JPS59221956A - 走査電子顕微鏡装置 - Google Patents
走査電子顕微鏡装置Info
- Publication number
- JPS59221956A JPS59221956A JP9611583A JP9611583A JPS59221956A JP S59221956 A JPS59221956 A JP S59221956A JP 9611583 A JP9611583 A JP 9611583A JP 9611583 A JP9611583 A JP 9611583A JP S59221956 A JPS59221956 A JP S59221956A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- scanning
- electron beam
- sample
- measured
- electron
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- Granted
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-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
- H01J37/26—Electron or ion microscopes; Electron or ion diffraction tubes
- H01J37/28—Electron or ion microscopes; Electron or ion diffraction tubes with scanning beams
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の技術分野〕
この発明は、走査電子顕微鏡装置に関するもので、特に
低倍率の画像を得るだめのものである。
低倍率の画像を得るだめのものである。
一般に、走査電子顕微鏡装置（以下ＳＥＭと略称する）
では、電子銃から放射された電子ビームをレンズ系で細
く集束して被測定試料の表面上を走査し、上記被測定試
料の表面から発生した二次電子の量を検出して映像信号
とし、ＣＲＴ上に像を映している。このようなＳＥＭに
おいて低倍率の画像を得るためには、電子ビームの走査
幅を大きく設定する必要があるが、走査幅を大きく設定
すると得られる画像が歪む欠点がある。通常のＳＥＭで
の実用的な最低倍率は１００倍程度であり、この時の電
子ビームの走査範囲は略１胡２である。
では、電子銃から放射された電子ビームをレンズ系で細
く集束して被測定試料の表面上を走査し、上記被測定試
料の表面から発生した二次電子の量を検出して映像信号
とし、ＣＲＴ上に像を映している。このようなＳＥＭに
おいて低倍率の画像を得るためには、電子ビームの走査
幅を大きく設定する必要があるが、走査幅を大きく設定
すると得られる画像が歪む欠点がある。通常のＳＥＭで
の実用的な最低倍率は１００倍程度であり、この時の電
子ビームの走査範囲は略１胡２である。
このため、上記ＳＥＭで大型の被測定試料、例えば半導
体工業において広く使用されている直径が１００＋ｎｍ
のウェーハ上に形成されたＬＳＩの・ぐターンを観察し
ようとした場合、ウェーノ・上の電子ビームの照射位置
の判定が困難であシ、測定領域を探がし出すのに多大な
時間よ必要とし、作業効率が悪い欠点がある。
体工業において広く使用されている直径が１００＋ｎｍ
のウェーハ上に形成されたＬＳＩの・ぐターンを観察し
ようとした場合、ウェーノ・上の電子ビームの照射位置
の判定が困難であシ、測定領域を探がし出すのに多大な
時間よ必要とし、作業効率が悪い欠点がある。
この発明は上記のような事情に鑑みてなされたもので、
その目的とするととろけ、実効的な最低倍率を低く設定
できる走査電子顕微鏡装置を提供することである。
その目的とするととろけ、実効的な最低倍率を低く設定
できる走査電子顕微鏡装置を提供することである。
すなわち、この発明においては、電子ビーム発生手段に
よって発生された電子ビームをレンズ系によって集束し
、この集束された電子ビームによって被測定試料表面を
複数の区画に分割して順次走査する。上記電子ビームの
照射により被測定試料から発生された信号電子を各区画
毎に信号電子検出手段によって検出１〜、検出された信
号電子の量を画像データとして各区画毎の走査位置に対
