KR100319676B1 - 시료전류 스펙트로스코피 표면측정을 위한 방법 및 장치 - Google Patents
시료전류 스펙트로스코피 표면측정을 위한 방법 및 장치 Download PDFInfo
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Abstract
시료표면의 결정성을 검사하는 시료전류 스펙트로스코피 표면측정에 대한 장치 및 방법. 전자빔이 전자총에 의해 시료표면에 조사된다. 가변전압원은, 전자총으로부터 시료표면에 조사된 전자빔의 가속에너지를 변화시키기 위해 가변하는 가속전압을 공급한다. 시료전류 측정수단은, 전자빔이 전자총으로부터 시료표면에 조사될 때 시료로 흐르는 시료전류를 측정한다. 시료전류의 변동은, 전자총에 의해 시료표면에 조사된 전자빔의 가속에너지가 가변전압원에 의해 변동될 때 시료전류 측정수단에 의해 시료전류를 측정함으로써 검출되고, 이에 의해, 시료표면의 결정성이 검사된다.
Description
본 발명은, 일반적으로, 집적회로장치의 반도체기판 등과 같은, 시료의 표면상태의 분석기술에 관한 것이며, 더 구체적으로는, 시료표면의 결정성을 검사하는 시료전류 스펙트로스코피 표면측정방법 및 측정장치에 관한 것이다.
집적회로장치의 반도체기판 등과 같은, 시료표면의 결정성을 검사하는 종래의 방법으로서, 전자선 또는 빔을 이용하는, LEED (low energy electron diffraction) 법 및 RHEED (reflection high energy electron diffraction) 법이 알려져 있고, X 선을 이용하는, 작은 입사각 X 선 회절법도 알려져 있다. 이들 방법 각각에서는, 전자빔 또는 X 선을 시료에 조사하고, 산란된 전자빔 또는 X 선의 회절패턴을 검출하여 시료표면의 결정성을 검사한다. 또한, 시료 국부의 결정성을 평가하기 위하여, 수렴된 전자빔을 이용하여 전자회절측정을 수행하는 방법과, 프로브를 사용한 주사 터널링 현미경 (scanning tunneling microscope) 을 이용하는 방법이 알려져 있다.
초고집적도를 갖는 최근의 반도체장치에서는, 제조공정 동안, 반도체소자의 표면에 수직방향으로 좁고 깊은 홀 (hole) 을 형성할 필요가 흔히 있다. 그러나, 이런 홀의 종횡비가 매우 큰 경우, 이런 홀의 바닥영역의 분석이 불가능하였다. 그 이유는, 전자빔 또는 X 선을 이용한 종래의 회절법에서는, 시료표면으로의 전자빔 또는 X 선의 입사방향과, 검출된 전자 또는 X 선의 방사방향이 제한되기 때문이다. 또한, 프로브를 이용한 주사 터널링 현미경에 의한 관측법에서는, 프로브를 이런 홀 내로 삽입하는 것이 어려웠고, 따라서, 현미경의 구조적 제한때문에, 이런 홀의 바닥영역의 분석이 어려웠다.
따라서, 본 발명의 목적은, 상기와 같은 종래기술의 문제점들을 제거하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은, 시료표면으로부터 산란된 전자 또는 X 선을 검출하지 않고 시료표면의 결정성을 검사할 수 있는, 표면측정장치 및 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 또다른 목적은, 시료표면에 형성되어 있는 종횡비가 큰 홀의 바닥영역의 결정성의 분석을, 바닥영역으로부터 산란된 전자 또는 X 선을 검출하지 않고 수행할 수 있는 표면측정장치 및 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 일태양에 따르면, 시료표면에 전자빔을 조사하는 전자총; 상기 전자총으로부터 상기 시료표면에 조사된 상기 전자빔의 가속에너지를 변화시키기 위해 가변하는 가속전압을 제공하는 가변전압원; 및 상기 전자빔이 상기 전자총으로부터 상기 시료의 상기 표면에 조사될 때 시료로 흐르는 시료전류를 측정하는 시료전류 측정수단을 포함하는 시료전류 스펙트로스코피 표면측정이 제공되는데, 상기 시료전류의 변동은, 상기 전자총에 의해 상기 시료의 상기 표면에 조사된 상기 전자빔의 상기 가속에너지가 상기 가변전압원에 의해 변경될 때 상기 시료전류 측정수단에 의해 상기 시료전류를 측정함으로써 검출된다.
상기 장치에서는, 시료전류의 변동을 검출함으로써 시료표면의 결정성을 검사하는 것이 가능하다.
상기 장치는 상기 전자총으로부터 방사된 상기 전자빔의 초점을 맞추는 전자렌즈를 포함하고, 상기 전자총으로부터 방사된 상기 전자빔은 상기 전자렌즈에 의해 초점이 맞춰진 후에 상기 시료의 상기 표면에 조사되는 것이 바람직하다.
상기 장치는 상기 전자총으로부터 방사된 상기 전자빔을 주사하는 전자편향수단을 더 포함하고, 전자빔을 상기 전자편향수단에 의해 상기 시료의 상기 표면으로 조사하고 주사하며, 상기 시료전류의 변동을, 상기 가변전압원에 의해 상기 전자총으로부터 상기 시료의 상기 표면에 조사된 전자의 상기 가속에너지를 변경시키면서, 시료표면상의 주사영역내의 측정점들 각각에서의 상기 시료전류 측정수단을 이용하여 검출하고, 이에 의해, 상기 시료의 상기 표면의 결정성을 검사하는 것도 또한 바람직하다.
상기 장치는, 상기 전자총으로부터의 상기 전자빔이 상기 시료의 상기 표면 대신에 조사되는 패러데이 컵 (Faraday cup); 및 상기 전자빔이 상기 전자총에 의해 상기 패러데이 컵에 조사될 때 상기 패러데이 컵으로 흐르는 전류를 측정하는 패러데이 컵 전류측정수단을 더 포함하고, 상기 전자총에 의해 상기 패러데이 컵에 조사된 상기 전자빔의 상기 가속에너지가 상기 가변전압원에 의해 변경될 때 상기 패러데이 컵으로 흐르는 상기 전류의 변동이 상기 패러데이 컵 측정수단에 의해 상기 패러데이 컵으로 흐르는 상기 전류를 측정함으로써 검출되고, 상기 전자총에 의해 상기 시료의 상기 표면에 조사된 상기 전자빔의 상기 가속에너지가 상기 가변전압원에 의해 변경될 때 상기 시료전류의 변동이 상기 시료전류 측정수단에 의해 상기 시료전류를 측정함으로써 검출되고, 상기 시료전류 측정수단에 의해 측정된 각 시료전류값이 상기 패러데이 컵 전류측정수단에 의해 측정된 대응하는 가속에너지에서의 전류값을 이용함으로써 정규화되거나 표준화되는 것도 또한 바람직하다.
상기 전자총으로부터 조사된 상기 전자빔의 가속에너지는 상기 가변전압원에 의해 10 내지 5000 일렉트론 볼트 범위내에서 변경되는 것이 바람직하다.
사인파 전압발생수단을 더 제공하여, 상기 전자총에 의해 상기 시료의 상기 표면에 조사된 상기 전자빔의 상기 가속에너지를 상기 가변전압원에 의해 변경시키면서 상기 시료전류의 변동이 상기 시료전류 측정수단에 의해 상기 시료전류를 측정함으로써 검출될 때,상기 사인파 전압발생수단에 의해 발생된 사인파 전압을, 상기 가변전압원에 의해 공급된 상기 가속전압에 중첩하는 것이 가능하다.
본 발명의 다른 태양에 따르면, 시료표면에 전자빔을 조사하는 단계; 및 상기 시료의 상기 표면에 조사된 상기 전자빔의 가속에너지가 변경될 때 상기 시료로 흐르는 시료전류의 변동을 측정함으로써 상기 시료의 상기 표면의 결정성을 검사하는 단계를 포함하는, 시료전류 스펙트로스코피 표면측정에 대한 방법이 제공된다.
전자렌즈에 의해 전자빔의 초점을 맞추고, 상기 시료의 상기 표면의 국부에 전자빔을 조사하여, 상기 시료의 상기 표면의 상기 국부의 결정성을 검사하는 것이 바람직하다.
전자렌즈에 의해 전자빔의 초점을 맞추고, 상기 시료의 상기 표면상에서 전자빔을 주사하고, 상기 시료의 상기 표면상으로 조사된 전자의 상기 가속에너지를변경하면서, 상기 시료의 상기 표면상의 주사영역 내의 측정점 각각에서 상기 시료전류의 변동을 검출하여, 상기 시료의 상기 표면의 결정성을 검사하는 것도 또한 바람직하다.
상기 방법은, 패러데이 컵에 상기 전자빔을 조사하는 단계를 더 포함하고; 상기 패러데이 컵으로 조사된 상기 전자빔의 가속에너지가 변경될 때 상기 패러데이 컵으로 흐르는 전류의 변동을 측정하고, 상기 시료의 상기 표면으로 조사된 상기 전자빔의 상기 가속에너지가 변경될 때 상기 시료의 변동을 측정하며, 대응하는 가속에너지에서 패러데이 컵으로 흐르는 전류의 전류값을 이용하여 각 시료전류값을 정규화하거나 표준화하는 것도 또한 바람직하다.
상기 시료의 상기 표면으로 조사된 상기 전자빔의 상기 가속에너지가 변경될 때 상기 시료전류의 변동을 측정하기 전에, 상기 패러데이 컵으로 조사된 상기 전자빔의 가속에너지가 변경될 때 상기 패러데이 컵으로 흐르는 전류 변동의 측정을 수행하는 것이 더욱 바람직하다.
상기 시료의 상기 표면으로 조사된 상기 전자빔의 가속에너지는 10 내지 5000 일렉트론 볼트의 범위에서 변하는 것이 또한 바람직하다.
상기 시료의 상기 표면으로 조사된 상기 전자빔의 상기 가속에너지를 변경하면서 상기 시료전류를 측정함으로써 상기 시료전류의 변동을 검출할 때, 사인파 전압을 상기 가속전압에 중첩하는 것이 더욱 바람직하다.
본 발명에서는, 시료표면으로 전자빔을 조사하고, 조사된 전자빔에 의해 야기된 시료로 또는 시료를 통해 흐르는 시료전류를 측정함으로써, 시료표면의 결정성을 분석한다. 따라서, 시료표면으로부터 산란된 X 선 또는 전자를 검출할 필요가 없다. 그 결과, 본 발명에 따르면, 매우 깊고 좁은 홀, 즉, 시료표면에 형성되어 있는 종횡비가 큰 홀의 바닥부분 영역의 결정성을 분석하는 것도 가능하다.
본 발명에서는, 바람직하게는 10 내지 5000 eV 범위인 가속에너지에 의해 가속된 전자빔이 시료표면으로 조사되어, 시료표면 근방에서 발생한 회절현상에 의해 야기된 시료전류의 변동이 검출된다.
회절현상에 의해 야기된 시료전류의 상기 변동은 하기의 공정에 의해 일어나는 것으로 간주된다.
시료로 조사된 대부분의 전자는 시료내에서, 그리고 시료표면 근방에서 탄력적으로 산란된다. 여기서, 전자의 에너지는 탄력 산란에 의해 손실되지 않는다. 시료가 결정체인 경우, 탄력 산란된 전자는 회절되고, 회절파의 일부는 시료의 외부로 방사된다. 회절된 모든 파들 중에서, 시료 내부로 진행하는 회절파의 강도와 시료 외부로 진행하는 회절파의 강도는 동일하다. 따라서, 탄력 산란된 절반정도의 전자가 시료 외부로 항상 방사된다고 생각된다. 그러나, 실제로, 시료 내부의 전자에 의해 감지된 전위는 시료 외부의 전자에 의해 감지된 전위와 다르기 때문에, 시료 외부로 진행하는 회절파는 시료표면에서 반사되거나 굴절된다. 특히, 시료 외부로 진행하는 회절파 중에서, 시료표면 가까이 진행하는 회절파, 즉, 시료표면쪽으로 작은 입사각을 갖는 회절파는 시료표면에서 전반사되어, 시료 외부로 나갈 수 없다. 그러므로, 상술한 굴절 또는 반사현상에 기인하여, 시료표면쪽으로 작은 입사각을 각각 갖는 회절파의 발생 수가 커질 때, 시료 외부로 방사되는 전자량은 감소한다. 총 회절파 발생수와 시료표면쪽으로 작은 입사각을 각각 갖는 회절파의 발생수는 입사전자빔의 에너지에 따라 변한다. 그 결과, 입사전자빔의 에너지가 변할 때, 시료표면쪽으로 작은 입사각을 갖는 회절파의 발생수가 변하면, 시료표면 근방에 산란된 전자들 중에서 시료 외부로 방사되는 전자의 양 또는 비도 변한다.
