこ
とができる電子線回折装置を提供することを目的とす
る。
〔課題を解決するための手段〕
本考案は、走査型電子顕微鏡(SEM)と、低エネルギ
電子回折装置(LEED)とを組み合わせて、一つの試料表
面を二つの方法で観測できる電子線回折装置である。
すなわち本考案は、電子銃と、この電子銃から発生す
る電子線を試料表面に照射する手段と、この試料表面で
発生もしくは反射する電子を検出する検出手段とを備え
た電子線回折装置において、この装置は二つの動作モー
ドを持ち、前記電子銃は、その発生する電子線が、前記
試料表面に高速に当たり試料表面の二次電子像を発生さ
せる第一モードと、前記試料表面で低速度電子回折を発
生させる程度の低エネルギの電子線を発生させる第二モ
ードとの二つの動作モードに切換えられる構成であり、
前記検出手段は、前記第一モードで前記試料表面から発
生する二次電子像を捉える二次電子検出器と、前記第二
モードで前記試料表面で反射する電子の回折パターンを
検出するようにマトリクス状に配置された多数の固体撮
像素子とを含むことを特徴とする。
〔作用〕
第一モードでは、この装置は走査型電子顕微鏡として
動作する。したがって、この第一モードでは試料表面に
高速の電子線を当て、その試料表面から発生する二次電
子を二次電子検出器で捉える。電子線を走査することに
よりある範囲の表面を像として観察することができる。
第二モードでは、この装置は低エネルギの電子線回折装
置として動作する。この第二モードでは、電子銃から発
生する電子線は低エネルギであり、その電子線により発
生する回折パターンは、マトリクス状に配置された多数
の固体撮像素子で捉えられる。これにより、その第一の
モードで観測したい位置を定め、その位置の結晶構造を
第二モードで観測することができる。
〔実施例〕
次に本考案の実施例を図面を参照して説明する。
第1図は、本考案一実施例のブロック構成図である。
本図において、電子銃1と、この電子銃1から発生する
放射電子線Er1をその表面にほぼ垂直方向に当てるよう
試料2を保持するステージ3と、この試料2の表面で発
生する反射電子線Er2および二次電子線ER3を検出する検
出手段5および6とを備える。これら検出手段5および
6の出力は表示部7に図形として表示される。この表示
部7以外の各装置は超高真空チャンバ9内に設けられて
いる。
ここに本考案の特徴とするところは、電子銃1は、そ
の発生する放射電子線Er1が、第一モードでは試料表面
の二次電子像を発生させる程度の高速のものであり、第
二モードでは、試料表面の電子の回折パターンを発生さ
せる程度の低エネルギ電子のものであり、この第一モー
ドと第二モードでは容易にスイッチS1ないしS4により切
換えられる構成としたことにある。試料表面から第一モ
ードでは二次電子線Er3が発生し、第二モードでは反射
電子線Er2が発生する。さらに検出手段として第一モー
ドでは二次電子線Er3が二次電子検出器6に検出され、
第二モードでは反射電子線Er2がマトリクス状に配置さ
れた多数の固体撮像素子5Aを含む固体撮像素子面板5で
検出される構成である。
固体撮像素子面板5は放射電子線Er1にほぼ垂直に設
置され、この固体撮像素子面板5の検出出力を増幅器付
きの比較器8で基準電圧V+と比較し、表紙部7に電子線
回折像を描画させる。
この固体撮像素子面板5には、そのほぼ中心に放射電
子線Er1が通過する小孔5Bが設けられ、この小孔5Bはそ
の周囲を導線で孔の内径が3mm程度の銅製の筒5Cでかこ
まれている。
二次電子検出器6は、コレクタ・シンチレータおよび
光電子増倍管などから構成された二次電子検出型のもの
であり、最初に試料の被照射領域を定めるための走査像
を検出するためのものである。この検出出力はスイッチ
S1、S2をオンにすることにより表示部7に図形として表
示される。また走査信号発生器4は、この走査像を走査
するための偏向系4Aに与える走査信号を発生する。
次に本実施例の動作について説明する。
まず、第一モードでは、電子銃1の放射電子線Er1
第一モードで高速加速する、この加速電圧は例えば1000
0Vである。スイッチS1、S2を閉成して、この第一モード
における二次電子線Er3を二次電子検出器6で捉え表示
部7上に第2図に示す二次電子像を描画する。走査信号
発生器4の発生する走査信号で偏向系4Aを制御し、試料
表面を走査する。試料の結晶構造の見たい領域を選択し
たのち、適当な試料上の位置に電子ビームを固定する。
次に電子銃1を第二モードとして放射電子線Er1の加
速電圧を100V程度に低下する。スイッチS3、S4を閉成し
て個体撮像素子の任意の1個が検出した電子流に比例し
