JPS61288357A - 定量的電位測定用スペクトロメ−タ−対物レンズ装置 - Google Patents
定量的電位測定用スペクトロメ−タ−対物レンズ装置Info
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- JPS61288357A JPS61288357A JP61135876A JP13587686A JPS61288357A JP S61288357 A JPS61288357 A JP S61288357A JP 61135876 A JP61135876 A JP 61135876A JP 13587686 A JP13587686 A JP 13587686A JP S61288357 A JPS61288357 A JP S61288357A
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- H01J37/266—Measurement of magnetic- or electric fields in the object; Lorentzmicroscopy
- H01J37/268—Measurement of magnetic- or electric fields in the object; Lorentzmicroscopy with scanning beams
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- H01J49/46—Static spectrometers
- H01J49/48—Static spectrometers using electrostatic analysers, e.g. cylindrical sector, Wien filter
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- H01J2237/244—Detection characterized by the detecting means
- H01J2237/24485—Energy spectrometers
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】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、試料上に一次電子線を収束するための対物レ
ンズと、測定個所において一次電子線により放出された
二次電子を吸引するための電極装置と二次電子を減速さ
せる逆電界を発生するための電極装置とを有する静電的
逆電界スペクトロメータとが１つの電子光学的ユニット
を形成しており、また二次電子を検知するための検出器
装置が付設されている高い二次電子アクセプタンスを有
し収差の少ない電子線測定技術における定量的電位測定
用スペクトロメータ−対物レンズ装置に関する。
ンズと、測定個所において一次電子線により放出された
二次電子を吸引するための電極装置と二次電子を減速さ
せる逆電界を発生するための電極装置とを有する静電的
逆電界スペクトロメータとが１つの電子光学的ユニット
を形成しており、また二次電子を検知するための検出器
装置が付設されている高い二次電子アクセプタンスを有
し収差の少ない電子線測定技術における定量的電位測定
用スペクトロメータ−対物レンズ装置に関する。
高密度に集積された回路内の節点または導電帯における
定量的電位測定のためには現在、電子線断続システムお
よび逆電界スペクトロメータを備えた通常の走査電子顕
微鏡が使用される。しかしながら、改良された走査電子
