JPS61220261A - 試料表面の対象区域をわき立たせる方法と装置 - Google Patents

試料表面の対象区域をわき立たせる方法と装置

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JPS61220261A
JPS61220261A JP61061947A JP6194786A JPS61220261A JP S61220261 A JPS61220261 A JP S61220261A JP 61061947 A JP61061947 A JP 61061947A JP 6194786 A JP6194786 A JP 6194786A JP S61220261 A JPS61220261 A JP S61220261A
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JP
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primary beam
raster
control signal
evaluation circuit
deflection
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JP61061947A
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English (en)
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ハンスデトレフ、ブルースト
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Siemens AG
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Siemens AG
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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01JELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/26Electron or ion microscopes; Electron or ion diffraction tubes
    • H01J37/28Electron or ion microscopes; Electron or ion diffraction tubes with scanning beams

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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Analysing Materials By The Use Of Radiation (AREA)
  • Testing Of Individual Semiconductor Devices (AREA)
  • Tests Of Electronic Circuits (AREA)
  • Testing Or Measuring Of Semiconductors Or The Like (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。

Description

【発明の詳細な説明】 査型顕微Aの一次ビーム偏向装置に導き、この一次ビー
ムで走査された試料表面の点から検出器を通して二次電
気信号を引き出して評価回路に送り込み、ラスタ発生器
の偏向電圧によって制御されるイメージ管上に表示する
方法とそれを実施する装置に関するものである。
〔従来の技術〕
走査顕微境において試料を線走査する場合、従来はラス
タ速度を走査過程の全体に亘って関心を持たれる試料区
域に許される最高値に限定しなければならなかったので
、撮像時間が長くなり過ぎた。関心が持たれる試料区域
外ではラスタ速度をこの限界以上に高めることが許され
るが、それによって同時に本来の目的とする試料区域の
表示に当って場所分解能と感度の低下の誘因が発生する
〔発明が解決しようとする問題点〕
この発明の目的は、上記の方法を改良して撮1象時間の
短縮と同時に関心を持たれる試料区域の正確な表示を可
能にすることである。
〔問題点の解決手段〕
この目的は特許請求の範11E1項に特徴として挙げた
操作によって達成される。更に特許請求の範囲第3項に
特徴として挙げた操作によってもこの目的が達成される
。ま九これらの方法を実施するための装置は特許請求の
範囲第5項および第11項に記載されている。
〔発明の効果〕
この発明による方法の長所は、重要な試料区域の表示に
際して高い空間分解度と高感度が短い撮像時間をもって
達成されることである。
〔実m列〕
図面についてこの発明を更に詳細に説明する。
