JPH09161708A - 試料汚染物除去装置 - Google Patents
試料汚染物除去装置Info
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- JPH09161708A JPH09161708A JP7316303A JP31630395A JPH09161708A JP H09161708 A JPH09161708 A JP H09161708A JP 7316303 A JP7316303 A JP 7316303A JP 31630395 A JP31630395 A JP 31630395A JP H09161708 A JPH09161708 A JP H09161708A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】走査型電子顕微鏡により試料を観察する際に試
料表面に付着する汚染物のみを除去する試料汚染物除去
装置を提供する。 【解決手段】走査型電子顕微鏡で試料２の表面に付着す
る汚染物を除去する手段１１，１２と、汚染物を除去す
る際の終点を検出する手段７を持つ。
料表面に付着する汚染物のみを除去する試料汚染物除去
装置を提供する。 【解決手段】走査型電子顕微鏡で試料２の表面に付着す
る汚染物を除去する手段１１，１２と、汚染物を除去す
る際の終点を検出する手段７を持つ。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は走査型電子顕微鏡に
おける汚染物除去装置に関する。
おける汚染物除去装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】電子顕微鏡を用いて観察を行う際、特に
高倍率で観察を行う場合には試料表面に汚染物が堆積す
ることが知られている。電子顕微鏡では、真空チャンバ
からの放出ガス，シールや摺動部，信号線等の各種部材
からの放出ガス、ポンプのオイルからの逆拡散などが避
けられない。これらのハイドロカーボン分子の吸着や、
もともと試料に付着していた有機物が汚染物の原因であ
り、これらが電子線を受けることにより、カーボン膜を
形成すると言われている。このように試料表面に汚染物
が付着した場合、最表面に観察されるのは汚染物の表面
であるため、真の表面の像をとらえることはできない。
とくに、電子線を照射する事により汚染物が付着し、観
察する試料の寸法が変化することは重大な問題となる。
高倍率で観察を行う場合には試料表面に汚染物が堆積す
ることが知られている。電子顕微鏡では、真空チャンバ
からの放出ガス，シールや摺動部，信号線等の各種部材
からの放出ガス、ポンプのオイルからの逆拡散などが避
けられない。これらのハイドロカーボン分子の吸着や、
もともと試料に付着していた有機物が汚染物の原因であ
り、これらが電子線を受けることにより、カーボン膜を
形成すると言われている。このように試料表面に汚染物
が付着した場合、最表面に観察されるのは汚染物の表面
であるため、真の表面の像をとらえることはできない。
とくに、電子線を照射する事により汚染物が付着し、観
察する試料の寸法が変化することは重大な問題となる。
【０００３】汚染物を除去する方法としては、特開昭61
−256554号，特開平3−194845 号公報がある。
−256554号，特開平3−194845 号公報がある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】特開昭61−256554号公
報の開示例は、試料室内、もしくは試料室に隣接し開閉
扉により隔てられた真空排気室内に、試料に対し化学反
応性を有するガスを導入し高周波放電を起こすことによ
り、試料表面をプラズマエッチングし、汚染物を除去す
るものであり、特開平3−194845 号公報の開示例は、試
料室内に設けられたイオン照射装置で試料表面にイオン
ビームを照射して試料のクリーニングやエッチングをす
るものである。しかし、これらの開示例の場合、汚染物
除去がいつの時点で終了したのか、すなわちどのタイミ
ングでプラズマエッチング、もしくはイオンビーム照射
をやめるかが考慮されていなかった。したがって、試料
そのものがエッチングされ、ダメージを受ける可能性が
あった。汚染物を除去する際に試料表面にダメージを与
えることは、拡大観察が目的である電子顕微鏡にとって
は致命的な問題となる。したがって、試料の汚染度を検
知し、汚染層のみを速やかに取り除くことが必要とな
る。
報の開示例は、試料室内、もしくは試料室に隣接し開閉