顕微鏡によってもサブミクロ範囲内の構造を有する高密
度集積回路を検査するための十分に精細な電子ゾンデは
得られない。なぜならば、この装置はたいていの場合絶
縁された保持体物質上に配置されている構成要素の電子
線損傷および充電を回避するために低い一次電子エネル
ギーで使用されなければならないからである。主として
対物レンズの軸線方向の色収差と電子−電子相互作用（
ベルシュ（Ｂ ｏ ｅ ｒ ５ａｈ）効果）とにより制
服される位置分解能の明白な改善は少数の電子線交叉点
と短い焦点距離の対物レンズとを有する短い電子光学的
路長によってのみ達成可能である。主として焦点距離お
よび作動距離により決定される色収差および球面収差を
減少するため短い作動距離を有する短焦点距離の対物レ
ンズを使用する試みはこれまで、対物レンズと試料との
間に二次電子スペクトロメータが配置されている通常の
電子線測定装置の構成からして失敗した。
定量的電位測定のためには現在、電子線断続システムお
よび逆電界スペクトロメータを備えた通常の走査電子顕
微鏡が使用される。しかしながら、改良された走査電子
顕微鏡によってもサブミクロ範囲内の構造を有する高密
度集積回路を検査するための十分に精細な電子ゾンデは
得られない。なぜならば、この装置はたいていの場合絶
縁された保持体物質上に配置されている構成要素の電子
線損傷および充電を回避するために低い一次電子エネル
ギーで使用されなければならないからである。主として
対物レンズの軸線方向の色収差と電子−電子相互作用（
ベルシュ（Ｂ ｏ ｅ ｒ ５ａｈ）効果）とにより制
服される位置分解能の明白な改善は少数の電子線交叉点
と短い焦点距離の対物レンズとを有する短い電子光学的
路長によってのみ達成可能である。主として焦点距離お
よび作動距離により決定される色収差および球面収差を
減少するため短い作動距離を有する短焦点距離の対物レ
ンズを使用する試みはこれまで、対物レンズと試料との
間に二次電子スペクトロメータが配置されている通常の
電子線測定装置の構成からして失敗した。
二次電子スペクトロメータが組込まれた対物レンズ（ス
ペクトロメータ−対物レンズ装置）の開発により初めて
作動距離により対物レンズの収差が減少され、従ってま
た試料上のゾンデ直径が縮小され得た。このようなスペ
クトロメータ−対物レンズ装置は１９８４年１１月９．
１０日に大阪で開催された電子ビーム検査に関するシン
ポジュームの論文集の第６９〜７２頁のカワモト氏の論
文［イン・ザ・レンズ・アナライザによる電子ビームテ
スタ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎ Ｂｅａｍ Ｔｅ５ｔｅｒ ｗ
ｉｔｈ Ｉｎ−ｔｈｅ−Ｌｅｎｓ−Ａｎａｌｙｚｅｒ）
Ｊから公知である。
ペクトロメータ−対物レンズ装置）の開発により初めて
作動距離により対物レンズの収差が減少され、従ってま
た試料上のゾンデ直径が縮小され得た。このようなスペ
クトロメータ−対物レンズ装置は１９８４年１１月９．
１０日に大阪で開催された電子ビーム検査に関するシン
ポジュームの論文集の第６９〜７２頁のカワモト氏の論
文［イン・ザ・レンズ・アナライザによる電子ビームテ
スタ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎ Ｂｅａｍ Ｔｅ５ｔｅｒ ｗ
ｉｔｈ Ｉｎ−ｔｈｅ−Ｌｅｎｓ−Ａｎａｌｙｚｅｒ）
Ｊから公知である。
この公知の装置は組み込まれた平行板アナライザと、対
物レンズの上側に配置されており検出器の方向に二次電
子を偏向させるための電極とを有する短い焦点距離の対
物磁界レンズが対象となっている。