第1図に示したこの発明の方法を実施する装置では、走
査電子順@濾の電子源1から放出された電子が形成する
一次電子ビームPMが試料2例えば集積回路に当り1.
そこから二次電子SEを放出させる。この二次電子は検
出器DTで検出され。
図には示されていない光電子増倍管を通して対応する二
次電気信号BT]として送り出される。この信号日Uは
限定された帯域幅の評・1曲回路4の入力端3に導かれ
、その信号成分が選別され、復調又は整流されるから、
評価回路4の出力端5に出力信号が現われる。この信号
は切換スイッチ6が1乍9傍続位置にあるときイメージ
管CRTの輝度制御入力端7に導かれる。CRTのX偏
向とy偏向はラスタ発生器8の出力端9と10を通して
制御される。出力端9から出たX偏向電圧U工と出力端
10から出たy偏向電圧U、は更に偏向ユニット11の
それぞれの入力端にも導かれ、一次ビームPKをラスタ
状に偏向する。これによって試料2の表面での一次ビー
ムPKの偏向とCRTの映像面上での電子ビームの偏向
との同期化が達成される。試料2表面の各走査点は1例
えば制御装置0ONを通して導かれた入力信号あるいは
試料自体で作られた特定の信号周波数fsの信号を発生
することができる。この信号は二次電子SEの放出量に
影響を及ぼすから、測定信号8Uも周波数fsの信号成
分を含む、評イ曲回)i!4を周波数f8に同調させる
ことによりこの信号成分が選別され復調されるから、出
力端5に現われる出力信号社信号周波数fsの信号が試
料2の走査点く存在することを示している。平行して並
ぶ行に沿って試料表面を走査することによりcR’rの
映像スクリーン上に信号周波数f8を発生する試料表面
部分を電子ビームの高輝度走査によって強調表示するこ
とができる。
偏向電圧UKは比較電圧u1とU2が加えられるコンパ
レータ12から成る弁別器にも導かれる。
同様に偏向電圧Uyも比較電圧σ3とU4が加えられる
コンパレータ13から成る弁別器に導かれる。コンパレ
ータ12はυXが電圧σ1とU2の間にあるとき出力端
14から出力信号を送り出し。
コンパレータ13はσアが電圧σ3とU4の間にあると
き出力端15から出力信号を送り出す。出力端14と1
5はNAND回路16の入力端に結ばれているから、回
路16の出力端17に制御信号USTが現われることは
TJxとUyがそれぞれのコンパレータの二つの比較電
圧で決められた電圧間隔内にあることを示している。比
較電圧Ul乃至U4はいずれも調整可能であるから、そ
の調整に対応して試料表面にシいて関心を持たれる区域
の限界が設定され、制御信号USTはそれぞれの走査点
がこの区域内にあることを示す。従って制御信号U8T
をラスタ発生器8の制御入力端18に導いてラスタ速度
を切換えることができる。試料がその関心を持たれる区
域外では著しく高い速度で走査され、この区域内では打
8Tが導かれないことによって低い速度に切換えられる
と、関心を持たれる試料区域においてはその精確な評価
に対して許される最大走査速度を超過することなしに撮
像時間を著しく短縮することができる。
関心を持たれる試料区域で作られた測定信号SUの精確
な評価を可能にするためには、制御信号USTを評価回
44の制御入力端19に導き、この区域外の試料区域に
対して使用された広帯域モードの動作を狭帯域モードに
切換えるのが効果的である。別の方法としては評価回路
4よりも遥かに狭帯域に構成された第二の評価回路4′
を入力側で第一評価回路4に並列に接続し、切換スイッ
チ6は信号U8Tによって破線で示した接続位置に切換
え、評価回路4″の出力信号をCRTの入力端7に導く
。回路4の帯域幅の切換えはラスタ発生器8の低ラスタ
速度への切換えと同時に行うことも可能である。
制御信号USTは一次電子ビームPKの強度制御に使用
される。この使用方法は試料の個々の小区域が電子照射
に特に敏感であるとき特に効果的である。このような小
区域としては特に充電され烏いものが挙げられる。この
場合強度変調器20をUSTで制御して選定された試料
区域においてpmの強度を低下させ、特に一次ビームを
児全に消滅させる。この発明の方法において強度変調器
20としては例えばビーム引外し系、又は走査電子顕微
鏡の電子銃のウェーネルト筒が考えられている。PKの
強度変調をラスタ速度−制御と組合わせることも有利で
ある。これによって試料の走査面全体に亘ってほぼ一定
の照射線量とすることができる。
この発明の展開によれば、接続点5に例えば二次電気信
号817から公知の方法で導き出される補助信号例えば
トポグラフィ信号が加えられる。これについては文献ラ
イマー(L、Relmor )およびプフエツ7アーコ
ルン(G、Pfefferkorn )著[走査顕微d
i (Raster−Elektronenmikro
skop−1e)」 日pringer −Verla
g、  Berlin  1 9 7 7゜p、  1
〜3,109〜130に詳細な記載がある。
第1図にTf3として示されている部分回路は第2図の