扉により隔てられた真空排気室内に、試料に対し化学反
応性を有するガスを導入し高周波放電を起こすことによ
り、試料表面をプラズマエッチングし、汚染物を除去す
るものであり、特開平3−194845 号公報の開示例は、試
料室内に設けられたイオン照射装置で試料表面にイオン
ビームを照射して試料のクリーニングやエッチングをす
るものである。しかし、これらの開示例の場合、汚染物
除去がいつの時点で終了したのか、すなわちどのタイミ
ングでプラズマエッチング、もしくはイオンビーム照射
をやめるかが考慮されていなかった。したがって、試料
そのものがエッチングされ、ダメージを受ける可能性が
あった。汚染物を除去する際に試料表面にダメージを与
えることは、拡大観察が目的である電子顕微鏡にとって
は致命的な問題となる。したがって、試料の汚染度を検
知し、汚染層のみを速やかに取り除くことが必要とな
る。
【０００５】本発明の目的は、電子顕微鏡における試料
観察の際に表面に付着する汚染層のみを確実に除去する
装置を提供することにある。
観察の際に表面に付着する汚染層のみを確実に除去する
装置を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記目的は、走査型電子
顕微鏡において試料表面に付着する汚染物を除去する手
段と、汚染物を除去する際の終点を検出する手段を持つ
ことにより達成される。汚染物を除去する手段は、例え
ば、イオンエッチッグ，プラズマエッチングなどであ
る。また、汚染物除去の終点を検出する手段は、例えば
二次電子強度，半導体の配線線幅，質量分析計によるガ
ス成分分析結果をパラメータとし、この変化から終点を
検出するという方法である。これにより、試料表面の汚
染物のみを確実に除去し、試料がエッチングされること
を防ぎつつ、汚染のない真の表面を観察することが可能
になる。
顕微鏡において試料表面に付着する汚染物を除去する手
段と、汚染物を除去する際の終点を検出する手段を持つ
ことにより達成される。汚染物を除去する手段は、例え
ば、イオンエッチッグ，プラズマエッチングなどであ
る。また、汚染物除去の終点を検出する手段は、例えば
二次電子強度，半導体の配線線幅，質量分析計によるガ
ス成分分析結果をパラメータとし、この変化から終点を
検出するという方法である。これにより、試料表面の汚
染物のみを確実に除去し、試料がエッチングされること
を防ぎつつ、汚染のない真の表面を観察することが可能
になる。
【０００７】
【発明の実施の形態】図１に本発明の一実施例を示す。
図１で、１は電子銃、２は試料、３は二次電子検出器で
ある。また、１１は試料表面の汚染物を除去するイオン
銃、１０はイオン銃に供給されるイオン化ガスであり、
７は汚染物の除去の終点検出装置である。１２は終点検
出装置７からの信号を受けてイオン銃１１を制御する制
御装置である。電子銃１より発生した電子線は試料２に
照射され、それにより試料表面から発生した二次電子は
二次電子検出器３により検出される。二次電子検出器３
により検出された検出信号はインターフェース４を介し
て増幅器５に送られ像の信号となりディスプレイ６に出
力される。
図１で、１は電子銃、２は試料、３は二次電子検出器で
ある。また、１１は試料表面の汚染物を除去するイオン
銃、１０はイオン銃に供給されるイオン化ガスであり、
７は汚染物の除去の終点検出装置である。１２は終点検
出装置７からの信号を受けてイオン銃１１を制御する制
御装置である。電子銃１より発生した電子線は試料２に
照射され、それにより試料表面から発生した二次電子は
二次電子検出器３により検出される。二次電子検出器３
により検出された検出信号はインターフェース４を介し
て増幅器５に送られ像の信号となりディスプレイ６に出
力される。
【０００８】この際、電子線を照射することにより、雰
囲気中のハイドロカーボン，試料表面に付着していた有
機物などが、電子線からエネルギを受けアモルファスカ
ーボンなどの汚染物となり試料表面に徐々に堆積するこ
とがある。堆積量はごくわずかであるが、数万倍以上の
高倍率観察の場合には実際に見たい表面とは別のものを
観察していることになる。汚染物の堆積は電子線の照射
により起こるのであるから、照射直後は試料表面本来の
二次電子を検出している。しかし、試料表面にカーボン
等の別の材料が付着すると、発生する二次電子の強度は
変化する。したがって、本実施例ではまず二次電子検出
器に検出される値のうち電子線照射直後の値を初期値Ｉ
0 として終点検出装置７内のメモリ８に記憶する。電子
