JPH10162764A - 走査電子顕微鏡の試料装置 - Google Patents
走査電子顕微鏡の試料装置Info
- Publication number
- JPH10162764A JPH10162764A JP32289296A JP32289296A JPH10162764A JP H10162764 A JPH10162764 A JP H10162764A JP 32289296 A JP32289296 A JP 32289296A JP 32289296 A JP32289296 A JP 32289296A JP H10162764 A JPH10162764 A JP H10162764A
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- JP
- Japan
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- sample
- electron beam
- electron microscope
- scanning electron
- tilt
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 大きな径の試料であってもＺ方向の移動をせ
ず試料の傾斜観察を行うことができる走査電子顕微鏡の
試料装置を実現する。 【解決手段】 試料６を傾斜して観察する場合、試料６
は傾斜中心位置Ｄを中心として傾斜される。この傾斜中
心位置Ｄがステージのユーセントリック位置であり、こ
の位置Ｄは電子ビームの光軸Ｏからずらされている。傾
斜された試料６は図面上では点線で示されている。この
ように構成すると、試料６を傾斜させても、試料をＺ軸
方向に移動（図面上下方に移動）させることなく、試料
６が対物レンズ１に接触したり衝突したりすることは防
止できる。
ず試料の傾斜観察を行うことができる走査電子顕微鏡の
試料装置を実現する。 【解決手段】 試料６を傾斜して観察する場合、試料６
は傾斜中心位置Ｄを中心として傾斜される。この傾斜中
心位置Ｄがステージのユーセントリック位置であり、こ
の位置Ｄは電子ビームの光軸Ｏからずらされている。傾
斜された試料６は図面上では点線で示されている。この
ように構成すると、試料６を傾斜させても、試料をＺ軸
方向に移動（図面上下方に移動）させることなく、試料
６が対物レンズ１に接触したり衝突したりすることは防
止できる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、試料を傾斜して観
察する際に用いて最適な走査電子顕微鏡の試料装置に関
する。
察する際に用いて最適な走査電子顕微鏡の試料装置に関
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
た電子ビームをコンデンサレンズと対物レンズによって
試料に照射し、更に、試料に照射される電子ビームを走
査コイルにより２次元的に走査している。この試料への
電子ビームの照射によって発生した２次電子は、検出器
によって検出され、検出信号は電子ビームの走査と同期
した陰極線管に供給されて試料の走査２次電子像が表示
される。
た電子ビームをコンデンサレンズと対物レンズによって
試料に照射し、更に、試料に照射される電子ビームを走
査コイルにより２次元的に走査している。この試料への
電子ビームの照射によって発生した２次電子は、検出器
によって検出され、検出信号は電子ビームの走査と同期
した陰極線管に供給されて試料の走査２次電子像が表示
される。
【０００３】このような走査電子顕微鏡において、試料
像の観察は、試料を水平方向であるＸ，Ｙ方向に移動さ
せたり、垂直方向であるＺ方向に移動させたり、傾斜や
回転させて行っている。このため、試料はＸ，Ｙ，Ｚ方
向の移動と傾斜と回転ができるゴニオステージ上に載せ
られる。
像の観察は、試料を水平方向であるＸ，Ｙ方向に移動さ
せたり、垂直方向であるＺ方向に移動させたり、傾斜や
回転させて行っている。このため、試料はＸ，Ｙ，Ｚ方
向の移動と傾斜と回転ができるゴニオステージ上に載せ
