JPS61135035A - 電子ビ−ムテスタ用表面電位測定装置 - Google Patents
電子ビ−ムテスタ用表面電位測定装置Info
- Publication number
- JPS61135035A JPS61135035A JP25695884A JP25695884A JPS61135035A JP S61135035 A JPS61135035 A JP S61135035A JP 25695884 A JP25695884 A JP 25695884A JP 25695884 A JP25695884 A JP 25695884A JP S61135035 A JPS61135035 A JP S61135035A
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- Japan
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- surface potential
- electron beam
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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
- H01J37/02—Details
- H01J37/244—Detectors; Associated components or circuits therefor
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- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Measurement Of Current Or Voltage (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〕
本発明は電子ビームテスタに用いられる表面電位測定装
置に係シ、二次電子検出部に関する。
置に係シ、二次電子検出部に関する。
電子ビームテスタは、電子ビームを使って超Ｌ［等の半
導体ウェー回路の表面電位を非接触方＜ｔＣよシ測定す
る装置である．この場合、電子ビームによシ試料の表面
電位を測定するためくはエネルギフィルタ（エネルギ分
析器）を使うのが一般的であり、表面電位測定の原理は
阻止電場型エネルギフィルタと二次電子検出器とを組み
合わせて使用し、エネルギフィルタκ２り弁別されたあ
るｆｆＪ値以上のエネルギをもった二次電子を検出する
ものである．ここで、電子ビームを試料表面に照射した
ときに試料表面から放出する二次電子のエネルギ分布を
第４図に示す。このエネルギ分布は、試料の表面電位が
変化するとシフトするので、このシフト量を測定するこ
とによって表面電位の変化を知ることができる。
導体ウェー回路の表面電位を非接触方＜ｔＣよシ測定す
る装置である．この場合、電子ビームによシ試料の表面
電位を測定するためくはエネルギフィルタ（エネルギ分
析器）を使うのが一般的であり、表面電位測定の原理は
阻止電場型エネルギフィルタと二次電子検出器とを組み
合わせて使用し、エネルギフィルタκ２り弁別されたあ
るｆｆＪ値以上のエネルギをもった二次電子を検出する
ものである．ここで、電子ビームを試料表面に照射した
ときに試料表面から放出する二次電子のエネルギ分布を
第４図に示す。このエネルギ分布は、試料の表面電位が
変化するとシフトするので、このシフト量を測定するこ
とによって表面電位の変化を知ることができる。
第５図は従来の表面電位測定装置を示しておシ、半球状
阻止電場型エネルギフィルタ５ノは試料５０の前方を半
球状に覆うように設けられた二重のグ’）ｙ ｋ’（内
側が引き出し電圧発生用グリ、ｒ５２であ夛、外側がフ
ィルタグリッド５３である）により構成されておシ、そ
の外側の１箇所に二次電子検出器５４（シンチレータ５
５と光電子増倍管５６とによシ構成されている）が配設
されている。上記引き出し電圧発生用グリ、ド５２は、
試料５０に電子ビーム５７を照射したときく試料表面か
ら放出される二次電子５８を効率よくフィルタグリ、ド
５３に入射させるためのものであ’）、１００〜ｉ ｏ
ｏ ｏｖ程度の電圧を発生させるものである。フィル
タグリッド５３は適当な電圧が印加されるものであシ、
二次電子５ＢＶＣ対する電位障壁を形成する。
阻止電場型エネルギフィルタ５ノは試料５０の前方を半
球状に覆うように設けられた二重のグ’）ｙ ｋ’（内
側が引き出し電圧発生用グリ、ｒ５２であ夛、外側がフ
ィルタグリッド５３である）により構成されておシ、そ
の外側の１箇所に二次電子検出器５４（シンチレータ５