상기로부터 알 수 있는 바와 같이, 전자빔이 시료로 조사될 때 시료 외부로 방사되고 산란된 전자들의 양 또는 비는, 시료표면 쪽으로 작은 입사각을 갖는 회절파들의 발생수의 변동에 따라 변하는데, 즉, 입사전자빔의 에너지 변화에 따라 변한다. 시료전류는 시료로부터 방사된 전자량을 시료로 입사하는 전자량으로부터 감산하여 얻어진다. 따라서, 입사전자빔의 가속에너지가 변할 때 입사전자빔의 전류량에 대한 시료전류비의 변동방식 또는 시료전류의 변동방식을 검사함으로써, 시료로부터 방사된 전자량 또는 전자비의 변동, 즉, 시료표면쪽으로 작은 입사각을 갖는 회절파 발생수의 변동을 검사할 수 있다. 이런 방식으로, 시료전류는 산란된 전자의 회절현상을 반영하고 이에 따라 변화하므로, 시료전류는 전자빔이 조사된 시료의 영역내의 결정체에 대한 정보를 반영한다. 따라서, 입사전자빔의 에너지가 변할 때 시료전류의 변동방식을 검사함으로써, 전자빔이 조사된 시료표면 영역의 결정성을 검사할 수 있다.
첨부도면과 관련하여 하기의 상세한 설명으로부터 본 발명의 상기 및 타특징과 장점들을 더 명확히 이해할 수 있을 것인데, 도면에서, 동일한 부재번호는 일치하거나 대응하는 부분을 나타낸다.
도 1 은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 시료전류 스펙트로스코피 (spectroscopy) 표면측정장치를 도시한 개념도.
도 2 는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 시료전류 스펙트로스코피 표면측정장치를 도시한 개념도.
도 3 은 본 발명의 제 3 실시예에 따른 시료전류 스펙트로스코피 표면측정장치를 도시한 개념도.
도 4 는 본 발명의 제 4 실시예에 따른 시료전류 스펙트로스코피 표면측정장치를 도시한 개념도.
도 5 는 본 발명의 제 5 실시예에 따른 시료전류 스펙트로스코피 표면측정장치를 도시한 개념도.
도 6 은 본 발명의 제 6 실시예에 따른 시료전류 스펙트로스코피 표면측정장치를 도시한 개념도.
도 7 은 본 발명의 제 7 실시예에 따른 시료전류 스펙트로스코피 표면측정장치를 도시한 개념도.
도 8 은 본 발명의 제 8 실시예에 따른 시료전류 스펙트로스코피 표면측정장치를 도시한 개념도.
도 9 는 본 발명의 제 9 실시예에 따른 시료전류 스펙트로스코피 표면측정장치를 도시한 개념도.
도 10 은 본 발명의 제 10 실시예에 따른 시료전류 스펙트로스코피 표면측정장치를 도시한 개념도.
도 11 은 본 발명의 제 11 실시예에 따른 시료전류 스펙트로스코피 표면측정장치를 도시한 개념도.
도 12 는 본 발명의 제 12 실시예에 따른 시료전류 스펙트로스코피 표면측정장치를 도시한 개념도.
도 13 은 본 발명의 제 13 실시예에 따른 시료전류 스펙트로스코피 표면측정장치를 도시한 개념도.
도 14 는 본 발명의 제 14 실시예에 따른 시료전류 스펙트로스코피 표면측정장치를 도시한 개념도.
도 15 는 본 발명의 제 15 실시예에 따른 시료전류 스펙트로스코피 표면측정장치를 도시한 개념도.
도 16 은 본 발명의 제 16 실시예에 따른 시료전류 스펙트로스코피 표면측정장치를 도시한 개념도.
도 17 은 본 발명에 따른 장치에 의해 얻어진 시료표면의 결정성 분석결과의 일례를 도시한 그래프.
도 18 은 본 발명에 따른 장치에 의해 얻어진 시료표면의 결정성 분석결과의다른 예를 도시한 그래프.
*도면에 나타난 도면부호에 대한 간단한 설명*
101, 201, 301, 401, 501, 601, 701, 801, 901, 1001, 1101, 1201, 1301, 1401, 1501, 1601 : 전자총
102, 202, 302, 502, 702, 902, 907, 1002, 1007, 1102, 1107, 1302, 1308, 1502, 1508 : 전류검출기
103, 203, 303, 403, 503, 603, 703, 803, 903, 1003, 1103, 1203, 1303, 1403, 1503, 1603 : 출력데이터 또는 신호
104, 204, 304, 404, 504, 604, 704, 804, 904, 1004, 1104, 1204, 1304, 1404, 1504, 1604 : 시료
105, 205, 305, 405, 505, 605, 705, 805, 905, 1005, 1105, 1205, 1305, 1405, 1505, 1605 : 가변전압원
106, 206, 306, 507, 608, 708, 809, 908, 1008, 1108, 1209, 1309, 1510, 1611 : 전자빔
402, 602, 802, 1202, 1208, 1402, 1409, 1602 : 록-인 증폭기
406, 606, 806, 1206, 1406, 1606 : 사인전압발생기
506, 607, 706, 807, 1306, 1407, 1506, 1607, 1609 : 전자렌즈
707, 1509, 1610 : 주사전극
808 : 공핍전극
906, 1006, 1106, 1207, 1307, 1408, 1507, 1608 : 패러데이 컵
도면을 참조하여, 본 발명의 실시예들을 상세히 설명하기로 한다.
[실시예 1]
도 1 은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 시료전류 스펙트로스코피 표면측정장치를 도시한 개념도이다. 이 장치는, 진공상태의 엔벌로프 (envelope) 내에 위치하며 마찬가지로 엔벌로프 내에 위치한 시료 (104) 로 전자빔을 방사할 수 있는 전자총 (101) 을 포함한다. 또한 이 장치는, 예컨대, 전자총 (101) 과 접지 사이에 결합되며 가속전압을 전자총 (101) 에 공급하는 가변전압원 (105), 및 시료전류, 예컨대, 시료 (104) 로부터 접지로 흐르는 전류를 검출하는 전류검출기 (102) 를 포함한다.
이 장치에서, 전자총 (101) 으로부터 방사된 전자빔 (106) 은 시료 (104) 로 조사된다. 이 실시예에서, 전자총 (101) 은 재료로서 LaB6를 이용하는 열 필라멘트형의 전자원 (electron source) 으로 구성된다. 즉, 전자총 (101) 은 열이온 전자총이다. 따라서, 가열전류를 전자총 (101) 에 공급하는 도면에 도시되지 않은 전원이 또한 제공된다. 전자빔이 이러한 전자총 (101) 으로부터 시료 (104) 로 조사될 때, 전류, 즉, 시료전류는 시료 (104) 로 흘러들어 접지로 흐른다. 이러한 시료전류의 양은 시료전류를 검출하는 전류검출기 (102) 에 의해 측정된다.
제 1 실시예에서, 전자총 (101) 으로부터 조사된 전자의 가속에너지는 가변전압원 (105) 을 이용하여 전자의 가속에너지를 변화시킴으로써 변경된다. 전자의 가속에너지는, 예컨대, 10 내지 5000 일렉트론 볼트 (eV) 의 범위내에서 변한다. 가속전압이 이에 따라 변하고 각 가속전압에서의 시료전류는 전류검출기 (102) 에 의해 측정된다. 이에 의해, 가속전압의 변화에 대하여 시료전류의 변동을 측정한다. 측정된 시료전류의 출력데이터 또는 신호 (103) 는, 예컨대, 컴퓨터 등으로 공급되고, 디스플레이, 분석 등의 필요에 따라 처리된다.
[실시예 2]
도 2 는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 시료전류 스펙트로스코피 표면측정장치를 도시한 개념도이다. 제 1 실시예에서와 마찬가지로, 이 장치는 전자빔을 시료 (204) 로 방사할 수 있는 전자총 (201) 을 포함한다. 또한 이 장치는, 예컨대, 전자총 (201) 과 접지 사이에 결합된 가변전압원 (205), 및 시료전류, 예컨대, 시료 (204) 로부터 접지로 흐르는 전류를 검출하는 전류검출기 (202) 를 포함한다.
이 장치에서, 전자총 (201) 으로부터 방사된 전자빔 (206) 은 시료 (204) 로 조사된다. 이 실시예에서, 전자총 (201) 은 텅스텐을 재료로 사용하는 콜드 필드 이미션 타입 (cold field emission type) 의 전자원으로 구성된다. 즉, 전자총 (201) 은 필드 이미션 전자총이다. 이러한 전자총 (201) 으로부터 전자빔을 시료 (204) 로 조사함으로써, 전류는 시료 (204) 내부로 흐른다. 이러한 시료전류의 전류량은 시료전류를 검출하는 전류검출기 (202) 에 의해 측정된다.
제 2 실시예에서, 전자총 (201) 으로부터 조사된 전자의 가속에너지는 가변전압원 (205) 을 사용하여 전자의 가속에너지를 변화시킴으로써 변경된다. 전자의 가속에너지는, 예컨대, 10 내지 5000 일렉트론 볼트 (eV) 의 범위 내에서 변한다. 가속전압을 변화시키면서, 시료전류는 전류검출기 (202) 에 의해 측정된다. 이에 의해, 가속전압의 변화에 대하여 시료전류의 변동을 측정한다. 측정된 시료전류의 출력데이터 또는 신호 (203) 는, 예컨대, 컴퓨터 등으로 공급되고, 디스플레이, 분석 등의 필요에 따라 처리된다.
제 1 실시예에서 사용된 열 필라멘트형의 전자총, 즉, 열이온 전자총에서, 전자총으로부터 방사된 전자량은 크지만, 전자총으로부터 방사된 전자들의 에너지폭은 넓다. 즉, 전자총으로부터 방사된 전자들의 에너지분포는 넓다. 그러므로, 열 필라멘트형의 전자총이 이용될 때, 에너지 분해능 분석은 그렇게 높지 않다. 한편, 제 2 실시예에서 이용된 콜드 필드 이미션 타입의 전자총, 즉, 필드 이미션 총에서, 전자총으로부터 방사된 전자들의 에너지폭은 좁다. 즉, 전자총으로부터 방사된 에너지들의 에너지분포는 날카롭다. 그러므로, 제 2 실시예의 장치에서는, 높은 에너지 분해능의 분석을 행할 수 있다.
[실시예 3]
도 3 은 본 발명의 제 3 실시예에 따른 시료전류 스펙트로스코피 표면측정장치를 도시한 개념도이다. 이 장치는 전자빔을 시료 (304) 로 방사할 수 있는 전자총 (301) 을 포함한다. 또한 이 장치는, 예컨대, 전자총 (301) 과 접지사이에서 결합될 수 있으며 가속전압을 전자총 (301) 에 공급하는 가변전압원 (305),및 시료전류, 예컨대, 시료 (304) 로부터 접지로 흐르는 전류를 검출하는 전류검출기 (302) 를 포함한다.
이 장치에서, 전자총 (301) 으로부터 방사된 전자빔 (306) 은 시료 (304) 로 조사된다. 이 실시예에서, 전자총 (301) 은 텅스텐을 재료로 사용하는 써멀 필드 이미션 타입(thermal field emission type) 의 전자원으로 구성된다. 즉, 전자총 (301) 은 쇼트키 이미션 전자총이다. 그러므로, 도면에 도시되지 않은, 가열전류를 전자총 (301) 에 공급하는 전원이 또한 제공된다. 이러한 전자총 (301) 으로부터 전자빔을 시료 (304) 로 조사함으로써, 전류는 시료 (304) 내부로 흐른다. 이러한 시료전류의 전류량은 시료전류를 검출하는 전류검출기 (302) 에 의해 측정된다.
제 3 실시예에서, 전자총 (301) 으로부터 조사된 전자의 가속에너지는 가변전압원 (305) 을 이용하여 전자의 가속전압을 변화시킴으로써 변경된다. 전자의 가속에너지는, 예컨대, 10 내지 5000 일렉트론 볼트 (eV) 의 범위 내에서 변한다. 가속전압을 변경시키면서, 시료전류는 전류검출기 (302) 에 의해 측정된다. 이에 의해, 가속전압의 변화에 대하여 시료전류의 변동을 측정한다. 측정된 시료전류의 출력 데이터 또는 신호 (303) 는, 예컨대, 컴퓨터 등에 공급되고, 디스플레이, 분석 등의 필요에 따라 처리된다.
제 2 실시예에서 사용된 콜드 필드 이미션 타입의 전자총, 즉, 필드 이미션 총에서는, 전자총으로부터 방사된 전자들의 에너지폭이 좁다. 즉, 전자총으로부터 방사된 전자들의 에너지분포는 날카롭다. 그러므로, 제 2 실시예의 장치는 에너지 분해능이 가장 중요하다고 간주되는 분석을 수행하는 데 상당히 적합하다. 한편, 콜드 필드 이미션 타입의 전자총으로부터 방사된 전자량은 비교적 작고 분석의 감도는 낮아진다. 이러한 단점은, 제 3 실시예의 장치에서 사용되는 써멀 필드 이미션 타입의 전자총, 즉, 쇼트키 이미션 전자총을 이용함으로써 적절히 개선될 수 있다. 써멀 필드 이미션 타입의 전자총에서, 전자총으로부터 방사된 전자들의 에너지폭은 콜드 필드 이미션 타입의 전자총의 것보다 약간 더 넓지만, 열 필라멘트형의 것보다는 훨씬 더 좁다. 또한, 써멀 필드 이미션 타입의 전자총으로부터 방사된 전자량은 열 필라멘트형의 전자총으로부터 방사된 것과 대략 동일하다. 그러므로, 써멀 필드 이미션 타입의 전자총을 이용함으로써, 제 3 실시예에서 언급한 바와 같이, 분석의 높은 감도 및 높은 에너지 분해능이 함께 실현될 수 있다.