られる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】上記したステージとし
ては、試料を傾斜させても電子ビームの照射位置が変化
しないユーセントリックステージが採用されている。図
１は従来の通常の試料の観察の様子を示している。図中
１は対物レンズ（磁極）であり、対物レンズ１の下方に
試料２が設けられている。試料２は直径が１０ｍｍ程度
の大きさのブロック３の表面に導電性塗料等で固定され
ている。このブロック３はＸ，Ｙ，Ｚ方向の移動と傾斜
と回転ができるゴニオステージ４上に載せられる。
ては、試料を傾斜させても電子ビームの照射位置が変化
しないユーセントリックステージが採用されている。図
１は従来の通常の試料の観察の様子を示している。図中
１は対物レンズ（磁極）であり、対物レンズ１の下方に
試料２が設けられている。試料２は直径が１０ｍｍ程度
の大きさのブロック３の表面に導電性塗料等で固定され
ている。このブロック３はＸ，Ｙ，Ｚ方向の移動と傾斜
と回転ができるゴニオステージ４上に載せられる。
【０００５】この図１のように、試料２自体が小さい場
合には、ゴニオステージ４を高い角度で傾斜させても、
試料２が対物レンズ１に衝突することはない。しかしな
がら、図２に示すように、試料５が半導体ウエハのよう
に大きな径のものの場合は、試料を傾斜させて観察しよ
うとすると、試料５が傾斜によって対物レンズ１と衝突
するため、試料５をＺ方向に移動させ、試料５と対物レ
ンズ１の下面との間の距離（ワーキングディスタンス；
以下ＷＤと記す）を大きくした上で、試料５を傾斜させ
るようにしなければならない。なお、破線の位置が試料
５を傾斜させた状態である。
合には、ゴニオステージ４を高い角度で傾斜させても、
試料２が対物レンズ１に衝突することはない。しかしな
がら、図２に示すように、試料５が半導体ウエハのよう
に大きな径のものの場合は、試料を傾斜させて観察しよ
うとすると、試料５が傾斜によって対物レンズ１と衝突
するため、試料５をＺ方向に移動させ、試料５と対物レ
ンズ１の下面との間の距離（ワーキングディスタンス；
以下ＷＤと記す）を大きくした上で、試料５を傾斜させ
るようにしなければならない。なお、破線の位置が試料
５を傾斜させた状態である。
【０００６】このため、各試料のサイズに対する試料傾
斜角度とＷＤを表にしておき、試料の傾斜観察に際して
は、この表を参考にして必要なだけＷＤを大きくした上
で所望の角度試料を傾斜させ、像の観察を行っていた。
このようなＷＤを変化させる（試料をＺ方向に移動させ
る）動作は甚だ面倒である。
斜角度とＷＤを表にしておき、試料の傾斜観察に際して
は、この表を参考にして必要なだけＷＤを大きくした上
で所望の角度試料を傾斜させ、像の観察を行っていた。
このようなＷＤを変化させる（試料をＺ方向に移動させ
る）動作は甚だ面倒である。
【０００７】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、大きな径の試料であってもＺ方向
の移動をせず試料の傾斜観察を行うことができる走査電
子顕微鏡の試料装置を実現するにある。
もので、その目的は、大きな径の試料であってもＺ方向
の移動をせず試料の傾斜観察を行うことができる走査電
子顕微鏡の試料装置を実現するにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】請求項１の発明に基づく
走査電子顕微鏡の試料装置は、対物レンズによって試料
上に電子ビームを細く集束し、試料への電子ビームの照
射によって発生した信号に基づいて試料像を表示するよ
うにした走査電子顕微鏡において、試料の傾斜観察時に
傾斜中心位置を電子ビームの光軸からずらすように構成
したことを特徴としている。
走査電子顕微鏡の試料装置は、対物レンズによって試料
上に電子ビームを細く集束し、試料への電子ビームの照
射によって発生した信号に基づいて試料像を表示するよ
うにした走査電子顕微鏡において、試料の傾斜観察時に
傾斜中心位置を電子ビームの光軸からずらすように構成
したことを特徴としている。
【０００９】請求項１の発明では、試料の傾斜中心位置
を電子ビームの光軸から外す。請求項２の発明に基づく