５と光電子増倍管５６とによシ構成されている）が配設
されている。上記引き出し電圧発生用グリ、ド５２は、
試料５０に電子ビーム５７を照射したときく試料表面か
ら放出される二次電子５８を効率よくフィルタグリ、ド
５３に入射させるためのものであ’）、１００〜ｉ ｏ
ｏ ｏｖ程度の電圧を発生させるものである。フィル
タグリッド５３は適当な電圧が印加されるものであシ、
二次電子５ＢＶＣ対する電位障壁を形成する。
二次電子検出器５４は、上記電位障壁を越えて到達する
二次電子の総量を検出するものであ）、この検出電流！
、の変化を測定することによって試料５００表面電位Ｖ
、の変化を知ることができる。上記二次電子検出器５４
のシンチレータ５５は、一種の螢光体で表面に金属膜（
通常はアルミニウムの薄膜）が蒸着されていて、高電圧
（８〜１０ｋＶ）が印加されるものであ）、入射してく
る二次電子を加速して螢光体く当てて発光させる。そし
て、この発光出力が光電子増倍管５６で検出されて電気
信号に変換される。
二次電子の総量を検出するものであ）、この検出電流！
、の変化を測定することによって試料５００表面電位Ｖ
、の変化を知ることができる。上記二次電子検出器５４
のシンチレータ５５は、一種の螢光体で表面に金属膜（
通常はアルミニウムの薄膜）が蒸着されていて、高電圧
（８〜１０ｋＶ）が印加されるものであ）、入射してく
る二次電子を加速して螢光体く当てて発光させる。そし
て、この発光出力が光電子増倍管５６で検出されて電気
信号に変換される。
上記表面電位測定装置において、測定感度を上げるため
にはフィルタグリ、ド５３１Ｃ近１１にして二次電子検
出器５４を設置し、二次電子検出効率を上げることが有
効である。
にはフィルタグリ、ド５３１Ｃ近１１にして二次電子検
出器５４を設置し、二次電子検出効率を上げることが有
効である。
しかし、上述した従来の表面電位測定装置においては、
二次電子検出器５４の設置位置によって測定結果くばら
つきが生じるので測定精度が悪いという欠点がある。そ
の理由は、半球型エネルギフィルタ５１は半球のほぼ中
心忙位置した二次電子の放出源（試料５０）から前方の
全方向へ放出された二次電子を全方向で均一に効藁良く
フィルタグリ、ド５３に入射させることができるので、
優れた特性を有してｈるにも拘らず、上記全方向のうち
の一方向にのみ二次電子検出器５４を設置したので、こ
の一方向に放出された二次電子しか検出できないからで
ある。即ち、全方向で二次電子を捕捉できるといり半球
型エネルギフィルタ５ノの長所を十分に活かしておらず
、二次電子検出器５４を設置した方向に依存して測定結
果がばらつくことになる。
二次電子検出器５４の設置位置によって測定結果くばら
つきが生じるので測定精度が悪いという欠点がある。そ
の理由は、半球型エネルギフィルタ５１は半球のほぼ中
心忙位置した二次電子の放出源（試料５０）から前方の
全方向へ放出された二次電子を全方向で均一に効藁良く
フィルタグリ、ド５３に入射させることができるので、
優れた特性を有してｈるにも拘らず、上記全方向のうち
の一方向にのみ二次電子検出器５４を設置したので、こ
の一方向に放出された二次電子しか検出できないからで
ある。即ち、全方向で二次電子を捕捉できるといり半球
型エネルギフィルタ５ノの長所を十分に活かしておらず
、二次電子検出器５４を設置した方向に依存して測定結
果がばらつくことになる。
本発明は上記の事情に鑑みてなされたもので、測定感度
および測定精度を向上し得る電子ビームテスタ用表面電
位測定装置を提供するものである。
および測定精度を向上し得る電子ビームテスタ用表面電
位測定装置を提供するものである。
即ち、本発明の電子ビームテスタ用表面電位測定装置は
、電子ビームが照射される試料の位置をほぼ中心として
半球状阻止電場型エネルギフィルタを設置し、このエネ
ルギフィルタの周囲化配置されたリング状のシンチレー
タヲ有スる二次電子検出器を設けてなることを特徴とす
るものである。
、電子ビームが照射される試料の位置をほぼ中心として
半球状阻止電場型エネルギフィルタを設置し、このエネ
ルギフィルタの周囲化配置されたリング状のシンチレー
タヲ有スる二次電子検出器を設けてなることを特徴とす
るものである。
これによって、試料から放出された二次電子は全方向で
二次電子検出器によプ検出されるようになシ、測定感度
および測定精度が向上する。
二次電子検出器によプ検出されるようになシ、測定感度
および測定精度が向上する。
以下、図面を参照して本発明の一実施例を詳細に説明す
る。
る。
第１図に示す表面電位測定装置は、第５図を参照して前
述した従来の表面電位測定装置に比べて、二次電子検出
器の構成が異なシ、その他は同じなので第５図中と同一