回路で置き換えることも可能である。第2図の回路には
関数回路網21が設けられ、偏向電圧Ux 、 Uyか
ら制御信号USTを導出する。一つの実施例においては
21が二つのスクエアラー22.23とそれに続く増幅
器24.25および一つの加算器26から構成される。
増幅器24゜25は場合によってその増幅度が調整可能
である。
加算器260入力端は増幅段24.25に接続され、そ
の出力端は接続点17に結ばれる。このような構成の関
数回路網21により増幅段24の増幅度Aと増幅段25
の増幅度Bから関数rJsT=AXU工十B X U、
’が作られる。Uxと[J7 の零点がPKで走査され
る試料表面に置かれているとすれば、試料表面の中心部
分では比較的小さい制御信号USTが得られ1周縁部分
では大きい値の制御信号が得られる。増幅段24又は2
5の増幅度の適当な調整によりX偏向方向とy偏向方向
においての中央区域の大きさを変えることができる。
関数U E T= (A X Ux+BXUy)  を
作ッテも同様な効果が達成される。この場合偏向電圧U
xとtr7は増幅度AおよびBの増幅器を通して加算器
に入れ、その出力信号の二乗を作る。スクエアラーの出
力信号が制御信号U8Tとして使用される。
上記の関数以外の関数例えば区間毎に連続曲線で表わさ
れる関数とすることも可能である。
第2図の回路においても制御電圧USTはラスタ速度の
変更、評価回路の帯域幅の変更、一次ビームPI!!の
強度制御等に使用される。
第2図にはラスタ発生器80目的にかなった構成も示さ
れている。このラスタ発生器は制御入力端1日に加えら
れる制御信号USTによってクロック周波数が影響を受
けるクロック発根器Gで構成されるもので、電圧コント
ロール発振器(VCO)と呼ばれる。Gに続く計数回路
2はGから送り出されるクロックパルスの数を数え、そ
の出力端28には第一カウンタの計数結果が現われ、出
力端29には第二カウンタの計数結果が現われる。
これらの計数結果の間には行毎の走査点の数に対応する
係数だけの差異がある。これらの出力端はDA変換器3
0.31に結ばれる。これらの変換器の出力趨性ラスタ
発生器8の出力端9,10となっている。偏向電圧Ux
、Uyの周期的の経過は第一と第二のカウンタの周期的
リセットによるものである。制御信号U8Tをラスタ速
度の上昇又は評価回路の帯域幅の拡大に使用することも
この発明の枠内にある。これらの操作により電圧間隔に
よって定められる試料表面部分以外の表面区域が精確に
評価される。更に制御信号USTを走査電子顕amの一
部ビームの強度の増大に使用することも可能である。
イメージ管CRTの代りにその他の記碌装置又は表示装
置例えばプラズマパネル、LCD表示装置等を使用する
ことも可能である。
上記の実施例は走査電子顕微鏡を使用するものであった
が、この発明ではその他の走査型顕微鏡例えばレーザー
走査顕微鏡又は超音波走査顕微鏡も使用される。
【図面の簡単な説明】
第1図はこの発明の方法を実施する装置の一例、第2図
は第1図の回路の一部の変形構成を示すもので、PEは
一部ビーム% 2は試料、4と4′は評1d11回路、
8はラスタゼネレータ、12.!=13は弁別器を構成
するコンパレータである。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1)ラスタ発生器で作られた偏向電圧を一次ビーム偏向
    ユニットに導き、一次ビームで線走査された試料表面の
    各点から二次電気信号を検出器を通して引き出して評価
    回路に送り込み、ラスタ発生器の偏向電圧によつて制御
    される表示装置に表示する方法において、ラスタ発生器
    の少くとも一つの偏向電圧が一つの弁別器に導かれ、そ
    こで調整可能の区域限界と比較され制御信号によつてこ
    の限界を守るようにされること、ラスタ速度を変える制
    御信号と評価回路の帯域幅を変える制御信号と一次ビー
    ムの強度を変える制御信号のいずれか一つ又はそれらの
    組合せが使用されることを特徴とする走査顕微鏡の一次
    ビームで走査される試料表面の対象区域をきわ立たせる
    方法。 2)制御信号に関係して一つの補助信号特にトポグラフ
    イ信号あるいは高いラスタ速度で得られた概括信号が対
    象区域の評価用として評価回路の出力端で得られた信号
    に代つて表示装置に導かれることを特徴とする特許請求
    の範囲第1項記載の方法。 3)ラスタ発生器で作られた偏向電圧を一次ビーム偏向
    ユニットに導き、一次ビームで平行線走査された試料表
    面の各点から二次電気信号を検出器を通して引き出して
    評価回路に送り込み、ラスタ発生器の偏向電圧によつて
    制御される表示装置に表示する方法において、ラスタ発
    生器の両偏向電圧が関数回路網に導かれ、そこで所定の
    関数に従つて両偏向電圧に関係する制御信号が作られ、
    この制御信号がラスタ速度の変更、評価回路の帯域幅の