走査電子顕微鏡の試料装置は、傾斜前と傾斜後における
試料上の電子ビームの照射位置を一致させたことを特徴
としている。
を電子ビームの光軸から外す。請求項２の発明に基づく
走査電子顕微鏡の試料装置は、傾斜前と傾斜後における
試料上の電子ビームの照射位置を一致させたことを特徴
としている。
【００１０】請求項３の発明に基づく走査電子顕微鏡の
試料装置は、試料を傾斜させる傾斜台を機械的に試料の
傾斜中心軸（ユーセントリック軸）と垂直な方向に移動
できるように構成したことを特徴としている。
試料装置は、試料を傾斜させる傾斜台を機械的に試料の
傾斜中心軸（ユーセントリック軸）と垂直な方向に移動
できるように構成したことを特徴としている。
【００１１】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施の形態を詳細に説明する。図３は本発明に基づく走査
電子顕微鏡の要部を示しており、図１，図２に示した従
来装置と同一部分には同一番号が付してある。図３にお
いて、対物レンズ１の下部には、試料６が配置されてい
る。試料６は実線の状態で水平方向に位置されており、
この場合には、対物レンズ１の下面と試料６との間の距
離ＷＤは、高い分解能を維持するために極力短くされて
いる。すなわち、試料が対物レンズ１に近付く程電子ビ
ームの試料表面でのサイズを小さくできるからである。
施の形態を詳細に説明する。図３は本発明に基づく走査
電子顕微鏡の要部を示しており、図１，図２に示した従
来装置と同一部分には同一番号が付してある。図３にお
いて、対物レンズ１の下部には、試料６が配置されてい
る。試料６は実線の状態で水平方向に位置されており、
この場合には、対物レンズ１の下面と試料６との間の距
離ＷＤは、高い分解能を維持するために極力短くされて
いる。すなわち、試料が対物レンズ１に近付く程電子ビ
ームの試料表面でのサイズを小さくできるからである。
【００１２】次に試料６を傾斜して観察する場合、試料
６は傾斜中心位置Ｄを中心として傾斜される。この傾斜
中心位置Ｄがステージのユーセントリック位置であり、
この位置Ｄは電子ビームの光軸Ｏからずらされている。
傾斜された試料６は図面上では点線で示されている。
６は傾斜中心位置Ｄを中心として傾斜される。この傾斜
中心位置Ｄがステージのユーセントリック位置であり、
この位置Ｄは電子ビームの光軸Ｏからずらされている。
傾斜された試料６は図面上では点線で示されている。
【００１３】このように構成すると、試料６を傾斜させ
ても、試料をＺ軸方向に移動（図面上下方に移動）させ
ることなく、試料６が対物レンズ１に接触したり衝突し
たりすることは防止できる。
ても、試料をＺ軸方向に移動（図面上下方に移動）させ
ることなく、試料６が対物レンズ１に接触したり衝突し
たりすることは防止できる。
【００１４】さて、試料６を例えば、４５°傾斜させた
とき、電子ビームの照射位置が試料を水平に配置したと
きの照射位置と一致させるようにすることは重要であ
る。ここで、この実施の形態では、試料６が水平のとき
の電子ビームの照射位置をＡとし、４５°傾斜させたと
きの電子ビームの照射位置をＢとする。また、試料６が
水平のときと４５°傾斜させたときの試料表面上の交点
をＣとし、直線ＡＢの垂直二等分線とＡ，Ｂ，Ｃを通る
円の交点をＤとする。ＡＤＢの角度は４５°であるか
ら、距離ＤＡ及びＤＢは同じ長さとなる。したがって、
このＤ点を試料６の傾斜中心、すなわち、ユーセントリ
ック位置にすると、試料を傾斜させても、その傾斜の前
後でＡ点とＢ点は同じ位置（電子ビームの光軸と交わ
る）となり、傾斜による試料観察位置のずれはなくな
る。
とき、電子ビームの照射位置が試料を水平に配置したと
きの照射位置と一致させるようにすることは重要であ
る。ここで、この実施の形態では、試料６が水平のとき
の電子ビームの照射位置をＡとし、４５°傾斜させたと
きの電子ビームの照射位置をＢとする。また、試料６が
水平のときと４５°傾斜させたときの試料表面上の交点
をＣとし、直線ＡＢの垂直二等分線とＡ，Ｂ，Ｃを通る
円の交点をＤとする。ＡＤＢの角度は４５°であるか
ら、距離ＤＡ及びＤＢは同じ長さとなる。したがって、
このＤ点を試料６の傾斜中心、すなわち、ユーセントリ