線走査により試料表面が汚染し二次電子の検出強度が変
化したら、イオン化ガス１０を供給し、イオン銃１１に
よりイオンビームを照射して除去操作を行う。あるｔ時
間除去操作を行った後、電子線照射を行い、二次電子の
検出を行う。この時の二次電子の値Ｉt を、メモリ８か
ら呼び出した初期値Ｉ0 と、比較回路９により比較し、
Ｉt が初期値Ｉ0 より弱い値であれば再度除去操作を行
う。Ｉt が初期値Ｉ0 と同じ値になるまでイオン化ガス
１０を供給し、イオン銃１１によりイオンビームを照射
して除去操作を行う。このように、汚染物を除去する手
段と汚染物の除去が終了した終点を検出する手段を備え
ることにより、試料にダメージを与えず、かつ汚染物を
残さない観察が可能となる。
囲気中のハイドロカーボン，試料表面に付着していた有
機物などが、電子線からエネルギを受けアモルファスカ
ーボンなどの汚染物となり試料表面に徐々に堆積するこ
とがある。堆積量はごくわずかであるが、数万倍以上の
高倍率観察の場合には実際に見たい表面とは別のものを
観察していることになる。汚染物の堆積は電子線の照射
により起こるのであるから、照射直後は試料表面本来の
二次電子を検出している。しかし、試料表面にカーボン
等の別の材料が付着すると、発生する二次電子の強度は
変化する。したがって、本実施例ではまず二次電子検出
器に検出される値のうち電子線照射直後の値を初期値Ｉ
0 として終点検出装置７内のメモリ８に記憶する。電子
線走査により試料表面が汚染し二次電子の検出強度が変
化したら、イオン化ガス１０を供給し、イオン銃１１に
よりイオンビームを照射して除去操作を行う。あるｔ時
間除去操作を行った後、電子線照射を行い、二次電子の
検出を行う。この時の二次電子の値Ｉt を、メモリ８か
ら呼び出した初期値Ｉ0 と、比較回路９により比較し、
Ｉt が初期値Ｉ0 より弱い値であれば再度除去操作を行
う。Ｉt が初期値Ｉ0 と同じ値になるまでイオン化ガス
１０を供給し、イオン銃１１によりイオンビームを照射
して除去操作を行う。このように、汚染物を除去する手
段と汚染物の除去が終了した終点を検出する手段を備え
ることにより、試料にダメージを与えず、かつ汚染物を
残さない観察が可能となる。
【０００９】図２に本発明の他の実施例を示す。この実
施例は第一の実施例に汚染物の除去操作時間を算出する
演算回路を付加したものである。図２で、１３は演算回
路である。汚染物により二次電子強度が下がった場合、
図３に示すように除去操作を施すにしたがい二次電子強
度は回復し、ｔx 時間後にその時の二次電子強度Ｉxは
初期値Ｉ0 と同じ値となる。本実施例では、試料表面の
汚染物を除去する際に、メモリ８内に記憶しておいた二
次電子の初期値Ｉ0 と、あるｔ時間除去操作を行った後
の二次電子の値Ｉt の値から、演算回路１３により残り
の汚染物を除去するのに必要な時間ｔx を求め、除去操
作を停止させる。したがって、除去操作の途中で除去具
合を確認する必要がなく、計算により求められた時間連
続して除去操作を行うことができる。この場合、最終的
に電子線を照射して二次電子を検出し、比較回路により
除去が完了したかどうかを確認すればより確実である。
施例は第一の実施例に汚染物の除去操作時間を算出する
演算回路を付加したものである。図２で、１３は演算回
路である。汚染物により二次電子強度が下がった場合、
図３に示すように除去操作を施すにしたがい二次電子強
度は回復し、ｔx 時間後にその時の二次電子強度Ｉxは
初期値Ｉ0 と同じ値となる。本実施例では、試料表面の
汚染物を除去する際に、メモリ８内に記憶しておいた二
次電子の初期値Ｉ0 と、あるｔ時間除去操作を行った後
の二次電子の値Ｉt の値から、演算回路１３により残り
の汚染物を除去するのに必要な時間ｔx を求め、除去操
作を停止させる。したがって、除去操作の途中で除去具
合を確認する必要がなく、計算により求められた時間連
続して除去操作を行うことができる。この場合、最終的
に電子線を照射して二次電子を検出し、比較回路により
除去が完了したかどうかを確認すればより確実である。
【００１０】図４に本発明の他の実施例を示す。図４で
１４はディスプレイ６に出力された画像の任意の部分の
寸法を測定する測長器である。二次電子像は試料表面の
凹凸情報から画像を得ているので、表面に汚染物質が堆
積すれば凸部分の寸法は膨らむことに、凹部分の寸法は
減少することになる。汚染物の堆積は電子線の照射時間
が長くなるにつれて増加する。したがって、電子線照射
直後の寸法は試料表面本来の寸法を示している。本実施