物レンズの上側に配置されており検出器の方向に二次電
子を偏向させるための電極とを有する短い焦点距離の対
物磁界レンズが対象となっている。
しかしながら、平らな吸引および逆電界電極を有するこ
の公知のスペクトロメータ−対物レンズ装置では、試料
上で放出されかつ一層大きな立体角範囲に放射された二
次電子を角度に無関係に検出することは可能でなく、従
ってそれにより惹起される測定誤差の結果として到達可
能な電位分解能が制限される。
の公知のスペクトロメータ−対物レンズ装置では、試料
上で放出されかつ一層大きな立体角範囲に放射された二
次電子を角度に無関係に検出することは可能でなく、従
ってそれにより惹起される測定誤差の結果として到達可
能な電位分解能が制限される。
本発明の目的は、冒頭に記載した種類の収差の少ないス
ペクトロメータ−対物レンズ装置であって、高い二次電
子アクセプタンスを有し、また二次電子を測定個所にお
ける放出方向に無関係に角度に無関係に検出し得るスペ
クトロメータ−対物レンズ装置を提供することである。
ペクトロメータ−対物レンズ装置であって、高い二次電
子アクセプタンスを有し、また二次電子を測定個所にお
ける放出方向に無関係に角度に無関係に検出し得るスペ
クトロメータ−対物レンズ装置を提供することである。
この目的は、本発明によれば、特許請求の範囲第１項に
記載のスペクトロメータ−対物レンズ装置により達成さ
れる。
記載のスペクトロメータ−対物レンズ装置により達成さ
れる。
特許請求の範囲第２項ないし第１０項には本発明の好ま
しい実施態様が示されている。
しい実施態様が示されている。
以下、図面に示されている実施例により本発明を一層詳
細に説明する。
細に説明する。
第１図に示されている本発明によるスペクトロメータ−
対物レンズ装置の実施例は短焦点距離の対物磁界レンズ
と、この磁界レンズの内側に配置されたスペクトロメー
ター検出器装置とから成っている。この全体構成は１つ
の電子光学的ユニットを形成し、それにより電子源で発
生された一次電子ＰＲも試料ＰＲ上で放出された二次電
子ＳＥも光軸ＯＡ上に位置する１つの点に収束される。
対物レンズ装置の実施例は短焦点距離の対物磁界レンズ
と、この磁界レンズの内側に配置されたスペクトロメー
ター検出器装置とから成っている。この全体構成は１つ
の電子光学的ユニットを形成し、それにより電子源で発
生された一次電子ＰＲも試料ＰＲ上で放出された二次電
子ＳＥも光軸ＯＡ上に位置する１つの点に収束される。
精細な電子ゾンデを発生するため、集光レンズにより発
生された電子源の中間像ＺＰがビーム形成機構の一部分
を成すスペクトロメータ−対物レンズ装置により縮小さ
れて、対物レンズｏＩ−の焦平面内に配置された試料Ｐ
Ｒの上に結像される。本発明によるスペクトロメータ−
対物レンズ装置により、従来の装置と比較して、対物レ
ンズ。Ｌの色収差および球面収差、従ってまた試料ＰＲ
上のゾンデ直径に決定的に影響する作動距離りを非常に
短くすることができる。測定点において高エネルギーの
一次電子ＰＨにより一次電子ＰＥと固体物質との相互作
用の結果として放出され試料ＰＲ上の全立体角に放射さ
れた低エネルギーの二次電子ＳＦ、を検出するため、こ
れらの二次電子ＳＥは対物レンズＯＬの磁極片の間に突
出している平らな網電極Ｇ１の電界内に吸引され、また
光軸○Ａの方向に典型的には１ないし２ｋｅＶの比較的
高いエネルギーに加速される。高エネルギーの二次電子
ＳＥは網電極Ｇ１を通過し、また光軸ＯＡ上で対物レン
ズの内側に位置する点ＺＳに二次電子ＳＥを収束する磁
極片間の磁界のなかに到達する。
生された電子源の中間像ＺＰがビーム形成機構の一部分
を成すスペクトロメータ−対物レンズ装置により縮小さ
れて、対物レンズｏＩ−の焦平面内に配置された試料Ｐ
Ｒの上に結像される。本発明によるスペクトロメータ−
対物レンズ装置により、従来の装置と比較して、対物レ
ンズ。Ｌの色収差および球面収差、従ってまた試料ＰＲ
上のゾンデ直径に決定的に影響する作動距離りを非常に
短くすることができる。測定点において高エネルギーの
一次電子ＰＨにより一次電子ＰＥと固体物質との相互作
用の結果として放出され試料ＰＲ上の全立体角に放射さ
れた低エネルギーの二次電子ＳＦ、を検出するため、こ
れらの二次電子ＳＥは対物レンズＯＬの磁極片の間に突
出している平らな網電極Ｇ１の電界内に吸引され、また
光軸○Ａの方向に典型的には１ないし２ｋｅＶの比較的
高いエネルギーに加速される。高エネルギーの二次電子
ＳＥは網電極Ｇ１を通過し、また光軸ＯＡ上で対物レン
ズの内側に位置する点ＺＳに二次電子ＳＥを収束する磁
極片間の磁界のなかに到達する。
試料ＰＲの下側に位置する虚の二次電子源ＱＳの実の中
間像として解釈すべきこの収束点の位置は正の網電極電
圧■εの大きさと対物レンズＯＬの磁極片間の一次電子
エネルギーに関係する磁界の強さとにより決定される。
間像として解釈すべきこの収束点の位置は正の網電極電
圧■εの大きさと対物レンズＯＬの磁極片間の一次電子
エネルギーに関係する磁界の強さとにより決定される。
この場合、虚の二次電子源ＱＳは試料ＰＲの下側のすべ
ての虚の二次電子軌跡の最小の焦線断面として定義され
る。対物レンズＯＬの場のなかのすべての二次電子ＳＥ
の共通の収束は主として高い運動エネルギー（Ｅ！＋ε
−１ないし２ｋｅＶ）への加速によってのみ可能である
。なぜならば、それによってのみ相対的エネルギー幅Δ
Ｅ／Ｅ （Ｅ−二次電子ＳＥの平均運動エネルギー）が
、測定点において異なる運動エネルギーで放出された二
次電子ｓＥＯ像距離がほぼ相等しくまで減ぜられるから
である。
ての虚の二次電子軌跡の最小の焦線断面として定義され
る。対物レンズＯＬの場のなかのすべての二次電子ＳＥ
の共通の収束は主として高い運動エネルギー（Ｅ！＋ε
−１ないし２ｋｅＶ）への加速によってのみ可能である
。なぜならば、それによってのみ相対的エネルギー幅Δ
Ｅ／Ｅ （Ｅ−二次電子ＳＥの平均運動エネルギー）が
、測定点において異なる運動エネルギーで放出された二
次電子ｓＥＯ像距離がほぼ相等しくまで減ぜられるから
である。
二次電子ＳＨの角度に無関係な減速およびエネルギー分
析は対物レンズＯＬの内側で、異なる電位にある２つの
球対称な網電極に１およびに２の間の空間範囲に形成さ
れる１つの球対称な逆電界のなかで行われる。このよう
な電極装置はたとえば米国特許第４４６４５７１号明細
書から公知である。下側の網電極に１は本発明により、
光軸○Ａと同心に配置されており磁極片間隙内で先細り
となっている中空シリンダＨ２を介して吸引電極Ｇ１と
導電接続されており、従ってこれらの電極の間に対物レ
ンズＯＬの内側の電界のない空間が生ずる。上側の球対
称な網電極に２は逆電界格子として作用し、例えば約−
１５Ｖと＋１５Ｖとの間の電位Ｖ、にある。逆電界を形
成する電極装置の上側に、上側の球電極に２とほぼ同一
の電位Ｖ８にあるもう１つの遮蔽格子ＢＧが設けられて
いてよい。
析は対物レンズＯＬの内側で、異なる電位にある２つの
球対称な網電極に１およびに２の間の空間範囲に形成さ
れる１つの球対称な逆電界のなかで行われる。このよう
な電極装置はたとえば米国特許第４４６４５７１号明細
書から公知である。下側の網電極に１は本発明により、
光軸○Ａと同心に配置されており磁極片間隙内で先細り
となっている中空シリンダＨ２を介して吸引電極Ｇ１と
導電接続されており、従ってこれらの電極の間に対物レ
ンズＯＬの内側の電界のない空間が生ずる。上側の球対
称な網電極に２は逆電界格子として作用し、例えば約−
１５Ｖと＋１５Ｖとの間の電位Ｖ、にある。逆電界を形
成する電極装置の上側に、上側の球電極に２とほぼ同一
の電位Ｖ８にあるもう１つの遮蔽格子ＢＧが設けられて
いてよい。
二次電子ＳＥの角度に無関係な検出は、二次電子軌跡が
逆電界の電界線に対して平行、従ってまた球対称な網電
極に１およびに２に対して垂直に延びている場合にのみ
行われ得る。このことを達成するため、二次電子ＳＨの
虚の二次電子源ＱＳは球状逆電界の中心点ＺＳ、すなわ
ち光軸ＯＡ上で磁極片の上側に位置する球対称な網電極
に１およびに２の中心点に結像される。さらに留意すべ
きこととして、二次電子ＳＥの実の中間像ＺＳは、この
中間像ＺＳを通過した後の二次電子ＳＲのラーモア（Ｌ
ａｒｍｏｒ）歳差運動を避けるため、光軸ＯＡ上で対物
レンズＯＬの磁極片間隙の上側に十分に離れて、消滅す
る磁束密度Ｂを有する空間範囲内に位置する。消滅する
磁束密度ＢＺ （０゜０．２＞を有する空間範囲内に
位置する光軸ＯＡ上の１つの点ＺＳへの二次電子ＳＥの
収束は、−次電子ＰＲのエネルギーが小さいほど、また
二次電子を加速する網電極Ｇ１の吸引電位■Ｅが高いほ
ど良好に可能である。
逆電界の電界線に対して平行、従ってまた球対称な網電
極に１およびに２に対して垂直に延びている場合にのみ
行われ得る。このことを達成するため、二次電子ＳＨの
虚の二次電子源ＱＳは球状逆電界の中心点ＺＳ、すなわ
ち光軸ＯＡ上で磁極片の上側に位置する球対称な網電極
に１およびに２の中心点に結像される。さらに留意すべ
きこととして、二次電子ＳＥの実の中間像ＺＳは、この
中間像ＺＳを通過した後の二次電子ＳＲのラーモア（Ｌ
ａｒｍｏｒ）歳差運動を避けるため、光軸ＯＡ上で対物
レンズＯＬの磁極片間隙の上側に十分に離れて、消滅す
る磁束密度Ｂを有する空間範囲内に位置する。消滅する
磁束密度ＢＺ （０゜０．２＞を有する空間範囲内に
位置する光軸ＯＡ上の１つの点ＺＳへの二次電子ＳＥの
収束は、−次電子ＰＲのエネルギーが小さいほど、また
二次電子を加速する網電極Ｇ１の吸引電位■Ｅが高いほ
ど良好に可能である。
二次電子ＳＥを検出するため、本発明によるスペクトロ
メータ−対物レンズ装置の内側に、光軸ＯＡに対して同
心に配置された１つのリング状の検出器ＤＴが設けられ
ている。この検出器ＤＴとしては特にたとえば半導体検
出器、電子トラップを有するチャネルプレートまたは金
属板が通している。このリング状の二次電子検出器ＤＴ
のほかにスペクトロメータ−対物レンズの外側にもう１
つの別の通常の二次電子検出器、たとえばシンチレータ
ＳＺおよび光導波路ＬＬから成る装置が、光軸ＯＡの方
向に放射された二次電子ＳＥを検出するために設けられ
ていてよい。
メータ−対物レンズ装置の内側に、光軸ＯＡに対して同
心に配置された１つのリング状の検出器ＤＴが設けられ
ている。この検出器ＤＴとしては特にたとえば半導体検
出器、電子トラップを有するチャネルプレートまたは金
属板が通している。このリング状の二次電子検出器ＤＴ
のほかにスペクトロメータ−対物レンズの外側にもう１
つの別の通常の二次電子検出器、たとえばシンチレータ
ＳＺおよび光導波路ＬＬから成る装置が、光軸ＯＡの方
向に放射された二次電子ＳＥを検出するために設けられ
ていてよい。
第２図には、第１図による本発明によるスペクトロメー
タ−対物レンズ装置に対して、光軸○Ａの方向に試料Ｐ
Ｒと遮蔽格子ＢＱとの間の磁束密度Ｂｚ （０，Ｏ，Ｚ
） （実線）および電界の強さＥｚ （０，Ｏ，Ｚ）
（鎖線）が示されている。球状逆電界ＺＳの中心は光軸
ＯＡ上で、磁束密度Ｂ２（０，Ｏ，Ｚ）が消滅する空間
範囲内に位置している。それにより、中間像ＺＳを通過
した後の二次電子ＳＥのラーモア歳差運動が避けられ、
従って二次電子ＳＥの軌跡は球対称な逆電界の電界線と
平行に延びている。
タ−対物レンズ装置に対して、光軸○Ａの方向に試料Ｐ
Ｒと遮蔽格子ＢＱとの間の磁束密度Ｂｚ （０，Ｏ，Ｚ
） （実線）および電界の強さＥｚ （０，Ｏ，Ｚ）
（鎖線）が示されている。球状逆電界ＺＳの中心は光軸
ＯＡ上で、磁束密度Ｂ２（０，Ｏ，Ｚ）が消滅する空間
範囲内に位置している。それにより、中間像ＺＳを通過
した後の二次電子ＳＥのラーモア歳差運動が避けられ、
従って二次電子ＳＥの軌跡は球対称な逆電界の電界線と
平行に延びている。
本発明によるスペクトロメータ−対物レンズ装置の別の
実施例が第３図に示されている。この装置内でも二次電
子ＳＥの虚の源点ＱＳは、スペクトロメータ−対物レン
ズ装置の内側に位置する球対称逆電界の中心に結像され
る。対物レンズＯＬのすぐ上側に配置されている球対称
電極に１およびに２の中心点と一致する球対称逆電界の
この中心は、対物レンズＯＬの内側で磁束密度Ｂおよび
電界Ｅが消滅する１つの空間範囲内の光軸ＯＡ上に位置
する。吸引電極Ｇ１および下側の球対称電極に１は同じ
く光軸ＯＡに対して同心に配置されており磁極片間隙内
で先細りとなる中空シリンダＨ２により互いに導電接続
されており、従って対物レンズＯＬの内部に電界のない
１つの空間が生ずる。球対称な逆電界を生ずる電極装置
に１およびに２の上側に、第３図には示されていない検
出器ＤＴの方向に二次電子ＳＥを偏向かつ加速するため
の電極装置が位置している。第４図に光軸ＯＡに対して
垂直な断面で示されているこの偏向要素が、正電位ＶＤ
Ｈにある網電極ＤＮとそれに対して対称に配置されてお
り負電位ＶＤＨにある偏向電極ＤＥとから成り、これら
の両電極がそれらの間に配置されているケース部分ＧＨ
と共に、光軸ＯＡと同心に配置されている１つの中空シ
リンダのカバー面を形成することは有利である。網電極
ＤＮおよび偏向電極ＤＥに１００ｖと１５０ｖとの間の
同一の大きさの電圧１ ｖＤ Ｅ ｌ ＝ ｌ Ｖ ｐ
Ｎｌが印加されることは有利である。球対称な電極Ｋｌ
およびに２の間の空間への網電極電位Ｖ。
実施例が第３図に示されている。この装置内でも二次電
子ＳＥの虚の源点ＱＳは、スペクトロメータ−対物レン
ズ装置の内側に位置する球対称逆電界の中心に結像され
る。対物レンズＯＬのすぐ上側に配置されている球対称
電極に１およびに２の中心点と一致する球対称逆電界の
この中心は、対物レンズＯＬの内側で磁束密度Ｂおよび
電界Ｅが消滅する１つの空間範囲内の光軸ＯＡ上に位置
する。吸引電極Ｇ１および下側の球対称電極に１は同じ
く光軸ＯＡに対して同心に配置されており磁極片間隙内
で先細りとなる中空シリンダＨ２により互いに導電接続
されており、従って対物レンズＯＬの内部に電界のない
１つの空間が生ずる。球対称な逆電界を生ずる電極装置
に１およびに２の上側に、第３図には示されていない検
出器ＤＴの方向に二次電子ＳＥを偏向かつ加速するため
の電極装置が位置している。第４図に光軸ＯＡに対して
垂直な断面で示されているこの偏向要素が、正電位ＶＤ
Ｈにある網電極ＤＮとそれに対して対称に配置されてお
り負電位ＶＤＨにある偏向電極ＤＥとから成り、これら
の両電極がそれらの間に配置されているケース部分ＧＨ
と共に、光軸ＯＡと同心に配置されている１つの中空シ
リンダのカバー面を形成することは有利である。網電極
ＤＮおよび偏向電極ＤＥに１００ｖと１５０ｖとの間の
同一の大きさの電圧１ ｖＤ Ｅ ｌ ＝ ｌ Ｖ ｐ
Ｎｌが印加されることは有利である。球対称な電極Ｋｌ
およびに２の間の空間への網電極電位Ｖ。
、の突き抜けを避けるため、もう１つの遮蔽格子ＢＧが
偏向部分と網電極に２との間に設けられていてよい。こ
の遮蔽格子ＢＧは球電極に２とほぼ同一の電位にある（
Ｖｃ、＃Ｖ＋＋）。
偏向部分と網電極に２との間に設けられていてよい。こ
の遮蔽格子ＢＧは球電極に２とほぼ同一の電位にある（
Ｖｃ、＃Ｖ＋＋）。
本発明により得られる利点は特に、電子線測定装置の電
子光学的筒内で試料上に発生される電子ゾンデの直径が
減ぜられ、また電位分解能が二次電子の角度に無関係な
検出により明らかに高められ得ることである。
子光学的筒内で試料上に発生される電子ゾンデの直径が
減ぜられ、また電位分解能が二次電子の角度に無関係な
検出により明らかに高められ得ることである。
第１図は本発明によるスペクトロメータ−対物レンズ装
置の第１の実施例を示す図、第２図は第１図によるスペ
クトロメータ−対物レンズ装置の内側の電界および磁界
の分布を示す図、第３図は本発明によるスペクトロメー
タ−対物レンズ装置の第２の実施例を示す図、第４図は
第３図によるスペクトロメータ−対物レンズ装置の偏向
要素を示す図である。 ＢＧ・・・遮蔽格子、ＤＥ・・・偏向電極、ＤＴ・・・
二次電子検出器、Ｇ１・・・網電極、ＧＨ・・・ケース
部分、Ｋ２・・・中空シリンダ、Ｋ１、Ｋ２・・・網電
極、ＬＬ・・・光導波路、ＯＡ・・・光軸、ＯＬ・・・
対物レンズ、ＰＥ・・・−次電子、ＰＲ・・・試料、Ｑ
Ｓ・・・虚の二次電子源、ＳＥ・・・二次電子、ＳＺ・
・・シンチレータ、ｚｐＸｚＳ・・・中間像。 ＦＩＧ １ ヒＯＡ Ｉ０２
置の第１の実施例を示す図、第２図は第１図によるスペ
クトロメータ−対物レンズ装置の内側の電界および磁界
の分布を示す図、第３図は本発明によるスペクトロメー
タ−対物レンズ装置の第２の実施例を示す図、第４図は
第３図によるスペクトロメータ−対物レンズ装置の偏向
要素を示す図である。 ＢＧ・・・遮蔽格子、ＤＥ・・・偏向電極、ＤＴ・・・
二次電子検出器、Ｇ１・・・網電極、ＧＨ・・・ケース
部分、Ｋ２・・・中空シリンダ、Ｋ１、Ｋ２・・・網電
極、ＬＬ・・・光導波路、ＯＡ・・・光軸、ＯＬ・・・
対物レンズ、ＰＥ・・・−次電子、ＰＲ・・・試料、Ｑ
Ｓ・・・虚の二次電子源、ＳＥ・・・二次電子、ＳＺ・
・・シンチレータ、ｚｐＸｚＳ・・・中間像。 ＦＩＧ １ ヒＯＡ Ｉ０２
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １）電子線測定技術における定量的電位測定用スペクト
ロメータ−対物レンズ装置であって、試料（ＰＲ）上に
一次電子線（ＰＥ）を収束するための対物レンズ（ＯＬ
）と、測定個所において一次電子線（ＰＥ）により放出
された二次電子（ＳＥ）を吸引するための電極装置（Ｇ
１）と二次電子（ＳＥ）を減速させる逆電界を発生する
ための電極装置（Ｋ１、Ｋ２）とを有する静電的逆電界
スペクトロメータとが１つの電子光学的ユニットを形成
しており、また二次電子（ＳＥ）を検知、するための検
出器装置（ＤＴ）が付設されているスペクトロメータ−
対物レンズ装置において、 逆電界発生用電極装置が２つの球対称な電極（Ｋ１、Ｋ
２）を有し、それらの電位（Ｖ＿Ｄ、Ｖ＿Ｅ）が、これ
らの電極の間の空間内に球対称な逆電界が生ずるように
選定されており、 これらの球対称な電極（Ｋ１、Ｋ２）の中心点がスペク
トロメータ−対物レンズ装置の光軸（ＯＡ）上で磁極片
の上側に位置する１つの点（ＺＳ）で合致し、 球対称な逆電界の中心を定めるこの点（ＺＳ）が対物レ
ンズ（ＯＬ）内の無電界の空間内に位置し、 吸引電極装置（Ｇ１）の電界内で加速された二次電子（
ＳＥ）が対物レンズ（ＯＬ）の磁界内で球対称な逆電界
の中心（ＺＳ）に収束される ことを特徴とする定量的電位測定用スペクトロメータ−
対物レンズ装置。 ２）対物レンズ（ｏ１）の内部に電界のない空間を発生
するため、二次電子（ＳＥ）を吸引するための電極装置
（Ｇ１）と試料（ＰＲ）のすぐ近くに位置する球対称な
電極（Ｋ１）とが、光軸に対して同心に配置されており
磁極片間隙内に先細りになっている中空シリンダ（ＨＺ
）により導電接続されていることを特徴とする特許請求
の範囲第１項記載のスペクトロメータ−対物レンズ装置
。 ３）球対称な逆電界を生ずる電極装置（Ｋ１、Ｋ２）が
対物レンズ（ＯＬ）の内部の磁極片の上側に配置されて
いることを特徴とする特許請求の範囲第１項または第２
項記載のスペクトロメータ−対物レンズ装置。 ４）光軸に対して同心に配置されたリング状の二次電子
検出器（ＤＴ）が対物レンズ（ＯＬ）の内部の球対称な
逆電界を生ずる電極装置（Ｋ１、Ｋ２）の上側に設けら
れていることを特徴とする特許請求の範囲第１項ないし
第３項のいずれか１項に記載のスペクトロメータ−対物
レンズ装置。 ５）光軸に対して同心に対物レンズ（ＯＬ）の内部に配
置されたリング状の二次電子検出器（ＤＴ）の上側にも
う１つの二次電子検出器が設けられていることを特徴と
する特許請求の範囲第１項ないし第４項のいずれか１項
に記載のスペクトロメータ−対物レンズ装置。 ６）球対称な逆電界を生ずる電極装置（Ｋ１、Ｋ２）と
リング状の二次電子検出器（ＤＴ）との間に遮蔽格子（
ＢＧ）が設けられていることを特徴とする特許請求の範
囲第１項ないし第５項のいずれか１項に記載のスペクト
ロメータ−対物レンズ装置。 ７）球対称な逆電界を生ずる電極装置（Ｋ１、Ｋ２）が
対物レンズ（ＯＬ）のすぐ上側に配置されていることを
特徴とする特許請求の範囲第１項または第２項記載のス
ペクトロメータ−対物レンズ装置。 ８）球対称な逆電界を生ずる電極装置（Ｋ１、Ｋ２）の
上側に、検出器（ＤＴ）の方向に二次電子（ＳＥ）を偏
向かつ加速するための装置（ＤＥ、ＤＮ）が設けられて
いることを特徴とする特許請求の範囲第７項記載のスペ
クトロメータ−対物レンズ装置。 ９）検出器（ＤＴ）の方向に二次電子（ＳＥ）を偏向か
つ加速するための装置（ＤＥ、ＤＮ）が、正電位（Ｖ＿
Ｄ＿Ｎ）にある網電極（ＤＮ）とそれに対して対称に配
置されており負電位（Ｖ＿Ｄ＿Ｅ）にある偏向電極（Ｄ
Ｅ）とを有し、これらの両電極（ＤＥ、ＤＮ）がそれら
の間に配置されているケース部分（ＧＨ）と共に、光軸
（ＯＡ）と一致する対称軸線を有する中空シリンダのカ
バー面を形成することを特徴とする特許請求の範囲第７
項または第８項記載のスペクトロメータ−対物レンズ装
置。 １０）球対称な逆電界を生ずる電極装置（Ｋ１、Ｋ２）
と検出器（ＤＴ）の方向に二次電子（ＳＥ）を偏向かつ
加速するための装置（ＤＥ、ＤＮ）との間に遮蔽格子（
ＢＧ）が設けられていることを特徴とする特許請求の範
囲第７項ないし第９項のいずれか１項に記載のスペクト
ロメータ−対物レンズ装置。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE3521439 | 1985-06-14 | ||
| DE3521439.2 | 1985-06-14 |
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|---|---|
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