[실시예 4]
도 4 는 본 발명의 제 4 실시예에 따른 시료전류 스펙트로스코피 표면측정장치를 도시한 개념도이다. 이 장치는 전자빔을 시료 (404) 로 방사할 수 있는 전자총 (401) 을 포함한다. 또한 이 장치는, 예컨대, 전자총 (401) 과 접지 사이에서 결합되며 가속전압을 전자총 (401) 에 공급하는 가변전압원 (405) 을 포함한다. 또한, 시료전류, 예컨대, 시료 (404) 로부터 접지로 흐르는 전류를 검출하는 록-인 증폭기 (lock-in amplifier) (402), 및 가변전압원 (405) 에 의해 발생된 가속전압에 중첩된 사인전압을 발생시키는 사인전압 발생기 (406) 가 제공된다.
이 장치에서, 전자총 (401) 으로부터 방사된 전자빔 (406) 이 시료 (404) 로조사된다. 이 실시예에서, 전자총 (401) 은 텅스텐을 재료로 사용하는 써멀 필드 이미션 타입의 전자원으로 구성된다. 즉, 전자총 (401) 은 쇼트키 이미션 전자총이다. 그러므로, 가열전류를, 도면에 도시되지 않은, 전자총 (401) 에 공급하는 전원이 또한 제공된다. 이러한 전자총 (401) 으로부터 전자빔을 시료 (404) 로 조사함으로써, 전류는 시료 (404) 내부로 흐른다. 이러한 시료전류의 전류량은 록-인 증폭기 (402) 에 의해 측정된다.
제 4 실시예에서, 사인전압 발생기 (406) 에 의해 발생된 사인파 신호를 가속전압에 중첩시키면서, 전자총 (401) 으로부터 조사된 전자들의 가속에너지는 가변전압원 (105) 을 이용하여 전자들의 가속전압을 변경함으로써 변화된다. 예를 들면, 사인파 신호는 1 일렉트론 볼트 (eV) 의 진폭과 6500 kHz 의 주파수를 갖는다. 전자들의 가속에너지는, 예컨대, 10 내지 5000 eV 범위 내에서 변한다. 가속전압을 변경시키면서, 시료전류의 변동은, 외부 제어신호인 사인전압 발생기 (406) 로부터 얻어진 6500 kHz 의 신호를 사용하는 록-인 증폭기 (402) 에 의해 검출된다. 이에 의해, 높은 감도에서 가속전압의 변화에 대하여 시료전류의 변동을 측정한다. 록-인 증폭기 (402) 로부터의 측정된 시료전류의 출력 데이터 또는 신호 (403) 는, 예컨대, 컴퓨터 등에 공급되고, 디스플레이, 분석 등의 필요에 따라 처리된다.
분석 목적, 분석 조건 등에 따라, 높은 감도에서 시료전류를 측정할 필요가 있다. 이러한 경우, 선택적 증폭기능을 갖는 록-인 증폭기를 이용하는 측정을 도입하는 것이 유리하다. 또한, 록-인 증폭기 (402) 를 이용하여 시료전류의AC 성분만을 검출함으로써, 가속전압의 변동에 대한 시료전류의 변동, 즉, 시료전류의 미분값을 쉽게 구할 수 있다.
상기 제 1 내지 제 4 실시예에서, 시료표면의 비교적 넓은 영역의 평균화된 결정체 정보를 검사할 수 있다. 한편, 시료표면의 국부의 결정성을 검사하는 데 필요하다. 이러한 경우, 전자렌즈 등을 이용하여 전자총으로부터 방사된 전자빔의 초점을 맞출 수 있고, 결정성을 검사할 시료상의 영역으로 초점을 맞춘 전자빔을 조사할 수 있다. 또한, 가속전압의 변동에 대하여 조사될 시료전류의 변동을 측정한다. 이러한 측정에 의해, 시료표면의 특정부의 국부의 결정성을 검사할 수 있다. 이하, 이러한 측정에 기초한 본 발명의 실시예들을 설명하기로 한다. 시료로 조사된 전자량을 증가시키기 위하여 전자렌즈를 이용하여 전자빔의 초점을 맞출 때, 써멀 필드 이미션 타입의 전자총, 즉, 전자총의 성질 때문에 쇼트키 이미션 총을 이용하는 것이 가장 적절하다. 그러므로, 전자렌즈를 이용하여 전자빔의 초점을 맞추는 하기의 각 실시예에서, 써멀 필드 이미션 타입의 전자총이 사용된다.
[실시예 5]
도 5 는 본 발명의 제 5 실시예에 따른 시료전류 스펙트로스코피 표면측정장치를 도시한 개념도이다. 이 장치는, 전자빔을 시료 (504) 로 방사할 수 있는 전자총 (501), 및 전자총 (501) 과 시료 사이에 위치하며 전자총 (501) 으로부터 방사된 전자빔의 초점을 맞추는 전자렌즈 (506) 를 포함한다. 또한 이 장치는, 예컨대, 전자총 (501) 과 접지사이에 결합되며 가속전압을 전자총 (501) 에 공급하는 가변전압원 (505), 및 시료전류, 예컨대, 시료 (504) 로부터 접지로 흐르는 전류를 검출하는 전류검출기 (502) 를 포함한다.
이 장치에서, 전자총 (501) 으로부터 방사된 전자빔 (507) 은 전자렌즈 (506) 에 의해 초점이 맞춰지고 시료 (504) 로 조사된다. 이 실시예에서, 전자총 (501) 은 텅스텐을 재료로 이용하는 써멀 필드 이미션 타입의 전자원으로 구성된다. 즉, 전자총 (501) 은 쇼트키 이미션 전자총이다. 이러한 전자총 (501) 으로부터 전자빔을 시료 (504) 로 조사함으로써, 전류는 시료 (504) 내부로 흐른다. 이러한 시료전류의 전류량은 시료전류를 검출하는 전류검출기 (502) 에 의해 측정된다.
제 5 실시예에서, 전자총 (501) 으로부터 조사된 전자의 가속에너지는 가변전압원 (505) 을 이용하여 전자들의 가변전압을 변경함으로써 변화된다. 전자들의 가속에너지는, 예컨대, 10 내지 5000 일렉트론 볼트 (eV) 의 범위 내에서 변한다. 가속전압을 변화시키면서, 전류검출기 (502) 에 의해 시료전류를 측정한다. 이에 의해, 가속전압의 변화에 대하여 시료전류의 변동을 측정한다. 측정된 시료전류의 출력데이터 또는 신호 (503) 는, 예컨대, 컴퓨터 등에 공급되고, 디스플레이, 분석 등의 필요에 따라 처리된다.
[실시예 6]
도 6 은 본 발명의 제 6 실시예에 따른 시료전류 스펙트로스코피 표면측정장치를 도시한 개념도이다. 이 장치는, 전자빔을 시료 (604) 로 방사할 수 있는 전자총 (601), 및 전자총 (601) 과 시료 (604) 사이에 위치하며 전자총 (601) 으로부터 방사된 전자빔의 초점을 맞추는 전자렌즈 (606) 를 포함한다. 또한 이 장치는, 예컨대, 전자총 (601) 과 접지사이에서 결합되며 가속전압을 전자총 (601) 에 공급하는 가변전압원 (605) 을 포함한다. 또한, 시료전류, 예컨대, 시료 (604) 로부터 접지로 흐르는 전류를 검출하는 록-인 증폭기 (602), 및 가변전압원 (605) 에 의해 발생된 가속전압에 중첩된 사인전압을 발생시키기 위하여 가변전압원 (605) 과 접지 사이의 삽입되어 접속된 사인 전압 발생기 (606) 가 제공된다.
이 장치에서, 전자총 (601) 으로부터 방사된 전자빔 (608) 은 전자렌즈 (607) 에 의해 초점이 맞춰지고 시료 (604) 로 조사된다. 이 실시예에서, 전자총 (601) 은 텅스텐을 재료로 이용하는 써멀 필드 이미션 타입의 전자원으로 구성된다. 즉, 전자총 (601) 은 쇼트키 이미션 전자총이다. 이러한 전자총 (601) 으로부터 전자빔을 시료 (604) 로 조사함으로써, 전류는 시료 (604) 내부로 흐른다. 이러한 시료전류의 전류량은 록-인 증폭기 (602) 에 의해 측정된다.
제 6 실시예에서, 사인전압 발생기 (606) 에 의해 발생된 사인파 신호를 가속전압에 중첩시키면서, 가변전압원 (605) 을 이용하여 전자들의 가속전압을 변경함으로써 전자총 (601) 으로부터 조사된 전자들의 가속에너지를 변화시킨다. 예를 들면, 사인파 신호는 1 일렉트론 볼트 (eV) 의 진폭과 6500 Hz 의 주파수를 갖는다. 전자들의 가속에너지는, 예컨대, 10 내지 5000 eV 의 범위 내에서 변한다. 가속전압은 이에 따라 변하고 시료전류의 변동은 외부 제어신호인 사인전압 발생기 (606) 로부터 얻어진 6500 Hz 의 신호를 이용하는 록-인 증폭기 (602) 에 의해 검출된다. 이에 의해, 시료전류의 변동은 높은 감도에서 가속전압의변화에 대하여 측정된다. 록-인 증폭기 (602) 로부터의 측정된 시료전류의 출력데이터 또는 신호 (603) 는, 예컨대, 컴퓨터 등에 공급되고, 디스플레이, 분석 등의 필요에 따라 처리된다.
분석목적, 분석조건 등에 따라, 높은 감도에서 시료전류를 측정할 필요가 있다. 이러한 경우, 선택적 증폭기능을 갖는 록-인 증폭기를 이용하는 측정을 도입하는 것이 유리하다. 또한, 록-인 증폭기 (602) 를 이용하여 시료전류의 AC 성분만을 검출함으로써, 가속전압의 변동에 대한 시료전류의 변동, 즉, 시료전류의 미분값을 쉽게 얻을 수 있다.
상기 제 5 및 제 6 실시예에서, 전자빔은 전자렌즈에 의해 초점이 맞춰지고, 이에 의해, 시료표면의 특정한 국부의 결성성을 검사할 수 있다. 한편, 시료표면의 결정성의 공간분포, 예컨대, 2차원 분포를 검사하는 데 필요하다. 이러한 경우, 결정성이 검사될 영역내에서 전자총으로부터 방사된 전자빔의 초점을 맞추고 주사할 수 있다. 전자총으로부터 방사된 전자빔의 주사는, 전자빔의 초점을 맞추기 전에 수행되거나, 전자빔의 초점을 맞춘 후에 수행될 수 있다. 주사된 측정점 각각에서, 조사될 전자들의 가속전압은 변화되고, 시료전류의 변동은 가속전압의 변화에 대하여 측정된다. 이러한 측정에 의해, 시료표면의 결정성의 2차원분포를 검사할 수 있다. 이하, 이러한 측정을 이용한 실시예들을 설명한다.
[실시예 7]
도 7 은 본 발명의 제 7 실시예에 따른 시료전류 스펙트로스코피 표면측정장치를 도시한 개념도이다. 이 장치는, 전자빔을 시료 (704) 로 방사할 수 있는전자총 (701), 및 전자총 (701) 과 시료 사이에 위치하며 전자총 (701) 으로부터 방사된 전자빔의 초점을 맞추는 전자렌즈 (706) 를 포함한다. 또한 이 장치는, 예컨대, 전자총 (701) 과 접지 사이에서 결합되며 가속전압을 전자총 (701) 에 공급하는 가변전압원 (705), 및 시료전류, 예컨대, 시료 (704) 로부터 접지로 흐르는 전류를 검출하는 전류검출기 (702) 를 포함한다. 또한, 전자총 (701) 으로부터 방사된 전자빔 (708) 을 주사하는 수단으로서 주사전극 또는 공핍전극 (707) 이 제공된다. 주사전극 (707) 은, 예컨대, 전자총 (701) 과 전극렌즈 (706) 사이에 배치된다. 그러나, 주사전극 (707) 은 또한 전자렌즈 (706) 와 시료 (704) 사이에 배치될 수 있다. 또한, 전자코일 (electromagnetic coils) 등과 같은 다른 주사수단을 이용할 수 있다.
