JPS6334588B2 - - Google Patents
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- JPS6334588B2 JPS6334588B2 JP55070891A JP7089180A JPS6334588B2 JP S6334588 B2 JPS6334588 B2 JP S6334588B2 JP 55070891 A JP55070891 A JP 55070891A JP 7089180 A JP7089180 A JP 7089180A JP S6334588 B2 JPS6334588 B2 JP S6334588B2
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Classifications
-
- 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
- H01J37/04—Arrangements of electrodes and associated parts for generating or controlling the discharge, e.g. electron-optical arrangement, ion-optical arrangement
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J2237/00—Discharge tubes exposing object to beam, e.g. for analysis treatment, etching, imaging
- H01J2237/04—Means for controlling the discharge
- H01J2237/047—Changing particle velocity
- H01J2237/0475—Changing particle velocity decelerating
- H01J2237/04756—Changing particle velocity decelerating with electrostatic means
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Analysing Materials By The Use Of Radiation (AREA)
- Tests Of Electronic Circuits (AREA)
- Testing Or Measuring Of Semiconductors Or The Like (AREA)
- Electron Sources, Ion Sources (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、電子銃と、電子を加速する陽極を有
する電子−光学系と、検査すべき試料を配置する
為の試料保持器と、試料から生じる電子を検出す
る検出器と、試料の像を表示する表示装置とを具
える走査電子顕微鏡に関するものである。
する電子−光学系と、検査すべき試料を配置する
為の試料保持器と、試料から生じる電子を検出す
る検出器と、試料の像を表示する表示装置とを具
える走査電子顕微鏡に関するものである。
上述した種類の走査電子顕微鏡はフイリツプス
社の技術文献“Philips Technical Review”、
Vol.35、1975、No.６、第153〜165頁から既知であ
る。その電子−光学系においては、電子銃から生
じる電子が陽極により所望速度に加速され、集束
され、偏向コイルにより偏向される。電子は電子
−光学系から出た後、検査すべき試料に到達し、
材料特有の或いは形状特有の特性を有する二次電
子を発生させ、これらの二次電子が検出器により
検出される。
社の技術文献“Philips Technical Review”、
Vol.35、1975、No.６、第153〜165頁から既知であ
る。その電子−光学系においては、電子銃から生
じる電子が陽極により所望速度に加速され、集束
され、偏向コイルにより偏向される。電子は電子
−光学系から出た後、検査すべき試料に到達し、
材料特有の或いは形状特有の特性を有する二次電
子を発生させ、これらの二次電子が検出器により
検出される。
多くの場合、電子ビームの電子の速度を例えば
検査すべき試料の特性に合つたものにするのが望
ましい。例えば、電位差法（前記の文献の第154
頁、第１欄、第５パラグラフ、第８行以降参照）
により集積密度の高い半導体構造を検査する場
合、この文献によれば高解像度を得るとともに
（前記の文献の156頁、第１欄、第３パラグラフ参
照）放射強度に関連するドーズ量を適したものに
する（前記の文献の第156頁、第２欄参照）為に
は、検査すべき試料に入射される電子の速度を比
