JP2000188077A - Scanning electron microscope - Google Patents
Scanning electron microscopeInfo
- Publication number
- JP2000188077A JP2000188077A JP10364058A JP36405898A JP2000188077A JP 2000188077 A JP2000188077 A JP 2000188077A JP 10364058 A JP10364058 A JP 10364058A JP 36405898 A JP36405898 A JP 36405898A JP 2000188077 A JP2000188077 A JP 2000188077A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- electron beam
- detector
- diffraction pattern
- electron
- scanning
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は電子線回折図形の強
度分布の対称性を用いて試料マトリクスの結晶方位から
のずれを画像化することを可能とした走査電子顕微鏡に
関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a scanning electron microscope capable of imaging a deviation from the crystal orientation of a sample matrix using the symmetry of the intensity distribution of an electron diffraction pattern.
【0002】[0002]
【従来の技術】従来の走査電子顕微鏡像を用いた試料マ
トリクス中の異物の検出方法は、例えばアプライド フ
ィジクス(Applied Physics)A,第57巻(1993
年),第385頁から第391頁あるいは特開昭52―
16160に開示されている。2. Description of the Related Art A conventional method for detecting foreign matter in a sample matrix using a scanning electron microscope image is described in, for example, Applied Physics A, Vol. 57 (1993).
Year), pages 385 to 391 or JP-A-52-
16160.
【0003】この方法では高角度に散乱された電子線を
用いて走査透過像を観察し、高角度に散乱された電子線
が原子の種類に依存するコントラストを有することを利
用して、試料マトリクスと異物とのコントラストの違い
から異物を検出するものである。また、従来の走査電子
顕微鏡像を用いた結晶構造の解析は、高角度に散乱され
た電子線を用いて走査透過像を観察した場合、結晶構造
と1対1に対応する像が得られることを利用して、20
0万倍以上の高倍率で原子配列を直接観察して行なって
いる。In this method, a scanning transmission image is observed using an electron beam scattered at a high angle, and the electron beam scattered at a high angle has a contrast depending on the type of an atom. The foreign object is detected from the difference in contrast between the image and the foreign object. Analysis of a crystal structure using a conventional scanning electron microscope image shows that when a scanning transmission image is observed using an electron beam scattered at a high angle, an image corresponding to the crystal structure on a one-to-one basis is obtained. Using, 20
It is performed by directly observing the atomic arrangement at a high magnification of 10,000 times or more.
【0004】上記従来の走査電子顕微鏡像を用いた試料
マトリクス中の異物の検出は、走査透過像を観察し、そ
の画像コントラストから異物の有無を判断する。しか
し、高角度に散乱された電子線を用いても試料マトリク
スからの回折電子線強度が電子線回折図形の強度分布に
おいて支配的であり、異物の量が微小な場合には検出が
ほとんど不可能である。また、高角度に散乱された電子
線の強度は非常に小さく、異物の量が微小でなくても高
角度においては異物からの散乱電子線強度は極めて小さ
くなるために画像のS/Nが悪く、検出が難しい。In the detection of a foreign substance in a sample matrix using the above-mentioned conventional scanning electron microscope image, a scanning transmission image is observed, and the presence or absence of a foreign substance is determined from the image contrast. However, even when electron beams scattered at high angles are used, the intensity of the diffracted electron beam from the sample matrix is dominant in the intensity distribution of the electron diffraction pattern, and detection is almost impossible when the amount of foreign matter is minute. It is. In addition, the intensity of the electron beam scattered at a high angle is extremely small, and even if the amount of the foreign matter is not very small, the intensity of the scattered electron beam from the foreign matter is extremely small at a high angle, so that the S / N of the image is poor. , Difficult to detect.
【0005】上記従来の走査電子顕微鏡像を用いた結晶
構造解析法では、高倍率で直接原子配列を観察する方法
であるために、装置の高安定性が必要で、かつ電子線を
原子配列の間隔以下の微小プローブにまで収束する必要
がある。このような高精度の解析は装置が安定するまで
に長時間を要するため能率が悪く、かつ精密な光学条件
でプローブを形成しなくてはならず、高度な専門知識を
必要とする。また、得られる高倍率の像では、その観察
し得る試料の領域はせいぜい50nm角であり、μmオ
ーダの広範囲での結晶構造の解析は不可能である。In the above-described conventional crystal structure analysis method using a scanning electron microscope image, since the atomic arrangement is directly observed at a high magnification, a high stability of the apparatus is required, and the electron beam is converted to the atomic arrangement. It is necessary to converge to a small probe smaller than the interval. Such high-precision analysis takes a long time to stabilize the apparatus, so it is inefficient and requires a probe to be formed under precise optical conditions, requiring a high degree of expertise. In the obtained high-magnification image, the observable sample region is at most 50 nm square, and it is impossible to analyze the crystal structure in a wide range of the order of μm.
【0006】[0006]
【発明が解決しようとする課題】従来の走査透過電子顕
微鏡法では、画像のコントラストに寄与する電子線が主
として試料マトリクスからの回折電子線であり、試料マ
トリクスに含まれる微量な異物をコントラストとして検
出することが難しい。また高角度に散乱された電子線を
用いて走査透過像を得る方法では異物のコントラストを
向上させることができるが、高角度に散乱された電子線
は数が少ないために画像のS/Nが悪く実効的な検出感
度は低角度散乱電子を用いた場合と比較して大差ない。In the conventional scanning transmission electron microscopy, the electron beam that contributes to the contrast of an image is mainly a diffraction electron beam from a sample matrix, and a small amount of foreign matter contained in the sample matrix is detected as a contrast. Difficult to do. In the method of obtaining a scanning transmission image using the electron beam scattered at a high angle, the contrast of the foreign matter can be improved. However, since the number of the electron beam scattered at a high angle is small, the S / N of the image is low. The bad and effective detection sensitivity is not much different from the case using low-angle scattered electrons.
【0007】従来の走査透過電子顕微鏡による結晶構造
解析法は、高倍率で直接原子配列が観察可能であるが、
高倍率で像を観察する装置条件や光学条件を設定するた
めに、非常に高度な知識と熟練を要していた。また原子
配列は高倍率でしか観察できないので、一度に解析し得
る試料の領域はかなり小さい。In the conventional crystal structure analysis method using a scanning transmission electron microscope, an atomic arrangement can be directly observed at a high magnification.
In order to set the apparatus conditions and optical conditions for observing an image at a high magnification, very high knowledge and skill were required. Further, since the atomic arrangement can be observed only at a high magnification, the area of the sample that can be analyzed at one time is considerably small.
【0008】本発明の目的は、走査電子顕微鏡によって
走査透過像を観察し、異物を検出する際に、電子線回折
図形中の試料マトリクスからの回折電子線をカットし、
低角度側での異物からの回折電子線を選択的に、かつ高
S/Nで検出することにより、走査透過像中での異物の
コントラストを向上させ、また、特定の回折電子線を選
択的に検出することによって観察したい結晶方位を持つ
部分や粒子を高コントラストで観察することができ、電
子線回折図形の対称性を利用して試料マトリクスの結晶
方位からのずれをコントラストとして画像化できる走査
電子顕微鏡装置を提供することにある。An object of the present invention is to observe a scanning transmission image with a scanning electron microscope and cut off a diffraction electron beam from a sample matrix in an electron diffraction pattern when detecting a foreign substance.
By selectively detecting the diffracted electron beam from the foreign matter on the low angle side and at a high S / N, the contrast of the foreign matter in the scanning transmission image is improved, and the specific diffracted electron beam is selectively detected. Scanning that enables high-contrast observation of parts and particles having the crystal orientation that you want to observe by detecting the difference in the crystal orientation of the sample matrix from the crystal orientation using the symmetry of the electron diffraction pattern. An object of the present invention is to provide an electron microscope device.
【0009】[0009]
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は電子源より発生した電子線を高エネルギに
するための1段以上の静電レンズと、サブナノメータの
微小なプローブを形成するための1段以上の収束レンズ
と対物レンズと、対物レンズ中で試料を保持するための
試料ホルダーと、上記プローブを試料面上で2次元に走
査するための1段以上の偏向コイルと、試料によって散
乱された電子線強度を上記偏向コイルの走査と同期して
検出し、上記電子線強度を輝度に変調して走査透過像を
得るための検出器を具備した電子顕微鏡において、電子
線検出器の上部に1段以上のマスク絞りを設置し、それ
らを用いて電子線回折図形の特定の回折電子線をマスク
し、走査透過像における観察目的とする、例えば基板中
の異物を高コントラストで観察できるようにする。To achieve the above object, the present invention provides an electrostatic lens having at least one stage for increasing the energy of an electron beam generated from an electron source, and a sub-nanometer micro probe. One or more stages of a converging lens and an objective lens for forming, a sample holder for holding a sample in the objective lens, and one or more stages of a deflection coil for two-dimensionally scanning the probe on the sample surface; An electron microscope equipped with a detector for detecting the intensity of the electron beam scattered by the sample in synchronization with the scanning of the deflection coil and modulating the intensity of the electron beam to a luminance to obtain a scanning transmission image; At least one mask stop is installed on top of the detector, and these are used to mask a specific diffracted electron beam in an electron diffraction pattern, and a high-level control of foreign objects in a scanning transmission image, such as a substrate, for observation. To be observed in the strike.
【0010】また、上記マスク絞りによって特定の回折
電子を選択的に検出し、例えば多結晶材料中の特定結晶
方位の粒子のみを観察できるようにする。また、電子線
検出器を2分割して電子線回折図形の左右の強度分布を
それぞれ独立に検出し、それらを割り算することによっ
て、例えば特定部分の試料マトリクスの結晶方位からの
ずれをコントラストとして検出する。Further, specific diffracted electrons are selectively detected by the mask aperture, so that, for example, only particles having a specific crystal orientation in a polycrystalline material can be observed. In addition, the electron beam detector is divided into two parts, the left and right intensity distributions of the electron beam diffraction pattern are detected independently, and these are divided to detect, for example, a deviation from the crystal orientation of the sample matrix in a specific portion as a contrast. I do.
【0011】[0011]
【発明の実施の形態】以下、走査電子顕微鏡を用いて試
料マトリクスの情報を低減し、試料に含まれる試料マト
リクス以外の情報を効率よく抽出した走査透過像を得る
方法を説明する。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, a method for obtaining a scanning transmission image by reducing information of a sample matrix by using a scanning electron microscope and efficiently extracting information other than the sample matrix contained in the sample will be described.
【0012】図1は走査電子顕微鏡の構成図を示すもの
である。電子線源1から発生した電子線を2aから2c
までに示す多段の静電レンズによって所定の加速電圧ま
で加速する。1段あたりの加速電圧を30kV程度に設
定して各段のレンズに印加する電圧を変化させることに
より最終的な電子線の加速電圧を変化させることができ
る。所定の加速電圧まで加速された電子線は1段目収束
レンズ3aおよび2段目収束レンズ3bによって縮小さ
れる。FIG. 1 shows the configuration of a scanning electron microscope. The electron beam generated from the electron beam source 1 is changed from 2a to 2c.
Are accelerated to a predetermined acceleration voltage by the multi-stage electrostatic lenses described above. By setting the acceleration voltage per stage to about 30 kV and changing the voltage applied to the lens of each stage, the final acceleration voltage of the electron beam can be changed. The electron beam accelerated to a predetermined acceleration voltage is reduced by the first-stage converging lens 3a and the second-stage converging lens 3b.
【0013】1段目収束レンズ3aおよび2段目収束レ
ンズ3bの電流励磁の組み合わせを変化させることによ
って電子線の縮小率を任意に変化させることができる。
さらに、強励磁に設定した前磁場対物レンズ4によって
電子線は縮小され、最終的にはサブナノメータ径のプロ
ーブが試料5上に形成される。2段目収束レンズ3b下
部に設置した収束絞り6によりプローブの開き角を変化
させ、プローブ径に及ぼす回折収差および球面収差のバ
ランスを調整することができる。The reduction ratio of the electron beam can be arbitrarily changed by changing the combination of the current excitation of the first-stage convergent lens 3a and the second-stage convergent lens 3b.
Further, the electron beam is reduced by the pre-magnetic field objective lens 4 set to strong excitation, and a probe having a sub-nanometer diameter is finally formed on the sample 5. The opening angle of the probe is changed by the converging stop 6 provided below the second-stage converging lens 3b, and the balance between diffraction aberration and spherical aberration exerted on the probe diameter can be adjusted.
【0014】試料5を透過した電子線は試料5下部に電
子線回折図形を形成する。後磁場対物レンズ7の下段に
設置した1段目投影レンズ8aおよび2段目投影レンズ
8bの電流励磁を変化させることによって、電子線回折
図形の倍率を任意に変化させて電子線検出器9に投影す
ることができる。電子線検出器9は電子線強度を光の強
度に変換するための円盤状のシンチレータとその光の強
度を増幅し、電流信号に変換する光電子倍増管から構成
されており、シンチレータと光電子倍増管の間には石英
のライトガイドが設置され、光電子倍増管の後にはプリ
アンプ18が設置されている。The electron beam transmitted through the sample 5 forms an electron beam diffraction pattern below the sample 5. By changing the current excitation of the first-stage projection lens 8a and the second-stage projection lens 8b installed below the rear magnetic field objective lens 7, the magnification of the electron diffraction pattern is arbitrarily changed and the electron beam detector 9 is controlled. Can be projected. The electron beam detector 9 comprises a disc-shaped scintillator for converting the intensity of the electron beam into light intensity, and a photomultiplier tube for amplifying the intensity of the light and converting it to a current signal. The scintillator and the photomultiplier tube A quartz light guide is installed in between, and a preamplifier 18 is installed after the photomultiplier tube.
【0015】2段目投影レンズ8bの下部に設置した1
段目検出器アライメントコイル10a、2段目検出器ア
ライメントコイル10bは電子線回折図形の電子線検出
器9に対する位置合わせのために用いる。電子線検出器
9の下部には撮像装置11が設置されており、電子線回
折図形を実時間で観察できるようなCCDカメラ等が用
いられる。この撮像装置11を用いる時には電子線検出
器9に設置されたニュウマティックドライブ方式の駆動
機構により電子線検出器9を光軸から外す。2段目投影
レンズ8b下部には1段目検出器絞り12a、2段目検
出器絞り12bが設置されている。これらは4段階程度
に可動できる絞りであり、電子線回折図形のパターンや
丸穴など多種類のマスクパターンを持っており、試料マ
トリクスの結晶構造や入射方位等が様々に変化した場合
に対応可能となっている。[0015] The first lens provided below the second stage projection lens 8b.
The second-stage detector alignment coil 10a and the second-stage detector alignment coil 10b are used for aligning the electron diffraction pattern with the electron beam detector 9. An imaging device 11 is provided below the electron beam detector 9, and a CCD camera or the like that can observe an electron beam diffraction pattern in real time is used. When this imaging device 11 is used, the electron beam detector 9 is removed from the optical axis by a pneumatic drive type driving mechanism installed in the electron beam detector 9. A first-stage detector aperture 12a and a second-stage detector aperture 12b are provided below the second-stage projection lens 8b. These are diaphragms that can be moved in about four steps, and have various types of mask patterns, such as electron diffraction pattern patterns and round holes, and can cope with various changes in the crystal structure and incident direction of the sample matrix. It has become.
【0016】走査透過像の取得は、偏向コイル13によ
りプローブを試料5上で2次元的に走査し、それに同期
して電子線検出器9での信号を像強度に輝度変調して行
なう。この時、像強度はA/Dコンバータ14の出力を
基にデジタルの画像ファイルとして記録される。一連の
操作における全てのレンズ、コイル、検出器の制御はC
PU15がD/Aコンバータ16を介して行ない、イン
ターフェース17を通じて操作者が条件を設定する。The scanning transmission image is obtained by two-dimensionally scanning the probe on the sample 5 by the deflection coil 13 and synchronizing the scanning with the signal from the electron beam detector 9 to modulate the intensity of the signal to the image intensity. At this time, the image intensity is recorded as a digital image file based on the output of the A / D converter 14. Control of all lenses, coils, and detectors in a series of operations is C
The PU 15 performs the operation via the D / A converter 16, and the operator sets conditions through the interface 17.
【0017】次に、走査透過像を結像するための光学系
と検出器絞りの使用方法について説明する。図2は試料
5を透過した電子線が対物後磁場レンズ7によって像面
22に結像される様子を示したものである。ここで、プ
ローブの入射方向と平行に進行する透過電子線19とそ
れと異なる方向に進行する回折電子線20は対物後磁場
レンズ7によって進行方向が変えられる。後焦点面21
では試料透過後に進行する方向が同じ電子線が1点に収
束する。すなわち、この後焦点面21においては試料で
回折された角度に依存して電子線が分散する電子線回折
図形が結像される。Next, a method of using an optical system for forming a scanning transmission image and a detector aperture will be described. FIG. 2 shows how the electron beam transmitted through the sample 5 is imaged on the image plane 22 by the post-objective magnetic lens 7. Here, the traveling direction of the transmitted electron beam 19 traveling in parallel to the incident direction of the probe and the diffracted electron beam 20 traveling in a direction different from that is changed by the post-objective magnetic field lens 7. Back focal plane 21
In this case, electron beams traveling in the same direction after passing through the sample converge at one point. That is, on this focal plane 21, an electron beam diffraction pattern in which the electron beam is dispersed depending on the angle diffracted by the sample is formed.
【0018】後焦点面21を通過した電子線は試料5を
物面としてそれに1対1に対応する像面22を形成す
る。プローブの平行走査に伴い像面22に結像される像
はプローブの走査と同期して平行移動し、後焦点面21
に結像される像は移動しない。よって走査透過像を観察
する場合に、プローブ位置に依存する情報を抽出するた
めには、1段目投影レンズ8aの焦点を後焦点面21に
合わせ、後焦点面21に結像される電子線回折図形を電
子線検出器9に結像する。さらに、2段目投影レンズ8
bを用いて1段目投影レンズ8aの像面50を拡大ある
いは縮小して電子線検出器9上に投影することによって
走査透過像の検出角度範囲を変えることができる。The electron beam that has passed through the back focal plane 21 forms an image plane 22 corresponding to the sample 5 on an one-to-one basis. The image formed on the image plane 22 along with the parallel scanning of the probe moves in parallel in synchronization with the scanning of the probe, and moves to the rear focal plane 21.
Does not move. Therefore, in order to extract information depending on the probe position when observing the scanning transmission image, the focus of the first-stage projection lens 8a is adjusted to the back focal plane 21 and the electron beam formed on the rear focal plane 21 is focused. The diffraction pattern is imaged on the electron beam detector 9. Furthermore, the second stage projection lens 8
By using b to enlarge or reduce the image plane 50 of the first-stage projection lens 8a and projecting it on the electron beam detector 9, the detection angle range of the scanning transmission image can be changed.
【0019】1段目検出器絞り12aは2段目投影レン
ズ8b下部に設置してあり、特定の回折電子線をマスク
する働きをしている。この1段目検出器絞り12aによ
りマスクされた回折電子線51は電子線検出器9には到
達せず、マスクされない回折電子線52は到達するの
で、得られる走査透過像にはマスクされない回折電子線
52のみの情報が選択的に反映されることになる。The first-stage detector aperture 12a is provided below the second-stage projection lens 8b and functions to mask a specific diffracted electron beam. Since the diffracted electron beam 51 masked by the first-stage detector aperture 12a does not reach the electron beam detector 9 and the unmasked diffracted electron beam 52 reaches, the diffracted electron beam not masked in the obtained scanning transmission image. The information of only the line 52 is selectively reflected.
【0020】次に、電子線プローブが試料に入射した場
合に形成される電子線回折図形の特徴について説明す
る。透過電子顕微鏡を用いて電子線を試料に対して平行
に入射させて電子線回折図形を形成させた場合には、電
子線入射方向から見た結晶構造をフーリエ変換したもの
を2次元的に投影した図形が観察される。この図形は小
さなスポットが規則的に並んだ図形である。Next, the characteristics of the electron beam diffraction pattern formed when the electron beam probe is incident on the sample will be described. When an electron beam is incident on the sample in parallel using a transmission electron microscope to form an electron diffraction pattern, a two-dimensional projection of the Fourier-transformed crystal structure viewed from the electron beam incident direction is performed. Observed figure is observed. This figure is a figure in which small spots are regularly arranged.
【0021】一方、図3のように電子線を収束させ電子
線プローブ23を形成して試料5に入射した場合には、
透過電子線を中心として後焦点面21にディスクが規則
的に並んだ図形が得られる。平行照射ではスポットであ
ったものが、収束された電子線プローブ23の場合にデ
ィスクになるのは、電子線プローブ23の開き角24が
関連している。開き角24とは電子線を電磁レンズで収
束した場合、仮想的に円錐状に収束された電子線の外形
線と光軸とのなす角度であり、最終的には収束絞りによ
って回折収差と球面収差とのバランスを取るように調整
される。このように収束電子線を用いた場合には電子線
回折図形はディスク形状となるので、検出器絞りのマス
クパターンはディスクが並んだパターンを用意する必要
がある。On the other hand, when the electron beam is converged as shown in FIG.
A figure in which the discs are regularly arranged on the back focal plane 21 with the transmitted electron beam at the center is obtained. What is a spot in the parallel irradiation but becomes a disk in the case of the focused electron beam probe 23 is related to the opening angle 24 of the electron beam probe 23. The aperture angle 24 is the angle between the optical axis and the outer shape of the electron beam virtually converged when the electron beam is converged by the electromagnetic lens. It is adjusted to balance with aberration. When a convergent electron beam is used as described above, the electron beam diffraction pattern has a disk shape, and therefore, it is necessary to prepare a mask pattern of the detector aperture in which the disks are arranged.
【0022】次に、検出器絞りのマスクパターンの決定
法について説明する。結晶試料のある晶帯軸と平行に電
子線を入射した場合には、後焦点面には透過電子線に対
応するディスクを中心として回転対称に回折ディスクが
並んだ図形が形成される。Next, a method of determining the mask pattern of the detector aperture will be described. When an electron beam is incident parallel to a certain zone axis of the crystal sample, a figure in which diffraction disks are arranged rotationally symmetrically around the disk corresponding to the transmitted electron beam is formed on the back focal plane.
【0023】図4はダイアモンド型構造を持つ結晶に3
つの異なる結晶方位で同じ開き角の電子線プローブが入
射した場合に形成される電子線回折図形を表わした模式
図である。それぞれの電子線入射方向で回転対称性、デ
ィスク間の距離が異なっている。このため、1種類の絞
りマスクパターンでは対応不可能なので、4段程度の可
動絞りを切り替えて用いる、または検出器絞りを複数段
にして対応する必要がある。ただし、試料の種類に応じ
てその数だけマスクパターンが必要となるわけではな
い。その理由として例えば、結晶構造が同一の物質では
電子線回折図形のパターンが同一で、ディスク間の間隔
のみが異なっている。これは結晶単位胞の長さのみが異
なるからである。FIG. 4 shows a crystal having a diamond type structure.
FIG. 4 is a schematic diagram showing an electron beam diffraction pattern formed when electron beam probes having the same opening angle are incident on two different crystal orientations. The rotational symmetry and the distance between the disks are different in each electron beam incident direction. For this reason, it is not possible to cope with one type of aperture mask pattern, so it is necessary to switch and use about four steps of movable apertures or to use a plurality of detector apertures to cope with them. However, the number of mask patterns is not necessarily required depending on the type of the sample. The reason for this is that, for example, in the case of substances having the same crystal structure, the pattern of the electron diffraction pattern is the same, and only the distance between the disks is different. This is because only the length of the crystal unit cell is different.
【0024】この場合には2段目投影レンズによって電
子線回折図形の倍率を変化させ、実際の回折図形とマス
クパターンが一致するようにすればよい。また例えば、
面心立方格子構造の〔001〕入射の場合の電子線回折
図形のパターンと図4に示したダイアモンド構造の〔0
01〕入射の場合の電子線回折図形のパターンは同一な
ので、上記と同様な方法で結晶単位胞の長さによるディ
スク間隔のずれだけを調整してやればよい。In this case, the magnification of the electron diffraction pattern may be changed by the second-stage projection lens so that the actual diffraction pattern matches the mask pattern. Also, for example,
The pattern of the electron diffraction pattern in the case of [001] incidence of the face-centered cubic lattice structure and the [0] of the diamond structure shown in FIG.
[01] Since the pattern of the electron beam diffraction pattern at the time of incidence is the same, it is sufficient to adjust only the shift of the disk interval due to the length of the crystal unit cell in the same manner as described above.
【0025】次に、電子線回折図形をマスクし、走査透
過像を観察した場合の効果について説明する。図5は結
晶性基板中に微量の不純物が存在している場合について
電子線回折図形強度のある方向の角度分布を示すもので
ある。ここで、基板の結晶構造をダイアモンド構造、電
子線の入射方向を〔001〕と仮定している。不純物が
微量であることと、結晶性基板の晶帯軸に電子線が入射
しているため、電子線回折図形は透過電子線(000)
および基板結晶からの強い回折(220),(440)
等が支配的であり、不純物からの回折電子線は図に示す
ように基板からの回折電子線の中に埋もれている。Next, the effect of observing the scanning transmission image while masking the electron diffraction pattern will be described. FIG. 5 shows an angle distribution in a direction having a high electron diffraction pattern intensity when a small amount of impurities is present in the crystalline substrate. Here, it is assumed that the crystal structure of the substrate is a diamond structure and the incident direction of the electron beam is [001]. Since the amount of impurities is very small and the electron beam is incident on the zonal axis of the crystalline substrate, the electron diffraction pattern shows the transmission electron beam (000).
And strong diffraction from substrate crystal (220), (440)
Are dominant, and the diffracted electron beam from the impurity is buried in the diffracted electron beam from the substrate as shown in the figure.
【0026】ここで、電子線回折図形の基板結晶に関す
る部分をマスクし走査透過像を観察すれば、基板以外の
不純物のコントラストが向上し、検出しやすくなる。こ
の方法は基板結晶からの回折電子線と不純物からのそれ
とが重複してしまう場合、例えば格子定数が同一で特定
の電子線入射方向での回折パターンが同一の場合には適
用不可能であるが、電子線入射方向を変化させる等によ
り適応可能な条件を探索することができる。Here, by observing the scanning transmission image while masking a portion of the electron beam diffraction pattern relating to the substrate crystal, the contrast of impurities other than the substrate is improved and detection becomes easy. This method is not applicable when the diffraction electron beam from the substrate crystal and the impurity from the impurity overlap, for example, when the lattice constant is the same and the diffraction pattern in the specific electron beam incident direction is the same. It is possible to search for applicable conditions by changing the electron beam incident direction.
【0027】次に、検出器絞りの構造について説明す
る。図6は回折図形マスク用のパターンが施された検出
器絞りの外観図である。マスクパターンは厚さ0.3か
ら0.1mm程度のモリブデン等の金属板でできた検出
器絞り板26上に加工されており、透過および回折電子
線を除去するための電子線除去用板28がブリッジ29
によって検出器絞り板26上に固定されている。検出器
絞り板26は薄膜であり、絞りとしての強度を出すため
にねじ27によって検出器絞りベース板25に固定され
ている。図6に示した検出器絞りは電子線回折図形をマ
スクするためのパターンの一例であり、異なるパターン
が4種類程度並んでおり、手動あるいはエアー駆動によ
る出し入れにより可変できる。Next, the structure of the detector aperture will be described. FIG. 6 is an external view of a detector aperture provided with a pattern for a diffraction pattern mask. The mask pattern is processed on a detector aperture plate 26 made of a metal plate such as molybdenum having a thickness of about 0.3 to 0.1 mm, and an electron beam removing plate 28 for removing transmitted and diffracted electron beams. Is bridge 29
Is fixed on the detector aperture plate 26. The detector diaphragm plate 26 is a thin film, and is fixed to the detector diaphragm base plate 25 by screws 27 to increase the strength as a diaphragm. The detector aperture shown in FIG. 6 is an example of a pattern for masking an electron beam diffraction pattern. About four types of different patterns are arranged, and can be changed manually or by air drive.
【0028】図7は検出器絞りの別のマスクパターンの
例である。構造としては図6の場合と同様で検出器絞り
板26がねじ27によって検出器絞りベース板25に固
定されているものであり、検出器絞り板26に丸穴30
やスリット31が加工されている。丸穴30は特定の回
折電子線のみを通過させ、試料においてその方向に回折
を生じている部分を選択的に抽出する目的のためのマス
クパターンであり、スリット31は回折電子線の特定の
1方向を選択的に抽出するためのマスクパターンであ
る。FIG. 7 is an example of another mask pattern for the detector aperture. 6, the detector aperture plate 26 is fixed to the detector aperture base plate 25 by screws 27. The detector aperture plate 26 has a round hole 30.
And the slit 31 are processed. The circular hole 30 is a mask pattern for the purpose of allowing only a specific diffracted electron beam to pass therethrough and selectively extracting a portion of the sample that is diffracted in that direction. This is a mask pattern for selectively extracting a direction.
【0029】丸穴30を用いた場合の効果としては、観
察目的とする部分からの回折電子線の後焦点面での位置
が既知である場合に、その位置に丸穴30を合わせるこ
とによって観察目的とする部分のコントラストを向上さ
せることができる。例えば、丸穴30を(111)回折
電子線位置に合わせることにより多結晶試料中で(11
1)結晶方位を持った粒子のみを観察できる。この特定
結晶方位の観察はスリット31を用いても可能であり、
この場合例えば(200)と(−200)の両方の回折
電子線を同時に選択できるので像コントラストが向上す
る。次に、電子線回折図形の検出器絞りおよび電子線検
出器への位置合わせの方法について説明する。The effect of using the round hole 30 is as follows. If the position of the diffracted electron beam from the portion to be observed on the back focal plane is known, the round hole 30 is adjusted to that position. The contrast of a target portion can be improved. For example, by aligning the round hole 30 with the position of the (111) diffraction electron beam, (11)
1) Only particles having a crystal orientation can be observed. The observation of the specific crystal orientation is also possible using the slit 31.
In this case, for example, both (200) and (−200) diffracted electron beams can be selected simultaneously, so that the image contrast is improved. Next, a method for aligning the electron beam diffraction pattern with the detector aperture and the electron beam detector will be described.
【0030】図8は試料5を通過した電子線が2段目投
影レンズ8bによって拡大されて電子線検出器9に投影
される様子を示したものである。まず最初に、電子線検
出器9を光軸から外して撮像装置11によって電子線回
折図形を観察する。この電子線回折図形を観察しながら
1段目検出器絞り12aを光軸に挿入し、微調整つまみ
によって電子線回折図形と1段目検出器絞り12aのマ
スクパターンとの位置合わせをする。次に電子線検出器
9を光軸に挿入し走査透過像を表示させる。FIG. 8 shows a state in which the electron beam passing through the sample 5 is enlarged by the second stage projection lens 8b and projected on the electron beam detector 9. First, the electron beam detector 9 is removed from the optical axis, and an electron beam diffraction pattern is observed by the imaging device 11. While observing the electron beam diffraction pattern, the first-stage detector aperture 12a is inserted into the optical axis, and the fine adjustment knob is used to align the electron beam diffraction pattern with the mask pattern of the first-stage detector aperture 12a. Next, the electron beam detector 9 is inserted into the optical axis to display a scanning transmission image.
【0031】低倍の走査透過像を表示させるとマスクパ
ターンの位置に走査透過像が表示されるので、1段目検
出器アライメントコイル10aおよび2段目検出器アラ
イメントコイル10bを用いてマスクパターン上に表示
された走査透過像を像表示画面の中心と一致するように
調整する。これによって電子線回折図形の中心と電子線
検出器9との中心が一致することになる。1段目検出器
アライメントコイル10aおよび2段目検出器アライメ
ントコイル10bは偏向比率が1:1の振り戻しになる
ように設定されており、電子線回折図形が電子線検出器
9上で平行に移動するようになっている。When a low-magnification scanning transmission image is displayed, the scanning transmission image is displayed at the position of the mask pattern. Therefore, the first stage detector alignment coil 10a and the second stage detector alignment coil 10b are used to display the scanning transmission image. Is adjusted so that the scanning transmission image displayed in the image coincides with the center of the image display screen. Thus, the center of the electron beam diffraction pattern coincides with the center of the electron beam detector 9. The first-stage detector alignment coil 10a and the second-stage detector alignment coil 10b are set so that the deflection ratio is set back to 1: 1 so that the electron beam diffraction pattern is parallel on the electron beam detector 9. It is designed to move.
【0032】次に、左右2分割された電子線検出器を用
いて走査透過像を取得し、試料の結晶方位に関する情報
を効率よく抽出する方法を説明する。図9は左右2分割
した検出器の構造を示す上面図(a)と側面図(b)で
ある。検出器は中心部に電子線を通過させるための穴が
あり、左右の検出器を隔離するための遮光板36が配置
され、その左右に対称的に部品が組まれている。左右そ
れぞれの検出器はシンチレータ32、ライトガイド3
3、光電子倍増管34、プリアンプ35から構成されて
いる。Next, a description will be given of a method of acquiring a scanning transmission image using the electron beam detector divided into two right and left sides and efficiently extracting information on the crystal orientation of the sample. FIG. 9 is a top view (a) and a side view (b) showing the structure of a detector divided into two right and left parts. The detector has a hole at the center for passing an electron beam, a light shielding plate 36 for isolating the left and right detectors is arranged, and components are assembled symmetrically on the left and right sides. The left and right detectors are scintillator 32, light guide 3
3. It comprises a photomultiplier tube 34 and a preamplifier 35.
【0033】プリアンプ35からの信号は左右独立に収
集され、割り算回路37で処理される。割り算された信
号は光電子倍増管高電圧調整および直流電圧加算回路3
8に送られ、さらに画像表示装置39によって走査透過
像として表示される。The signals from the preamplifier 35 are independently collected on the left and right sides and processed by the division circuit 37. The divided signal is supplied to the photomultiplier tube high voltage adjustment and DC voltage addition circuit 3
8 and displayed as a scanning transmission image by the image display device 39.
【0034】使用者は画像表示装置39に表示された走
査透過像を観察しながら光電子倍増管高電圧調整および
直流電圧加算回路38を調整し、観察像のコントラスト
を調整する。The user adjusts the photomultiplier tube high voltage adjustment and the DC voltage addition circuit 38 while observing the scanning transmission image displayed on the image display device 39 to adjust the contrast of the observation image.
【0035】次に、左右2分割された電子線検出器を用
いて走査透過像を取得する利点について説明する。図1
0は電子線検出器9上に結像される電子線回折図形を模
式的に表わしたものである。電子線の入射方向が基板の
結晶方位と一致している場合には(000)の透過電子
線を中心として左右の回折強度が同じになる。一方、電
子線の入射方向が基板の結晶方位と一致しない場合には
左右の回折強度が異なる。ここで、左右それぞれの回折
強度を独立に検出し、割り算を行なえば、結晶方位が一
致する場合にはコントラストが1に、一致しない場合に
は1以上となる(ただし、強度の大きい側を小さい側で
割った場合)。これを用いれば、ある特定の結晶方位か
らのずれの情報を画像化することができる。Next, the advantage of obtaining a scanning transmission image by using the electron beam detector divided into two right and left parts will be described. FIG.
Numeral 0 schematically represents an electron diffraction pattern formed on the electron beam detector 9. When the incident direction of the electron beam coincides with the crystal orientation of the substrate, the left and right diffraction intensities become the same with respect to the transmitted electron beam of (000). On the other hand, when the incident direction of the electron beam does not coincide with the crystal orientation of the substrate, the left and right diffraction intensities are different. Here, if the right and left diffraction intensities are independently detected and divided, the contrast becomes 1 when the crystal orientations match, and 1 or more when they do not match (however, the side with the higher intensity is smaller). Divided by the side). If this is used, information on the deviation from a specific crystal orientation can be imaged.
【0036】次に、電子線回折図形の左右検出器への合
わせ方法について説明する。まず、図8で説明した方法
と同様に電子線検出器9を光軸から外す。あるいはこの
左右2分割型の場合には中央の丸穴を電子線回折図形が
通過するように第2投影レンズ8bの電流励磁を調整す
る。この状態で撮像装置11を用いて電子線回折図形の
目的とする結晶方位を合わせる。次に偏向コイルにラス
ターローテーション信号を付加し、試料面上で走査領域
を回転させる。この操作に伴って電子線回折図形は回転
するので電子線検出器9に対して電子線回折図形が左右
対称となるように調整する。最後に電子線検出器9を光
軸に戻し、走査透過像を観察して電子線回折図形と検出
器の中心との合わせを行なう。このようにして調整すれ
ば、ある特定の結晶方位からのずれの情報を走査透過像
として画像化できる。Next, a method of matching the electron diffraction pattern to the right and left detectors will be described. First, the electron beam detector 9 is removed from the optical axis as in the method described with reference to FIG. Alternatively, in the case of the left-right split type, the current excitation of the second projection lens 8b is adjusted so that the electron beam diffraction pattern passes through the central round hole. In this state, the desired crystal orientation of the electron beam diffraction pattern is adjusted using the imaging device 11. Next, a raster rotation signal is added to the deflection coil to rotate the scanning area on the sample surface. Since the electron beam diffraction pattern is rotated with this operation, the electron beam diffraction pattern is adjusted so that the electron beam diffraction pattern is symmetrical with respect to the electron beam detector 9. Finally, the electron beam detector 9 is returned to the optical axis, the scanning transmission image is observed, and the electron diffraction pattern is aligned with the center of the detector. By adjusting in this manner, information on the deviation from a specific crystal orientation can be imaged as a scanning transmission image.
【0037】次に、マルチチャネル型検出器を用いて電
子線回折図形のパターンマスクや左右2分割で検出をす
る方法を説明する。図11はマルチチャンネル型検出器
40の模式図であり、左右2分割での検出を行なう場合
についての使用例である。図の1マスがそれぞれ1個の
チャンネルであり中央部を検出しないで、左右を独立に
割り算回路へ入力するように設定されている。これと同
様に回折図形のパターンマスクを行なうには、ある特定
のチャンネルを検出するように設定して行う。Next, a description will be given of a method of detecting an electron diffraction pattern using a pattern mask or a left and right division using a multi-channel detector. FIG. 11 is a schematic diagram of the multi-channel type detector 40, and is an example of use in a case where detection is performed in two right and left divisions. Each square in the figure is one channel, and the left and right sides are set to be independently inputted to the division circuit without detecting the center. Similarly, in order to perform a pattern mask of a diffraction pattern, setting is performed so as to detect a specific channel.
【0038】図12は検出器絞りおよび検出器を取り付
けた真空フランジと鏡体との取り付け方法を表わす図で
ある。1段目および2段目検出器絞りは真空フランジ6
2の側面から光軸に挿入されるように配置され、電子線
検出器9の上部に配置される。真空フランジ62は投影
レンズコイル61下部の投影レンズ磁路60の下磁路部
分に真空シールされて配置される。FIG. 12 is a diagram showing a method of attaching a mirror and a vacuum flange to which a detector aperture and a detector are attached. Vacuum flange 6 for first and second stage detectors
It is arranged so as to be inserted into the optical axis from the side of 2, and is arranged above the electron beam detector 9. The vacuum flange 62 is vacuum-sealed and disposed on a lower magnetic path portion of the projection lens magnetic path 60 below the projection lens coil 61.
【0039】1段目検出器絞り駆動機構63aは真空シ
ールを介して大気側にあり外部からの制御によって検出
器絞りを駆動する。1段目検出器絞り駆動ロッド64a
は1段目検出器絞り駆動機構63aからの駆動制御を検
出器絞りに伝達するものであり、その先端に1段目検出
器絞りベース板65aが取り付けられ、その上に1段目
検出器絞り板66aがネジで固定されている。The first-stage detector-aperture drive mechanism 63a is on the atmosphere side via a vacuum seal and drives the detector aperture by external control. First stage detector aperture drive rod 64a
Is for transmitting drive control from the first-stage detector-aperture drive mechanism 63a to the detector-aperture, and a first-stage-detector-aperture base plate 65a is attached to the tip thereof, and the first-stage-detector-aperture is mounted thereon. The plate 66a is fixed with screws.
【0040】1段目検出器絞り駆動ロッド64a、1段
目検出器絞りベース板65aおよび1段目検出器絞り板
66aは一体となって1段目検出器絞り駆動機構63a
からの駆動制御により光軸への並進移動をする。この並
進移動は4段階程度で段階的に駆動できるように調整し
てあり、1段目検出器絞り板66に形成された複数のマ
スクパターンが段階的に選択できる。The first-stage detector aperture drive rod 64a, the first-stage detector aperture base plate 65a and the first-stage detector aperture plate 66a are integrated into a first-stage detector aperture drive mechanism 63a.
The translational movement to the optical axis is performed by the drive control from. This translation is adjusted so that it can be driven stepwise in about four steps, and a plurality of mask patterns formed on the first-stage detector aperture plate 66 can be selected stepwise.
【0041】2段目検出器絞りは2段目検出器絞り駆動
機構63b、2段目検出器絞り駆動ロッド64b、2段
目検出器絞りベース板65b、2段目検出器絞り板66
bから構成され、並進駆動機構等は1段目検出器絞りと
同様であり、1段目検出器絞りの下段に真空シールして
真空フランジ62に固定されている。2段目検出器絞り
板66bには1段目検出器絞り板66aとは異なるマス
クパターンが形成されており、2段目検出器絞り単独で
も使用可能である他に、1段目検出器絞りと2段目検出
器絞りとを組み合わせて使用することによって様々な応
用が可能となる。The second-stage detector aperture is a second-stage detector aperture drive mechanism 63b, a second-stage detector aperture drive rod 64b, a second-stage detector aperture base plate 65b, and a second-stage detector aperture plate 66.
The translation drive mechanism and the like are the same as those of the first-stage detector diaphragm, and are vacuum-sealed below the first-stage detector diaphragm and fixed to the vacuum flange 62. A mask pattern different from that of the first-stage detector aperture plate 66a is formed on the second-stage detector aperture plate 66b, so that the second-stage detector aperture can be used alone, as well as the first-stage detector aperture. Various applications are possible by using the combination of the second stage and the second stage detector diaphragm.
【0042】図13は真空フランジへの検出器および検
出器絞りの取り付け方法および検出器絞りの微動機構を
表わす図である。電子線検出器は大気側にプリアンプ3
5が、真空側にシンチレータ32、ライトガイド33が
設置され、ハーメチック真空シールによって光電子倍増
管34が設置されている。その上部に検出器絞りが配置
される。検出器絞りはべローズ70によって真空シール
された検出器絞り微動用ロッド71を介して真空外から
微動制御される。検出器絞り微動用ロッド71の先端に
は検出器絞りベース板25および検出器絞り板26が設
置されている。FIG. 13 is a view showing a method of mounting the detector and the detector aperture on the vacuum flange and a fine movement mechanism of the detector aperture. The electron beam detector has a preamplifier 3 on the atmosphere side.
5 is provided with a scintillator 32 and a light guide 33 on the vacuum side, and a photomultiplier tube 34 provided by a hermetic vacuum seal. Above it, a detector aperture is arranged. The detector aperture is finely controlled from outside the vacuum through a detector aperture fine movement rod 71 vacuum-sealed by a bellows 70. A detector diaphragm base plate 25 and a detector diaphragm plate 26 are provided at the tip of the detector diaphragm fine movement rod 71.
【0043】検出器絞りの大気側には検出器絞り水平微
動つまみ72、検出器絞り並進微動つまみ73、検出器
絞り垂直微動つまみ74が設置され、検出器絞り板26
の光軸への軸調整を行うことができる。検出器絞り並進
微動つまみ73はその内部に歯車75および回転並進変
換用ギア76が設置されており、並進微動つまみ73の
回転運動を並進運動へ変換して検出器絞り微動用ロッド
71を駆動させている。検出器絞り並進微動つまみ7
3、検出器絞り垂直微動つまみ74は直接的に検出器絞
り微動用ロッド71につまみを押し当てる形で設置され
ており、てこの原理によって検出器絞り微動用ロッド7
1を微動させる。検出器絞り微動用ロッド71はばねを
内蔵した検出器絞り微動用ロッド押さえ77によって常
にテンションがかけられており、検出器絞り並進微動つ
まみ73、検出器絞り垂直微動つまみ74からの推進力
とのバランスを保ち、検出器絞り微動用ロッド71の安
定を保っている。A detector aperture horizontal fine adjustment knob 72, a detector aperture translation fine adjustment knob 73, and a detector aperture vertical fine adjustment knob 74 are provided on the atmosphere side of the detector aperture.
Can be adjusted to the optical axis. The detector aperture translation fine adjustment knob 73 has a gear 75 and a rotation translation conversion gear 76 installed therein, and converts the rotational movement of the translation fine adjustment knob 73 into translational motion to drive the detector aperture fine adjustment rod 71. ing. Detector aperture translation fine adjustment knob 7
3. The detector aperture vertical fine-adjustment knob 74 is installed in such a manner that the knob is pressed directly against the detector aperture fine-adjustment rod 71.
Move 1 slightly. The detector throttle fine movement rod 71 is always tensioned by the detector throttle fine movement rod retainer 77 having a built-in spring, and the thrust from the detector throttle translation fine movement knob 73 and the detector throttle vertical fine movement knob 74 is controlled. The balance is maintained, and the rod 71 for fine movement of the detector aperture is kept stable.
【0044】[0044]
【発明の効果】本発明によれば、電子線検出器の上段に
検出器絞りを設置し、その絞りを用いて試料マトリクス
からの回折電子線をマスクすることによって、走査透過
像における試料マトリクス以外の欠陥、不純物が高コン
トラストで観察できるようになる。また、丸穴やスリッ
ト状のマスクパターンを用いれば、特定の結晶方位に配
向した粒子のコントラストを向上できる。左右2分割し
た検出器を用い、左右それぞれの信号を割り算すること
によって試料マトリクスからの結晶方位のずれを走査透
過像におけるコントラストの違いとして画像化すること
ができる。According to the present invention, a detector aperture is provided at the upper stage of an electron beam detector, and the aperture is used to mask a diffracted electron beam from the sample matrix. Defects and impurities can be observed with high contrast. In addition, the use of a round hole or a slit-shaped mask pattern can improve the contrast of particles oriented in a specific crystal orientation. By using left and right detectors and dividing the left and right signals, a shift in crystal orientation from the sample matrix can be imaged as a difference in contrast in a scanning transmission image.
【図1】本発明の一実施例の走査電子顕微鏡装置の構成
を示す概略縦断面図。FIG. 1 is a schematic longitudinal sectional view showing a configuration of a scanning electron microscope apparatus according to one embodiment of the present invention.
【図2】対物レンズによる像面、後焦点面の形成を示す
縦断面図。FIG. 2 is a longitudinal sectional view showing formation of an image plane and a back focal plane by an objective lens.
【図3】電子線プローブを用いて形成した電子線回折図
形を示す斜視図。FIG. 3 is a perspective view showing an electron diffraction pattern formed using an electron beam probe.
【図4】ダイアモンド型構造を持つ結晶の電子線入射方
位による電子線回折図形の違いを示す説明図。FIG. 4 is an explanatory diagram showing a difference in an electron beam diffraction pattern depending on an electron beam incident direction of a crystal having a diamond structure.
【図5】(a)基板中に不純物を含む試料の電子線回折
図形の強度分布図。 (b)(a)の枠内の拡大図。FIG. 5 (a) is an intensity distribution diagram of an electron diffraction pattern of a sample containing impurities in a substrate. (B) The enlarged view in the frame of (a).
【図6】検出器絞り構造の第1の例を示す上面図。FIG. 6 is a top view showing a first example of a detector aperture structure.
【図7】検出器絞り構造の第2の例を示す上面図。FIG. 7 is a top view showing a second example of the detector aperture structure.
【図8】検出器アライメントコイルによる電子線回折図
形と電子線検出器との位置合わせの方法を示す縦断面
図。FIG. 8 is a longitudinal sectional view showing a method for aligning an electron beam diffraction pattern and an electron beam detector by a detector alignment coil.
【図9】左右2分割型電子線検出器の構成を示す上面図
および側面図。9A and 9B are a top view and a side view illustrating a configuration of a left-right split electron beam detector.
【図10】結晶方位による電子線回折図形の強度分布の
違いを示す説明図。FIG. 10 is an explanatory diagram showing a difference in intensity distribution of an electron beam diffraction pattern depending on a crystal orientation.
【図11】マルチチャネル型電子線検出器を用いて左右
2分割で電子線強度を検出する方法を示す上面図。FIG. 11 is a top view showing a method of detecting electron beam intensity by dividing into left and right parts by using a multi-channel electron beam detector.
【図12】検出器絞りを取り付けた真空フランジと鏡体
磁路との取り付け方法を示す側面図および上面図。FIGS. 12A and 12B are a side view and a top view showing a method of attaching a vacuum flange to which a detector aperture is attached and a magnetic body magnetic path.
【図13】真空フランジへの検出器および検出器絞りの
取り付け方法および検出器絞りの微動機構を示す斜視
図。FIG. 13 is a perspective view showing a method of attaching a detector and a detector aperture to a vacuum flange and a fine movement mechanism of the detector aperture.
1…電子線源、2a…1段目静電レンズ、2b…2段目
静電レンズ、2c…3段目静電レンズ、3a…1段目収
束レンズ、3b…2段目収束レンズ、4…対物前磁場レ
ンズ、5…試料、6…収束絞り、7…対物後磁場レン
ズ、8a…1段目投影レンズ、8b…2段目投影レン
ズ、9…電子線検出器、10a…1段目検出器アライメ
ントコイル、10b…2段目検出器アライメントコイ
ル、11…撮像装置、12a…1段目検出器絞り、12
b…2段目検出器絞り、13…偏向コイル、14…A/
Dコンバータ、15…CPU、16…D/Aコンバー
タ、17…インターフェース、18…プリアンプ、19
…透過電子線、20…回折電子線、21…後焦点面、2
2…像面、23…電子線プローブ、24…開き角、25
…検出器絞りベース板、26…検出器絞り板、27…ね
じ、28…電子線除去用板、29…ブリッジ、30…丸
穴、31…スリット、32…シンチレータ、33…ライ
トガイド、34…光電子倍増管、35…プリアンプ、3
6…遮光板、37…割り算回路、38…光電子倍増管高
電圧調整および直流電圧加算回路、39…画像表示装
置、40…マルチチャンネル型電子線検出器、50…1
段目投影レンズの像面、51…マスクされた回折電子
線、60…投影レンズ磁路、61…投影レンズコイル、
62…真空フランジ、63a…1段目検出器絞り駆動機
構、63b…2段目検出器絞り駆動機構、64a…1段
目検出器絞り駆動ロッド、64b…2段目検出器絞り駆
動ロッド、65a…1段目検出器絞りベース板、65b
…2段目検出器絞りベース板、66a…1段目検出器絞
り板、66b…2段目検出器絞り板、70…べローズ、
71…検出器絞り微動用ロッド、72…検出器絞り水平
微動つまみ、73…検出器絞り並進微動つまみ、74…
検出器絞り垂直微動つまみ、75…歯車、76…回転並
進変換用ギア、77…検出器絞り微動用ロッド押さえ。DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Electron beam source, 2a ... 1st stage electrostatic lens, 2b ... 2nd stage electrostatic lens, 2c ... 3rd stage electrostatic lens, 3a ... 1st stage convergent lens, 3b ... 2nd stage convergent lens, 4 ... Magnetic field lens before objective, 5 ... Sample, 6 ... Convergent aperture, 7 ... Magnetic field lens after objective, 8a ... First stage projection lens, 8b ... Second stage projection lens, 9 ... Electron beam detector, 10a ... First stage Detector alignment coil, 10b: second-stage detector alignment coil, 11: imaging device, 12a: first-stage detector aperture, 12
b: second stage detector aperture, 13: deflection coil, 14: A /
D converter, 15 CPU, 16 D / A converter, 17 interface, 18 preamplifier, 19
... Transmission electron beam, 20 ... Diffraction electron beam, 21 ... Back focal plane, 2
2: image plane, 23: electron beam probe, 24: opening angle, 25
... Detector diaphragm base plate, 26 ... Detector diaphragm plate, 27 ... Screw, 28 ... Electron beam removal plate, 29 ... Bridge, 30 ... Round hole, 31 ... Slit, 32 ... Scintillator, 33 ... Light guide, 34 ... Photomultiplier tube, 35 ... preamplifier, 3
Reference Signs List 6 light-shielding plate, 37 division circuit, 38 photomultiplier tube high voltage adjustment and DC voltage addition circuit, 39 image display device, 40 multi-channel electron beam detector, 50 1
Image plane of the stage projection lens, 51: masked diffraction electron beam, 60: magnetic path of the projection lens, 61: coil of the projection lens,
62: Vacuum flange, 63a: First stage detector aperture drive mechanism, 63b: Second stage aperture drive mechanism, 64a: First stage aperture drive rod, 64b: Second stage aperture drive rod, 65a ... First-stage detector aperture base plate, 65b
… Second stage diaphragm base plate, 66a… first stage diaphragm plate, 66b… second stage diaphragm plate, 70… bellows,
71: Detector aperture fine-adjustment rod, 72: Detector aperture horizontal fine-adjustment knob, 73: Detector aperture translation fine-adjustment knob, 74 ...
Detector aperture vertical fine adjustment knob, 75: gear, 76: gear for rotational / translation conversion, 77: rod holder for fine movement of the detector aperture.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 市橋 幹雄 茨城県ひたちなか市市毛882番地 株式会 社日立製作所計測器事業部内 (72)発明者 砂子沢 成人 茨城県ひたちなか市市毛882番地 株式会 社日立製作所計測器事業部内 (72)発明者 佐藤 雄司 茨城県ひたちなか市市毛882番地 株式会 社日立製作所計測器事業部内 (72)発明者 橋本 ▲隆▼仁 茨城県ひたちなか市市毛882番地 株式会 社日立製作所計測器事業部内 Fターム(参考) 5C033 BB01 EE05 EE06 NN03 NP03 SS03 SS04 SS07 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (72) Inventor Mikio Ichihashi 882 Ma, Hitachinaka-shi, Ibaraki Pref.Measurement Division, Hitachi, Ltd. Within the Measuring Instruments Division of Manufacturing Works (72) Inventor Yuji Sato 882 Ma, Hitachinaka-shi, Ibaraki Pref. F-term in Hitachi Measuring Instruments Division (reference) 5C033 BB01 EE05 EE06 NN03 NP03 SS03 SS04 SS07
Claims (8)
電レンズによって所定の電圧まで加速し、1段以上の収
束レンズと対物レンズによって微小な電子線プローブを
形成し、1段以上の偏向コイルによって上記プローブを
試料面上で2次元に走査し、試料によって散乱された電
子線強度を上記偏向コイルの走査と同期して検出し、上
記電子線強度を輝度に変調して走査透過像を得る電子顕
微鏡において、検出器上に設置した可動絞りによって検
出する電子線のうち特定の電子線をマスクし、試料マト
リクス以外の情報を抽出することを特徴とする走査電子
顕微鏡。An electron beam generated from an electron source is accelerated to a predetermined voltage by one or more electrostatic lenses, and a fine electron beam probe is formed by one or more converging lenses and an objective lens. The probe is two-dimensionally scanned on the sample surface by the deflection coil, the intensity of the electron beam scattered by the sample is detected in synchronization with the scanning of the deflection coil, and the electron beam intensity is modulated into luminance to scan and transmit. 1. A scanning electron microscope, wherein an electron microscope for obtaining an image, which masks a specific electron beam among the electron beams detected by a movable aperture provided on a detector and extracts information other than a sample matrix.
て、検出器上に設置した可動絞りが電子線入射方向に依
存する電子線回折パターンに対応する複数のパターンを
有することを特徴とする走査電子顕微鏡。2. A method according to claim 1, wherein the movable stop provided on the detector has a plurality of patterns corresponding to an electron beam diffraction pattern depending on an electron beam incident direction. Scanning electron microscope.
て、検出器上に設置する可動絞りを複数段有することを
特徴とする走査電子顕微鏡。3. A scanning electron microscope according to claim 1, wherein said scanning transmission microscope has a plurality of movable stops provided on said detector.
折スポットがマスク位置に一致するように回折図形の倍
率を変化させるための1段以上の電磁レンズを有するこ
とを特徴とする走査電子顕微鏡。4. The multi-stage diaphragm according to claim 3, further comprising one or more electromagnetic lenses for changing the magnification of the diffraction pattern so that the diffraction spot coincides with the mask position. Scanning electron microscope.
て、電子線回折図形と電子線検出器との中心が一致する
ように電子線回折図形を2次元的に移動させるための1
段以上の偏向コイルを有することを特徴とする走査電子
顕微鏡。5. The method according to claim 1, further comprising the step of: moving the electron beam diffraction pattern two-dimensionally so that the center of the electron beam diffraction pattern coincides with the center of the electron beam detector.
A scanning electron microscope comprising a deflection coil having at least two stages.
て、電子線検出器としてマルチチャンネル型の検出器を
用いることを特徴とする走査電子顕微鏡。6. A scanning electron microscope according to claim 1, wherein a multi-channel detector is used as the electron beam detector in acquiring the scanning transmission image.
て、検出器上に投影される電子線回折図形の中心を基準
としてその左右半分ごとの強度をそれぞれ独立に検出
し、結晶性試料マトリクスとの結晶方位のずれを画像コ
ントラストとして検出することを特徴とする走査電子顕
微鏡。7. The method according to claim 1, wherein the intensities of the left and right halves of the electron beam diffraction pattern projected on the detector are independently detected based on the center of the electron beam diffraction pattern, and the crystalline sample matrix is obtained. A scanning electron microscope characterized in that a shift in crystal orientation between the two is detected as image contrast.
像の解析において、グラフィカルユーザーインターフェ
ースのオペレーティングシステムを有するコンピュータ
を用いることを特徴とする走査電子顕微鏡。8. A scanning electron microscope according to claim 1, wherein a computer having an operating system of a graphical user interface is used for controlling the electron microscope and analyzing an image.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP36405898A JP3692806B2 (en) | 1998-12-22 | 1998-12-22 | Scanning electron microscope |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP36405898A JP3692806B2 (en) | 1998-12-22 | 1998-12-22 | Scanning electron microscope |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2000188077A true JP2000188077A (en) | 2000-07-04 |
JP3692806B2 JP3692806B2 (en) | 2005-09-07 |
Family
ID=18480875
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP36405898A Expired - Lifetime JP3692806B2 (en) | 1998-12-22 | 1998-12-22 | Scanning electron microscope |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3692806B2 (en) |
Cited By (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2005235665A (en) * | 2004-02-23 | 2005-09-02 | Hitachi High-Technologies Corp | Dark field scanning transmission electron microscope and observation method |
JP2006242914A (en) * | 2005-03-07 | 2006-09-14 | Fujitsu Ltd | Lattice distortion evaluation method for crystal material, and evaluation device therefor |
EP1274114A3 (en) * | 2001-07-05 | 2007-11-28 | Hitachi, Ltd. | Observation apparatus and observation method using an electron beam |
JP2008010177A (en) * | 2006-06-27 | 2008-01-17 | Hitachi High-Technologies Corp | Environmentally controllable electron beam apparatus |
JP2009514141A (en) * | 2003-07-09 | 2009-04-02 | カール・ツァイス・エヌティーエス・ゲーエムベーハー | Detector system for a scanning electron microscope and a scanning electron microscope with a corresponding detector system |
JP2011076813A (en) * | 2009-09-30 | 2011-04-14 | Hitachi High-Technologies Corp | Scanning transmission electron microscope, and scanning transmission image observation method |
EP2463889A3 (en) * | 2003-01-16 | 2012-08-29 | Carl Zeiss NTS GmbH | Electron beam apparatus and detector arrangement |
JP2016143581A (en) * | 2015-02-03 | 2016-08-08 | 日本電子株式会社 | Electron microscope and aberration measurement method |
JP2017139115A (en) * | 2016-02-03 | 2017-08-10 | 日本電子株式会社 | Electron microscope and aberration measurement method |
CN115662866A (en) * | 2022-11-29 | 2023-01-31 | 北京中科科仪股份有限公司 | Secondary electron detection device |
CN117452651A (en) * | 2023-12-26 | 2024-01-26 | 厦门大学 | Crystal face structure observer and observation method thereof |
-
1998
- 1998-12-22 JP JP36405898A patent/JP3692806B2/en not_active Expired - Lifetime
Cited By (14)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP1274114A3 (en) * | 2001-07-05 | 2007-11-28 | Hitachi, Ltd. | Observation apparatus and observation method using an electron beam |
EP2463889A3 (en) * | 2003-01-16 | 2012-08-29 | Carl Zeiss NTS GmbH | Electron beam apparatus and detector arrangement |
JP4800211B2 (en) * | 2003-07-09 | 2011-10-26 | カール・ツァイス・エヌティーエス・ゲーエムベーハー | Detector system for a scanning electron microscope and a scanning electron microscope with a corresponding detector system |
JP2009514141A (en) * | 2003-07-09 | 2009-04-02 | カール・ツァイス・エヌティーエス・ゲーエムベーハー | Detector system for a scanning electron microscope and a scanning electron microscope with a corresponding detector system |
JP2005235665A (en) * | 2004-02-23 | 2005-09-02 | Hitachi High-Technologies Corp | Dark field scanning transmission electron microscope and observation method |
JP2006242914A (en) * | 2005-03-07 | 2006-09-14 | Fujitsu Ltd | Lattice distortion evaluation method for crystal material, and evaluation device therefor |
JP4704776B2 (en) * | 2005-03-07 | 2011-06-22 | 富士通株式会社 | Method and apparatus for evaluating lattice distortion of crystalline material |
JP2008010177A (en) * | 2006-06-27 | 2008-01-17 | Hitachi High-Technologies Corp | Environmentally controllable electron beam apparatus |
JP2011076813A (en) * | 2009-09-30 | 2011-04-14 | Hitachi High-Technologies Corp | Scanning transmission electron microscope, and scanning transmission image observation method |
JP2016143581A (en) * | 2015-02-03 | 2016-08-08 | 日本電子株式会社 | Electron microscope and aberration measurement method |
JP2017139115A (en) * | 2016-02-03 | 2017-08-10 | 日本電子株式会社 | Electron microscope and aberration measurement method |
CN115662866A (en) * | 2022-11-29 | 2023-01-31 | 北京中科科仪股份有限公司 | Secondary electron detection device |
CN117452651A (en) * | 2023-12-26 | 2024-01-26 | 厦门大学 | Crystal face structure observer and observation method thereof |
CN117452651B (en) * | 2023-12-26 | 2024-04-02 | 厦门大学 | Crystal face structure observer and observation method thereof |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP3692806B2 (en) | 2005-09-07 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US7777185B2 (en) | Method and apparatus for a high-resolution three dimensional confocal scanning transmission electron microscope | |
Telieps et al. | An analytical reflection and emission UHV surface electron microscope | |
US6891170B1 (en) | Modular manipulation system for manipulating a sample under study with a microscope | |
JP3776887B2 (en) | Electron beam equipment | |
JP2003014667A (en) | Apparatus and method for observing using electron beam | |
JP2005530195A (en) | Manipulation system for microscopic observation sample manipulation | |
JP3692806B2 (en) | Scanning electron microscope | |
US4810880A (en) | Direct imaging monochromatic electron microscope | |
JPH09167591A (en) | Scanning emission electron microscope | |
EP0686994A1 (en) | Defect observing electron microscope | |
GB2161018A (en) | Electron microscope lenses | |
US4623783A (en) | Method of displaying diffraction pattern by electron microscope | |
JPH09171793A (en) | Duplex reflection electron microscope | |
JPH11511587A (en) | Precisely controlled slit mechanism for electron microscope | |
US4194116A (en) | Electron microscope or the like and method of use | |
Van Oostrum et al. | A new scanning microdiffraction technique | |
US3155827A (en) | Electron microscope with a secondary electron source utilized for electron probe analysis | |
Hillier | An objective for use in the electron microscopy of ultra‐thin sections | |
JP2000304712A (en) | Electron beam analyzing and observing apparatus and electron beam microanalyzer | |
US6078046A (en) | Apparatus for measuring electron beam intensity and electron microscope comprising the same | |
US4882487A (en) | Direct imaging monochromatic electron microscope | |
JP3064335B2 (en) | Transmission electron microscope | |
JP2002150983A (en) | Manipulator | |
JP2004281333A (en) | Electronic spectrometer | |
JP3331245B2 (en) | Scanning soft X-ray microscope |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20041001 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20041005 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20041130 |
|
A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20050118 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20050208 |
|
A911 | Transfer to examiner for re-examination before appeal (zenchi) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A911 Effective date: 20050317 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20050531 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20050613 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090701 Year of fee payment: 4 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100701 Year of fee payment: 5 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110701 Year of fee payment: 6 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110701 Year of fee payment: 6 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120701 Year of fee payment: 7 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130701 Year of fee payment: 8 |
|
EXPY | Cancellation because of completion of term |