応させて順次画像メモリに記憶する。そして、上記画像
メモリに記憶された画像データを画像合成手段によって
一枚の画像に合成し、表示装置に表示するように構成し
たものである。
よって発生された電子ビームをレンズ系によって集束し
、この集束された電子ビームによって被測定試料表面を
複数の区画に分割して順次走査する。上記電子ビームの
照射により被測定試料から発生された信号電子を各区画
毎に信号電子検出手段によって検出１〜、検出された信
号電子の量を画像データとして各区画毎の走査位置に対
応させて順次画像メモリに記憶する。そして、上記画像
メモリに記憶された画像データを画像合成手段によって
一枚の画像に合成し、表示装置に表示するように構成し
たものである。
以下、この発明の一実施例について図面を参照して説明
する。第１図において、１１は電子ビーム発生手段とし
て働く電子ビーム発生部、１２は上記電子ビーム発生部
１１から発生された電子ビームＡを集束するコンデンサ
ーレンズ、１３は電子ビームＡを細いビームに絞る対物
レンズ、”１ｒ１４２は電子ビームＡを偏向して走査す
るための第１．第２の走査コイル、１５は観察する被測
定試料、１６は上記被測定試料を載置して移動するため
の試料ステージ、１２は電子ビームの照射によって被測
定試料１５から発生した二次電子等の信号電子線Ｂを捕
集する信号電子検出器、１８は画像データを表示する表
示装置たとえばＣＲＴ、１９は走査コイル１４１゜１４
２、試料ステージ１６の移動およびＣＲＴ表示などを制
御するマイクロコンピュータを内蔵した主制御部、２０
は画像データを記憶する画像メモリである。
する。第１図において、１１は電子ビーム発生手段とし
て働く電子ビーム発生部、１２は上記電子ビーム発生部
１１から発生された電子ビームＡを集束するコンデンサ
ーレンズ、１３は電子ビームＡを細いビームに絞る対物
レンズ、”１ｒ１４２は電子ビームＡを偏向して走査す
るための第１．第２の走査コイル、１５は観察する被測
定試料、１６は上記被測定試料を載置して移動するため
の試料ステージ、１２は電子ビームの照射によって被測
定試料１５から発生した二次電子等の信号電子線Ｂを捕
集する信号電子検出器、１８は画像データを表示する表
示装置たとえばＣＲＴ、１９は走査コイル１４１゜１４
２、試料ステージ１６の移動およびＣＲＴ表示などを制
御するマイクロコンピュータを内蔵した主制御部、２０
は画像データを記憶する画像メモリである。
上記のような構成において動作を説明する。
電子ビーム発生部１１から発生された電子ビームＡは、
コンデンサーレンズ１２によって集束され、さらに対物
レンズ１３によって細いビームに絞られる。続いて、こ
の電子ビームＡは主制御部１９からの走査信号ＳＸ＋Ｓ
Ｙが供給される第１．第２の走査コイル１４１，１４２
によって偏向され、この偏向された電子ビームは被測定
試料１５の表面を走査す゛る。電子ビームＡの照射によ
って被測定試料１５から二次電子等の信号電子線Ｂが放
出されると、この信号電子線Ｂは信号電子検出器１７に
よって捕集され、画像データとして主制御部１９を介し
て画像メモリ２０に順次記憶される。この時、画像メモ
リ２０の記憶位置は走査信号ＳＸ＋ＳＹに基づいて決定
される。
コンデンサーレンズ１２によって集束され、さらに対物
レンズ１３によって細いビームに絞られる。続いて、こ
の電子ビームＡは主制御部１９からの走査信号ＳＸ＋Ｓ
Ｙが供給される第１．第２の走査コイル１４１，１４２
によって偏向され、この偏向された電子ビームは被測定
試料１５の表面を走査す゛る。電子ビームＡの照射によ
って被測定試料１５から二次電子等の信号電子線Ｂが放
出されると、この信号電子線Ｂは信号電子検出器１７に
よって捕集され、画像データとして主制御部１９を介し
て画像メモリ２０に順次記憶される。この時、画像メモ
リ２０の記憶位置は走査信号ＳＸ＋ＳＹに基づいて決定
される。
今、ＳＥＭのＣＲＴとして、電子ビームが５１２×５１
２の絵素にディジタル的に走査され、１００箇×１００
１１＋＋＋１の表示領域を有したものを使用し、このＳ
ＥＭにおける前記電子ビームＡの歪のない最大走査幅が
１祁であるとすると、このＳＥＭの最低倍率は１００倍
になる。従って、上述ｌ−だ操作によって被測定試料１
５を１００倍で観察したとすると、電子ビームＡによっ
て１ ｒｔｒｍ Ｘ １ ｍｍの領域が走査され、発生
された信号電子が画像データとして画像メモリ２０に記
憶される。例えば、第２図（、）に示すようなパターン