ック位置にすると、試料を傾斜させても、その傾斜の前
後でＡ点とＢ点は同じ位置（電子ビームの光軸と交わ
る）となり、傾斜による試料観察位置のずれはなくな
る。
【００１５】なお、試料６の傾斜の途中では、試料の観
察位置はずれることになるが、この傾斜動作の途中で試
料６が載せられたステージ（図示せず）をＸあるいはＹ
方向に移動させ、常に試料６の観察位置が光軸上にあっ
てずれないように構成することは望ましい。
察位置はずれることになるが、この傾斜動作の途中で試
料６が載せられたステージ（図示せず）をＸあるいはＹ
方向に移動させ、常に試料６の観察位置が光軸上にあっ
てずれないように構成することは望ましい。
【００１６】図４は本発明の他の実施の形態を説明する
ための図である。図４（ａ）の状態は、ユーセントリッ
ク軸が光軸上で更に試料７の表面にある場合であり、Ｗ
Ｄが比較的大きく、試料の傾斜により電子ビームのフォ
ーカスおよび観察位置がずれない状態を示している。
ための図である。図４（ａ）の状態は、ユーセントリッ
ク軸が光軸上で更に試料７の表面にある場合であり、Ｗ
Ｄが比較的大きく、試料の傾斜により電子ビームのフォ
ーカスおよび観察位置がずれない状態を示している。
【００１７】図４（ｂ）は試料７をステージのＺ軸移動
機構（図示せず）を用いて上方におしあげたケースで、
試料７を傾斜中心Ｄで傾斜させると、試料７は対物レン
ズ１に接触してしまう状態を示している。
機構（図示せず）を用いて上方におしあげたケースで、
試料７を傾斜中心Ｄで傾斜させると、試料７は対物レン
ズ１に接触してしまう状態を示している。
【００１８】図４（ｃ）は本発明の他の実施の形態の場
合であり、試料７を対物レンズ１に近付けて更に傾斜さ
せる場合で、ユーセントリック位置Ｄを機械的に電子ビ
ームの光軸からずらしている。このように構成すると、
試料７を傾斜させても試料７が対物レンズ１と接触する
ことは防げる。
合であり、試料７を対物レンズ１に近付けて更に傾斜さ
せる場合で、ユーセントリック位置Ｄを機械的に電子ビ
ームの光軸からずらしている。このように構成すると、
試料７を傾斜させても試料７が対物レンズ１と接触する
ことは防げる。
【００１９】図５は図４（ｃ）の場合の機械的にユーセ
ントリック位置を光軸からずらすための傾斜台の一例を
示している。図において、８，９は支柱であり、支柱
８，９はレール１０，１１上を移動できるように構成さ
れている。この移動の方向は、支柱８，９に設けられた
回転軸受１２，１３を通るユーセントリック軸Ｅに対し
て垂直な方向とされている。
ントリック位置を光軸からずらすための傾斜台の一例を
示している。図において、８，９は支柱であり、支柱
８，９はレール１０，１１上を移動できるように構成さ
れている。この移動の方向は、支柱８，９に設けられた
回転軸受１２，１３を通るユーセントリック軸Ｅに対し
て垂直な方向とされている。
【００２０】回転軸受１２，１３には傾斜台１４が係合
されており、傾斜台１４はユーセントリック軸Ｅを中心
として傾斜動作が可能となっている。この傾斜台１４上
に図示していないが、試料のＸ，Ｙ移動機構、回転機構
が載せられている。支柱８，９、傾斜台１４を含む傾斜
機構は、図示していないＺ軸移動機構の上に設けられて
いる。
されており、傾斜台１４はユーセントリック軸Ｅを中心
として傾斜動作が可能となっている。この傾斜台１４上
に図示していないが、試料のＸ，Ｙ移動機構、回転機構
が載せられている。支柱８，９、傾斜台１４を含む傾斜
機構は、図示していないＺ軸移動機構の上に設けられて
いる。
【００２１】この構成で、試料の傾斜は、傾斜台１４を
回動させることによって行うことができる。ここで、試
料と対物レンズとの間の距離ＷＤが短くされている状態
で試料を傾斜させる場合には、レール１０，１１上で支
柱８，９をユーセントリック軸Ｅとは垂直な方向に移動
させる。この結果、ユーセントリック軸Ｅは電子ビーム
の光軸から外れることになり、図４（ｃ）の状態とする
ことができる。
回動させることによって行うことができる。ここで、試
料と対物レンズとの間の距離ＷＤが短くされている状態
で試料を傾斜させる場合には、レール１０，１１上で支