이 장치에서, 전자총 (701) 으로부터 방사된 전자빔 (708) 은 전자렌즈 (706) 에 의해 초점이 맞춰지고 시료 (704) 로 조사된다. 또한, 주사전극 (707) 에 의해, 전자빔 (708) 은 시료 (704) 상에서 주사된다. 이 실시예에서, 전자총 (701) 은 텅스텐을 재료로 사용하는 써멀 필드 이미션 타입의 전자원으로 구성된다. 이러한 전자총 (701) 으로부터 전자빔을 시료 (704) 로 조사함으로써, 전류는 시료 (704) 내부로 흐른다. 이러한 시료전류의 전류량은 시료전류를 검출하는 전류검출기 (702) 에 의해 측정된다.
제 7 실시예에서, 전자빔이 시료표면 상의 주사영역 내의 측정점에 조사되는 동안, 전자총 (701) 으로부터 조사된 전자들의 가속에너지는 가변전압원 (705) 을 이용하여 전자들의 가속전압을 변경시킴으로써 변화된다. 전자들의 가속에너지는, 예컨대, 10 내지 5000 일렉트론 볼트 (eV) 의 범위 내에서 변화된다. 가속전압을 변경시키면서, 전류검출기 (702) 에 의해 시료전류를 측정한다. 이에 의해, 가속전압의 변경에 대하여 시료전류의 변동을 측정한다. 그후, 전자빔의 조사위치는 시료표면상의 다음 측정점으로 이동되고, 전자들의 가속전압은 상기와 마찬가지로 변화된다. 가속전압의 변경에 대하여 전류검출기 (702) 에 의해 시료전류의 변동을 측정한다. 이러한 측정은 시료표면 상의 측정점 각각에서 행해진다. 각 측정점에서의 측정된 시료전류의 출력데이터 또는 신호 (703) 는, 예컨대, 컴퓨터 등에 공급되고, 디스플레이, 분석 등의 필요에 따라 처리된다.
[실시예 8]
도 8 은 본 발명의 제 8 실시예에 따른 시료전류 스펙트로스코피 표면측정장치를 도시한 개념도이다. 이 장치는, 전자빔을 시료 (804) 로 방사할 수 있는 전자총 (801), 및 전자총 (801) 과 시료 사이에 위치하며 전자총 (801) 으로부터 방사된 전자빔의 초점을 맞추는 전자렌즈 (807) 를 포함한다. 또한 이 장치는, 예컨대, 전자총 (801) 과 접지 사이에서 결합되며 가속전압을 전자총 (801) 에 공급하는 가변전압원 (805) 을 포함한다. 또한, 시료전류, 예컨대, 시료 (804) 로부터 접지로 흐르는 전류를 검출하는 록-인 증폭기 (802), 및 가변전압원 (805) 에 의해 발생된 가속전압에 중첩된 사인전압을 발생시키기 위하여 가변전압원 (805) 과 접지 사이에 삽입하여 접속된 사인전압 발생기 (806) 가 제공된다. 또한, 전자총 (801) 으로부터 방사된 전자빔 (809) 을 주사하는 수단으로서 주사전극 또는 공핍전극 (808) 이 제공된다. 주사전극 (808) 은, 예컨대, 전자총(801) 과 전극렌즈 (806) 사이에 배치된다. 그러나, 주사전극 (808) 은 또한 전자렌즈 (806) 와 시료 (804) 사이에 배치될 수 있다. 또한, 전자코일 등과 같은 다른 주사수단을 이용할 수 있다.
이 장치에서, 전자총 (801) 으로부터 방사된 전자빔 (809) 은 전자렌즈 (806) 에 의해 초점이 맞춰지고 시료 (804) 로 조사된다. 또한, 주사전극 (808) 에 의해, 전자빔 (809) 은 시료 (804) 상에서 주사된다. 이 실시예에서, 전자총 (801) 은 텅스텐을 재료로 사용하는 써멀 필드 이미션 타입의 전자원으로 구성된다. 즉, 전자총 (801) 은 쇼트키 이미션 전자총이다. 이러한 전자총 (801) 으로부터 전자빔을 시료 (804) 로 조사함으로써, 전류는 시료 (804) 내부로 흐른다. 이러한 시료전류의 전류량은 시료전류를 검출하는 록-인 증폭기 (802) 에 의해 측정된다.
제 8 실시예에서, 전자빔을 시료표면 상의 주사영역 내의 측정점에 조사시키면서, 가변전압원 (805) 을 이용하여 전자들의 가속전압을 변경시킴으로써 전자총 (801) 으로부터 조사된 전자들의 가속에너지를 변화시키는데, 그동안 사인전압 발생기 (806) 에 의해 발생된 사인파 신호를 가속전압에 중첩시킨다. 예컨대, 사인파 신호는 1 일렉트론 볼트 (eV) 의 진폭과 6500 Hz 의 주파수를 갖는다. 전자들의 가속에너지는, 예컨대, 10 내지 5000 일렉트론 볼트 (eV) 의 범위 내에서 변화된다. 가속전압이 이에 따라 변화하고 시료전류는 외부 제어신호인 사인전압 발생기 (606) 로부터 얻어진 6500 Hz 의 신호를 사용하는 록-인 증폭기 (802) 에 의해 측정된다. 이에 의해, 가속전압의 변경에 대하여 시료전류의 변동을측정한다. 그후, 전자빔의 조사위치는 시료표면상의 다음 측정점으로 이동되고, 전자들의 가속전압은 상기와 마찬가지로 변화된다. 시료전류의 변동은 가속전압의 변경에 대하여 록-인 증폭기 (802) 에 의해 측정된다. 이러한 측정은 시료표면 상의 측정점 각각에서 행해진다. 각 측정점에서의 측정된 시료전류의 출력데이터 또는 신호 (803) 는, 예컨대, 컴퓨터 등에 공급되고, 디스플레이, 분석 등의 필요에 따라 처리된다.
분석목적, 분석조건 등에 따라, 높은 감도에서 시료전류를 측정할 필요가 있다. 이러한 경우, 선택적 증폭기능을 갖는 록-인 증폭기를 이용하는 측정을 도입하는 것이 유리하다. 또한, 록-인 증폭기 (802) 를 이용하여 시료전류의 AC 성분만을 검출함으로써, 가속전압의 변동에 대한 시료전류의 변동, 즉, 시료전류의 미분값을 쉽게 얻을 수 있다.
시료전류의 변동을 올바르고 양적으로 측정하기 위하여, 전자총으로부터 시료로 조사된 전자빔의 양, 즉 입사 전자빔의 전류량을 정확하고 양적으로 측정하는 것이 또한 필요하다. 입사 전자빔의 전류량은 가속전압에 따라 변하지만, 가속전압의 증가에 대해 완전히 선형적으로 증가하지는 않는다. 입사 전자빔의 전류값은 패러데이 컵을 이용하여 올바르게 측정될 수 있다. 따라서, 패러데이 컵을 이용하여 가속전압과 입사 전자빔의 전류값 사이의 관계를 미리 구하고, 이 관계를 이용하여, 시료전류가 측정될 때 전류값을 정규화 또는 표준화하여 눈금을 조정하는 것이 가능하다. 이에 의해, 가속전압이 변할 때 시료전류의 변동을 얻을 수 있을 뿐만 아니라, 가속전압이 변할 때 입사전자빔의 전류값에 대한 시료전류의 비의 변동을 얻을 수 있다. 이하, 이러한 방법을 이용하는 실시예들을 설명한다.
[실시예 9]
도 9 는 본 발명의 제 9 실시예에 따른 시료전류 스펙트로스코피 표면 측정장치를 도시한 개념도이다. 이 장치는, 전자빔을 시료 (904) 로 방사할 수 있는 전자총 (901) 을 포함한다. 또한 이 장치는, 예컨대, 전자총 (901) 과 접지 사이에서 결합되며 가속전압을 전자총 (901) 에 공급하는 가변전압원 (905), 및 시료전류, 예컨대, 시료 (904) 로부터 접지로 흐르는 전류를 검출하는 전류검출기 (902) 를 포함한다. 이 장치는, 전자총으로부터의 전자빔이 시료 (904) 대신에 조사되는 위치에 배치될 수 있는 패러데이 컵 (906) 을 더 포함한다. 또한, 입사 전자빔 전류의 눈금을 조정하는 전류검출기 (907) 가 제공된다.
이 장치에서, 전자총 (901) 으로부터 방사된 전자빔 (908) 은 시료 (904) 로 조사된다. 이 실시예에서, 전자총 (901) 은 LaB6를 재료로 사용하는 열 필라멘트형의 전자원으로 구성된다. 즉, 전자총 (901) 은 열 전자총이다. 이러한 전자총 (901) 으로부터 전자빔을 시료 (904) 로 조사함으로써, 전류는 시료 (904) 내부로 흐른다. 이러한 시료전류의 전류량은 시료전류를 검출하는 전류검출기 (902) 에 의해 측정된다.
제 9 실시예에서, 전자총 (901) 으로부터 조사된 전자들의 가속에너지는 가변전압원 (905) 을 이용하여 전자들의 가속전압을 변경시킴으로써 변화된다. 전자들의 가속에너지는, 예컨대, 10 내지 5000 일렉트론 볼트 (eV) 의 범위 내에서 변화된다. 가속전압이 이에 따라 변화하고 시료전류는 전류검출기 (902) 에 의해 측정된다. 이에 의해, 가속전압의 변경에 대하여 시료전류의 변동을 측정한다. 측정된 시료전류의 출력데이터 또는 신호 (903) 는, 예컨대, 컴퓨터 등에 공급되고, 디스플레이, 분석 등의 필요에 따라 처리된다.
이 실시예의 장치에서, 패러데이 컵을 이용함으로써, 입사전자빔의 전류값과 가속전압 사이의 관계를 미리 구하여 저장할 수 있다. 즉, 전자빔이 조사될 수 있는 위치로 패러데이 컵 (906) 을 이동한 후, 전자빔이 전자총 (901) 으로부터 방사된다. 방사된 전자빔은 패러데이 컵 (906) 으로 조사된다. 전자총 (901) 으로부터 방사된 전자들의 가속전압은 시료전류측정의 것과 동일 조건하에 가변전압원 (905) 에 의해 변화된다. 즉, 전자들의 가속에너지는, 예컨대, 10 내지 5000 eV 의 범위 내에서 변화된다. 따라서 가속전압은 변화되고 패러데이 컵 (906) 으로 입사하는 전자빔의 전류값은 입사 전자빔 전류의 눈금을 조정하는 전류검출기 (907) 에 의해 측정된다. 가속전압의 데이터와 함께 전류검출기 (907) 에 의해 얻어진 입사 전자빔의 전류값의 데이터는, 예컨대, 전류 눈금조정을 위한 데이터로서 도면에 도시되지 않은 컴퓨터의 기억장소에 저장된다. 즉, 입사 전자빔의 전류값과 가속전압 사이의 관계가 올바르게 얻어지고 저장된다. 시료전류의 측정 전에 패러데이 컵 (906) 을 이용하여 전류눈금조정을 위한 이러한 데이터를 얻는 것이 바람직하다. 시료전류가 측정될 때, 각 가속전압에서 입사 전자빔의 양적인 전류값은, 전류눈금조정을 위한 데이터를 저장하는 기억장소로부터대응하는 가속전압에서 전류값을 판독하여 얻어진다. 예를 들면, 입사 전자빔의 전류값에 대한 시료전류의 비를 얻는 것이 가능하다. 그러므로, 시료전류를 측정하여 얻어진 측정된 전류값의 출력 (903) 은, 전류눈금조정을 위한 저장된 데이터에 기초하여 입사전자빔의 대응하는 전류값에 의해 정규화 또는 표준화되고 눈금이 조정된다.
[실시예 10]
도 10 은 본 발명의 제 10 실시예에 따른 시료전류 스펙트로스코피 표면 측정장치를 도시하는 개념도이다. 이 장치는 전자빔을 시료 (1004) 로 방사할 수 있는 전자총 (1001) 을 포함한다. 또한 이 장치는, 예컨대, 전자총 (1001) 과 접지 사이에서 결합되며 가속전압을 전자총 (1001) 에 공급하는 가변전압원 (1005), 및 시료전류, 예컨대, 시료 (1004) 로부터 접지로 흐르는 전류를 검출하는 전류검출기 (1002) 를 포함한다. 이 장치는, 전자총 (1001) 으로부터의 전자빔이 시료 (1004) 대신에 조사되는 위치에 배치될 수 있는 패러데이 컵 (1006) 을 더 포함한다. 또한, 입사 전자빔 전류의 눈금을 조정하는 전류검출기 (1007) 가 제공된다.
이 장치에서, 전자총 (1001) 으로부터 방사된 전자빔 (1008) 은 시료 (1004) 로 조사된다. 이 실시예에서, 전자총 (1001) 은 텅스텐을 재료로 사용하는 콜드 필드 이미션 타입의 전자원으로 구성된다. 즉, 전자총 (1001) 은 필드 이미션 전자총이다. 이러한 전자총 (1001) 으로부터 전자빔을 시료 (1004) 로 조사함으로써, 전류는 시료 (1004) 내부로 흐른다. 이러한 시료전류의 전류량은 시료전류를 검출하는 전류검출기 (1002) 에 의해 측정된다.