較的低くすることが望ましい。走査電子顕微鏡の
解像度は一般に、例えばレンズの欠陥のアパーチ
ヤおよび試料上での電子ビームの直径のような光
学量にのみ依存するものではない。試料中への電
子ビームの拡散長やその透過の深さによつても、
拡散長が短かくなればなる程、従つて電子のエネ
ルギーが小さくなればなる程、すなわち電子の速
度が低くなればなる程解像度が高くなるような影
響を及ぼす。
検査すべき試料の特性に合つたものにするのが望
ましい。例えば、電位差法（前記の文献の第154
頁、第１欄、第５パラグラフ、第８行以降参照）
により集積密度の高い半導体構造を検査する場
合、この文献によれば高解像度を得るとともに
（前記の文献の156頁、第１欄、第３パラグラフ参
照）放射強度に関連するドーズ量を適したものに
する（前記の文献の第156頁、第２欄参照）為に
は、検査すべき試料に入射される電子の速度を比
較的低くすることが望ましい。走査電子顕微鏡の
解像度は一般に、例えばレンズの欠陥のアパーチ
ヤおよび試料上での電子ビームの直径のような光
学量にのみ依存するものではない。試料中への電
子ビームの拡散長やその透過の深さによつても、
拡散長が短かくなればなる程、従つて電子のエネ
ルギーが小さくなればなる程、すなわち電子の速
度が低くなればなる程解像度が高くなるような影
響を及ぼす。
従つて、試料で発生する二次電子のエネルギー
を選択することにより、試料面上の電位差の像を
得ることができ、従つて例えば作動中の集積回路
を構成や作動に関して検査することができる（例
えばL.ReimerおよびG.Pfefferkorn著
“Rasterelektronenmikroskopie”1977、第146頁
参照） しかし、試料の特性に適合させる為に電子ビー
ムのエネルギーすなわち強度を変えるたびに加速
電圧を変化させる必要があり、従つてそのたびに
集束および偏向電圧を変える必要がある。
を選択することにより、試料面上の電位差の像を
得ることができ、従つて例えば作動中の集積回路
を構成や作動に関して検査することができる（例
えばL.ReimerおよびG.Pfefferkorn著
“Rasterelektronenmikroskopie”1977、第146頁
参照） しかし、試料の特性に適合させる為に電子ビー
ムのエネルギーすなわち強度を変えるたびに加速
電圧を変化させる必要があり、従つてそのたびに
集束および偏向電圧を変える必要がある。
更に、例えば電子ビームが通る通路中の汚染の
為に、低い加速電圧で電子ビームを加速するので
は不充分であるということを確かめた。これらの
汚染は部分的には電子ビームによつて分解したポ
ンプオイルの残留物である。従つて、走査電子顕
微鏡を低い加速電圧に作動させる為には、できる
だけオイルのない高真空状態にする必要がある。
しかしこのような高真空状態は比較的長い排気期
間によつてのみ得られるにすぎない。
為に、低い加速電圧で電子ビームを加速するので
は不充分であるということを確かめた。これらの
汚染は部分的には電子ビームによつて分解したポ
ンプオイルの残留物である。従つて、走査電子顕
微鏡を低い加速電圧に作動させる為には、できる
だけオイルのない高真空状態にする必要がある。
しかしこのような高真空状態は比較的長い排気期
間によつてのみ得られるにすぎない。
本発明の目的は、試料に入射される電子ビーム
の速度の変化により電子−光学系中での電子ビー
ムの再集束を必要とせず、試料に入射される電子
の速度を比較的低くした場合でも電子ビームが充
分に安定となるようにした上述した種類の走査電
子顕微鏡を提供せんとするにある。
の速度の変化により電子−光学系中での電子ビー
ムの再集束を必要とせず、試料に入射される電子
の速度を比較的低くした場合でも電子ビームが充
分に安定となるようにした上述した種類の走査電
子顕微鏡を提供せんとするにある。
本発明走査電子顕微鏡は、電子を発生する陰極
を有する電子銃と、電子を加速する陽極と、電子
を案内する電子−光学系と、検査すべき試料を配
置する為の試料保持器と、前記の電子−光学系と
前記の試料との間に配置した制動電極と、前記の
陰極と前記の陽極との間に電子を加速する第１電
圧を印加する手段と、前記の第１電圧に対し逆極
性の第２可調整電圧を前記の陽極と前記の制動電
極との間に印加し、この第２可調整電圧を検査す
べき試料の種類に応じて調整するようにした手段
と、前記の試料から生じる電子を検出する検出器
と、前記の試料の像を表示する表示装置とを具え
ていることを特徴とする。
を有する電子銃と、電子を加速する陽極と、電子
を案内する電子−光学系と、検査すべき試料を配
置する為の試料保持器と、前記の電子−光学系と
前記の試料との間に配置した制動電極と、前記の
陰極と前記の陽極との間に電子を加速する第１電
圧を印加する手段と、前記の第１電圧に対し逆極
性の第２可調整電圧を前記の陽極と前記の制動電
極との間に印加し、この第２可調整電圧を検査す