柱８，９をユーセントリック軸Ｅとは垂直な方向に移動
させる。この結果、ユーセントリック軸Ｅは電子ビーム
の光軸から外れることになり、図４（ｃ）の状態とする
ことができる。
【００２２】
【発明の効果】請求項１の発明では、試料の傾斜中心位
置を電子ビームの光軸から外すように構成したので、大
きな試料を傾斜させても、Ｚ方向の移動をさせることな
く試料が対物レンズに接触することは防止される。
置を電子ビームの光軸から外すように構成したので、大
きな試料を傾斜させても、Ｚ方向の移動をさせることな
く試料が対物レンズに接触することは防止される。
【００２３】請求項２の発明では、傾斜前と傾斜後にお
ける試料上の電子ビームの照射位置を一致させたので、
視野移動なく像の観察を行うことができる。請求項３の
発明では、試料を傾斜させる傾斜台を機械的に試料の傾
斜中心軸（ユーセントリック軸）と垂直な方向に移動で
きるように構成したので、大きな試料を傾斜させても、
Ｚ方向の移動をさせることなく試料が対物レンズに接触
することは防止される。
ける試料上の電子ビームの照射位置を一致させたので、
視野移動なく像の観察を行うことができる。請求項３の
発明では、試料を傾斜させる傾斜台を機械的に試料の傾
斜中心軸（ユーセントリック軸）と垂直な方向に移動で
きるように構成したので、大きな試料を傾斜させても、
Ｚ方向の移動をさせることなく試料が対物レンズに接触
することは防止される。
【図１】従来の小さな試料の傾斜観察の様子を示す図で
ある。
ある。
【図２】従来の大きな試料の傾斜観察の様子を示す図で
ある。
ある。
【図３】本発明に基づく試料の傾斜の様子を示す図であ
る。
る。
【図４】本発明の他の実施の形態における試料傾斜の考
え方を示す図である。
え方を示す図である。
【図５】本発明の他の実施の形態に用いられる試料傾斜
台の一例を示す図である。
台の一例を示す図である。
１ 対物レンズ ６，７ 試料
Claims (3)
- 【請求項１】 対物レンズによって試料上に電子ビーム
を細く集束し、試料への電子ビームの照射によって発生
した信号に基づいて試料像を表示するようにした走査電
子顕微鏡において、試料の傾斜観察時に傾斜中心位置を
電子ビームの光軸からずらすように構成した走査電子顕
微鏡の試料装置。 - 【請求項２】 傾斜前と傾斜後における試料上の電子ビ
ームの照射位置を一致させた請求項１記載の走査電子顕
微鏡の試料装置。 - 【請求項３】 試料を傾斜させる傾斜台を機械的に試料
の傾斜中心軸と垂直な方向に移動できるように構成した
請求項１記載の走査電子顕微鏡の試料装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32289296A JPH10162764A (ja) | 1996-12-03 | 1996-12-03 | 走査電子顕微鏡の試料装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32289296A JPH10162764A (ja) | 1996-12-03 | 1996-12-03 | 走査電子顕微鏡の試料装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10162764A true JPH10162764A (ja) | 1998-06-19 |
Family
ID=18148788
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP32289296A Withdrawn JPH10162764A (ja) | 1996-12-03 | 1996-12-03 | 走査電子顕微鏡の試料装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10162764A (ja) |
-
1996
- 1996-12-03 JP JP32289296A patent/JPH10162764A/ja not_active Withdrawn
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20040203 |