제 10 실시예에서, 전자총 (1001) 으로부터 조사된 전자들의 가속에너지는 가변전압원 (1005) 을 이용하여 전자들의 가속전압을 변경시킴으로써 변화된다. 전자들의 가속에너지는, 예컨대, 10 내지 5000 일렉트론 볼트 (eV) 의 범위 내에서 변화된다. 가속전압이 이에 따라 변화하고 시료전류는 전류검출기 (1002) 에 의해 측정된다. 이에 의해, 가속전압의 변경에 대하여 시료전류의 변동을 측정한다. 측정된 시료전류의 출력데이터 또는 신호 (1003) 은, 예컨대, 컴퓨터 등에 공급되고, 디스플레이, 분석 등의 필요에 따라 처리된다.
이 실시예의 장치에서, 패러데이 컵을 이용함으로써, 입사전자빔의 전류값과 가속전압 사이의 관계를 미리 구하여 저장할 수 있다. 즉, 전자빔이 조사될 수 있는 위치로 패러데이 컵 (1006) 을 이동한 후, 전자빔은 전자총 (1001) 으로부터 방사된다. 방사된 전자빔은 패러데이 컵 (1006) 으로 조사된다. 전자총 (1001) 으로부터 방사된 전자들의 가속전압은 시료전류측정의 것과 동일 조건하에 가변전압원 (1005) 에 의해 변화된다. 즉, 전자들의 가속에너지는, 예컨대, 10 내지 5000 eV 의 범위 내에서 변화된다. 가속전압은 이에 따라 변화되고 패러데이 컵 (1006) 으로 입사하는 전자빔의 전류값은 입사 전자빔 전류의 눈금을 조정하는 전류검출기 (1007) 에 의해 측정된다. 가속전압의 데이터와 함께 전류검출기 (1007) 에 의해 얻어진 입사 전자빔의 전류값의 데이터는, 예컨대, 전류눈금조정을 위한 데이터로서 도면에 도시되지 않은 컴퓨터의 기억장소에 저장된다. 즉, 입사 전자빔의 전류값과 가속전압 사이의 관계가 올바르게 얻어지고 저장된다.시료전류의 측정 전에 패러데이 컵 (1006) 을 이용하여 전류눈금조정을 위한 이러한 데이터를 얻는 것이 바람직하다. 시료전류가 측정될 때, 각 가속전압에서 입사 전자빔의 양적인 전류값은, 전류눈금조정을 위한 데이터를 저장하는 기억장소로부터 대응하는 가속전압에서 전류값을 판독하여 얻어진다. 예를 들면, 입사 전자빔의 전류값에 대한 시료전류의 비를 얻는 것이 가능하다. 그러므로, 시료전류를 측정하여 얻어진 측정된 전류값의 출력 (1003) 은, 전류눈금조정을 위한 저장된 데이터에 기초하여 입사전자빔의 대응하는 전류값에 의해 정규화 또는 표준화되고 눈금이 조정된다.
[실시예 11]
도 11 은 본 발명의 제 3 실시예에 따른 시료전류 스펙트로스코피 표면 측정장치를 도시한 개념도이다. 이 장치는 전자빔을 시료 (1104) 로 방사할 수 있는 전자총 (1101) 을 포함한다. 또한 이 장치는, 예컨대, 전자총 (1101) 과 접지 사이에서 결합되며 가속전압을 전자총 (1101) 에 공급하는 가변전압원 (1105), 및 시료전류, 예컨대, 시료 (1104) 로부터 접지로 흐르는 전류를 검출하는 전류검출기 (1102) 를 포함한다. 이 장치는, 전자총 (1101) 으로부터의 전자빔이 시료 (1104) 대신에 조사되는 위치에 배치될 수 있는 패러데이 컵 (1106) 을 더 포함한다. 또한, 입사 전자빔 전류의 눈금을 조정하는 전류검출기 (1107) 가 제공된다.
이 장치에서, 전자총 (1101) 으로부터 방사된 전자빔 (1108) 은 시료 (1104) 로 조사된다. 이 실시예에서, 전자총 (1101) 은 텅스텐을 재료로 사용하는 써멀 필드 이미션 타입의 전자원으로 구성된다. 즉, 전자총 (1101) 은 쇼트키 이미션 전자총이다. 이러한 전자총 (1101) 으로부터 전자빔을 시료 (1104) 로 조사함으로써, 전류는 시료 (1104) 내부로 흐른다. 이러한 시료전류의 전류량은 시료전류를 검출하는 전류검출기 (1102) 에 의해 측정된다.
제 11 실시예에서, 전자총 (1101) 으로부터 조사된 전자들의 가속에너지는 가변전압원 (1105) 을 이용하여 전자들의 가속전압을 변경시킴으로써 변화된다. 전자들의 가속에너지는, 예컨대, 10 내지 5000 일렉트론 볼트 (eV) 의 범위 내에서 변화된다. 따라서, 가속전압이 변화하고 시료전류는 전류검출기 (1102) 에 의해 측정된다. 이에 의해, 가속전압의 변경에 대하여 시료전류의 변동을 측정한다. 측정된 시료전류의 출력데이터 또는 신호 (1103) 은, 예컨대, 컴퓨터 등에 공급되고, 디스플레이, 분석 등의 필요에 따라 처리된다.
이 실시예의 장치에서, 패러데이 컵을 이용함으로써, 입사전자빔의 전류값과 가속전압 사이의 관계를 미리 구하여 저장할 수 있다. 즉, 전자빔이 조사될 수 있는 위치로 패러데이 컵 (1106) 을 이동한 후, 전자빔은 전자총 (1101) 으로부터 방사된다. 방사된 전자빔은 패러데이 컵 (1106) 으로 조사된다. 전자총 (1101) 으로부터 방사된 전자들의 가속전압은 시료전류측정의 것과 동일 조건하에 가변전압원 (1105) 에 의해 변화된다. 즉, 전자들의 가속에너지는, 예컨대, 10 내지 5000 eV 의 범위 내에서 변화된다. 가속전압은 이에 따라 변화되고 패러데이 컵 (1106) 으로 입사하는 전자빔의 전류값은 입사 전자빔 전류의 눈금을 조정하는 전류검출기 (1107) 에 의해 측정된다. 가속전압의 데이터와 함께 전류검출기 (1107) 에 의해 얻어진 입사 전자빔의 전류값의 데이터는, 예컨대, 전류눈금조정을 위한 데이터로서 도면에 도시되지 않은 컴퓨터의 기억장소에 저장된다. 즉, 입사 전자빔의 전류값과 가속전압 사이의 관계가 올바르게 얻어지고 저장된다. 시료전류의 측정 전에 패러데이 컵 (1106) 을 이용하여 전류눈금조정을 위한 이러한 데이터를 얻는 것이 바람직하다. 시료전류가 측정될 때, 각 가속전압에서 입사 전자빔의 양적인 전류값은, 전류눈금조정을 위한 데이터를 저장하는 기억장소로부터 대응하는 가속전압에서 전류값을 판독하여 얻어진다. 예를 들면, 입사 전자빔의 전류값에 대한 시료전류의 비를 얻는 것이 가능하다. 그러므로, 시료전류를 측정하여 얻어진 측정된 전류값의 출력 (1103) 은, 전류눈금조정을 위한 저장된 데이터에 기초하여 입사전자빔의 대응하는 전류값에 의해 정규화 또는 표준화되고 눈금이 조정된다.
[실시예 12]
도 12 는 본 발명의 제 12 실시예에 따른 시료전류 스펙트로스코피 표면측정장치를 도시한 개념도이다. 이 장치는, 전자빔을 시료 (1204) 로 방사할 수 있는 전자총 (1201) 을 포함한다. 또한 이 장치는, 예컨대, 전자총 (1201) 과 접지 사이에서 결합되며 가속전압을 전자총 (1201) 에 공급하는 가변전압원 (1205) 을 포함한다. 또한, 시료전류, 예컨대, 시료 (1204) 로부터 접지로 흐르는 전류를 검출하는 록-인 증폭기 (1202), 및 가변전압원 (1205) 에 의해 발생된 가속전압에 중첩된 사인전압을 발생시키기 위한 사인전압 발생기 (1206) 가 제공된다. 이 장치는 전자총 (1201) 으로부터의 전자빔이 시료 (1204) 대신에 조사되는 위치에 배치될 수 있는 패러데이 컵 (1207) 을 더 포함한다. 또한 입사 전자빔 전류의 눈금을 조정하는 록-인 증폭기 (1208) 가 제공된다.
이 장치에서, 전자총 (1201) 으로부터 방사된 전자빔 (1209) 은 시료 (1204) 로 조사된다. 이 실시예에서, 전자총 (1201) 은 텅스텐을 재료로 사용하는 써멀 필드 이미션 타입의 전자원으로 구성된다. 즉, 전자총 (1201) 은 쇼트키 이미션 전자총이다. 이러한 전자총 (1201) 으로부터 전자빔을 시료 (1204) 로 조사함으로써, 전류는 시료 (1204) 내부로 흐른다. 이러한 시료전류의 전류량은 록-인 증폭기 (1202) 에 의해 측정된다.
제 4 실시예에서, 사인전압 발생기 (1206) 에 의해 발생된 사인파 신호를 가속전압에 중첩시키면서, 전자총 (1201) 으로부터 조사된 전자들의 가속에너지는 가변전압원 (1205) 을 이용하여 전자들의 가속전압을 변경시킴으로써 변화된다. 예컨대, 사인파 신호는 1 일렉트론 볼트 (eV) 의 진폭과 6500 Hz 의 주파수를 갖는다. 전자들의 가속에너지는, 예컨대, 10 내지 5000 일렉트론 볼트 (eV) 의 범위 내에서 변화된다. 가속전압이 이에 따라 변화하고 시료전류의 변동은 외부 제어신호인 사인전압 발생기 (1206) 로부터 얻어진 6500 Hz 의 신호를 사용하는 록-인 증폭기 (1202) 에 의해 검출된다. 이에 의해, 가속전압의 변경에 대하여 시료전류의 변동을 측정한다. 록-인 증폭기 (1202) 로부터의 측정된 시료전류의 출력데이터 또는 신호 (1203) 는, 예컨대, 컴퓨터 등에 공급되고, 디스플레이, 분석 등의 필요에 따라 처리된다.
이 실시예의 장치에서, 패러데이 컵을 이용하여, 입사전자빔의 전류값과 가속전압 사이의 관계를 미리 구하여 저장할 수 있다. 즉, 전자빔이 조사될 수 있는 위치로 패러데이 컵 (1207) 을 이동한 후, 전자빔은 전자총 (1201) 으로부터 방사된다. 방사된 전자빔은 패러데이 컵 (1207) 으로 조사된다. 전자총 (1201) 으로부터 방사된 전자들의 가속전압은 시료전류측정의 것과 동일 조건하에 가변전압원 (1205) 에 의해 변화된다. 즉, 사인전압 발생기 (1206) 에 의해 발생된 사인파 신호를 가속전압에 중첩시키면서, 전자들의 가속에너지는, 예컨대, 10 내지 5000 eV 의 범위 내에서 변화된다. 예를 들면, 사인파 신호는 1 일렉트론 볼트 (eV) 의 진폭과 6500 Hz 의 주파수를 갖는다. 가속전압이 이에 따라 변하고 패러데이 컵 (1207) 으로 입사하는 전자빔의 전류값의 변동은 외부 제어신호인 사인 전압 발생기 (1206) 로부터 얻어진 6500 Hz 의 신호를 이용하는 록-인 증폭기 (1208) 에 의해 검출된다. 가속전압 등의 데이터와 함께 록-인 증폭기 (1208) 에 의해 얻어진 입사 전자빔의 전류값의 데이터는, 예컨대, 전류 눈금조정을 위한 데이터로서 도면에 도시되지 않은 컴퓨터의 기억장소에 저장된다. 즉, 입사 전자빔의 전류값과 가속전압 사이의 관계가 올바르게 얻어지고 저장된다. 시료전류의 측정 전에 패러데이 컵 (1207) 을 이용하여 전류눈금조정을 위한 이러한 데이터를 얻는 것이 바람직하다. 시료전류가 측정될 때, 각 가속전압에서 입사 전자빔의 양적인 전류값은, 전류눈금조정을 위한 데이터를 저장하는 기억장소로부터 대응하는 가속전압에서 전류값을 판독하여 얻어진다. 예를 들면, 입사 전자빔의 전류값에 대한 시료전류의 비를 얻는 것이 가능하다. 그러므로, 시료전류를 측정하여 얻어진 측정된 전류값의 출력 (1203) 은, 전류눈금조정을 위한 저장된 데이터에 기초하여 입사전자빔의 대응하는 전류값에 의해 정규화 또는 표준화되고 눈금이 조정된다. 선택적 증폭기능을 갖는 록-인 증폭기에 의해 시료전류가 측정되고 패러데이 컵을 이용하여 입사전자빔의 전류값의 눈금이 조정되는 이 실시예에서, 동일조건에서 시료전류의 측정과 패러데이 컵에 의한 입사전자빔의 전류값의 측정을 행하는 것이 바람직하다.