符号を付してその説明を省略する。
述した従来の表面電位測定装置に比べて、二次電子検出
器の構成が異なシ、その他は同じなので第５図中と同一
符号を付してその説明を省略する。
上記二次電子検出器は、リング状のシンチレータ１０と
光電子増倍管（図示せず）とからなシ、上記リング状の
シンチレータ１ｏの内側ヲ高電圧面１１とし、この高電
圧面１１をフィルタグリ、ド５３側に向ゆてシンチレー
タ１ｏをフィルタグリッド５３の周囲忙設置している。
光電子増倍管（図示せず）とからなシ、上記リング状の
シンチレータ１ｏの内側ヲ高電圧面１１とし、この高電
圧面１１をフィルタグリ、ド５３側に向ゆてシンチレー
タ１ｏをフィルタグリッド５３の周囲忙設置している。
上記構成によれば、試料５σの表面から前方の全方向に
放出された二次電子５８は、引き出し電圧発生用グリ、
ド５２によシ全方向で均一に効率よくフィルタグリッド
５３に入射し、このフィルタグリ、ド５３による電位障
壁を越えた二次電子は全てリング状のシンチレータ１０
によシ検出されるようになる。このようにリング状のシ
ンチレータＩＱを用いることによって、二次電子検出に
関して方向性を持たなくなるので、従来例に示したよう
な一方向の二次電子検出を行なう場合〈比べて二次電子
検出効率（測定感度）および測定精度が向上する。
放出された二次電子５８は、引き出し電圧発生用グリ、
ド５２によシ全方向で均一に効率よくフィルタグリッド
５３に入射し、このフィルタグリ、ド５３による電位障
壁を越えた二次電子は全てリング状のシンチレータ１０
によシ検出されるようになる。このようにリング状のシ
ンチレータＩＱを用いることによって、二次電子検出に
関して方向性を持たなくなるので、従来例に示したよう
な一方向の二次電子検出を行なう場合〈比べて二次電子
検出効率（測定感度）および測定精度が向上する。
なお、二次電子を効率良く検出するためには、シンチレ
ータ１０をできるだげフィルタグリッド５３に近接して
設置する方がよい。この理由は、シンチレータ１０をフ
ィルタグリッド５３から離すにつれて余分なスペースが
必要とな）、結果として電子ビームに対する対物レンズ
の焦点距離を長くして使うことになシ、空間分解能の低
下や電子ビームの安定性低下の大きな原因になると共に
当然乍ら検出効率も低下するからである。
ータ１０をできるだげフィルタグリッド５３に近接して
設置する方がよい。この理由は、シンチレータ１０をフ
ィルタグリッド５３から離すにつれて余分なスペースが
必要とな）、結果として電子ビームに対する対物レンズ
の焦点距離を長くして使うことになシ、空間分解能の低
下や電子ビームの安定性低下の大きな原因になると共に
当然乍ら検出効率も低下するからである。
一方、シンチレータ１０をフィルタグリッド５３に近接
して設置すると、シンチレータ１０の高電圧がフィルタ
グリッド５３の形成するフィルタ電位面に影響を与えて
エネルギフィルタの特性が低下する。これを改善するく
は、第２図に示すようにフィルタグリッド５３とシンチ
レータ１０との間に半球型のバッフ丁グリッド２０を設
け、このパッファグリッｌｌ２Ｑｔ−正電位に／シイア
スしておくことによシ、シンチレータ１０の高電圧がフ
ィルタ電位面忙与える影響を取シ除くようくすればよい
。
して設置すると、シンチレータ１０の高電圧がフィルタ
グリッド５３の形成するフィルタ電位面に影響を与えて
エネルギフィルタの特性が低下する。これを改善するく
は、第２図に示すようにフィルタグリッド５３とシンチ
レータ１０との間に半球型のバッフ丁グリッド２０を設
け、このパッファグリッｌｌ２Ｑｔ−正電位に／シイア
スしておくことによシ、シンチレータ１０の高電圧がフ
ィルタ電位面忙与える影響を取シ除くようくすればよい
。
なお、ｔｌＩ、２図において第１図中と同一部分くは同
一符号を付している。
一符号を付している。
ここで、上述したバッファグリ、ド２０による効果を説
明するために、ｄラフアブリッドを有さないエネルギフ
ィルタ（ｆａ１図参照）の特性曲線を第３図（ａ）に示
し、たとえば３０Ｖにｄイアスされた・櫂ツファグリッ
ドを有するエネルギフィルタ（第２図参照）の特性曲線
を第３図（ｂ） Ｋ示している。これらのエネルギフィ
ルタの特性曲線は、試料表面電位Ｖ、を固定してフィル
タグリ、ド５３の電圧ｖｆを変化させたときの二次電子
検出電流■、の変化を表わすものであシ、積分曲線（一
般くＳ字曲線という）によシ表わされる。このＳ字曲線
は試料表面電位Ｖ、が変わるとシフトするものであシ、
このシフト量を検出すれば表面電位の変化量が分る。理
想的にはＳ字曲線は平行移動し、その移動量ΔＶｆは表
面電位の変化量ΔＶ、と一致し、Δｖｆ；ΔＶ、となる
。
明するために、ｄラフアブリッドを有さないエネルギフ