た信号を表示部7の対応した位置に写す。
放射電子線のエネルギがほぼ一定のとき、前記1個の
個体撮像素子の検出した電子流の大きさは、弾性反射し
たものでは強く、非弾性反射では弱い。試料の表面構造
を調査するには、弾性反射した反射電子の回折パターン
のみが必要であるので、比較器8で、非弾性反射をした
弱い電子流のものを除去すると第3図のような回折像が
表示部7に示される。
放射電子線Er1の電流の大きさが10-6A程度であれば、
第二モードにおける反射電子線Er2の電流の大きさは10
-7A程度である。最近のシリコンのPNダイオード検出器
の検出感度は10-12A程度のものがある。
本実施例における個体撮像素子5Aの詳細を第4図に示
す。本実施例ではp型シリコン基板11にn-型不純物領域
(MOSトランジスタのドレイン領域)12と、入力する反
射電子線Er2の検出領域であるMOSトランジスタのソース
領域18およびSiO2層13が形成され、n型のポリシリコン
・ゲート電極15、Alドレイン電極16が設けられ、ポリイ
ミド層14で被覆された表面をAl遮断層17が蔽っている。
Al遮断層17は放射電子を遮断するから、放射電子線Er1
の照射部分には設けられていない。
前述のように、放射電子線と反射電子線との電流の大
きさはシリコンダイオードによる検出器の検出感度より
106桁位大きい。したがって、第2図に示すMOSトランジ
スタのソース領域18を他の領域に比して広くなるよう
に、すなわち103×103個の検出素子を配置することによ
り、試料表面の微細な領域の反射電子線によるパターン
情報が得られる。
実際には、反射電子は個体撮像素子全面に均一に照射
されるのではなく、第3図に示すように単結晶の場合な
どには強いスポット状のパターンとなる。従って個々の
素子に入射する電子は相当に多くなるので、第4図に示
す構造の素子で感度は充分である。
本考案の他の実施例による個体撮像素子の詳細を第5
図に示す。本図において、各符号はそれぞれ21はn型の
シリコン基板、22はp+型の不純物領域、23はSiO2領域、
24はプラズマチッ化膜、25はAl−Si(100:1)で作られ
たMOSトランジスタのソースおよびドレイン領域、26は
n型のポリシリコンのゲート電極、27はポリイミド層、
28は入射する電子のAl遮断層である。なおn型のポリシ
リコンのゲート電極26は入射する電子を吸収する。電子
を吸収するとゲートが負の電位を保つ。下地のシリコン
の不純物濃度やゲートのSiO2の膜厚を適当に選ぶことに
より、ゲートの負電位が所定値より小さくなると、p型
のMOSトランジスタが作動する。
〔考案の効果〕
以上説明したように、本考案によれば、あらかじめ試
料の表面を走査して観察し、着目した位置についてその
物質の結晶構造その他をさらに微細に観測することがで
きる有用な装置を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は、本考案一実施例のブロック構成図。 第2図は、同実施例の第一モードの画像(二次電子像)
を示す図。 第3図は、同じく第二モードの画像(回折像)を示す
図。 第4図は、同実施例の個体撮像素子の詳細図。 第5図は、本考案他の実施例の個体撮像素子の詳細図。 第6図は、従来例の説明図。 第7図は、他の従来例の説明図。 1、Gn……電子銃、2、Sa……試料、2DS……二次元低
エネルギ電子検出器、3……ステージ、3A……位置信号
発生器、3B……位置移動機構、4……走査信号発生器、
4A……偏向系、5……検出手段である固体撮像素子面
板、5A……マトリドクス状に配置された固体撮像素子、
5B……小孔、5C……銅製の筒、6……検出手段である二
次電子検出器、7……表示部、8……増幅器付きの比較
器、9……超高真空チャンバ、11……p型シリコン基
板、12……n-型不純物領域、13……SiO2層、14、27……
ポリイミド層、15……ポリシリコン・ゲート電極、16…
…Alドレイン電極、17、28……Al遮断層、18……MOSト
ランジスタのソース領域、21……n型シリコン基板、22
……p+型の不純物領域、23……SiO2領域、24……プラズ
マチッ化膜、25……MOSトランジスタのソースおよびド
レイン領域、26……ポリシリコンのゲート電極、CS……
コレクタスクリーン、Er1……放射電子線、Er2……第二
モードにおける反射電子線、Er3……第一モードにおけ
る二次電子線、Gr……グリッド、Gr1……阻止グリッ
ド、MP……マイクロチャネルプレート、PSR……位置敏
感検出器、RI……ラスタイメージ、SS……スコープスク
リーン。