상기 제 9 내지 제 12 실시예에서, 입사전자빔의 전류값의 눈금을 조정하는 것, 즉, 입사전자빔의 전류값을 양적으로 구한 후, 시료표면의 비교적 큰 면적의 평균화된 결정체 정보를 검사하는 것이 가능하다. 한편, 시료표면의 국부의 결정성을 검사할 필요가 있다. 이러한 경우, 전자렌즈를 이용하여 전자총으로부터 방사된 전자빔의 초점을 맞추고, 결정성이 검사될 시료상의 영역으로 초점이 맞춰진 전자빔을 조사하는 것이 가능하다. 또한, 조사될 전자들의 가속전압이 변화되고, 가속전압의 변동에 대하여 시료전류의 변동을 측정한다. 또한, 눈금조정을 위해 이용된 입사전자빔의 전류값은 시료전류측정의 것과 동일한 조건에서 패러데이 컵으로 전자빔을 조사하여 측정된다. 이들 측정에 의해, 입사 전자빔의 전류값의 눈금이 조정될 수 있고 시료표면의 특정부의 국부의 결정성이 검사될 수 있다. 이하, 이러한 측정들에 기초한 본 발명의 실시예들을 설명한다. 시료로 조사된 전자들의 양을 증가시키기 위하여 전자렌즈를 이용하여 전자빔의 초점을 맞출 때, 써멀 필드 이미션 타입의 전자총, 즉, 전자총의 성질 때문에 쇼트키 이미션 총을 이용하는 것이 가장 적절하다. 따라서, 전자렌즈를 이용하여 전자빔의 초점을 맞추는 하기의 각 실시예에서, 써멀 필드 이미션 타입의 전자총이 이용된다.
[실시예 13]
도 13 은 본 발명의 제 13 실시예에 따른 시료전류 스펙트로스코피 표면 측정장치를 도시한 개념도이다. 이 장치는, 전자빔을 시료 (1304) 로 방사할 수 있는 전자총 (1301), 및 전자총 (1301) 과 시료 사이에 배치하며 전자총 (1301) 으로부터 방사된 전자빔의 초점을 맞추는 전자렌즈 (1306) 를 포함한다. 또한 이 장치는, 예컨대, 전자총 (1301) 과 접지 사이에서 결합되며 가속전압을 전자총 (1301) 에 공급하는 가변전압원 (1305), 및 시료전류, 예컨대, 시료 (1304) 로부터 접지로 흐르는 전류를 검출하는 전류검출기 (1302) 를 포함한다. 이 장치는, 전자총 (1301) 으로부터의 전자빔이 시료 (1304) 대신에 조사되는 위치에 배치될 수 있는 패러데이 컵 (1307) 을 더 포함한다. 또한, 입사 전자빔 전류의 눈금을 조정하는 전류검출기 (1308) 가 제공된다.
이 장치에서, 전자총 (1301) 으로부터 방사된 전자빔 (1309) 의 초점은 전자렌즈 (1306) 에 의해 맞춰져 시료 (1304) 로 조사된다. 이 실시예에서, 전자총 (1301) 은 텅스텐을 재료로 사용하는 써멀 필드 이미션 타입의 전자원으로 구성된다. 즉, 전자총 (1301) 은 쇼트키 이미션 전자총이다. 이러한 전자총 (1301) 으로부터 전자빔을 시료 (1304) 로 조사함으로써, 전류는 시료 (1304) 내부로 흐른다. 이러한 시료전류의 전류량은 시료전류를 검출하는 전류검출기 (1302) 에 의해 측정된다.
제 13 실시예에서, 전자총 (1301) 으로부터 조사된 전자들의 가속에너지는가변전압원 (1305) 을 이용하여 전자들의 가속전압을 변경시킴으로써 변화된다. 전자들의 가속에너지는, 예컨대, 10 내지 5000 일렉트론 볼트 (eV) 의 범위 내에서 변화된다. 가속전압이 이에 따라 변화하고 시료전류는 전류검출기 (1302) 에 의해 측정된다. 이에 의해, 가속전압의 변경에 대하여 시료전류의 변동을 측정한다. 측정된 시료전류의 출력데이터 또는 신호 (1303) 은, 예컨대, 컴퓨터 등에 공급되고, 디스플레이, 분석 등의 필요에 따라 처리된다.
이 실시예의 장치에서, 입사전자빔의 전류값과 가속전압 사이의 관계를 미리 구하여 저장할 수 있다. 즉, 전자빔이 조사될 수 있는 위치로 패러데이 컵 (1307) 을 이동한 후, 전자빔은 전자총 (1301) 으로부터 방사된다. 방사된 전자빔은 전자렌즈 (1306) 에 의해 초점이 맞춰지고 패러데이 컵 (1307) 으로 모두 조사된다. 전자총 (1301) 으로부터 방사된 전자들의 가속전압은 시료전류측정의 것과 동일 조건하에 가변전압원 (1305) 에 의해 변화된다. 즉, 전자들의 가속에너지는, 예컨대, 10 내지 5000 eV 의 범위 내에서 변화된다. 가속전압은 이에 따라 변화되고 패러데이 컵 (1307) 으로 입사하는 전자빔의 전류값은 입사 전자빔 전류의 눈금을 조정하는 전류검출기 (1308) 에 의해 측정된다. 가속전압의 데이터와 함께 전류검출기 (1308) 에 의해 얻어진 입사 전자빔의 전류값의 데이터는, 예컨대, 전류눈금조정을 위한 데이터로서 도면에 도시되지 않은 컴퓨터의 기억장소에 저장된다. 즉, 입사 전자빔의 전류값과 가속전압 사이의 관계가 올바르게 얻어지고 저장된다. 시료전류의 측정 전에 패러데이 컵 (1307) 을 이용하여 전류눈금조정을 위한 이러한 데이터를 얻는 것이 바람직하다. 시료전류가측정될 때, 각 가속전압에서 입사 전자빔의 양적인 전류값은, 전류눈금조정을 위한 데이터를 저장하는 기억장소로부터 대응하는 가속전압에서 전류값을 판독하여 얻어진다. 예를 들면, 입사 전자빔의 전류값에 대한 시료전류의 비를 얻는 것이 가능하다. 그러므로, 시료전류를 측정하여 얻어진 측정된 전류값의 출력 (1303) 은, 전류눈금조정을 위한 저장된 데이터에 기초하여 입사전자빔의 대응하는 전류값에 의해 정규화 또는 표준화되고 눈금이 조정된다.
[실시예 14]
도 14 는 본 발명의 제 14 실시예에 따른 시료전류 스펙트로스코피 표면 측정장치를 도시한 개념도이다. 이 장치는 전자빔을 시료 (1404) 로 방사할 수 있는 전자총 (1401), 및 전자총 (1401) 과 시료 (1404) 사이에 배치하며 전자총 (1401) 으로부터 방사된 전자빔의 초점을 맞추는 전자렌즈 (1407) 을 포함한다. 또한 이 장치는, 예컨대, 전자총 (1401) 과 접지 사이에서 결합되며 가속전압을 전자총 (1401) 에 공급하는 가변전압원 (1405) 을 포함한다. 또한, 시료전류, 예컨대, 시료 (1404) 로부터 접지로 흐르는 전류를 검출하는 록-인 증폭기 (1402), 및 가변전압원 (1405) 에 의해 발생된 가속전압에 중첩된 사인전압을 발생시키기 위하여 가변전압원 (1405) 과 접지 사이에 삽입하여 접속된 사인전압 발생기 (1406) 가 제공된다. 이 장치는, 전자총 (1401) 으로부터의 전자빔이 시료 (1404) 대신에 조사되는 위치에 배치될 수 있는 패러데이 컵 (1408) 을 더 포함한다. 또한, 입사 전자빔 전류의 눈금을 정하는 록-인 증폭기 (1409) 가 제공된다.
이 장치에서, 전자총 (1401) 으로부터 방사된 전자빔 (1410) 은 전자렌즈 (1407) 에 의해 초점이 맞춰져 시료 (1404) 로 조사된다. 이 실시예에서, 전자총 (1401) 은 텅스텐을 재료로 사용하는 써멀 필드 이미션 타입의 전자원으로 구성된다. 즉, 전자총 (1401) 은 쇼트키 이미션 전자총이다. 이러한 전자총 (1401) 으로부터 전자빔을 시료 (1404) 로 조사함으로써, 전류는 시료 (1404) 내부로 흐른다. 이러한 시료전류의 전류량은 시료전류를 검출하는 록-인 증폭기 (1402) 에 의해 측정된다.
제 14 실시예에서, 사인전압 발생기 (1406) 에 의해 발생된 사인파 신호를 가속전압에 중첩시키면서, 전자총 (1401) 으로부터 조사된 전자들의 가속에너지는 가변전압원 (1405) 을 이용하여 전자들의 가속전압을 변경시킴으로써 변화된다. 예를들면, 사인파 신호는 1 일렉트론 볼트 (eV) 의 진폭과 6500 Hz 의 주파수를 갖는다. 전자들의 가속에너지는, 예컨대, 10 내지 5000 일렉트론 볼트 (eV) 의 범위 내에서 변화된다. 가속전압이 이에 따라 변화하고 시료전류의 변동은 외부 제어신호인 사인전압 발생기 (1406) 로부터 얻어진 6500 Hz 의 신호를 이용하는 록-인 증폭기 (1402) 에 의해 검출된다. 이에 의해, 가속전압의 변경에 대하여 시료전류의 변동을 측정한다. 록-인 증폭기 (1402) 로부터의 측정된 시료전류의 출력데이터 또는 신호 (1403) 은, 예컨대, 컴퓨터 등에 공급되고, 디스플레이, 분석 등의 필요에 따라 처리된다.
이 실시예의 장치에서, 입사전자빔의 전류값과 가속전압 사이의 관계를 미리 구하여 저장할 수 있다. 즉, 전자빔이 조사될 수 있는 위치로 패러데이 컵(1408) 을 이동한 후, 전자빔은 전자총 (1401) 으로부터 방사된다. 방사된 전자빔은 패러데이 컵 (1408) 으로 조사된다. 전자총 (1401) 으로부터 방사된 전자들의 가속전압은 시료전류측정의 것과 동일 조건하에 가변전압원 (1405) 에 의해 변화된다. 즉, 사인 전압 발생기 (1406) 에 의해 발생된 사인파 신호를 가속전압에 중첩시키면서, 전자들의 가속에너지는, 예컨대, 10 내지 5000 eV 의 범위 내에서 변화된다. 예를 들면, 사인파 신호는 1 일렉트론 볼트 (eV) 의 진폭과 6500 Hz 의 주파수를 갖는다. 가속전압은 이에 따라 변화되고 패러데이 컵 (1408) 으로 입사하는 전자빔의 전류값의 변동은 외부 제어신호인 사인전압 발생기 (1406) 로부터 얻어진 6500 Hz 의 신호를 사용하는 록-인 증폭기 (1409) 에 의해 검출된다. 가속전압 등의 데이터와 함께 록-인 증폭기 (1409) 에 의해 얻어진 입사 전자빔의 전류값의 데이터는, 예컨대, 전류눈금조정을 위한 데이터로서 도면에 도시되지 않은 컴퓨터의 기억장소에 저장된다. 즉, 입사 전자빔의 전류값과 가속전압 사이의 관계가 올바르게 얻어지고 저장된다. 시료전류의 측정 전에 패러데이 컵 (1408) 을 이용하여 전류눈금조정을 위한 이러한 데이터를 얻는 것이 바람직하다. 시료전류가 측정될 때, 각 가속전압에서 입사 전자빔의 양적인 전류값은, 전류눈금조정을 위한 데이터를 저장하는 기억장소로부터 대응하는 가속전압에서 전류값을 판독하여 얻어진다. 예를 들면, 입사 전자빔의 전류값에 대한 시료전류의 비를 얻는 것이 가능하다. 그러므로, 시료전류를 측정하여 얻어진 측정된 전류값의 출력 (1403) 은, 전류눈금조정을 위한 저장된 데이터에 기초하여 입사전자빔의 대응하는 전류값에 의해 정규화 또는 표준화되고 눈금이 조정된다.선택적 증폭기능을 갖는 록-인 증폭기에 의해 시료전류가 측정되고 패러데이 컵을 이용하여 입사전자빔의 전류값의 눈금이 조정되는 이 실시예에서는, 동일 조건에서 시료전류의 측정과 패러데이 컵에 의해 입사전자빔의 전류값의 측정을 행하는 것이 바람직하다.