ィルタ（ｆａ１図参照）の特性曲線を第３図（ａ）に示
し、たとえば３０Ｖにｄイアスされた・櫂ツファグリッ
ドを有するエネルギフィルタ（第２図参照）の特性曲線
を第３図（ｂ） Ｋ示している。これらのエネルギフィ
ルタの特性曲線は、試料表面電位Ｖ、を固定してフィル
タグリ、ド５３の電圧ｖｆを変化させたときの二次電子
検出電流■、の変化を表わすものであシ、積分曲線（一
般くＳ字曲線という）によシ表わされる。このＳ字曲線
は試料表面電位Ｖ、が変わるとシフトするものであシ、
このシフト量を検出すれば表面電位の変化量が分る。理
想的にはＳ字曲線は平行移動し、その移動量ΔＶｆは表
面電位の変化量ΔＶ、と一致し、Δｖｆ；ΔＶ、となる
。
この場合、バッフ丁グリッドを有さなり場合に得られる
第３図（ａ）のＳ字曲線においてはＶ、＝ＯＶのときの
特性Ａとｖ、 ＝ ５ ｖのときの特性にとの形状が異
っているが、バッフ丁グリッドを有する場合に得られる
第３図（ｂｌのＳ字曲線においてはＶ 、 ＝ＯＶのと
きの特性Ｂとｖｓ ＝ ５ Ｖのときの特性Ｂ′との形
状がほぼ同一であり、／寸ツファグリッドによる特性改
善効果が得られることが分る。
第３図（ａ）のＳ字曲線においてはＶ、＝ＯＶのときの
特性Ａとｖ、 ＝ ５ ｖのときの特性にとの形状が異
っているが、バッフ丁グリッドを有する場合に得られる
第３図（ｂｌのＳ字曲線においてはＶ 、 ＝ＯＶのと
きの特性Ｂとｖｓ ＝ ５ Ｖのときの特性Ｂ′との形
状がほぼ同一であり、／寸ツファグリッドによる特性改
善効果が得られることが分る。
上述したように本発明の電子ビームテスタ用表面電位測
定装置は、リング状シンチレータを有する二次電子検出
器を用いることによって、二次電子放出方向の全方向で
二次電子検出を行なりようにしたので、測定感度訃よび
測定精度が共に向上し、超ＬＳ１回路パターン等の表面
電位の精密測定を実施することができる。
定装置は、リング状シンチレータを有する二次電子検出
器を用いることによって、二次電子放出方向の全方向で
二次電子検出を行なりようにしたので、測定感度訃よび
測定精度が共に向上し、超ＬＳ１回路パターン等の表面
電位の精密測定を実施することができる。
第１図は本発明に係る電子ビームテスタ用表面電位測定
装置の一実施例を示す構成説明図、第２図は同じく他の
実施例を示す構成説明図、ｆｓ３図（ａ） 、 （ｂ）
は各対広して第１図、第２図におけるエネルギフィルタ
の特性を示す特性図、第４図は表面電位測定装置の測定
原理を説明するために示す二次電子エネルギ分布を示す
図、第５図は従来の表面電位測定装置を示す構成説明図
である。 １０・・・リング状シンチレータ、１１・・・高Ｗ圧面
、２０・・・Ｉ４ツ７アグリッド、５０・・・試料、５
１・・・半球状阻止電場型エネルギフィルタ、５３・・
・フィルタグリッド。 出願人代理人 弁理士 鈴 江 武 彦第１図 第２図 第３図 （ａ） （ｂ）
装置の一実施例を示す構成説明図、第２図は同じく他の
実施例を示す構成説明図、ｆｓ３図（ａ） 、 （ｂ）
は各対広して第１図、第２図におけるエネルギフィルタ
の特性を示す特性図、第４図は表面電位測定装置の測定
原理を説明するために示す二次電子エネルギ分布を示す
図、第５図は従来の表面電位測定装置を示す構成説明図
である。 １０・・・リング状シンチレータ、１１・・・高Ｗ圧面
、２０・・・Ｉ４ツ７アグリッド、５０・・・試料、５
１・・・半球状阻止電場型エネルギフィルタ、５３・・
・フィルタグリッド。 出願人代理人 弁理士 鈴 江 武 彦第１図 第２図 第３図 （ａ） （ｂ）
Claims (2)
- （１）電子ビームが照射される試料の位置をほぼ中心と
して設置される半球状阻止電場型エネルギフィルタと、
このエネルギフィルタの周囲に設置されたリング状のシ
ンチレータを有する二次電子検出器とを具備してなるこ
とを特徴とする電子ビームテスタ用表面電位測定装置。 - （２）前記エネルギフィルタのフィルタグリッドと前記
シンチレータとの間にバッファグリッドを配置し、かつ
このバッファグリッドに正電位をバイアスしてなること
を特徴とする前記特許請求の範囲第１項記載の電子ビー
ムテスタ用表面電位測定装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25695884A JPS61135035A (ja) | 1984-12-05 | 1984-12-05 | 電子ビ−ムテスタ用表面電位測定装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25695884A JPS61135035A (ja) | 1984-12-05 | 1984-12-05 | 電子ビ−ムテスタ用表面電位測定装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61135035A true JPS61135035A (ja) | 1986-06-23 |