例では電子線照射直後に得られている画像のうち、寸法
を測定する代表的なものを少なくとも一つ選び、寸法Ｗ
0 を測長し、初期値としてメモリ８に記憶する。電子線
照射時間の増加により寸法が大きくなってきたらイオン
化ガス１０をイオン銃１１に供給し、イオンビームを照
射して汚染物除去操作を行う。あるｔ時間除去操作を行
った後の代表寸法の値Ｗt を、メモリ８から呼び出した
初期値Ｗ0 と比較回路９により比較する。Ｗt が初期値
Ｗ0 と同じ値になるまでイオン化ガス１０を供給し、イ
オン銃１１によりイオンビームを照射して汚染物を除去
する。
１４はディスプレイ６に出力された画像の任意の部分の
寸法を測定する測長器である。二次電子像は試料表面の
凹凸情報から画像を得ているので、表面に汚染物質が堆
積すれば凸部分の寸法は膨らむことに、凹部分の寸法は
減少することになる。汚染物の堆積は電子線の照射時間
が長くなるにつれて増加する。したがって、電子線照射
直後の寸法は試料表面本来の寸法を示している。本実施
例では電子線照射直後に得られている画像のうち、寸法
を測定する代表的なものを少なくとも一つ選び、寸法Ｗ
0 を測長し、初期値としてメモリ８に記憶する。電子線
照射時間の増加により寸法が大きくなってきたらイオン
化ガス１０をイオン銃１１に供給し、イオンビームを照
射して汚染物除去操作を行う。あるｔ時間除去操作を行
った後の代表寸法の値Ｗt を、メモリ８から呼び出した
初期値Ｗ0 と比較回路９により比較する。Ｗt が初期値
Ｗ0 と同じ値になるまでイオン化ガス１０を供給し、イ
オン銃１１によりイオンビームを照射して汚染物を除去
する。
【００１１】図５に本発明の他の実施例を示す。この実
施例は図４に示した実施例に汚染物の除去操作時間を算
出する演算回路を付加したものである。本実施例では、
試料表面の汚染物を除去する際に、メモリ８内に記憶し
ておいたはじめの代表寸法の値Ｗ0 と、あるｔ時間除去
操作を行った後の代表寸法の値Ｗt から、演算回路１３
により残りの汚染物を除去するのに必要な時間をもと
め、除去操作を停止させる。
施例は図４に示した実施例に汚染物の除去操作時間を算
出する演算回路を付加したものである。本実施例では、
試料表面の汚染物を除去する際に、メモリ８内に記憶し
ておいたはじめの代表寸法の値Ｗ0 と、あるｔ時間除去
操作を行った後の代表寸法の値Ｗt から、演算回路１３
により残りの汚染物を除去するのに必要な時間をもと
め、除去操作を停止させる。
【００１２】図６に本発明の他の実施例を示す。試料２
の表面の汚染物をイオンビーム照射等により除去する場
合、除去の際に発生するガス成分を質量分析計１５によ
りモニタし、除去の完了時点を検出するものである。表
面に付着した汚染物をイオンビーム照射等により除去す
る場合、汚染物はガス化されるためカーボン系のガスが
発生する。したがって、カーボン系のガスを質量分析計
でモニタしておき、カーボン系のガスが発生しなくなっ
たところを除去操作の終点と判断し、イオン銃制御装置
１２に信号を発信し除去操作を停止する。ただし、本方
法は試料が金属などの場合は有効であるが、カーボン系
の材料の場合には試料がエッチングされてもカーボン系
のガスが発生するため、有効ではない。
の表面の汚染物をイオンビーム照射等により除去する場
合、除去の際に発生するガス成分を質量分析計１５によ
りモニタし、除去の完了時点を検出するものである。表
面に付着した汚染物をイオンビーム照射等により除去す
る場合、汚染物はガス化されるためカーボン系のガスが
発生する。したがって、カーボン系のガスを質量分析計
でモニタしておき、カーボン系のガスが発生しなくなっ
たところを除去操作の終点と判断し、イオン銃制御装置
１２に信号を発信し除去操作を停止する。ただし、本方
法は試料が金属などの場合は有効であるが、カーボン系
の材料の場合には試料がエッチングされてもカーボン系
のガスが発生するため、有効ではない。
【００１３】なお、各実施形態では汚染物除去手段とし
て、イオン銃からイオンビームを照射する方法を代表例
として説明したが、本発明はこれに限定されるものでな
く、高周波、あるいは直流のプラズマを発生させ除去す
る手段、オゾン発生器によりオゾンを発生させ試料に当
てて除去する手段でも同様の効果が得られる。
て、イオン銃からイオンビームを照射する方法を代表例
として説明したが、本発明はこれに限定されるものでな
く、高周波、あるいは直流のプラズマを発生させ除去す
る手段、オゾン発生器によりオゾンを発生させ試料に当
てて除去する手段でも同様の効果が得られる。
【００１４】