상기 제 13 및 제 14 실시예에서, 전자빔은 전자렌즈에 의해 초점이 맞춰지고, 이에 의해 시료표면의 특정 국부의 결정성이 검사될 수 있다. 한편, 시료표면의 결정성의 공간분포, 예컨대, 2차원분포를 검사할 필요가 때로 있다. 이러한 경우, 결정성이 검사될 영역 내의 전자총으로부터 방사된 전자빔의 초점을 맞춰 주사하는 것이 가능하다. 전자총으로부터 방사된 전자빔의 초점을 맞춰 주사하는 것이 가능하다. 전자총으로부터 방사된 전자빔의 주사는 전자빔의 초점을 맞추기 전에 행해지거나, 전자빔의 초점을 맞춘 후에 행해질 수 있다. 주사된 각 측정점에서, 조사될 전자들의 가속전압은 변화되고, 시료전류의 변동은 가속전압의 변화에 대하여 측정된다. 또한, 눈금조정을 위해 사용된 입사 전자빔의 전류값은 시료전류측정의 것과 동일한 조건에서 패러데이 컵에 전자빔을 조사함으로써 측정된다. 이들 측정에 의해, 입사전자빔의 전류값은 눈금조정될 수 있고 시료표면의 결정성의 2차원분포가 검사될 수 있다. 이하, 이러한 측정을 이용한 실시예들을 설명한다.
[실시예 15]
도 15 는 본 발명의 제 15 실시예에 따른 시료전류 스펙트로스코피 표면 측정장치를 도시한 개념도이다. 이 장치는 전자빔을 시료 (1504) 로 방사할 수있는 전자총 (1501), 및 전자총 (1501) 과 시료 사이에 배치하며 전자총 (1501) 으로부터 방사된 전자빔의 초점을 맞추는 전자렌즈 (1506) 를 포함한다. 또한 이 장치는, 예컨대, 전자총 (1501) 과 접지 사이에서 결합되며 가속전압을 전자총 (1501) 에 공급하는 가변전압원 (1505), 및 시료전류, 예컨대, 시료 (1504) 로부터 접지로 흐르는 전류를 검출하는 전류검출기 (1502) 를 포함한다. 또한, 전자총 (1501) 으로부터 방사된 전자빔 (1510) 을 주사하는 수단으로서 주사전극 (1509) 이 제공된다. 주사전극 (1509) 은, 예컨대, 전자총 (1501) 과 전자렌즈 (1506) 사이에 배치된다. 그러나, 주사전극 (1506) 은 전자렌즈 (1506) 와 시료 (1504) 사이에 또한 배치될 수 있다. 또한, 전자코일 등과 같은 다른 주사수단을 이용하는 것이 가능하다. 이 장치는, 전자총 (1501) 으로부터의 전자빔이 시료 (1504) 대신에 조사되는 위치에 배치될 수 있는 패러데이 컵 (1507) 을 더 포함한다.
이 장치에서, 전자총 (1501) 으로부터 방사된 전자빔 (1510) 은 전자렌즈 (1506) 에 의해 초점이 맞춰져 시료 (1504) 로 조사된다. 또한, 주사전극 (1509) 에 의해, 전자빔 (1510) 은 시료 (1504) 상에서 주사된다. 이 실시예에서, 전자총 (1501) 은 텅스텐을 재료로 사용하는 써멀 필드 이미션 타입의 전자원으로 구성된다. 즉, 전자총 (1501) 은 쇼트키 이미션 전자총이다. 이러한 전자총 (1501) 으로부터 전자빔을 시료 (1504) 로 조사함으로써, 전류는 시료 (1504) 내부로 흐른다. 이러한 시료전류의 전류량은 시료전류를 검출하는 전류검출기 (1502) 에 의해 측정된다.
제 15 실시예에서는, 전자빔을 시료표면 상의 주사영역 내의 측정점에 조사시키면서, 전자총 (1501) 으로부터 조사된 전자들의 가속에너지는 가변전압원 (1505) 을 이용하여 전자들의 가속전압을 변경시킴으로써 변화된다. 전자들의 가속에너지는, 예컨대, 10 내지 5000 일렉트론 볼트 (eV) 의 범위 내에서 변화된다. 가속전압이 이에 따라 변화하고 시료전류는 전류검출기 (1502) 에 의해 측정된다. 이에 의해, 가속전압의 변경에 대하여 시료전류의 변동을 측정한다. 그후, 전자빔의 조사위치는 시료표면상의 다른 측정점으로 이동되고, 전자들의 가속전압은 상기와 마찬가지로 변화된다. 시료전류의 변동은 가속전압의 변경에 대하여 전류검출기 (1502) 에 의해 측정된다. 이러한 측정은 시료표면상의 측정점 각각에서 수행된다. 각 측정점내의 측정된 시료전류의 출력데이터 또는 신호 (1503) 은, 예컨대, 컴퓨터 등에 공급되고, 디스플레이, 분석 등의 필요에 따라 처리된다.
이 실시예의 장치에서는, 입사전자빔의 전류값과 가속전압 사이의 관계를 미리 구하여 저장할 수 있다. 즉, 전자빔이 조사될 수 있는 위치로 패러데이 컵 (1507) 을 이동한 후, 전자빔은 전자총 (1501) 으로부터 방사된다. 방사된 전자빔은 전자렌즈 (1506) 에 의해 초점이 맞춰지고 패러데이 컵 (1507) 으로 조사된다. 전자총 (1501) 으로부터 방사된 전자들의 가속전압은 시료전류측정의 것과 동일 조건하에 가변전압원 (1505) 에 의해 변화된다. 즉, 전자들의 가속에너지는, 예컨대, 10 내지 5000 eV 의 범위 내에서 변화된다. 가속전압은 이에 따라 변화되고 패러데이 컵 (1507) 으로 입사하는 전자빔의 전류값은 입사 전자빔 전류의 눈금을 정하는 전류검출기 (1508) 에 의해 측정된다. 가속전압의 데이터와 함께 전류검출기 (1508) 에 의해 얻어진 입사 전자빔의 전류값의 데이터는, 예컨대, 전류눈금조정을 위한 데이터로서 도면에 도시되지 않은 컴퓨터의 기억장소에 저장된다. 즉, 입사 전자빔의 전류값과 가속전압 사이의 관계가 올바르게 얻어지고 저장된다. 시료전류의 측정 전에 패러데이 컵 (1507) 을 이용하여 전류눈금조정을 위한 이러한 데이터를 얻는 것이 바람직하다. 시료전류가 측정될 때, 각 가속전압에서 입사 전자빔의 양적인 전류값은, 전류눈금조정을 위한 데이터를 저장하는 기억장소로부터 대응하는 가속전압에서 전류값을 판독하여 얻어진다. 예를 들면, 입사 전자빔의 전류값에 대한 시료전류의 비를 얻는 것이 가능하다. 그러므로, 시료전류를 측정하여 얻어진 측정된 전류값의 출력 (1503) 은, 전류눈금조정을 위한 저장된 데이터에 기초하여 입사전자빔의 대응하는 전류값에 의해 정규화 또는 표준화되고 눈금이 조정된다.
[실시예 16]
도 16 은 본 발명의 제 16 실시예에 따른 시료전류 스펙트로스코피 표면 측정장치를 도시한 개념도이다. 이 장치는 전자빔을 시료 (1604) 로 방사할 수 있는 전자총 (1601), 및 전자총 (1601) 과 시료 (1604) 사이에 배치하며 전자총 (1601) 으로부터 방사된 전자빔의 초점을 맞추는 전자렌즈 (1607) 를 포함한다. 또한 이 장치는, 예컨대, 전자총 (1601) 과 접지 사이에서 결합되며 가속전압을 전자총 (1601) 에 공급하는 가변전압원 (1605) 을 포함한다. 또한, 시료전류, 예컨대, 시료 (1604) 로부터 접지로 흐르는 전류를 검출하는 록-인 증폭기 (1602),및 가변전압원 (1605) 에 의해 발생된 가속전압에 중첩된 사인전압을 발생시키기 위하여 가변전압원 (1605) 과 접지 사이에 삽입하여 접속된 사인전압 발생기 (1606) 가 제공된다. 또한, 전자총 (1601) 으로부터 방사된 전자빔 (16110 을 주사하는 수단으로서 주사전극 (1610) 이 제공된다. 주사전극 (1610) 은, 예컨대, 전자총 (1601) 과 전자렌즈 (1607) 사이에 배치된다. 그러나, 주사전극 (1610) 은 또한 전자렌즈 (1607) 와 시료 (1604) 사이에 배치될 수 있다. 또한, 전자코일 등과 같은 다른 주사수단을 이용할 수 있다.
이 장치에서, 전자총 (1601) 으로부터 방사된 전자빔 (1611) 은 전자렌즈 (1607) 에 의해 초점이 맞춰져 시료 (1604) 로 조사된다. 또한, 전극 (1610) 을 주사하여, 전자빔 (1611) 이 시료 (1604) 에 주사된다. 이 실시예에서, 전자총 (1601) 은 텅스텐을 재료로 사용하는 써멀 필드 이미션 타입의 전자원으로 구성된다. 즉, 전자총 (1601) 은 쇼트키 이미션 전자총이다. 이러한 전자총 (1601) 으로부터 전자빔을 시료 (1604) 로 조사함으로써, 전류는 시료 (1604) 내부로 흐른다. 이러한 시료전류의 전류량은 시료전류를 검출하는 록-인 증폭기 (1602) 에 의해 측정된다. 또한, 이 장치는 전자총 (1601) 으로부터의 전자빔이 시료 (1604) 대신에 조사되는 위치에 배치될 수 있는 패러데이 컵 (1608) 을 포함한다. 또한, 입사전자빔 전류의 눈금을 조정하는 록-인 증폭기 (1609) 가 제공된다.
제 16 실시예에서, 전자빔이 시료표면상의 주사영역내 측정점상에 주사되는 동안, 사인전압 발생기 (1606) 에 의해 발생된 사인파 신호를 가속전압에 중첩시키면서, 전자총 (1601) 으로부터 조사된 전자들의 가속에너지는 가변전압원 (1605) 을 이용하여 전자들의 가속전압을 변경시킴으로써 변화된다. 예를들면, 사인파 신호는 1 일렉트론 볼트 (eV) 의 진폭과 6500 Hz 의 주파수를 갖는다. 전자들의 가속에너지는, 예컨대, 10 내지 5000 일렉트론 볼트 (eV) 의 범위 내에서 변화된다. 가속전압이 이에 따라 변화하고 시료전류의 변동은 외부 제어신호인 사인전압 발생기 (1606) 로부터 얻어진 6500 Hz 의 신호를 이용하는 록-인 증폭기 (1602) 에 의해 검출된다. 이에 의해, 가속전압의 변경에 대하여 시료전류의 변동을 측정한다. 그후, 전자빔의 조사위치는 시료표면상의 다음 측정점으로 이동되고, 전자들의 가속전압은 상기와 마찬가지로 변화된다. 시료전류의 변동은 가속전압의 변화에 대해 록-인 증폭기 (1602) 에 의해 측정된다. 이러한 측정은 시료표면상의 측정점 각각에서 수행된다. 각 측정점에서 측정된 시료전류의 출력데이터 또는 신호 (1603) 는, 예컨대, 컴퓨터 등에 공급되고, 디스플레이, 분석 등의 필요에 따라 처리된다.
이 실시예의 장치에서는, 입사전자빔의 전류값과 가속전압 사이의 관계를 미리 구하여 저장할 수 있다. 즉, 전자빔이 조사될 수 있는 위치로 패러데이 컵 (1608) 을 이동한 후, 전자빔은 전자총 (1601) 으로부터 방사된다. 방사된 전자빔은 패러데이 컵 (1608) 으로 조사된다. 전자총 (1601) 으로부터 방사된 전자들의 가속전압은 시료전류측정의 것과 동일 조건하에 가변전압원 (1605) 에 의해 변화된다. 즉, 사인 전압 발생기 (1606) 에 의해 발생된 사인파 신호를 가속전압에 중첩시키면서, 전자들의 가속에너지는, 예컨대, 10 내지 5000 eV 의 범위 내에서 변화된다. 예를 들면, 사인파 신호는 1 일렉트론 볼트 (eV) 의 진폭과 6500 Hz 의 주파수를 갖는다. 가속전압은 이에 따라 변화되고 패러데이 컵 (1608) 으로 입사하는 전자빔의 전류값의 변동은 외부 제어신호인 사인전압 발생기 (1606) 로부터 얻어진 6500 Hz 의 신호를 사용하는 록-인 증폭기 (1609) 에 의해 검출된다. 가속전압 등의 데이터와 함께 록-인 증폭기 (1609) 에 의해 얻어진 입사 전자빔의 전류값의 데이터는, 예컨대, 전류눈금조정을 위한 데이터로서 도면에 도시되지 않은 컴퓨터의 기억장소에 저장된다. 즉, 입사 전자빔의 전류값과 가속전압 사이의 관계가 올바르게 얻어지고 저장된다. 시료전류의 측정 전에 패러데이 컵 (1608) 을 이용하여 전류눈금조정을 위한 이러한 데이터를 얻는 것이 바람직하다. 시료전류가 측정될 때, 각 가속전압에서 입사 전자빔의 양적인 전류값은, 전류눈금조정을 위한 데이터를 저장하는 기억장소로부터 대응하는 가속전압에서 전류값을 판독하여 얻어진다. 예를 들면, 입사 전자빔의 전류값에 대한 시료전류의 비를 얻는 것이 가능하다. 그러므로, 시료전류를 측정하여 얻어진 측정된 전류값의 출력 (1603) 은, 전류눈금조정을 위한 저장된 데이터에 기초하여 입사전자빔의 대응하는 전류값에 의해 정규화 또는 표준화되고 눈금이 정해진다. 선택적 증폭기능을 갖는 록-인 증폭기에 의해 시료전류가 측정되고 패러데이 컵을 이용하여 입사전자빔의 전류값의 눈금이 조정되는 이 실시예에서는, 동일조건에서 시료전류의 측정과 패러데이 컵에 의해 입사전자빔의 전류값의 측정을 행하는 것이 바람직하다.