を有する被測定試料１５の領域（区画）１５１を観察し
たとすると、第２図（ｂ）に示すような画像に対応する
データが画像メモリ２０に記憶されたことになる。
２の絵素にディジタル的に走査され、１００箇×１００
１１＋＋＋１の表示領域を有したものを使用し、このＳ
ＥＭにおける前記電子ビームＡの歪のない最大走査幅が
１祁であるとすると、このＳＥＭの最低倍率は１００倍
になる。従って、上述ｌ−だ操作によって被測定試料１
５を１００倍で観察したとすると、電子ビームＡによっ
て１ ｒｔｒｍ Ｘ １ ｍｍの領域が走査され、発生
された信号電子が画像データとして画像メモリ２０に記
憶される。例えば、第２図（、）に示すようなパターン
を有する被測定試料１５の領域（区画）１５１を観察し
たとすると、第２図（ｂ）に示すような画像に対応する
データが画像メモリ２０に記憶されたことになる。
次に、被測定試料１５を載置した試料ステージ１６を移
動するだめのパルスモータ（図示しない）に、主制御部
１９から出力される試料ステージ駆動信号ｐｘを供給し
てＸ軸方向に１闘移動し、前記と同様な電子ビームＡの
走査を行なうことにより区画１５２の画像データを画像
メモリ２０に記憶する。
動するだめのパルスモータ（図示しない）に、主制御部
１９から出力される試料ステージ駆動信号ｐｘを供給し
てＸ軸方向に１闘移動し、前記と同様な電子ビームＡの
走査を行なうことにより区画１５２の画像データを画像
メモリ２０に記憶する。
さらに、上記と同様にＸ軸方向に試料ステージ１６を移
動し、区画１５３の画像データを画像メモリ２０に記憶
する。
動し、区画１５３の画像データを画像メモリ２０に記憶
する。
次に、図示しないパルスモータを主制御部１９から出力
される試料ステージ駆動信号ｐｙによって駆動し、試料
ステージ１６をＹ軸方向に移動して区画１５４の画像デ
ータを画像メモリ２０に記憶する。このような操作を順
次繰り返し、区画ｚｓ１〜１５９の画像データを画像メ
モリ２０に全て記憶する。記憶終了後、画像メモリ２０
に記憶された画像データを各区画毎に主制御部１９によ
って算出Ｌ〜、画像を１／３に縮小す像データを供給す
るとともに、予め記憶された電子ビームＡの走査位置に
応じてＣＲＴ １ Ｂの走査コイル１８ｈｌ、１８ｂ２
の走査位置を決定１〜．９区画分の画像データを１枚の
画像に合成（接合）してＣＲＴ １ Ｂに表示する。
される試料ステージ駆動信号ｐｙによって駆動し、試料
ステージ１６をＹ軸方向に移動して区画１５４の画像デ
ータを画像メモリ２０に記憶する。このような操作を順
次繰り返し、区画ｚｓ１〜１５９の画像データを画像メ
モリ２０に全て記憶する。記憶終了後、画像メモリ２０
に記憶された画像データを各区画毎に主制御部１９によ
って算出Ｌ〜、画像を１／３に縮小す像データを供給す
るとともに、予め記憶された電子ビームＡの走査位置に
応じてＣＲＴ １ Ｂの走査コイル１８ｈｌ、１８ｂ２
の走査位置を決定１〜．９区画分の画像データを１枚の
画像に合成（接合）してＣＲＴ １ Ｂに表示する。
このような構成によれば、１００倍で観察した９区画の
画像を合成して実効的に約３３倍の画像が得られること
になる。なお、上記実施例では説明を簡単化するために
９区画の画像データを記憶して合成する場合について説
明したが、分割する区画をＮ区画に増加させれば１２全
Ｎ倍まで最低倍率を下げることができる。
画像を合成して実効的に約３３倍の画像が得られること
になる。なお、上記実施例では説明を簡単化するために
９区画の画像データを記憶して合成する場合について説
明したが、分割する区画をＮ区画に増加させれば１２全
Ｎ倍まで最低倍率を下げることができる。
従って、被測定試料を低倍率で観察でき、電子ビームＡ
の照射位置の判定が容易であシ、所望の測定領域が探し
易い。また、３３倍で測定領域を探し出した後、この領
域内のある領域の画像データを画像メモリ２０から直接
ＣＲＴ Ｉ ＆の輝度変調信号端子１８ａに入力するこ
とにより１００倍の倍率で観察することもできる。
の照射位置の判定が容易であシ、所望の測定領域が探し
易い。また、３３倍で測定領域を探し出した後、この領
域内のある領域の画像データを画像メモリ２０から直接
ＣＲＴ Ｉ ＆の輝度変調信号端子１８ａに入力するこ
とにより１００倍の倍率で観察することもできる。
一方、高倍率の画像を得る場合には、主制御部１９によ
多走査コイル１４．．１４２およびＣＲＴの走査コイル