【発明の効果】本発明によれば、電子顕微鏡で試料を観
察する際に、試料に対するダメージを防ぎつつ、付着す
る汚染物を除去することができるため、汚染のない真の
表面を観察することが可能となる。
察する際に、試料に対するダメージを防ぎつつ、付着す
る汚染物を除去することができるため、汚染のない真の
表面を観察することが可能となる。
【図１】本発明の一実施例のブロック図。
【図２】本発明の第二実施例のブロック図。
【図３】汚染物除去による二次電子強度の変化を表す特
性図。
性図。
【図４】本発明の第三実施例を示すブロック図。
【図５】本発明の第四実施例を示すブロック図。
【図６】本発明の第五実施例を示すブロック図。
【符号の説明】 １…電子銃、２…試料、３…二次電子検出器、４…イン
ターフェース、５…増幅器、６…ディスプレイ、７…汚
染物除去終点検出装置、８…メモリ、９…比較回路、１
０…イオン化ガス、１１…イオン銃、１２…イオン銃制
御装置。
ターフェース、５…増幅器、６…ディスプレイ、７…汚
染物除去終点検出装置、８…メモリ、９…比較回路、１
０…イオン化ガス、１１…イオン銃、１２…イオン銃制
御装置。
Claims (7)
- 【請求項１】試料上に電子線を照射し、発生する二次電
子または反射電子を検出することにより前記試料の表面
を観察する走査型電子顕微鏡において、前記試料の表面
に付着する汚染物を除去する手段と、前記汚染物を除去
する際の終点を検出する手段をもつことを特徴とする試
料汚染物除去装置。 - 【請求項２】前記汚染物除去の際の前記終点検出手段
は、あらかじめ観察開始時の二次電子強度を記憶し、観
察開始時の二次電子強度と汚染物除去操作後の二次電子
強度を比較することにより終点を決定する請求項１に記
載の試料汚染物除去装置。 - 【請求項３】請求項２において、前記汚染物の除去操作
開始時の二次電子強度とある一定時間汚染物除去操作を
施した後の二次電子強度から、汚染物除去に要する時間
を算出する演算機能を備え、その時間から除去操作の終
点を決定する試料汚染物除去装置。 - 【請求項４】前記汚染物の除去の際の前記終点検出手段
は、観察する像の中から寸法を測定する代表的なものを
少なくとも一つ選び、寸法を測定するとともにかつ寸法
を記憶し、観察開始時の寸法と汚染物除去操作後の寸法
を比較することにより終点を決定する請求項１に記載の
試料汚染物除去装置。 - 【請求項５】請求項４において、前記汚染物の除去操作
開始時の寸法とある一定時間汚染物除去操作を施した後
の寸法から、汚染物除去に要する時間を算出する演算機
能を備え、その時間から除去操作の終点を決定する試料
汚染物除去装置。 - 【請求項６】前記汚染物の除去の際の検出手段として、
汚染物を除去する際に発生するガス分子を質量分析計に
より検出し、ガス成分の変化から除去操作の終点を決定
する請求項１に記載の試料汚染物除去装置。 - 【請求項７】前記試料の表面に付着する汚染物を除去す
る手段は、前記汚染物をエッチングすることである請求
項１に記載の試料汚染物除去装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7316303A JPH09161708A (ja) | 1995-12-05 | 1995-12-05 | 試料汚染物除去装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7316303A JPH09161708A (ja) | 1995-12-05 | 1995-12-05 | 試料汚染物除去装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09161708A true JPH09161708A (ja) | 1997-06-20 |
Family
ID=18075630
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7316303A Pending JPH09161708A (ja) | 1995-12-05 | 1995-12-05 | 試料汚染物除去装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09161708A (ja) |
-
1995
- 1995-12-05 JP JP7316303A patent/JPH09161708A/ja active Pending
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