| JPH0326901B2 JPH0326901B2 (ja) | 1991-04-12 |
Family
ID=17299728
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP25695884A Granted JPS61135035A (ja) | 1984-12-05 | 1984-12-05 | 電子ビ−ムテスタ用表面電位測定装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61135035A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1703538A1 (en) * | 2005-03-17 | 2006-09-20 | ICT Integrated Circuit Testing Gesellschaft für Halbleiterprüftechnik mbH | Charged particle beam device for high spatial resolution and multiple perspective imaging |
| JP2008159568A (ja) * | 2006-09-19 | 2008-07-10 | Carl Zeiss Nts Gmbh | 微小化構造を有する物体を検査及び加工するための電子顕微鏡、並びに、当該物体の製造方法 |
| EP2124245A1 (en) * | 2008-05-21 | 2009-11-25 | ICT, Integrated Circuit Testing Gesellschaft für Halbleiterprüftechnik Mbh | Ultra high precision measurement tool |
-
1984
- 1984-12-05 JP JP25695884A patent/JPS61135035A/ja active Granted
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1703538A1 (en) * | 2005-03-17 | 2006-09-20 | ICT Integrated Circuit Testing Gesellschaft für Halbleiterprüftechnik mbH | Charged particle beam device for high spatial resolution and multiple perspective imaging |
| US7544937B2 (en) | 2005-03-17 | 2009-06-09 | Ict Integrated Circuit Testing Gesellschaft Fur Halbleiterpruftechnik Gmbh | Charged particle beam device for high spatial resolution and multiple perspective imaging |
| JP2008159568A (ja) * | 2006-09-19 | 2008-07-10 | Carl Zeiss Nts Gmbh | 微小化構造を有する物体を検査及び加工するための電子顕微鏡、並びに、当該物体の製造方法 |
| EP2124245A1 (en) * | 2008-05-21 | 2009-11-25 | ICT, Integrated Circuit Testing Gesellschaft für Halbleiterprüftechnik Mbh | Ultra high precision measurement tool |
| US8785849B2 (en) | 2008-05-21 | 2014-07-22 | ICT Integrated Circuit Testing Gesellschaft für Halbleiterprüftechnick mbH | Ultra high precision measurement tool |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0326901B2 (ja) | 1991-04-12 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |