JPH0754684B2 - 電子顕微鏡 - Google Patents
電子顕微鏡Info
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- JPH0754684B2 JPH0754684B2 JP62212731A JP21273187A JPH0754684B2 JP H0754684 B2 JPH0754684 B2 JP H0754684B2 JP 62212731 A JP62212731 A JP 62212731A JP 21273187 A JP21273187 A JP 21273187A JP H0754684 B2 JPH0754684 B2 JP H0754684B2
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- sample
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- electron
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- 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
- H01J37/21—Means for adjusting the focus
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- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
- G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
- G01R31/28—Testing of electronic circuits, e.g. by signal tracer
- G01R31/302—Contactless testing
- G01R31/305—Contactless testing using electron beams
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- 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
- H01J37/22—Optical, image processing or photographic arrangements associated with the tube
- H01J37/226—Optical arrangements for illuminating the object; optical arrangements for collecting light from the object
- H01J37/228—Optical arrangements for illuminating the object; optical arrangements for collecting light from the object whereby illumination or light collection take place in the same area of the discharge
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- 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
- H01J37/26—Electron or ion microscopes; Electron or ion diffraction tubes
- H01J37/28—Electron or ion microscopes; Electron or ion diffraction tubes with scanning beams
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- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J2237/00—Discharge tubes exposing object to beam, e.g. for analysis treatment, etching, imaging
- H01J2237/21—Focus adjustment
- H01J2237/216—Automatic focusing methods
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- 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
- H01J2237/248—Components associated with the control of the tube
- H01J2237/2482—Optical means
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、例えば半導体ウエハ，転写マスクなどの回路
パターンの観察，計測検査を用うのに好適な自動焦点合
せができる電子顕微鏡に関する。
パターンの観察，計測検査を用うのに好適な自動焦点合
せができる電子顕微鏡に関する。
従来の電子顕微鏡における焦点合せ方法を第８図に示
す。図中、１は電子銃,2はコンデンサレンズ,3は偏向コ
イル,4は対物レンズ,5は試料,7は電子線検出器,8は走査
信号発生回路,9は増幅器,10は自動焦点合せ装置,11はデ
イスプレイである。電子銃１から発せられる電子線はコ
ンデンサレンズ2,対物レンズ３により、試料台６上に載
置された試料５上に焦点を結ぶ。試料５に高さのばらつ
きがあるとき、対物レンズ４の励磁電流を変えることに
より焦点を試料に合わせることができる。
す。図中、１は電子銃,2はコンデンサレンズ,3は偏向コ
イル,4は対物レンズ,5は試料,7は電子線検出器,8は走査
信号発生回路,9は増幅器,10は自動焦点合せ装置,11はデ
イスプレイである。電子銃１から発せられる電子線はコ
ンデンサレンズ2,対物レンズ３により、試料台６上に載
置された試料５上に焦点を結ぶ。試料５に高さのばらつ
きがあるとき、対物レンズ４の励磁電流を変えることに
より焦点を試料に合わせることができる。
試料５に電子線が射照されると、試料の組成，形状に依
存して、２次電子，反射電子が発生し、それらを電子線
検出器７で検出する。電子線検出器７の出力は増幅器９
を介してデイスプレイ11の輝度変調極へ供給される。一
方、８は走査信号発生回路であり、一般には、のこぎり
波を発生する。走査信号発生回路８の出力は偏向コイル
３へ供給され、電子線を試料５の上で２次元に走査す
る。走査信号発生回路８の出力は同時にデイスプレイ11
の偏向コイルにも供給され、電子線の試料上での走査と
同期してデイスプレイ11の輝点が走査され、試料の電子
線検出像がデイスプレイ上に得られる。
存して、２次電子，反射電子が発生し、それらを電子線
検出器７で検出する。電子線検出器７の出力は増幅器９
を介してデイスプレイ11の輝度変調極へ供給される。一
方、８は走査信号発生回路であり、一般には、のこぎり
波を発生する。走査信号発生回路８の出力は偏向コイル
３へ供給され、電子線を試料５の上で２次元に走査す
る。走査信号発生回路８の出力は同時にデイスプレイ11
の偏向コイルにも供給され、電子線の試料上での走査と
同期してデイスプレイ11の輝点が走査され、試料の電子
線検出像がデイスプレイ上に得られる。
従来の焦点合せ方式としては、特公昭58-48989号公報に
記載された内容が知られていた。即ち第８図に示す自動
焦点合せ装置10は、走査ごとに対物レンズ４の励磁電流
を変化させ、電子線検出器７の検出信号を入力し、検出
信号の変化分の大きさあるいは検出信号の微分値から合
焦点位置を求め、合焦点位置を与える励磁電流を対物レ
ンズ４に供給していた。
記載された内容が知られていた。即ち第８図に示す自動
焦点合せ装置10は、走査ごとに対物レンズ４の励磁電流
を変化させ、電子線検出器７の検出信号を入力し、検出
信号の変化分の大きさあるいは検出信号の微分値から合
焦点位置を求め、合焦点位置を与える励磁電流を対物レ
ンズ４に供給していた。
上記従来技術は、合焦点位置を得るまでに試料上に何回
か電子線を照射する必要があり、電子線による試料のダ
メージ，帯電が生じ、半導体素子等の観察，計測，検査
する際、パターンが正しく検出できないという問題が生
じた。また、上記従来技術においては試料にパターンが
存在しない保護膜を形成した半導体等の転写マスクにお
いては、焦点合せできないという問題が生じた。
か電子線を照射する必要があり、電子線による試料のダ
メージ，帯電が生じ、半導体素子等の観察，計測，検査
する際、パターンが正しく検出できないという問題が生
じた。また、上記従来技術においては試料にパターンが
存在しない保護膜を形成した半導体等の転写マスクにお
いては、焦点合せできないという問題が生じた。
本発明の目的は、試料の電子線射照による帯電，ダメー
ジを減少させ、かつ、パターンの存在しない試料に対し
ても焦点合せ可能な電子顕微鏡を提供するにある。
ジを減少させ、かつ、パターンの存在しない試料に対し
ても焦点合せ可能な電子顕微鏡を提供するにある。
上記目的は、試料の表面に電子線を集束して照射する電
子線照射手段と、電子線の焦点位置を調節する磁気対物
レンズ手段と、電子線の照射によって試料表面から発生
する２次電子などの電子線を検出して検出した２次電子
などの電子線に基づいて試料表面の像を表示する電子線
検出表示手段と、試料表面の少なくとも電子線を照射す
る部分に電子線と同じ光軸上からパターンを投影するパ
ターン投影手段と、試料表面に投影されたパターンをパ
ターン投影手段の結像位置よりも所定距離前方で検出す
る第１のパターン検出手段と、試料表面に投影されたパ
ターンをパターン投影手段の結像位置よりも所定距離後
方で検出する第２のパターン検出手段と、第１のパター
ン検出手段の出力と第２のパターン検出手段の出力とに
基づいて試料表面のパターン投影手段の焦点位置からの
ずれ量を検出する焦点位置検出手段と、焦点位置検出手
段の出力に基づいて磁気対物レンズ手段を駆動して電子
線の焦点位置を制御する磁気対物レンズ制御手段とを電
子顕微鏡に備え付けたことによつて達成される。
子線照射手段と、電子線の焦点位置を調節する磁気対物
レンズ手段と、電子線の照射によって試料表面から発生
する２次電子などの電子線を検出して検出した２次電子
などの電子線に基づいて試料表面の像を表示する電子線
検出表示手段と、試料表面の少なくとも電子線を照射す
る部分に電子線と同じ光軸上からパターンを投影するパ
ターン投影手段と、試料表面に投影されたパターンをパ
ターン投影手段の結像位置よりも所定距離前方で検出す
る第１のパターン検出手段と、試料表面に投影されたパ
ターンをパターン投影手段の結像位置よりも所定距離後
方で検出する第２のパターン検出手段と、第１のパター
ン検出手段の出力と第２のパターン検出手段の出力とに
基づいて試料表面のパターン投影手段の焦点位置からの
ずれ量を検出する焦点位置検出手段と、焦点位置検出手
段の出力に基づいて磁気対物レンズ手段を駆動して電子
線の焦点位置を制御する磁気対物レンズ制御手段とを電
子顕微鏡に備え付けたことによつて達成される。
即ち、電子顕微鏡において磁気対物レンズ内に中央に電
子が通過する穴を有する反射形光学対物レンズを組込
み、試料上に上記光学対物レンズを介して縞パターンを
ある波長帯域の光（例えば可視光）で投影し、試料に投
影された縞パターンを、上記光学対物レンズの結像面を
はさんで光軸にそつて前後にずれた位置に取付けられた
２つのイメージセンサで検出し、２つのイメージセンサ
上での縞パターンコントラスト信号の差から合焦点位置
を求める。電子線検出器としては、縞パターン投影波長
帯域の光では発光せず、かつ、発光波長が縞パターン投
影波長帯域とは異なる（例えば、紫外線）シンチレータ
を使用し、シンチレータからの光を、縞パターン投影波
長帯域の光を通過しないフイルタを介して光電子増倍管
で検出する。
子が通過する穴を有する反射形光学対物レンズを組込
み、試料上に上記光学対物レンズを介して縞パターンを
ある波長帯域の光（例えば可視光）で投影し、試料に投
影された縞パターンを、上記光学対物レンズの結像面を
はさんで光軸にそつて前後にずれた位置に取付けられた
２つのイメージセンサで検出し、２つのイメージセンサ
上での縞パターンコントラスト信号の差から合焦点位置
を求める。電子線検出器としては、縞パターン投影波長
帯域の光では発光せず、かつ、発光波長が縞パターン投
影波長帯域とは異なる（例えば、紫外線）シンチレータ
を使用し、シンチレータからの光を、縞パターン投影波
長帯域の光を通過しないフイルタを介して光電子増倍管
で検出する。
電子線が照射される位置に置かれた試料に対して投影光
学系により縞パターンが投影され、検出手段で試料面に
投影された縞パターンのコントラスト信号を検出し、電
磁対物レンズを制御することによつて光学的に電子線を
焦点合せすることができ、試料にダメージや帯電を与え
ることなく、電子線で正確に観測，測定，検査等を行う
ことができる。
学系により縞パターンが投影され、検出手段で試料面に
投影された縞パターンのコントラスト信号を検出し、電
磁対物レンズを制御することによつて光学的に電子線を
焦点合せすることができ、試料にダメージや帯電を与え
ることなく、電子線で正確に観測，測定，検査等を行う
ことができる。
以下本発明を図に示す実施例に基いて説明する。第１図
及び第２図は本発明の主要部の構成を示す図である。１
は電子線を発生する電子銃である。２は電子銃１から発
した電子線を集束するコンデンサレンズである。３は電
子線の焦点位置（集束位置）を変えるように設けられた
磁気対物レンズである。４は試料５上で電子線を限られ
た範囲で走査させる偏向コイルである。５はＸ・Ｙ軸方
向に移動できるように構成された試料台６上に載置され
た試料である。７は試料５から反射して得られる２次粒
子または試料５を透過して得られる電子線等を検出する
電子線検出器である。
及び第２図は本発明の主要部の構成を示す図である。１
は電子線を発生する電子銃である。２は電子銃１から発
した電子線を集束するコンデンサレンズである。３は電
子線の焦点位置（集束位置）を変えるように設けられた
磁気対物レンズである。４は試料５上で電子線を限られ
た範囲で走査させる偏向コイルである。５はＸ・Ｙ軸方
向に移動できるように構成された試料台６上に載置され
た試料である。７は試料５から反射して得られる２次粒
子または試料５を透過して得られる電子線等を検出する
電子線検出器である。
この電子線検出器７としては、例えばシンチレータ7a,
フイルタ7b,ライトガイド7c,光電子増倍管7d等によつて
構成される。９は増幅器である。11はデイスプレイで、
電子線検出器７で観察、または測定された試料上のパタ
ーンを表示するモニタ手段である。12は走査信号発生回
路で、偏向コイル３及びデイスプレイ11に例えばノコギ
リ波形の走査信号を送る回路である。15は縞パターンを
試料上に投影し、試料からのコントラスト像を検出する
ための投影・検出光学系の一部を構成する反射形光学対
物レンズで、電子線を試料上に集束するべく制御される
磁気対物レンズ４と同一の光軸および物体側（試料側）
合焦点位置を有する。反射形光学対物レンズ15は、第２
図に示すように凹面鏡41および凸面鏡42から成り、照明
光は凹面鏡41中央の孔から入射し、凸面鏡42で反射して
凹面鏡41により試料５を照明する。試料５からの反射光
は凸面鏡42,凹面鏡41により反射し、しかるべき位置に
試料５の光学像が得られる。本発明では、凸面鏡42の中
央に電子線が通過できる小穴（φ0.5mm程度）をあけ
る。凸面鏡42の中央部に穴をあけると、試料からの反射
光のうち、第２図に示す如くθで示した角度の光が検出
されないが、この範囲の反射光は、元々、凸面鏡自身に
よりさえぎられているので、中央に穴をあけることによ
る試料５からの光学検出像の劣下はほとんど無視でき
る。また、電子線が当ることによるレンズの帯電は、反
射鏡41,42は一般に金属表面を用いるので、これら金属
表面を接地することにより回避できる。
フイルタ7b,ライトガイド7c,光電子増倍管7d等によつて
構成される。９は増幅器である。11はデイスプレイで、
電子線検出器７で観察、または測定された試料上のパタ
ーンを表示するモニタ手段である。12は走査信号発生回
路で、偏向コイル３及びデイスプレイ11に例えばノコギ
リ波形の走査信号を送る回路である。15は縞パターンを
試料上に投影し、試料からのコントラスト像を検出する
ための投影・検出光学系の一部を構成する反射形光学対
物レンズで、電子線を試料上に集束するべく制御される
磁気対物レンズ４と同一の光軸および物体側（試料側）
合焦点位置を有する。反射形光学対物レンズ15は、第２
図に示すように凹面鏡41および凸面鏡42から成り、照明
光は凹面鏡41中央の孔から入射し、凸面鏡42で反射して
凹面鏡41により試料５を照明する。試料５からの反射光
は凸面鏡42,凹面鏡41により反射し、しかるべき位置に
試料５の光学像が得られる。本発明では、凸面鏡42の中
央に電子線が通過できる小穴（φ0.5mm程度）をあけ
る。凸面鏡42の中央部に穴をあけると、試料からの反射
光のうち、第２図に示す如くθで示した角度の光が検出
されないが、この範囲の反射光は、元々、凸面鏡自身に
よりさえぎられているので、中央に穴をあけることによ
る試料５からの光学検出像の劣下はほとんど無視でき
る。また、電子線が当ることによるレンズの帯電は、反
射鏡41,42は一般に金属表面を用いるので、これら金属
表面を接地することにより回避できる。
一方、ランプ27からの照明光は、フイルタ25,縞パター
ン24,ハーフミラー18,ガラス窓17,反射鏡16を介して、
反射形光学対物レンズ15に入射される。試料５からの反
射光は、反射形光学対物レンズ15で結像され、反射鏡1
6,ガラス窓17,ハーフミラー18を介してハーフミラー18
の後方の焦点位置検出器19,20,21,22a,22b,23に導かれ
る。反射鏡16の中央には電子線通過する小穴が形成され
ている。なお、反射鏡16の中央に小穴をあけても、反射
形対物レンズ16の中央に形成した小穴と同様に、試料５
の光学検出像には、ほとんど影響をおよぼさない。
ン24,ハーフミラー18,ガラス窓17,反射鏡16を介して、
反射形光学対物レンズ15に入射される。試料５からの反
射光は、反射形光学対物レンズ15で結像され、反射鏡1
6,ガラス窓17,ハーフミラー18を介してハーフミラー18
の後方の焦点位置検出器19,20,21,22a,22b,23に導かれ
る。反射鏡16の中央には電子線通過する小穴が形成され
ている。なお、反射鏡16の中央に小穴をあけても、反射
形対物レンズ16の中央に形成した小穴と同様に、試料５
の光学検出像には、ほとんど影響をおよぼさない。
一方、電子線は、反射鏡16および反射形光学対物レンズ
15の小穴を通して試料５上に集束される。反射形光学対
物レンズ15にあけた小穴が対物絞りとなるように、磁気
対物レンズ３および反射形光学対物レンズ15を設計す
る。こうすることにより小穴が電子ビーム（線）走査の
防げになつたり、対物絞りが光学像検出の防げになるこ
とを防止できる。試料５に当つた電子からの反射電子お
よび２次電子は電子線検出器７のシンチレータ7aを発光
させる。シンチレータ7aは、第３図中Waで示した発光特
性をもつものを使用する。図中、横軸は波長（λ）、縦
軸は相対強度である。これに対して、光学照明には、フ
イルター25をランプ27の前におく。フイルタ25の透過強
度特性を第３図WBに示すものとし、電子線検出器７のシ
ンチレータ7aの発光波長の光を鏡筒内に導入しないよう
にする。すなわち、試料５の照明光の分光強度特性を第
３図Wbに示すようにシンチレータ7aの発光波長特性Waと
重ならないようにする。一方、シンチレータ7aの後方に
第３図中WAの透過強度特性を示すフイルタ7bをおき、ラ
イトガイド7cを介して、光電子増倍管7dでシンチレータ
の発光を検出する。すなわち、シンチレータの発光波長
および光電子増倍管の有感波長と試料照明波長を分ける
ことにより、試料の光学像検出と電子線像検出を同時に
かつ独立して行うことができる。従つて、自動焦点位置
検出を光学的手段を用いて行えば、焦点合せのためだけ
に試料５に電子線を照射する必要がなく、試料ダメージ
を最小に押えることができる。
15の小穴を通して試料５上に集束される。反射形光学対
物レンズ15にあけた小穴が対物絞りとなるように、磁気
対物レンズ３および反射形光学対物レンズ15を設計す
る。こうすることにより小穴が電子ビーム（線）走査の
防げになつたり、対物絞りが光学像検出の防げになるこ
とを防止できる。試料５に当つた電子からの反射電子お
よび２次電子は電子線検出器７のシンチレータ7aを発光
させる。シンチレータ7aは、第３図中Waで示した発光特
性をもつものを使用する。図中、横軸は波長（λ）、縦
軸は相対強度である。これに対して、光学照明には、フ
イルター25をランプ27の前におく。フイルタ25の透過強
度特性を第３図WBに示すものとし、電子線検出器７のシ
ンチレータ7aの発光波長の光を鏡筒内に導入しないよう
にする。すなわち、試料５の照明光の分光強度特性を第
３図Wbに示すようにシンチレータ7aの発光波長特性Waと
重ならないようにする。一方、シンチレータ7aの後方に
第３図中WAの透過強度特性を示すフイルタ7bをおき、ラ
イトガイド7cを介して、光電子増倍管7dでシンチレータ
の発光を検出する。すなわち、シンチレータの発光波長
および光電子増倍管の有感波長と試料照明波長を分ける
ことにより、試料の光学像検出と電子線像検出を同時に
かつ独立して行うことができる。従つて、自動焦点位置
検出を光学的手段を用いて行えば、焦点合せのためだけ
に試料５に電子線を照射する必要がなく、試料ダメージ
を最小に押えることができる。
光学的焦点位置検出方法としては、縞パターン24を試料
５に投影し、そのコントラスト信号から求める。具体的
に第１図で説明する。縞パターン24は、フイルタ25の後
方におかれる。第４図に縞パターン24の一例を示す。図
中、斜線部分は、光を通過しない部分，白地部分は光を
通過する部分である。19はハーフミラーである。20,21
は各々、２次元固体撮像素子でCCD等で構成されてい
る。そして、２次元固体撮像素子20の受光面は結像位置
（合焦点位置）より＋δ変位した位置に設置され、２次
元固体撮像素子21の受光面は結像位置（合焦点位置）よ
り−δ変位した位置に設置されている。22a,22bは各々
２次元固体撮像素子から得られる映像信号をデイジタル
信号に変換し、２次元的に積分したコントラスト信号I
f,Ibを検出するコントラスト信号検出回路である。23は
コントラスト信号検出回路22aとコントラスト信号検出
回路22bから得られるコントラスト信号の差（If−Ib）
をとる焦点位置検出回路である。14は磁気対物レンズ駆
動回路で、焦点位置検出回路23で検出したコントラスト
信号の差（If−Ib）に応じて磁気対物レンズ４を駆動し
て電子線を試料５上に合焦点状態に集束させるべく駆動
するものである。
５に投影し、そのコントラスト信号から求める。具体的
に第１図で説明する。縞パターン24は、フイルタ25の後
方におかれる。第４図に縞パターン24の一例を示す。図
中、斜線部分は、光を通過しない部分，白地部分は光を
通過する部分である。19はハーフミラーである。20,21
は各々、２次元固体撮像素子でCCD等で構成されてい
る。そして、２次元固体撮像素子20の受光面は結像位置
（合焦点位置）より＋δ変位した位置に設置され、２次
元固体撮像素子21の受光面は結像位置（合焦点位置）よ
り−δ変位した位置に設置されている。22a,22bは各々
２次元固体撮像素子から得られる映像信号をデイジタル
信号に変換し、２次元的に積分したコントラスト信号I
f,Ibを検出するコントラスト信号検出回路である。23は
コントラスト信号検出回路22aとコントラスト信号検出
回路22bから得られるコントラスト信号の差（If−Ib）
をとる焦点位置検出回路である。14は磁気対物レンズ駆
動回路で、焦点位置検出回路23で検出したコントラスト
信号の差（If−Ib）に応じて磁気対物レンズ４を駆動し
て電子線を試料５上に合焦点状態に集束させるべく駆動
するものである。
従つて第５図に示すように２次元固体撮像素子20,21上
に縞パターン（ストライプパターン）が結像され、コン
トラスト信号検出回路22a,22bは各々第６図に示す隣接
されたアレイセンサ間の差信号を積分した信号 をとる。焦点位置検出回路23は、これらコントラスト信
号IfとIbとの差（If−Ib）をとる。コントラスト信号If
及びIbは、試料５の表面の反射光学対物レンズ15の焦点
位置からのずれ量に応じて出力されるので、受光面の結
像位置からのずれ量＋δと−δとが既知の２つの２次元
固体撮像素子20及び21の出力信号の差（If−Ib）をとる
ことにより、試料５の表面の対物レンズ15の焦点位置か
らのずれ量とその方向（焦点位置よりも前か後か）とを
知ることができる。磁気対物レンズ駆動回路14は、この
差信号（If−Ib）に応じて磁気対物レンズ４を制御する
ことにより、電子線の焦点位置を試料５の表面に合わせ
ることができる。このようにして試料５上のパターンの
寸法等を照射位置で正確に測定することが可能になる。
に縞パターン（ストライプパターン）が結像され、コン
トラスト信号検出回路22a,22bは各々第６図に示す隣接
されたアレイセンサ間の差信号を積分した信号 をとる。焦点位置検出回路23は、これらコントラスト信
号IfとIbとの差（If−Ib）をとる。コントラスト信号If
及びIbは、試料５の表面の反射光学対物レンズ15の焦点
位置からのずれ量に応じて出力されるので、受光面の結
像位置からのずれ量＋δと−δとが既知の２つの２次元
固体撮像素子20及び21の出力信号の差（If−Ib）をとる
ことにより、試料５の表面の対物レンズ15の焦点位置か
らのずれ量とその方向（焦点位置よりも前か後か）とを
知ることができる。磁気対物レンズ駆動回路14は、この
差信号（If−Ib）に応じて磁気対物レンズ４を制御する
ことにより、電子線の焦点位置を試料５の表面に合わせ
ることができる。このようにして試料５上のパターンの
寸法等を照射位置で正確に測定することが可能になる。
以上説明したように、本発明によれば、試料上のパター
ンの寸法等を測定する位置において、電子線を試料に対
して合焦点状態に制御が可能となり、高速で高精度に寸
法等の測定を実現できる電子顕微鏡を得ることができる
効果を奏する。
ンの寸法等を測定する位置において、電子線を試料に対
して合焦点状態に制御が可能となり、高速で高精度に寸
法等の測定を実現できる電子顕微鏡を得ることができる
効果を奏する。
第１図は本発明の電子顕微鏡の一実施例を示す概略構成
図、第２図は第１図に示す対物レンズ部を示す拡大概略
構成図、第３図は第１図及び第２図において使用する波
長帯域を説明するための図、第４図は第１図及び第２図
において試料上に投影される縞パターンの一例を示す
図、第５図は２次元固体撮像素子上に結像される縞パタ
ーンを示す図、第６図は第１図及び第２図に示す２次元
固体撮像素子から得られる映像信号を示す図、第７図は
第１図に示すコントラスト検出回路から検出されるコン
トラスト信号If,Ibと焦点位置Ｚとの関係を示す図、第
８図は従来の走査形電子顕微鏡の概略構成を示した図で
ある。 １……電子銃、２……コンデンサレンズ、３……偏向コ
イル、４……磁気対物レンズ、５……試料、６……試料
台、７……電子線検出器、7a……シンチレータ、7b……
フイルタ、7c……ライトガイド、7d……光電子増倍管、
８……走査信号発生回路、11……デイスプレイ、15……
反射光学対物レンズ、16……反射鏡、17……ガラス窓、
18,19……ハーフミラー、20,21……２次元固体撮像素
子、22a,22b……コントラスト検出回路、23……焦点位
置検出回路、24……縞パターン、25……紫外光遮断フイ
ルタ、26……光学レンズ、27……光源
図、第２図は第１図に示す対物レンズ部を示す拡大概略
構成図、第３図は第１図及び第２図において使用する波
長帯域を説明するための図、第４図は第１図及び第２図
において試料上に投影される縞パターンの一例を示す
図、第５図は２次元固体撮像素子上に結像される縞パタ
ーンを示す図、第６図は第１図及び第２図に示す２次元
固体撮像素子から得られる映像信号を示す図、第７図は
第１図に示すコントラスト検出回路から検出されるコン
トラスト信号If,Ibと焦点位置Ｚとの関係を示す図、第
８図は従来の走査形電子顕微鏡の概略構成を示した図で
ある。 １……電子銃、２……コンデンサレンズ、３……偏向コ
イル、４……磁気対物レンズ、５……試料、６……試料
台、７……電子線検出器、7a……シンチレータ、7b……
フイルタ、7c……ライトガイド、7d……光電子増倍管、
８……走査信号発生回路、11……デイスプレイ、15……
反射光学対物レンズ、16……反射鏡、17……ガラス窓、
18,19……ハーフミラー、20,21……２次元固体撮像素
子、22a,22b……コントラスト検出回路、23……焦点位
置検出回路、24……縞パターン、25……紫外光遮断フイ
ルタ、26……光学レンズ、27……光源
Claims (3)
- 【請求項１】試料の表面に電子線を集束して照射する電
子線照射手段と、 前記電子線の焦点位置を調節する磁気対物レンズ手段
と、 前記電子線の照射によって前記試料表面から発生する２
次電子などの電子線を検出して該検出した前記２次電子
などの電子線に基づいて前記試料表面の像を表示する電
子線検出表示手段と、 前記試料表面の少なくとも前記電子線を照射する部分に
前記電子線と同じ光軸上からパターンを投影するパター
ン投影手段と、 前記試料表面に投影されたパターンを該パターン投影手
段の結像位置よりも所定距離前方で検出する第１のパタ
ーン検出手段と、 前記試料表面に投影されたパターンを該パターン投影手
段の結像位置よりも所定距離後方で検出する第２のパタ
ーン検出手段と、 前記第１のパターン検出手段の出力と前記第２のパター
ン検出手段の出力とに基づいて前記試料表面の前記パタ
ーン投影手段の焦点位置からのずれ量を検出する焦点位
置検出手段と、 該焦点位置検出手段の出力に基づいて前記磁気対物レン
ズ手段を駆動して前記電子線の焦点位置を制御する磁気
対物レンズ制御手段と を有することを特徴とする電子顕微鏡。 - 【請求項２】前記電子線検出表示手段は、前記パターン
投影手段からの光を遮断するフィルタ部を備えたことを
特徴とする特許請求の範囲第１項記載の電子顕微鏡。 - 【請求項３】前記試料表面に投影されるパターンは、縞
状のパターンにより構成されていることを特徴とする特
許請求の範囲第１項記載の電子顕微鏡。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62212731A JPH0754684B2 (ja) | 1987-08-28 | 1987-08-28 | 電子顕微鏡 |
| US07/227,645 US4990776A (en) | 1987-08-28 | 1988-08-03 | Electron microscope |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62212731A JPH0754684B2 (ja) | 1987-08-28 | 1987-08-28 | 電子顕微鏡 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6457557A JPS6457557A (en) | 1989-03-03 |
| JPH0754684B2 true JPH0754684B2 (ja) | 1995-06-07 |
Family
ID=16627498
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62212731A Expired - Lifetime JPH0754684B2 (ja) | 1987-08-28 | 1987-08-28 | 電子顕微鏡 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4990776A (ja) |
| JP (1) | JPH0754684B2 (ja) |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| US5216235A (en) * | 1992-04-24 | 1993-06-01 | Amray, Inc. | Opto-mechanical automatic focusing system and method |
| JP2875940B2 (ja) * | 1993-08-26 | 1999-03-31 | 株式会社日立製作所 | 試料の高さ計測手段を備えた電子ビーム装置 |
| JP3216474B2 (ja) * | 1995-03-30 | 2001-10-09 | 株式会社日立製作所 | 走査型電子顕微鏡 |
| US6278114B1 (en) * | 1997-12-19 | 2001-08-21 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Method and apparatus for measuring dimensions of a feature of a specimen |
| JP4069545B2 (ja) * | 1999-05-19 | 2008-04-02 | 株式会社日立製作所 | 電子顕微方法及びそれを用いた電子顕微鏡並び生体試料検査方法及び生体検査装置 |
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| FR2806527B1 (fr) * | 2000-03-20 | 2002-10-25 | Schlumberger Technologies Inc | Colonne a focalisation simultanee d'un faisceau de particules et d'un faisceau optique |
| JP4215454B2 (ja) * | 2001-07-12 | 2009-01-28 | 株式会社日立製作所 | 試料の凹凸判定方法、及び荷電粒子線装置 |
| GB2428868B (en) * | 2005-10-28 | 2008-11-19 | Thermo Electron Corp | Spectrometer for surface analysis and method therefor |
| JP2009525571A (ja) * | 2006-02-03 | 2009-07-09 | カール・ツァイス・エヌティーエス・ゲーエムベーハー | 粒子光学式走査顕微鏡のための焦点合わせおよび位置決め補助装置 |
| DE102008001812B4 (de) * | 2008-05-15 | 2013-05-29 | Carl Zeiss Microscopy Gmbh | Positioniereinrichtung für ein Teilchenstrahlgerät |
| JP2010002300A (ja) * | 2008-06-20 | 2010-01-07 | Jeol Ltd | 試料保持体、試料検査装置及び試料検査方法 |
| JP5492409B2 (ja) * | 2008-12-26 | 2014-05-14 | 株式会社堀場製作所 | 電子顕微鏡装置 |
| JP5047318B2 (ja) * | 2010-03-05 | 2012-10-10 | 株式会社日立ハイテクノロジーズ | 電子顕微鏡画像と光学画像を重ねて表示する方法 |
| US8319181B2 (en) | 2011-01-30 | 2012-11-27 | Fei Company | System and method for localization of large numbers of fluorescent markers in biological samples |
| EP2573796B1 (en) | 2011-09-22 | 2014-05-07 | Carl Zeiss Microscopy Limited | Particle beam system having a hollow light guide |
| KR101456794B1 (ko) * | 2013-08-08 | 2014-11-03 | (주)오로스 테크놀로지 | 빔 스폿 조절이 가능한 주사전자현미경 및 이를 이용한 측정방법 |
| US9564291B1 (en) * | 2014-01-27 | 2017-02-07 | Mochii, Inc. | Hybrid charged-particle beam and light beam microscopy |
| DE102014103360A1 (de) | 2014-03-12 | 2015-09-17 | Leibniz-Institut Für Neue Materialien Gemeinnützige Gmbh | Vorrichtung für die korrelative Raster-Transmissionselektronenmikroskopie (STEM) und Lichtmikroskopie |
| DE102014108331A1 (de) | 2014-06-13 | 2015-12-17 | Leibniz-Institut Für Neue Materialien Gemeinnützige Gesellschaft Mit Beschränkter Haftung | Spezifische Proteinmarkierung sowie Verfahren zur Identifizierung der statistischen Verteilung der Proteinstöchiometrie |
| DE102014108825A1 (de) | 2014-06-24 | 2015-12-24 | Leibniz-Institut Für Neue Materialien Gemeinnützige Gesellschaft Mit Beschränkter Haftung | Vorrichtung und Verfahren für die stöchiometrische Analyse von Proben |
| JP6294213B2 (ja) * | 2014-11-26 | 2018-03-14 | 株式会社日立ハイテクノロジーズ | 荷電粒子線装置 |
| JP7030210B2 (ja) * | 2018-11-13 | 2022-03-04 | 株式会社日立ハイテク | 荷電粒子線装置および試料観察方法 |
| CN114730684A (zh) * | 2019-05-09 | 2022-07-08 | 阿托莱特股份公司 | 阴极射线发光电子显微镜 |
Family Cites Families (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE2437984B2 (de) * | 1974-08-07 | 1976-06-10 | Wilhelm Will Kg, Optisches Werk, 6331 Nauborn | Verfahren zur kontrastverbesserung eines optischen mikroskopes |
| JPS5759107A (en) * | 1980-09-26 | 1982-04-09 | Hitachi Ltd | Method and device for measuring plate thickness |
| DE3037983C2 (de) * | 1980-10-08 | 1983-03-31 | Fa. Carl Zeiss, 7920 Heidenheim | Verfahren und Vorrichtung zur lichtinduzierten rastermikroskopischen Darstellung von Probenparametern in ihrer räumlichen Verteilung |
| JPS5778008A (en) * | 1980-11-04 | 1982-05-15 | Hitachi Ltd | Method and device for controlling automatic forcusing |
| FR2498767A1 (fr) * | 1981-01-23 | 1982-07-30 | Cameca | Micro-analyseur a sonde electronique comportant un systeme d'observation a double grandissement |
| JPS5848989A (ja) * | 1981-09-18 | 1983-03-23 | シチズン時計株式会社 | ハンダメツキされた時計用回路基板 |
| GB2130433B (en) * | 1982-03-05 | 1986-02-05 | Jeol Ltd | Scanning electron microscope with as optical microscope |
| JPS60189856A (ja) * | 1984-03-10 | 1985-09-27 | Jeol Ltd | Ｘ線マイクロアナライザー |
| JPH0610694B2 (ja) * | 1985-04-12 | 1994-02-09 | 株式会社日立製作所 | 自動焦点合せ方法及び装置 |
| JPS628437A (ja) * | 1985-07-04 | 1987-01-16 | Jeol Ltd | 粒子線マイクロアナライザ− |
-
1987
- 1987-08-28 JP JP62212731A patent/JPH0754684B2/ja not_active Expired - Lifetime
-
1988
- 1988-08-03 US US07/227,645 patent/US4990776A/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6457557A (en) | 1989-03-03 |
| US4990776A (en) | 1991-02-05 |
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