べき試料の種類に応じて調整するようにした手段
と、前記の試料から生じる電子を検出する検出器
と、前記の試料の像を表示する表示装置とを具え
ていることを特徴とする。
本発明によれば、陰極と陽極との間に電子を加
速する第１の電圧が存在し、この第１の電圧は例
えば一定値に調整することができ、一方、陽極と
制動電極との間には前記の第１の電圧に対して逆
の極性の第２の可変電圧が存在する為、電子−光
学系から生じる電子の速度を検査すべき試料の種
類に応じて減少させることができる。陰極と陽極
との間に存在する第１の定電圧は比較的高い。従
つて、電子ビームは一定な高速度で電子−光学系
を通過し、分解生成物のような汚染によつて影響
を受けない。
速する第１の電圧が存在し、この第１の電圧は例
えば一定値に調整することができ、一方、陽極と
制動電極との間には前記の第１の電圧に対して逆
の極性の第２の可変電圧が存在する為、電子−光
学系から生じる電子の速度を検査すべき試料の種
類に応じて減少させることができる。陰極と陽極
との間に存在する第１の定電圧は比較的高い。従
つて、電子ビームは一定な高速度で電子−光学系
を通過し、分解生成物のような汚染によつて影響
を受けない。
試料に到達する電子の速度を減少せしめる必要
がある場合には、これに応じて陽極と制動電極と
の間の第２の電圧のみを調整し、電子銃（陰極）
と陽極との間の第１の電圧は一定に維持する。
がある場合には、これに応じて陽極と制動電極と
の間の第２の電圧のみを調整し、電子銃（陰極）
と陽極との間の第１の電圧は一定に維持する。
従つて、調整しうる第２の電圧のみによつて電
子の速度を例えばある一定の値に変えるたびに、
これに応じて電子−光学系内の偏向および集束電
圧を変える必要はない。更に、電子ビームは、電
子−光学系から出た後すなわち最後のアパーチヤ
を通過した後試料に到達するまでは低速度で比較
的短かい距離を通るだけである為、走査電子顕微
鏡の作動は安定に維持される。
子の速度を例えばある一定の値に変えるたびに、
これに応じて電子−光学系内の偏向および集束電
圧を変える必要はない。更に、電子ビームは、電
子−光学系から出た後すなわち最後のアパーチヤ
を通過した後試料に到達するまでは低速度で比較
的短かい距離を通るだけである為、走査電子顕微
鏡の作動は安定に維持される。
更に、電子−光学系内の電子ビームの速度は高
い為、真空度に関する条件は厳しくなく、従つて
排気期間は短かくて足りる。
い為、真空度に関する条件は厳しくなく、従つて
排気期間は短かくて足りる。
図面につき本発明を説明する。
図面は自由電子を発生する陰極１と、この陰極
１に対向して配置され、この電子を加速する陽極
２とを有する本発明による走査電子顕微鏡の一例
を示す。陰極１と陽極２との間には、例えば
10KVの定電圧Ｕ１を生じる第１電圧源Ｓ１を設
ける。従つて、陰極１から生じる電子は比較的速
い速度で管部材３中に入る。この管部材３は陽極
２に隣接させ、しかもこの陽極２に導電的に連結
する。この管部材３は非磁性体で造るのが好まし
い。管部材３の囲りには、電子ビームを中心位置
合わせ（センタリング）および集束させる為のコ
イル４と、２つの集光レンズ６および７を形成す
る為のコイル５とを配置する。これらの集光レン
ズ６および７の後方には、同じく管部材３を囲む
他のコイル８を設け、このコイル８により対物レ
ンズ９を形成する。このコイル８は２つの偏向コ
イル１０および１１を囲む。これらの偏向コイル
１０および１１は、管部材３の下側に配置された
試料保持器１２（ゴニオメータ）上に載せた試料
１３の表面を電子ビームによつて走査するように
する為のものである。
１に対向して配置され、この電子を加速する陽極
２とを有する本発明による走査電子顕微鏡の一例
を示す。陰極１と陽極２との間には、例えば
10KVの定電圧Ｕ１を生じる第１電圧源Ｓ１を設
ける。従つて、陰極１から生じる電子は比較的速
い速度で管部材３中に入る。この管部材３は陽極
２に隣接させ、しかもこの陽極２に導電的に連結
する。この管部材３は非磁性体で造るのが好まし
い。管部材３の囲りには、電子ビームを中心位置
合わせ（センタリング）および集束させる為のコ
イル４と、２つの集光レンズ６および７を形成す
る為のコイル５とを配置する。これらの集光レン
ズ６および７の後方には、同じく管部材３を囲む
他のコイル８を設け、このコイル８により対物レ
ンズ９を形成する。このコイル８は２つの偏向コ
イル１０および１１を囲む。これらの偏向コイル
１０および１１は、管部材３の下側に配置された
試料保持器１２（ゴニオメータ）上に載せた試料
１３の表面を電子ビームによつて走査するように
する為のものである。
電子−光学系の端部をも構成する管部材３の一
端と試料保持器１２との間には制動電極１４を配
置し、この制動電極１４を試料保持器１２に電気
的に接続するとともに大地電位とする。またこの