Claims (2)

    【実用新案登録請求の範囲】
  1. 【請求項1】電子銃と、この電子銃から発生する電子線
    を試料表面に照射する手段と、この試料表面で発生もし
    くは反射する電子を検出する検出手段とを備えた電子線
    回折装置において、 前記電子銃は、その発生する電子線が、前記試料表面に
    高速に当たり試料表面の二次電子像を発生させる第一モ
    ードと、前記試料表面で低速度電子回折を発生させる程
    度の低エネルギの電子線を発生させる第二モードとの二
    つの動作モードに切換えられる構成であり、 前記検出手段は、前記第一モードで前記試料表面から発
    生する二次電子像を捉える二次電子検出器と、前記第二
    モードで前記試料表面で反射する電子の回折パターンを
    検出するようにマトリクス状に配置された多数の固体撮
    像素子とを含む ことを特徴とする電子線回折装置。
  2. 【請求項2】前記固体撮像素子は、平面状に形成され、
    そのほぼ中心に前記電子銃から発生する電子線が通過す
    る小孔が設けられ、この小孔が円筒状の導体により囲ま
    れた構造である請求項1記載の電子線回折装置。
JP11447689U 1989-09-29 1989-09-29 電子線回折装置 Expired - Lifetime JPH088515Y2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP11447689U JPH088515Y2 (ja) 1989-09-29 1989-09-29 電子線回折装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP11447689U JPH088515Y2 (ja) 1989-09-29 1989-09-29 電子線回折装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH0352946U JPH0352946U (ja) 1991-05-22
JPH088515Y2 true JPH088515Y2 (ja) 1996-03-06

Family

ID=31662843

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP11447689U Expired - Lifetime JPH088515Y2 (ja) 1989-09-29 1989-09-29 電子線回折装置

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH088515Y2 (ja)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2000016372A1 (fr) * 1998-09-11 2000-03-23 Japan Science And Technology Corporation Appareil de diffraction d'electrons a haute energie
JP4616964B2 (ja) * 2000-04-25 2011-01-19 前田 則男 破壊行為の監視システム
KR101702803B1 (ko) * 2013-05-15 2017-02-22 각코호진 오키나와가가쿠기쥬츠다이가쿠인 다이가쿠가쿠엔 Sem에 대한 leed
JP6359002B2 (ja) * 2015-12-14 2018-07-18 株式会社Tslソリューションズ Ebsd検出装置

Also Published As

Publication number Publication date
JPH0352946U (ja) 1991-05-22

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR102454320B1 (ko) 복수의 하전 입자 빔들을 이용하여 샘플을 검사하는 장치 및 방법
KR940009764B1 (ko) 기체환경에서 사용되는 전자 검출기를 가진 환경 주사형 전자 현미경
JP5102580B2 (ja) 荷電粒子線応用装置
US5552602A (en) Electron microscope
US10665419B2 (en) Intelligent pre-scan in scanning transmission charged particle microscopy
TWI723842B (zh) 場可程式偵測器陣列
JP2014225354A (ja) 走査荷電粒子顕微鏡、画像取得方法、および電子検出方法
JP2017537426A (ja) 定量的な二次電子検出
JP7105647B2 (ja) 透過型荷電粒子顕微鏡における回折パターン検出
US20190311882A1 (en) Studying dynamic specimens in a transmission charged particle microscope
US6552338B1 (en) Ion photon emission microscope
JP2019194585A (ja) 電子顕微鏡におけるeels検出技術
JP6880209B2 (ja) 走査電子顕微鏡
US6291823B1 (en) Ion-induced electron emission microscopy
JPH088515Y2 (ja) 電子線回折装置
WO2017023574A1 (en) Segmented detector for a charged particle beam device
Fan et al. ASIC-based event-driven 2D digital electron counter for TEM imaging
US11417498B2 (en) Method of manufacturing a charged particle detector
JPH10214586A (ja) 走査型電子顕微鏡
US20060198494A1 (en) Three-dimensional structure analyzing system
US10699872B2 (en) Discriminative imaging technique in scanning transmission charged particle microscopy
Zha et al. Direct detection of low-energy electrons with a novel CMOS APS sensor
JPH08162060A (ja) 電子検出装置および電子顕微鏡装置
JPH024442Y2 (ja)
Nihei et al. Submicron secondary ion mass spectrometer for three-dimensional analysis of microstructure