JPH10334844A - 走査電子顕微鏡 - Google Patents

走査電子顕微鏡

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JPH10334844A
JPH10334844A JP14514197A JP14514197A JPH10334844A JP H10334844 A JPH10334844 A JP H10334844A JP 14514197 A JP14514197 A JP 14514197A JP 14514197 A JP14514197 A JP 14514197A JP H10334844 A JPH10334844 A JP H10334844A
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JP
Japan
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sample
scanning
electron beam
voltage
electron
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JP14514197A
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English (en)
Inventor
Nobuaki Tamura
伸昭 田村
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Jeol Ltd
Original Assignee
Jeol Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 試料に電圧を印加して電子ビームを減速させ
る場合でも、観察像の倍率の誤差が生じない走査電子顕
微鏡を実現する。 【解決手段】 制御回路24は各加速電圧と対物レンズ
の励磁強度と試料印加電圧の組み合わせに応じた補正信
号を予め記憶しておき、供給される3種の信号に基づい
て記憶してある組み合わせの補正信号を読み出し、この
補正信号に基づいて走査電源21を制御する。走査電源
21では、設定された倍率に応じた振幅の走査信号に対
して、制御回路24から供給された補正信号によりその
振幅を補正する。この結果、設定倍率に応じた振幅の走
査信号により電子ビームを走査すると、試料への電圧印
加により、倍率に応じた試料の領域よりも広い領域を電
子ビームが走査することになる場合、走査信号の振幅は
補正信号により小さくされる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する分野】本発明は、試料に電圧を印加して
も、設定倍率に応じて正確に像の表示を行うことができ
る走査電子顕微鏡に関する。
【0002】
【従来の技術】走査電子顕微鏡では、電子銃から発生し
加速された電子ビームをコンデンサレンズと対物レンズ
で試料上に細く集束すると共に、試料の所望の2次元領
域を電子ビームで走査するようにしている。
【0003】試料への電子ビームの照射によって発生し
た例えば2次電子は、2次電子検出器によって検出され
る。検出器の検出信号は、その振幅や輝度レベルが調整
された後、陰極線管に輝度変調信号として供給され、そ
の結果、陰極線管上には試料の走査2次電子像が表示さ
れる。
【0004】ところで、このような走査電子顕微鏡で
は、電子ビームの加速電圧を数百ボルトから数十ボルト
の範囲でステップ状に変えることが可能となっている。
この電子ビームの加速電圧を変える目的であるが、例え
ば、試料の元素分析を行う際には、分析したい元素の特
性X線エネルギーに応じて、特性X線を発生可能な加速
電圧に設定する必要が生じる。
【0005】また、絶縁物試料を観察する場合、試料へ
の電子ビームの照射による2次電子発生効率が1または
それ以上となる加速電圧を選択し、試料のマイナス電位
への帯電を防止し、得られる画像のチャージアップ現象
を防ぐようにしている。
【0006】更に、電子ビームの照射エネルギーによっ
て損傷を受ける試料の観察、例えば、半導体の微細パタ
ーン等の観察では、加速電圧を下げ、プローブ電流量も
減らし、試料の損傷が発生しないようにしている。
【0007】また、電子ビームの加速電圧を変えること
により、試料内への電子ビームの侵入深さが変化し、特
に、1kボルト以下の低加速電圧にすることにより、試
料表面の酸化状態等、試料表面の状態に応じたコントラ
ストの画像を得ることができる。このように、走査電子
顕微鏡では、電子ビームの加速電圧を観察目的に応じて
変える必要がある。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】上記したように、走査
電子顕微鏡では電子ビームの加速電圧をステップ状に変
化できるように構成されているが、電子ビームの加速電
圧が1kボルト以下、特に数百ボルト以下になると、変
動する磁場により電子ビームが変動し、画像ノイズが出
やすくなる。また、地球磁場や走査電子顕微鏡の真空排
気用のイオンポンプのマグネットの直流磁場の影響を受
けやすくなり、鏡筒内の電子ビームの軸合わせも困難と
なる。
【0009】このような問題点を解決するため、試料に
電圧を印加することが考えられている。例えば、電子ビ
ームの加速電圧を−1kV、試料の印加電圧を−800
Vとすると、試料に照射される電子ビームのエネルギー
は、200Vとなる。このようにすると、試料の直前ま
で電子ビームのエネルギーは高く、電子ビームが外乱磁
場等の影響を比較的受けることが少なくなる。
【0010】この試料に電圧を印加する方式は実験的に
行われているが、試料表面近傍で入射電子ビームのエネ
ルギーが変化するため、電子ビームが偏向され、観察倍
率に誤差が発生することが明らかとなった。
【0011】この様子を図1を用いて説明する。図1で
1は対物レンズであり、対物レンズ1により電子ビーム
は試料2に細く集束される。3,4は電子ビームを試料
2上で2次元的に走査するための走査コイルである。こ
のような構成で、電子ビームの加速電圧は−1kVとさ
れ、試料2には、−800Vが印加されている。
【0012】この結果、モデル的に考えると、境界面S
を境にして、電子ビームの光軸Oに沿った垂直方向の領
域A1は、電子ビームのエネルギーが1kVの領域とな
り、垂直方向の領域A2は、電子ビームのエネルギーが
200Vの領域となる。
【0013】すなわち、境界面Sで電子ビームの加速が
変化し、電子ビームの水平方向(図では左右方向)の速
度は保たれたまま、垂直方向の速度が変化する。したが
って、電子ビームは点線で示すように屈折することにな
る。これが観察像の倍率の誤差の原因となる。
【0014】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、試料に電圧を印加して電子ビーム
を減速させる場合でも、観察像の倍率の誤差が生じない
走査電子顕微鏡を実現するにある。
【0015】
【課題を解決するための手段】第1の発明に基づく走査
電子顕微鏡は、電子銃からの電子ビームを試料上に細く
集束すると共に、試料上の電子ビームの照射位置を2次
元的に走査し、試料への電子ビームの照射にともなって
得られた信号に基づき、試料の走査像を得るようにした
走査電子顕微鏡において、試料に電圧を印加すると共
に、電子ビームの走査のための走査信号の振幅を試料へ
の印加電圧に応じて変化させるように構成したことを特
徴としている。
【0016】第1の発明では、試料に電圧を印加する場
合に、電子ビームの走査のための走査信号の振幅を試料
への印加電圧に応じて変化させ、観察像の倍率を正確に
維持する。
【0017】第2の発明に基づく走査電子顕微鏡は、第
1の発明において、電子ビームの走査のための走査信号
の振幅は、試料への印加電圧と電子銃の加速電圧に応じ
て変化させられることを特徴としている。
【0018】第2の発明では、試料に電圧を印加する場
合に、電子ビームの走査のための走査信号の振幅を試料
への印加電圧と電子銃の加速電圧に応じて変化させ、観
察像の倍率を正確に維持する。
【0019】第3の発明に基づく走査電子顕微鏡は、第
1の発明において、電子ビームの走査のための走査信号
の振幅は、試料への印加電圧と電子銃の加速電圧と対物
レンズの励磁強度に応じて変化させられることを特徴と
している。
【0020】第3の発明では、試料に電圧を印加する場
合に、電子ビームの走査のための走査信号の振幅を試料
への印加電圧と電子銃の加速電圧と対物レンズの励磁強
度に応じて変化させ、観察像の倍率を正確に維持する。
【0021】
【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2は本発明を実施する走
査電子顕微鏡の一例を示している。10は電子ビームを
発生する電界放射型電子銃であり、電界放射エミッタ1
1、引出電極12、加速電極13より構成されている。
【0022】加速電極13は接地電位に保たれ、エミッ
タ11には高圧電源14から加速電圧が印加されてい
る。また、エミッタ11と引出電極12との間には高圧
電源14から引出電圧が印加される。この結果、エミッ
タ11先端には強電界が形成され、エミッタ1からは電
界放射電子が引き出される。エミッタ11からの電子は
加速電極13によって加速される。
【0023】電子銃10から発生し加速された電子ビー
ムは、コンデンサレンズ15、対物レンズ16によって
試料17上に細く集束される。電子ビームEBは更に走
査コイル18,19によって走査され、試料17上の所
望2次元領域は電子ビームによって走査される。
【0024】上記対物レンズ16には対物レンズ電源2
0から励磁電流が供給され、対物レンズ電源20からの
励磁電流を変えることにより、試料17に照射される電
子ビームの焦点は任意に調整される。
【0025】また、走査コイル18,19には走査電源
21からX,Y2方向の走査信号が供給される。この走
査電源21からの走査信号の振幅を制御することによ
り、試料の2次元走査領域の大きさを変化、すなわち観
察倍率を変化させることができる。試料17は導電性の
試料ステージ22に載置されており、試料ステージ22
には試料電源23から所定の電圧が印加される。
【0026】上記した高圧電源14からの電子ビームの
加速電圧、対物レンズ電源20からの対物レンズの励磁
電流、試料電源23からの試料17への印加電圧に応じ
た信号は、それぞれコンピュータのごとき制御回路24
に供給される。制御回路24は、供給された各信号に基
づき、走査電源21を制御する。このような構成の動作
を次に説明する。
【0027】電子銃10から発生し加速された電子ビー
ムをコンデンサレンズ15、対物レンズ16によって試
料17上に細く集束し、更に、走査コイル18,19に
よって電子ビームを試料17上で2次元的に走査する。
この走査に基づき試料17から発生した2次電子は、図
示していない2次電子検出器によって検出される。検出
器の検出信号は、図示していない陰極線管に供給される
ことから、陰極線管には試料17の走査2次電子像が表
示される。
【0028】さて、図2の構成で、高圧電源14からエ
ミッタ11と接地電位の加速電極13との間には、−1
kVの加速電圧が印加され、電子銃10からは比較的高
いエネルギーで電子ビームが発生する。一方、試料17
には、試料電源23より例えば−800Vの電圧が印加
され、試料17には200Vのエネルギーの電子ビーム
が照射される。
【0029】この結果、試料17の直前まで電子ビーム
のエネルギーは高く、電子ビームが外乱磁場等の影響を
受けることがほとんどなくなり、得られる像にノイズが
生じることは防止される。また、電子ビームの軸合わせ
も正確に行うことができる。
【0030】ここで、図1を用いて説明したように、試
料17の近傍で電子ビームの加速が変化し、電子ビーム
は屈折して観察像の倍率の誤差の原因となる。図2に示
した実施の形態では、制御回路24に試料電源23から
試料17に印加した電圧に応じた信号が供給されてい
る。
【0031】更に、制御回路24には、高圧電源14か
ら電子ビームの加速電圧に応じた信号と、対物レンズ電
源20から対物レンズ16の励磁電流に応じた信号とが
供給されている。制御回路20は3種の信号に基づいて
走査電源21を制御する。
【0032】すなわち、観察像の倍率誤差は、既に知ら
れているように、電子ビームの加速電圧と対物レンズの
励磁強度によっても生じる。したがって、制御回路24
は各加速電圧と対物レンズの励磁強度と試料印加電圧の
組み合わせに応じた補正信号を予め記憶しておき、供給
される3種の信号に基づいて記憶してある組み合わせの
補正信号を読み出し、この補正信号に基づいて走査電源
21を制御する。
【0033】走査電源21では、設定された倍率に応じ
た振幅の走査信号に対して、制御回路24から供給され
た補正信号によりその振幅を補正する。この結果、設定
倍率に応じた振幅の走査信号により電子ビームを走査す
ると、試料への電圧印加により、設定倍率に応じた試料
の領域よりも広い領域を電子ビームが走査する場合、走
査信号の振幅は補正信号により小さくされる。
【0034】なお、補正信号は、計算によって事前に作
成することもできるが、例えば、各加速電圧の下で試料
電圧を次々に変化させ、その都度、観察画面から倍率の
変化を求め、この求めた倍率変化により補正信号を作成
しても良い。また、試料に照射する電子ビームの加速電
圧を変える場合には、高圧電源14からエミッタ11に
印加される加速電圧を変化させても良く、試料電源23
から試料17に印加する電圧を変化させても良い。
【0035】以上本発明の一実施形態を説明したが、本
発明はこの実施の形態に限定されない。例えば、2次電
子像を観察するようにしたが、反射電子像等の観察の場
合にも本発明を適用することができる。
【0036】
【発明の効果】以上説明したように、第1の発明に基づ
く走査電子顕微鏡は、電子銃からの電子ビームを試料上
に細く集束すると共に、試料上の電子ビームの照射位置
を2次元的に走査し、試料への電子ビームの照射にとも
なって得られた信号に基づき、試料の走査像を得るよう
にした走査電子顕微鏡において、試料に電圧を印加する
と共に、電子ビームの走査のための走査信号の振幅を試
料への印加電圧に応じて変化させるように構成した。
【0037】この結果、試料には比較的低い加速電圧の
電子ビームを照射できる一方で、試料の直前まで電子ビ
ームのエネルギーを高くすることができ、電子ビームが
外乱磁場等の影響をほとんど受けることがなくなる。そ
して、試料に電圧を印加したことによって生じる観察像
の倍率の誤差をほとんど無視することができる。
【0038】第2の発明に基づく走査電子顕微鏡は、第
1の発明において、電子ビームの走査のための走査信号
の振幅を、試料への印加電圧と電子銃の加速電圧に応じ
て変化させるようにした。この結果、試料に電圧を印加
したことによって生じる観察像の倍率の誤差をほとんど
無視することができる。
【0039】第3の発明に基づく走査電子顕微鏡は、第
1の発明において、電子ビームの走査のための走査信号
の振幅を、試料への印加電圧と電子銃の加速電圧と対物
レンズの励磁強度に応じて変化させるようにした。この
結果、試料に電圧を印加したことによって生じる観察像
の倍率の誤差をほとんど無視することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】試料への電圧印加に伴う観察倍率の変化を説明
するための図である。
【図2】本発明を実施する走査電子顕微鏡の一例を示す
図である。
【符号の説明】
10 電子銃 11 エミッタ 12 引出電極 13 加速電極 14 高圧電源 15 コンデンサレンズ 16 対物レンズ 17 試料 18,19 走査コイル 20 対物レンズ電源 21 走査電源 22 試料ステージ 23 試料電源 24 制御回路

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 電子銃からの電子ビームを試料上に細く
    集束すると共に、試料上の電子ビームの照射位置を2次
    元的に走査し、試料への電子ビームの照射にともなって
    得られた信号に基づき、試料の走査像を得るようにした
    走査電子顕微鏡において、試料に電圧を印加すると共
    に、電子ビームの走査のための走査信号の振幅を試料へ
    の印加電圧に応じて変化させるように構成した走査電子
    顕微鏡。
  2. 【請求項2】 電子ビームの走査のための走査信号の振
    幅は、試料への印加電圧と電子銃の加速電圧に応じて変
    化させられる請求項1記載の走査電子顕微鏡。
  3. 【請求項3】 電子ビームの走査のための走査信号の振
    幅は、試料への印加電圧と電子銃の加速電圧と対物レン
    ズの励磁強度に応じて変化させられる請求項1記載の走
    査電子顕微鏡。
JP14514197A 1997-06-03 1997-06-03 走査電子顕微鏡 Pending JPH10334844A (ja)

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6653632B2 (en) 2001-11-15 2003-11-25 Jeol Ltd. Scanning-type instrument utilizing charged-particle beam and method of controlling same
JP2006344436A (ja) * 2005-06-08 2006-12-21 Ricoh Co Ltd 表面電位分布測定方法及び表面電位分布測定装置
JP2010015731A (ja) * 2008-07-02 2010-01-21 Hitachi High-Technologies Corp 走査型電子顕微鏡、および走査型電子顕微鏡における画像の改良方法
EP2426559A2 (en) 2010-09-06 2012-03-07 Ricoh Company, Ltd. Device and method for measuring surface charge distribution

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6653632B2 (en) 2001-11-15 2003-11-25 Jeol Ltd. Scanning-type instrument utilizing charged-particle beam and method of controlling same
JP2006344436A (ja) * 2005-06-08 2006-12-21 Ricoh Co Ltd 表面電位分布測定方法及び表面電位分布測定装置
JP4702880B2 (ja) * 2005-06-08 2011-06-15 株式会社リコー 表面電位分布測定方法及び表面電位分布測定装置
JP2010015731A (ja) * 2008-07-02 2010-01-21 Hitachi High-Technologies Corp 走査型電子顕微鏡、および走査型電子顕微鏡における画像の改良方法
EP2426559A2 (en) 2010-09-06 2012-03-07 Ricoh Company, Ltd. Device and method for measuring surface charge distribution
US8847158B2 (en) 2010-09-06 2014-09-30 Ricoh Company, Ltd. Device and method for measuring surface charge distribution

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Effective date: 20030610