制動電極１４は、この制動電極と陽極との間に設
けた第２電圧源Ｓ２の負極に接続する。この制動
電極１４は例えばデイスクとして形成し、このデ
イスクの中心に電子を通す為の孔をあけるように
するか、或いは中空円筒として構成することがで
きる。
端と試料保持器１２との間には制動電極１４を配
置し、この制動電極１４を試料保持器１２に電気
的に接続するとともに大地電位とする。またこの
制動電極１４は、この制動電極と陽極との間に設
けた第２電圧源Ｓ２の負極に接続する。この制動
電極１４は例えばデイスクとして形成し、このデ
イスクの中心に電子を通す為の孔をあけるように
するか、或いは中空円筒として構成することがで
きる。
電圧源Ｓ２の電圧Ｕ２は複数の一定値に調整し
うるようにし、これにより電子−光学系の管部材
３から生じる電子が所望の比較的小さなエネルギ
ーですなわち所望の比較的遅い速度で、検査すべ
き試料１３に到達しうるようにする。例えば、電
圧Ｕ２は０〜−10KVの値をとるようにすること
ができる。電圧Ｕ２の値は試料１３の特性および
検査方法（例えば電位差法）に応じて予め選択し
ておく。
うるようにし、これにより電子−光学系の管部材
３から生じる電子が所望の比較的小さなエネルギ
ーですなわち所望の比較的遅い速度で、検査すべ
き試料１３に到達しうるようにする。例えば、電
圧Ｕ２は０〜−10KVの値をとるようにすること
ができる。電圧Ｕ２の値は試料１３の特性および
検査方法（例えば電位差法）に応じて予め選択し
ておく。
試料１３から放出される電子（二次電子）の検
出或いはそのエネルギー選択は例えば、試料１３
とともに排気検査室１６内に配置され、シンチレ
ータおよび電界発生用対電極（網電極１５ａ）を
有する光電子増倍管１５或いは他の適当な電子検
出器によつて行なうことができる。
出或いはそのエネルギー選択は例えば、試料１３
とともに排気検査室１６内に配置され、シンチレ
ータおよび電界発生用対電極（網電極１５ａ）を
有する光電子増倍管１５或いは他の適当な電子検
出器によつて行なうことができる。
或いはまた、電子−光学系の直下に位置する制
動電極１４には追加の周期的な、例えば矩形波状
或いは正弦波状の電圧を印加し、この周期的な電
圧が一定な第２電圧Ｕ２に重畳されるようにする
ことができる。このことは、例えば半導体集積回
路内で或いは試料上で極めて迅速に変化する電位
をストロボ検査する場合のような半導体集積回路
の作動を検査するのに必要なことである（1977年
に発行されたL.ReimerおよびG.Pfefferkorn著
“Rasterelektronenmikrosopie”第149頁第4.5.4
章参照）。この種類の検査は低電子速度で行なわ
れる為、高速度で管部材３から生じる電子を制動
させるのが望ましい。
動電極１４には追加の周期的な、例えば矩形波状
或いは正弦波状の電圧を印加し、この周期的な電
圧が一定な第２電圧Ｕ２に重畳されるようにする
ことができる。このことは、例えば半導体集積回
路内で或いは試料上で極めて迅速に変化する電位
をストロボ検査する場合のような半導体集積回路
の作動を検査するのに必要なことである（1977年
に発行されたL.ReimerおよびG.Pfefferkorn著
“Rasterelektronenmikrosopie”第149頁第4.5.4
章参照）。この種類の検査は低電子速度で行なわ
れる為、高速度で管部材３から生じる電子を制動
させるのが望ましい。
図面は本発明による走査電子顕微鏡の一例を示
す線図である。 １……陰極、２……陽極、３……管部材、４，
５，８……コイル、６，７……集光レンズ、９…
…対物レンズ、１０，１１……偏向コイル、１２
……試料保持器、１３……試料、１４……制動電
極、１５……光電子増倍管、１５ａ……網電極、
１６……排気検査室。
す線図である。 １……陰極、２……陽極、３……管部材、４，
５，８……コイル、６，７……集光レンズ、９…
…対物レンズ、１０，１１……偏向コイル、１２
……試料保持器、１３……試料、１４……制動電
極、１５……光電子増倍管、１５ａ……網電極、
１６……排気検査室。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 電子を発生する陰極を有する電子銃と、電子
を加速する陽極と、電子を案内する電子−光学系
と、検査すべき試料を配置する為の試料保持器
と、前記の電子−光学系と前記の試料との間に配
置した制動電極と、前記の陰極と前記の陽極との
間に電子を加速する第１電圧を印加する手段と、
前記の第１電圧に対し逆極性の第２可調整電圧を
前記の陽極と前記の制動電極との間に印加し、こ
の第２可調整電圧を検査すべき試料の種類に応じ
て調整するようにした手段と、前記の試料から生
じる電子を検出する検出器と、前記の試料の像を
表示する表示装置とを具えていることを特徴とす
る走査電子顕微鏡。 ２ 特許請求の範囲第１項に記載の走査電子顕微