７８ｂ、 、 １８ｂ２に走査信号Ｓｘ＋Ｓｙ ＋ Ｓ
Ｐ ｘ ＋ ＳＰ ｙを供給するとともに、信号電子検
出器１７の出力を輝度変調信号端子１８ａに供給してＣ
ＲＴ表示を行なう。
多走査コイル１４．．１４２およびＣＲＴの走査コイル
７８ｂ、 、 １８ｂ２に走査信号Ｓｘ＋Ｓｙ ＋ Ｓ
Ｐ ｘ ＋ ＳＰ ｙを供給するとともに、信号電子検
出器１７の出力を輝度変調信号端子１８ａに供給してＣ
ＲＴ表示を行なう。
なお、上記実施例では、画質を向上させるため画像テ′
−夕を各区画毎に全て記憶してから主制御部１９によっ
て加算平均してＣＲＴ ７ Ｂに表示するようにしたが
、画像データを予め各区画毎に主制御部１９によって加
算平均して画像メモリ２０に記憶し、ＣＲＴ１８に表示
するようにしても良い。この場合は画像メモＩＪ ２０
の容量を小さくできる。
−夕を各区画毎に全て記憶してから主制御部１９によっ
て加算平均してＣＲＴ ７ Ｂに表示するようにしたが
、画像データを予め各区画毎に主制御部１９によって加
算平均して画像メモリ２０に記憶し、ＣＲＴ１８に表示
するようにしても良い。この場合は画像メモＩＪ ２０
の容量を小さくできる。
また、ＬＳＩ等の被測定試料においては、このＬＳＩに
電源および駆動信号を供給して動作状態とし、ＳＥＭの
電子ビームをパルス状に発生させることによシこの電子
ビームを探測子（グローブ）としてＬＳＩ内部の素子の
動作状態を追跡することも可能である。すなわち、電子
ビーム−を試料表面に照射した際、試料表面の電位に対
応して二次電子の発生量が異なる原理を応用し、電子ビ
ームを高速パルス化することによって極めて短かい時間
間隔で電位変化がとらえられ、パルス状の電子ビームと
試料であるＬＳＩの駆動信号とを同期させることにより
、電子ビームを二次元的に走査させた像をＣＲＴ上に電
位分布像として映し出せる。さらに、電子ビームと試料
の駆動信号との同期をずらせながら観測するととにより
、内部電位の時間的な変化も得られるストロポス−も−
プ現象を応用したＳＥＭにも本発明は適用することがで
きる。
電源および駆動信号を供給して動作状態とし、ＳＥＭの
電子ビームをパルス状に発生させることによシこの電子
ビームを探測子（グローブ）としてＬＳＩ内部の素子の
動作状態を追跡することも可能である。すなわち、電子
ビーム−を試料表面に照射した際、試料表面の電位に対
応して二次電子の発生量が異なる原理を応用し、電子ビ
ームを高速パルス化することによって極めて短かい時間
間隔で電位変化がとらえられ、パルス状の電子ビームと
試料であるＬＳＩの駆動信号とを同期させることにより
、電子ビームを二次元的に走査させた像をＣＲＴ上に電
位分布像として映し出せる。さらに、電子ビームと試料
の駆動信号との同期をずらせながら観測するととにより
、内部電位の時間的な変化も得られるストロポス−も−
プ現象を応用したＳＥＭにも本発明は適用することがで
きる。
以上説明したようにこの発明によれば、実効的な最低倍
率を低く設定できる走査電子顕微鏡装置が得られる。
率を低く設定できる走査電子顕微鏡装置が得られる。
第１図はこの発明の一実施例に係る走査電子顕微鏡装置
の構成図、第２図は同実施例の動作を説明するための図
である。 １１・・・電子ビーム発生部（電子ビーム発生手段）、
１２・・・コンデンサーレンズ、Ｉ３・・・対物レンズ
、１４．．１４２・・・第１．第２の走査コイル、１５
・・・被測定試料、１６・・・試料ステージ、１７・・
・信号電子検出器、１８・・・表示装置（ＣＲＴ ）、
１９・・・主制御部、２０・・・画像メモリ。 出願人代理人 弁理士 鈴 江 武 彦第２Ｎ （ａ） （ｂ）
の構成図、第２図は同実施例の動作を説明するための図
である。 １１・・・電子ビーム発生部（電子ビーム発生手段）、
１２・・・コンデンサーレンズ、Ｉ３・・・対物レンズ
、１４．．１４２・・・第１．第２の走査コイル、１５
・・・被測定試料、１６・・・試料ステージ、１７・・
・信号電子検出器、１８・・・表示装置（ＣＲＴ ）、
１９・・・主制御部、２０・・・画像メモリ。 出願人代理人 弁理士 鈴 江 武 彦第２Ｎ （ａ） （ｂ）
Claims (3)
- （１） 電子ビームを発生する電子ビーム発生手段と
、この電子ビーム発生手段から発生された電子ビームを
集束するレンズ系と、上記レンズ系で集束された電子ビ
ームによって被測定試料表面を走査する走査手段と、電
子ビームの照射により被測定試料から発生された信号電