    変更、一次ビームの強度の変更のいずれか又はそのいく
    つかに使用されることを特徴とする走査顕微鏡の一次ビ
    ームで走査される試料表面の対象区域をきわ立たせる方
    法。 4)制御信号に関係して一つの補助信号特にトポグラフ
    イ信号あるいは高いラスタ速度で得られた概括信号が対
    象区域の評価用として評価回路の出力端で得られた信号
    に代つて表示装置に導かれることを特徴とする特許請求
    の範囲第3項記載の方法。 5)ラスタ発生器で作られた偏向電圧を一次ビーム偏向
    ユニットに導き、一次ビームで線走査された試料表面の
    各点から二次電気信号を検出器を通して引き出して評価
    回路に送り込み、ラスタ発生器の偏向電圧によつて制御
    される表示装置に表示する方法を実施するため、弁別器
    が一つ又は二つの類似構成のコンパレータを含みこのコ
    ンパレータにそれぞれ比較電圧が加えられること、ラス
    タ発生器の一つ又は二つの偏向電圧が加えられたときこ
    の偏向電圧が二つの比較電圧の間の電圧間隔内にあるか
    否かを示す制御信号が送り出されることを特徴とする走
    査顕微鏡の一次ビームで走査される試料表面の対象区域
    をきわ立たせる装置。 6)関数回路網がラスタ発生器(8)の偏向電圧を受け
    る増幅度の調整可能な二つの増幅段とそれに続く加算器
    およびスクエアラーから構成されていることを特徴とす
    る特許請求の範囲第5項記載の装置。 7)一次ビームの強度の変更に制御電圧(UST)を受
    ける強度変調器(20)が使用されることを特徴とする
    特許請求の範囲第5項又は第6項記載の装置。 8)評価回路がその帯域幅の変更を可能にする構成であ
    ることを特徴とする特許請求の範囲第5項乃至第7項の
    一つに記載の装置。 9)評価回路が狭帯域に構成されていること、これに類
    似するがより広帯域に構成された評価回路が設けられて
    いること、両評価回路の出力端が制御信号によつて操作
    される切換スイッチを通して表示装置に結ばれることを
    特徴とする特許請求の範囲第5項乃至第8項の一つに記
    載の装置。 10)表示装置が制御信号によつて操作される切換スイ
    ッチを通して補助の信号特にトポグラフイ信号を受ける
    ことを特徴とする特許請求の範囲第5項乃至第9項の一
    つに記載の装置。 11)ラスタ発生器で作られた偏向電圧を一次ビーム偏
    向ユニットに導き、一次ビームで平行線走査された試料
    表面の各点から二次電気信号を検出器を通して引き出し
    て評価回路に送り込み、ラスタ発生器の偏向電圧によつ
    て制御される表示装置に表示する方法を実施するため、
    関数回路網がラスタ発生器の少くとも一つの偏向電圧の
    振幅から特定の関数に従つて制御信号を導出することを
    特徴とする走査顕微鏡の一次ビームで走査される試料表
    面の対象区域をきわ立たせる装置。 12)関数回路網がラスタ発生器の偏向電圧を受ける二
    つのスクエアラーとこれに所属する増幅度の調整可能の
    増幅段とそれに続く加算器から構成されていることを特
    徴とする特許請求の範囲第11項記載の装置。 13)関数回路網がラスタ発生器(8)の偏向電圧を受
    ける増幅度の調整可能な二つの増幅段とそれに続く加算
    器およびスクエアラーから構成されていることを特徴と
    する特許請求の範囲第11項又は第12項記載の装置。 14)一次ビームの強度の変更に制御電圧(UST)を
    受ける強度変調器(20)が使用されることを特徴とす
    る特許請求の範囲第11項乃至第13項の一つに記載の
    装置。 15)評価回路がその帯域幅の変更を可能にする構成で
    あることを特徴とする特許請求の範囲第11項乃至第1
    4項の一つに記載の装置。 16)評価回路が狭帯域に構成されていること、これに
    類似するがより広帯域に構成された評価回路が設けられ
    ていること、両評価回路の出力端が制御信号によつて操
    作される切換スイッチを通して表示装置に結ばれること
    を特徴とする特許請求の範囲第11項乃至第14項の一
    つに記載の装置。 17)表示装置が制御信号によつて操作される切換スイ
    ッチを通して補助の信号特にトポグラフイ信号を受ける
    ことを特徴とする特許請求の範囲第11項乃至第16項
    の一つに記載の装置。
JP61061947A 1985-03-22 1986-03-19 試料表面の対象区域をわき立たせる方法と装置 Pending JPS61220261A (ja)

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EP (1) EP0200893A1 (ja)
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