JPS5878356A

JPS5878356A - 走査形電子顕微鏡

Info

Publication number: JPS5878356A
Application number: JP17568881A
Authority: JP
Inventors: Yasushi Nakaizumi; 泰中泉; Naotake Saito; 斉藤　尚武
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1981-11-04
Filing date: 1981-11-04
Publication date: 1983-05-11

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】本発明は、走査形電子顕微鏡に係り、特に電子ビームの
電流をモニターするに好適な走査形電子顕微鏡に関する
ものである。

従来、走査形電子顕微鏡において、電子ビームの電流を
モニターする方法として、試料に流れ込む電流を測定す
る方式が広く採用されていた。しかし、この場合、試料
に流れ込む電流は、試料の表面形状、材質によって異な
るため、モニター精度が低下するという欠点がある。

このような従来方式の欠点を除くために、小孔をもつ絞
り板を電子線通路に配置し、この絞り板に流れ込む電流
を測定する方法が桿案されている。

この方式を第１図を参照して説明する。フィラメント１
、ウェネルト２、陽極３より成る電子銃４から放射され
た電子線５は、収束レンズ６および対物レンズ７によっ
て、試料８の表面１−に収東される。

一方、制限ンボリ９によって制限された電子線のうち、
その一部は絞り板ＩＯに流れ込み、曲の一部は試料８に
到達する。絞り板１ＯＶｃ流れｉΔんた電流は、＋４１
１定器１１で測定できる。試料８に到達する電流と、絞
り板１０に流れ込む電流ｖ′ｉ芙質的に異なる。

しかし、試料８の位置にファラデーケージを置き、絞り
板１０にｌ川、れ込む電流とファラデーケージで測定し
た電流の相対関係を予め求めておけば、この絞り板１０
で電子線の電流をモニターすることが可能である。

電子ビームの加速電圧が数キロボルト以上である場合は
、上記の方法はきわめて有効である。しかし、この方法
では加速電圧が１〜２キロボルト前後で、絞り板ｌＯに
流れ込む電流が零になってし貰うという欠点がある。

これは、電子ビームを構成する電子と絞り板ｌＯから発
生する二次電子の比が１となり、絞り板１０には電流が
流れ込まなくなるためである。

また、絞り板１０から発生する二次電子をシンテンータ
と光電子増倍管によってモニターする方法もある。しか
し、この方法でも（１）、購造が複雑になってしまうこ
と、（２）二次電子を捕捉するために印加する後段加速
電圧（約１０　ｋＶ　）の電界により、１０ｋＶ以下の
低い加速電圧においては電子ビーム５が曲げられてしま
うという欠点があった。

本発明の目的は、上記した欠点をなくし、いかなる加速
電圧でも、電子ビームの電流をモニターできるようにし
た走査形電子顕微鏡を祈供することにある。

以下、本発明を実施例に基づいて詳細に説明する。

本発明の一実＃ｉ例を第２図によりｒ＋＋’ｔ、明する
。第２図において、符号１〜９と１１は、第１図の同符
号のものと同一である。第一絞り板１２と第二絞り板１
３は間隙をおいて配置され、電気的に続続されている。

第一絞り板１２に当った電子ビームにより二次電子が発
生するが、この二次電子は第二絞り板１３によって捕獲
される。

そのため、電子ビームの加速電圧が１〜２キロボルト前
後であっても、第一、第二絞り板１２゜１３に流れ込む
電流は零にはな・らず、確実に電子ビームの電流をモニ
ターできる。

第二絞り板１３の穴径は、第一絞り板１２の穴径よりも
大きく、シかも第一絞り板１２から発生する二次電子を
実質的に充分捕獲できる大きさであることが望ましい。

本発明の曲の実施例を第３図に示す。第３図においては
、電界放射陰極１４と第一陽極１５との間に数キロボル
トの電圧が印加され、電界放射陰極１４から電子線１６
が放射される。電子線１６は、第二陽極１７によって数
百ボルトから数十キロボルトの、適当な電圧に減速また
は加速される。

その後、電子ｉ１６は収束レンズ１８、対物レンズ１９
によって、試料２０の表面に収束される。

電子線通路には制限シボリ２１、第一、第二絞り板２２
．２３が間隙をおいて設けられている。第２図の場合と
同様に、第−第二絞り板２２，２３は電気的に接続され
ている。

制限シボリ２１を通過した電子のうち、一部は第一絞り
板２２に流れ込み、池の一部は試料２０に到達する。第
一絞り板２２より発生する二次電子は、第二絞り板２３
によって捕獲される。第二絞り板２３の穴径は、第一絞
り板２２の穴径より大きく、シかも、第一絞り板２２か
ら発生する二次電子を実質的に充分捕獲できる大きさで
あることが望ましい。

試料２０から発生する二次電子は、検出器２４によって
検出され、その信号２５は演算器２６に供給される。ま
た、第一、第二絞り板２２．２３によって捕獲された電
子線の信号２７も演算器２６に供給される。

電界放射による電子線は、数％の電流のノイズがあるた
め、試料２０からの信号２５には電子線のノイズも含ま
れてしまう。しかし、本実施しｌによれば、試料２０か
らの信号２５を電子線の信号２７で割算することにより
、前記のような電子線のノイズを相殺することができろ
。

こうして、試料２０からの信号のみに依存する信号をブ
ラウン管２８のグリッドに入れて、輝度変調を行なうこ
とにより、ブラウン管２８」−に試料２０の二次電子像
を表示することができる。

上記説明では、制限シボｌ）　２１％第一、第二絞り板
２２，２３を収束レンズ１８の下方に設けた　−が、本
発明はこれに限られるものではなく、収束レンズ１８の
上方に、制御収シボ１Ｊ２１Ａ、第一、第二絞り板２２
Ａ、２３Ａを第３図の破線で示したように設けてもよい
。また、制限シボリは第ニアノード１７と・代用しても
よい。

この場合は、前述した効果に加えて、さらに次のような
効果がある。制限シボリ２１．第−絞り板２２、第二絞
り板２３を収束レンズ１８の下方に配置すると、収束レ
ンズ１８の作動条件によって信号２７が大幅に変化して
しまうが、収束レンズ１８の上方（破線で示した位置）
に配置すると、収束レンズ１８の作動条件によって信号
２７が変化することはなくなる。

信号２７が大幅に変化してしまうと、演算器２６内の信
号増幅器の増幅度を大幅に変化させなければならない。

しかし、制御シボリ、第一絞り板および第二絞り板を収
束Ｖンズ１８の上方に配置すれば、信号２７の変化がな
くなるので、増幅器の増幅度をほぼ一定に保つことがで
きる１、第４図に、従来の装置と本発明による装置によ
って電子ビームを測定した結果を示す。この場合の測定
条件は、制限７ボリの穴径が０．５　ｍｍ　、第二絞り
の穴径が１ｍ＋ｎ、第−絞りの穴径が０．３　Ｉｎｍで
ある。

横軸は電子ビームの加速電圧、縦軸は絞り板に流れる電
流を示す。曲線Ａは従来の装置による測定結果であり、
曲線Ｂは本発明によるものである。

これからもわかるように、従来の装置では加速電圧が１
．５キロボルトで電流が零になり、それ以下だと電流は
逆に流れてしまう。しかし、本発明の装置によればｌギ
ロボルトの加速電圧でも充分に電流をモニターできる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の走査形電子顕微鏡の概略図、第２図は本
発明の一実施例の概略図、第３図０”本発明の能の実施
例の概略図、第４図は従来の装置と本発明による装置と
の電子ビームの電流測定結果を示す図である。９・・・制限シボリ、１２・・・第一絞りΔル、１３・
・・第二絞り板、２１，２１Ａ・・・制限シボリ、２２
．２２Ａ（９） −２８：第　１　口葛　３　図葛４０カロ七糺＠ＩＬ（ｔ＜ｖ）

Claims

【特許請求の範囲】１、電子ビームの電流をモニターできる走査形電子顕微
鏡において、電子ビーム通路に、電子ビーム准行方向に
そって制限／ポリ１、第二絞り、第一絞りの順に絞りを
設け、前記第一絞りおよび前記第二絞りは眠気的に接続
され、前記第二絞りの穴径は、前記第一絞りの穴径より
も大きく、かつ前記第一絞りより発生した二次電子を充
分に前記第二絞りで捕獲できるように構成されたことを
特徴とする走査形電子顕微境。２、特許請求の範囲第１項の走査形電子顕微鏡において
、電子銃が電界放射形であり、かつ前記第一絞りおよび
前記第二絞りに流れる信号と、試料からの信号とが、演
算器に供給され、該演算器により電子ビームの有するノ
イズを相殺し、試料からの信号のみを出力することを特
徴とする走査形電子顎微鏡。