鏡において、前記の第１電圧を一定高電圧値の選
択電圧としたことを特徴とする走査電子顕微鏡。 ３ 特許請求の範囲第１項または第２項に記載の
走査電子顕微鏡において、前記の第２電圧が前記
の電子−光学系から生じる電子の速度を減少させ
るようになつていることを特徴とする走査電子顕
微鏡。 ４ 特許請求の範囲第１項に記載の走査電子顕微
鏡において、前記の第２電圧を前記の陽極と前記
の制動電極との間に印加した直流電圧としたこと
を特徴とする走査電子顕微鏡。 ５ 特許請求の範囲第１項に記載の走査電子顕微
鏡において、前記の第２電圧上には周期的な電圧
が重畳されるようになつていることを特徴とする
走査電子顕微鏡。 ６ 特許請求の範囲第１項に記載の走査電子顕微
鏡において、前記の制動電極が前記の電子−光学
系の後方で前記の試料からわずかに離間して配置
されていることを特徴とする走査電子顕微鏡。 ７ 特許請求の範囲第１項に記載の走査電子顕微
鏡において、前記の第２電圧が0Vと−10KVとの
間の選択値に変化しうるようになつていることを
特徴とする走査電子顕微鏡。
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19792922325 DE2922325A1 (de) | 1979-06-01 | 1979-06-01 | Rasterelektronenmikroskop |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS55161344A JPS55161344A (en) | 1980-12-15 |
| JPS6334588B2 true JPS6334588B2 (ja) | 1988-07-11 |
Family
ID=6072234
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7089180A Granted JPS55161344A (en) | 1979-06-01 | 1980-05-29 | Scan electron microscope |
Country Status (6)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4330707A (ja) |
| JP (1) | JPS55161344A (ja) |
| CA (1) | CA1141481A (ja) |
| DE (1) | DE2922325A1 (ja) |
| FR (1) | FR2458142A1 (ja) |
| GB (1) | GB2052147A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH05192782A (ja) * | 1992-01-21 | 1993-08-03 | Fanuc Ltd | レーザ加工装置 |
| JP2008140687A (ja) * | 2006-12-04 | 2008-06-19 | Univ Of Tokyo | Ｘ線源 |
Families Citing this family (19)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1981000640A1 (en) * | 1979-08-20 | 1981-03-05 | Minnesota Mining & Mfg | Editor for combining digitally recorded audio signals |
| JPS57165943A (en) * | 1981-04-02 | 1982-10-13 | Akashi Seisakusho Co Ltd | Acceleration controlling method for charged particle beams in electron microscope and similar device |
| JPS5891643A (ja) * | 1981-11-26 | 1983-05-31 | Fujitsu Ltd | 電子ビ−ムアニ−ル方法 |
| DE3204897A1 (de) * | 1982-02-12 | 1983-08-25 | Siemens AG, 1000 Berlin und 8000 München | Korpuskularstrahlerzeugendes system und verfahren zu seinem betrieb |
| US4713543A (en) * | 1984-08-13 | 1987-12-15 | Siemens Aktiengesellschaft | Scanning particle microscope |
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