도 17 및 도 18 은 상기 실시예들에 따른 장치에 의해 얻어진 시료표면의 결정성의 분석결과의 대표적인 예를 도시한다.
제 1 실시예에 따른 장치를 이용하여, 전자빔은 실리콘 (100) 단결정 시료의 표면으로 조사되었고, 시료전류는 전자들의 가속에너지를 변경시키면서 측정된다. 이에 의해, 전자빔이 조사된 영역의 결정성이 검사되었다. 조사된 전자빔의 전자들의 가속에너지는 전자들의 가속전압을 변경시키므로써 50 eV 부터 300 eV 로 변화되었다. 도 17 은 이런 측정결과로서 얻어진 시료전류 스펙트럼을 도시한다. 도 17 의 가로좌표는 가속에너지 (eV) 를 나타내고, 세로좌표는 가속전압 V 에 의해 두번 미분된 시료전류 I 를 나타낸다. 도 17 에 도시된 실리콘 (100) 단결정시료의 시료전류 스펙트럼은 각각 대략 10 eV 의 폭을 갖는 많은 피크를 갖는다.
또한, 제 1 실시예에 따른 장치를 이용하여, 전자빔은 다결정 실리콘시료의 표면으로 조사되었고, 시료전류는 전자들의 가속에너지를 변경시키면서 측정되었다. 이에 의해, 전자빔이 조사된 영역의 결정성이 검사되었다. 조사된 전자빔의 전자들의 가속에너지는 전자들의 가속전압을 변경시킴으로써 50 eV 로부터 300 eV 로 변경되었다. 도 18 은 이러한 측정결과로서 얻어진 시료전류 스펙트럼이다. 도 18 의 가로좌표는 가속에너지 (eV) 를 나타내고, 세로좌표는 가속전압 V 에 의해 두번 미분된 시료전류 I 를 나타낸다. 도 18 에 도시된 다결정 실리콘 시료의 시료전류 스펙트럼은 도 17 에 도시된 바와 같은 대략 10 eV 의 폭을 각각 갖는 피크가 없다.
도 17 의 시료전류 스펙트럼과 도 18 의 시료전류 스펙트럼 사이의 차이는,회절지점들이 통상의 전자빔 회절측정시에 나타나는지의 여부에 해당한다. 통상, 전자빔 회절측정이 단결정 시료에서 수행될 때, 회절지점들이 나타난다. 이러한 단결정시료의 시료전류가 이 실시예의 장치에 의해 측정될 때, 시료전류의 가속에너지에 대한 종속곡선은 도 17 로부터 알 수 있듯이 국부 변동을 갖는다. 한편, 전자빔 회절측정이 다결정 또는 비정질 시료에서 수행될 때, 회절지점은 통상 나타나지 않는다. 이러한 다결정 또는 비정질 시료의 시료전류가 이 실시예의 장치에 의해 측정될 때, 시료전류는 도 18 에 도시된 바와 같이 가속에너지에 따라 비교적 완만하게 변한다. 이러한 차이로부터, 예컨대, 전자빔에 의해 조사된 영역의 결정성을 결정하는 것이 가능하고, 예컨대, 이 영역이 단결정상태인지, 다결정 또는 비정질상태인지를 구별하는 것이 가능하다.
상기 명세서에서, 본 발명은 특정 실시예에 대해 설명되었다. 그러나, 이하의 특허청구범위에 설명된 바와 같이, 본 발명의 사상 및 범위에 벗어남없이 다양한 수정과 변경이 가능함은 당업자에게 이해될 것이다. 이에 따라, 명세서 및 도면은 제한적인 의미가 아니라 예시적인 의미로 고려되어야 할 것이고, 모든 수정은 본 발명의 범위 내에 포함되어야 할 것이다. 그러므로, 본 발명은 첨부된 청구범위의 범위내의 모든 수정 및 변경을 포함하는 것이다.
상기 설명으로부터 분명하듯이, 본 발명에 따르면, 시료로부터 산란되거나 방사된 전자량을 직접 측정함없이, 시료표면으로 전자빔을 조사하여 시료로 흐르는 전류를 측정함으로써, 시료표면의 결정상태 또는 결정성을 검사하는 것이 가능하다. 그러므로, 시료표면상에 수직으로 형성된 깊고 좁은 홀의 바닥에 있는 영역의 결정성을 검사하는 것이 가능하다. 종래에는, 이러한 영역의 결정성을 검사하는 것이 불가능하였다. 본 발명에서는, 예컨대, 깊고 좁은 홀의 바닥영역이 단결정상태인지, 다결정 또는 비정질상태인지를 검사하는 것이 가능하다. 또한, 다결정 또는 비정질물질을 포함하는 오염물이 깊고 좁은 홀 바닥의 단결정영역에 부착되어 있는지의 여부를 검사하는 것이 가능하다.
Claims (14)
- 전자빔을 시료의 표면으로 조사하는 전자총,상기 시료의 상기 표면으로 상기 전자총으로부터 조사된 상기 전자빔의 가속에너지를 변화시키기 위하여 가변의 가속전압을 공급하는 가변전압원, 및상기 전자빔이 상기 전자총으로부터 상기 시료의 상기 표면으로 조사될 때 시료로 흐르는 시료전류를 측정하는 시료전류 측정수단을 포함하며,상기 시료의 상기 표면으로 상기 전자총에 의해 조사된 상기 전자빔의 상기 가속에너지가 상기 가변전압원에 의해 변경될 때 상기 시료전류의 변동은 상기 시료전류 측정수단에 의해 상기 시료전류를 측정함으로써 검출되는 것을 특징으로 하는 시료전류 스펙트로스코피 표면측정장치.
- 제 1 항에 있어서,상기 시료의 상기 표면의 결정성은 상기 시료전류의 상기 변동을 검출함으로써 검사되는 것을 특징으로 하는 시료전류 스펙트로스코피 표면측정장치.
- 제 2 항에 있어서,상기 전자총으로부터 방사된 상기 전자빔의 초점을 맞추는 전자렌즈를 더 포함하며, 상기 전자총으로부터 방사된 상기 전자빔은 상기 전자렌즈에 의해 초점이 맞춰진 후에 상기 시료의 상기 표면으로 조사되는 것을 특징으로 하는 시료전류 스펙트로스코피 표면측정장치.
- 제 2 항에 있어서,상기 전자총으로부터 방사된 상기 전자빔을 주사하는 전자편향수단을 더 포함하며,상기 전자빔은 상기 전자편향수단에 의해 상기 시료의 상기 표면으로 조사되며 주사되고,상기 시료전류의 변동은, 상기 가변전압원에 의해 상기 전자총으로부터 상기 시료의 상기 표면으로 조사된 전자들의 상기 가속에너지를 변경시키면서, 시료의 표면상의 주사영역내의 각 측정점에서 상기 시료전류 측정수단을 이용하여 검출되고, 이에 의해, 상기 시료의 상기 표면의 결정성을 검사하는 것을 특징으로 하는 시료전류 스펙트로스코피 표면측정장치.
- 제 2 항에 있어서,상기 전자총으로부터의 상기 전자빔이 상기 시료의 상기 표면 대신에 조사되는 패러데이 컵, 및상기 전자빔이 상기 전자총에 의해 상기 패러데이 컵으로 조사될 때 상기 패러데이 컵으로 흐르는 전류를 측정하는 패러데이 컵 전류측정수단을 더 포함하며,상기 패러데이 컵으로 흐르는 상기 전류의 변동은, 상기 전자총에 의해 상기 패러데이 컵으로 조사된 상기 전자빔의 상기 가속에너지가 상기 가변전압원에 의해변화될 때 상기 패러데이 컵 전류측정수단에 의해 상기 패러데이 컵으로 흐르는 상기 전류를 측정함으로써 검출되고, 상기 시료전류의 변동은, 상기 전자총에 의해 상기 시료의 상기 표면으로 조사된 상기 전자빔의 상기 가속에너지가 상기 가변전압원에 의해 변경될 때 상기 시료전류 측정수단에 의해 상기 시료전류를 측정함으로써 검출되며, 그리고상기 시료전류 측정수단에 의해 측정된 각 시료전류값은 상기 패러데이 컵 전류측정수단에 의해 측정된 대응하는 가속에너지에서의 전류값을 이용함으로써 정규화되는 것을 특징으로 하는 시료전류 스펙트로스코피 표면측정장치.
- 제 2 항에 있어서,상기 전자총으로부터 조사된 상기 전자빔의 상기 가속에너지는 상기 가변전압원에 의해 10 내지 5000 일렉트론 볼트의 범위에서 변하는 것을 특징으로 하는 시료전류 스펙트로스코피 표면측정장치.
- 제 2 항에 있어서,사인파 전압발생수단을 더 포함하며,상기 시료전류의 변동이, 상기 전자총에 의해 상기 시료의 상기 표면으로 조사된 상기 전자빔의 상기 가속에너지를 상기 가변전압원에 의해 변경시키면서, 시료전류 측정수단에 의해 상기 시료전류를 측정함으로써 검출될 때, 상기 사인파 전압발생수단에 의해 발생된 사인파 전압은 상기 가변전압원에 의해 공급된 상기 가속전압에 중첩되는 것을 특징으로 하는 시료전류 스펙트로스코피 표면측정장치.
- 시료의 표면으로 전자빔을 조사하는 단계, 및상기 시료의 상기 표면으로 조사된 상기 전자빔의 가속에너지가 변할 때 상기 시료로 흐르는 시료전류의 변동을 측정함으로써 상기 시료의 상기 표면의 결정성을 검사하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 시료전류 스펙트로스코피 표면측정방법.
- 제 8 항에 있어서,상기 전자빔은 전자렌즈에 의해 초점이 맞춰져 상기 시료의 상기 표면상의 국부로 조사되고, 이에 의해, 상기 시료의 상기 표면상의 상기 국부의 결정성이 검사되는 것을 특징으로 하는 시료전류 스펙트로스코피 표면측정방법.
- 제 8 항에 있어서,상기 전자빔은 전자렌즈에 의해 초점이 맞춰져 상기 시료의 상기 표면에 주사되고, 상기 시료전류의 변동은, 상기 시료의 상기 표면상에 조사된 전자들의 상기 가속에너지를 변경시키면서 상기 시료의 상기 표면상의 주사영역내의 각 측정점내에서 검출되고, 이에 의해, 상기 시료의 상기 표면의 결정성을 검사하는 것을 특징으로 하는 시료전류 스펙트로스코피 표면측정방법.
- 제 8 항에 있어서,패러데이 컵으로 상기 전자빔을 조사하는 단계를 더 포함하며, 상기 패러데이 컵으로 흐르는 전류의 변동은, 상기 패러데이 컵으로 조사된 상기 전자빔의 가속에너지가 변할 때 측정되고, 상기 시료전류의 변동은, 상기 시료의 상기 표면으로 조사된 상기 전자빔의 상기 가속에너지가 변할 때 측정되며, 각 시료전류값은 대응하는 가속에너지에서 패러데이 컵으로 흐르는 전류의 전류값을 이용하여 정규화되는 것을 특징으로 하는 시료전류 스펙트로스코피 표면측정방법.
- 제 11 항에 있어서,상기 패러데이 컵으로 조사된 상기 전자빔의 가속에너지가 변할 때 상기 패러데이 컵으로 흐르는 전류변동의 측정은, 상기 시료의 상기 표면으로 조사된 상기 전자빔의 상기 가속에너지가 변할 때 상기 시료전류의 변동을 측정하기 전에 수행되는 것을 특징으로 하는 시료전류 스펙트로스코피 표면측정방법.
- 제 8 항에 있어서,상기 시료의 상기 표면으로 조사된 상기 전자빔의 상기 가속에너지는 10 내지 5000 일렉트론 볼트의 범위에서 변하는 것을 특징으로 하는 시료전류 스펙트로스코피 표면측정방법.
- 제 8 항에 있어서,상기 시료의 상기 표면으로 조사된 상기 전자빔의 상기 가속에너지를 변경시키면서 상기 시료전류를 측정하여 상기 시료전류의 변동을 측정할 때, 사인파전압은 상기 가속전압에 중첩되는 것을 특징으로 하는 시료전류 스펙트로스코피 표면측정방법.
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