子を検出する信号電子検出手段と、この信号電子検出手
段の出力と電子ビームの走査位置とに応じて画像を形成
する表示装置とを備えた走査電子顕微鏡装置において、
被測定試料表面を複数の区画に分割して前記電子ビーム
で各区画毎に順次走査する分割走査手段と、この分割走
査手段により被測定試料表面の各区画毎に発生された信
号電子を画像データとして記憶する画像メモリと、この
画像メモリに記憶された画像データに基づいて画像を合
成する画像合成手段とを設け、上記画像合成手段によっ
て合成された画像を前記表示装置に表示する如く構成し
たことを特徴とする走査顕微鏡装置。 - （２） 前記画像データがディジタル化されているこ
とを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の走査電子顕
微鏡装置。 - （３） 前記分割走査手段は、前記レンズ系によって
集束された電子ビームを偏向する第１の走査コイルと、
この第１走査コイルの走査方向と交差する方向に偏向す
る第２の走査コイルと、前記被測定試料を第１走査コイ
ルの走査方向と同一方向に被測定試料表面の各区画に対
応して順次移動する第１移動手段と、上記被測定試料を
第２走査コイルの偏向方向と同一方向に被測定試料表面
の各区画に対応１〜で順次移動する第２移動手段とを具
備することを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の走
査電子顕微鏡装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9611583A JPS59221956A (ja) | 1983-05-31 | 1983-05-31 | 走査電子顕微鏡装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9611583A JPS59221956A (ja) | 1983-05-31 | 1983-05-31 | 走査電子顕微鏡装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59221956A true JPS59221956A (ja) | 1984-12-13 |
| JPH0474824B2 JPH0474824B2 (ja) | 1992-11-27 |
Family
ID=14156382
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9611583A Granted JPS59221956A (ja) | 1983-05-31 | 1983-05-31 | 走査電子顕微鏡装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59221956A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61288360A (ja) * | 1985-06-14 | 1986-12-18 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 表面状態の分析表示方法 |
| JPS63164151A (ja) * | 1986-12-26 | 1988-07-07 | Fuji Photo Film Co Ltd | 電子顕微鏡像出力方法 |
-
1983
- 1983-05-31 JP JP9611583A patent/JPS59221956A/ja active Granted
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61288360A (ja) * | 1985-06-14 | 1986-12-18 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 表面状態の分析表示方法 |
| JPS63164151A (ja) * | 1986-12-26 | 1988-07-07 | Fuji Photo Film Co Ltd | 電子顕微鏡像出力方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0474824B2 (ja) | 1992-11-27 |
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