[go: up one dir, main page]

JP2002110079A - Electron beam device - Google Patents

Electron beam device

Info

Publication number
JP2002110079A
JP2002110079A JP2000302820A JP2000302820A JP2002110079A JP 2002110079 A JP2002110079 A JP 2002110079A JP 2000302820 A JP2000302820 A JP 2000302820A JP 2000302820 A JP2000302820 A JP 2000302820A JP 2002110079 A JP2002110079 A JP 2002110079A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
signal
electron beam
photomultiplier
sample
objective lens
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.)
Pending
Application number
JP2000302820A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Tetsuya Sawahata
哲哉 澤畠
Mitsugi Sato
佐藤  貢
Hideo Todokoro
秀男 戸所
Makoto Esumi
真 江角
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi Ltd filed Critical Hitachi Ltd
Priority to JP2000302820A priority Critical patent/JP2002110079A/en
Publication of JP2002110079A publication Critical patent/JP2002110079A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Analysing Materials By The Use Of Radiation (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】インレンズ方式の走査電子顕微鏡において、含
まれる試料情報の異なる3種類の二次信号(SE,BS
E_L,BSE_H)をそれぞれ任意の割合で加算した
試料信号を生成する。 【解決手段】試料から発生する発生角の異なる反射電子
をそれぞれ衝突によって二次電子に変換させる複数の信
号変換手段と、該信号変換手段による二次電子と試料か
ら発生する二次電子信号を検出する複数の検出手段と、
前記試料から発生する二次電子の検出量を制御する複数
の信号制御手段および、該複数の信号検出手段の信号を
加算する信号加算手段を設ける。 【効果】観察目的に応じた試料信号の選択が可能とな
る。
(57) [Summary] In an in-lens scanning electron microscope, three types of secondary signals (SE, BS) having different sample information are included.
E_L, BSE_H) are added at arbitrary ratios to generate sample signals. A plurality of signal conversion means for converting reflected electrons generated from a sample at different angles into secondary electrons by collision, respectively, and detecting the secondary electrons by the signal conversion means and a secondary electron signal generated from the sample. A plurality of detection means,
A plurality of signal control means for controlling a detection amount of secondary electrons generated from the sample and a signal addition means for adding signals of the plurality of signal detection means are provided. [Effect] It is possible to select a sample signal according to the observation purpose.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は電子線装置に係り、
特に、多様な試料信号を効果的に合成して、特に低加速
電圧における高コントラストな試料像を得るのに好適な
電子線装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an electron beam apparatus,
In particular, the present invention relates to an electron beam apparatus suitable for effectively synthesizing various sample signals and obtaining a high-contrast sample image particularly at a low acceleration voltage.

【0002】[0002]

【従来の技術】試料から発生する高エネルギーの信号電
子(反射電子)の内、試料からの異なる放出コーンアン
グルに含まれる反射電子、および試料から発生する低エ
ネルギーの信号電子(二次電子)は、それぞれ性質の異
なる重要な試料情報をもたらすため、これらの信号検出
に関してはこれまで多くの方法が提示されている。
2. Description of the Related Art Among high-energy signal electrons (reflected electrons) generated from a sample, reflected electrons contained in different emission cone angles from the sample and low-energy signal electrons (secondary electrons) generated from the sample are: Many methods have been proposed for the detection of these signals in order to provide important sample information having different properties.

【0003】例えば、US特許5,493,116では、対物レ
ンズ磁極先端部に大きなコーンアングルに含まれる反射
電子を直接検出する反射電子検出器を配置し、対物レン
ズよりも電子源側には加速された二次電子と小さいコー
ンアングルに含まれる反射電子とを同時に検出する検出
器を配置した例が開示されている。
For example, in US Pat. No. 5,493,116, a backscattered electron detector for directly detecting backscattered electrons contained in a large cone angle is disposed at the tip of a magnetic pole of an objective lens, and an accelerated secondary electron beam is located closer to the electron source than the objective lens. An example is disclosed in which a detector for simultaneously detecting electrons and reflected electrons contained in a small cone angle is arranged.

【0004】PCT/J98/04297には、2ヶ所
に配置された信号変換電極と、各々の変換電極から発生
した二次電子を検出するために2個の信号検出器を配置
した例が開示されている。PCT/J98/04297
では、さらに、2個の検出器のうち、対物レンズに近い
検出器で試料から発生した二次電子の検出を行うことが
示されている。
[0004] PCT / J98 / 04297 discloses an example in which signal conversion electrodes are arranged at two places and two signal detectors are arranged to detect secondary electrons generated from each conversion electrode. ing. PCT / J98 / 04297
Discloses that secondary electrons generated from a sample are detected by a detector close to the objective lens among the two detectors.

【0005】PCT/JP97/03385では、対物
レンズよりも電子源側において、二次電子検出手段より
も対物レンズ側に反射電子を直接検出する反射電子検出
器と、二次電子検出手段よりも電子源側にコーンアング
ルの小さい反射電子を二次電子に変換して検出する検出
手段が開示されている。
In PCT / JP97 / 03385, a reflected electron detector for directly detecting reflected electrons on the electron source side of the objective lens and on the objective lens side of the secondary electron detecting means, and an electron on the electron source side of the secondary electron detecting means. There is disclosed a detecting means for converting reflected electrons having a small cone angle into secondary electrons and detecting them at the source side.

【0006】特開2000−30654では、対物レン
ズよりも電子源側において、対物レンズに違い側に反射
電子を直接検出する反射電子検出器を配置し、それより
も電子源側に反射電子を二次電子に変換する二次電子変
換電極と二次電子変換電極から発生した二次電子を検出
する検出器を配置した例が開示されている。
In Japanese Patent Application Laid-Open No. 2000-30654, a reflected electron detector for directly detecting reflected electrons is disposed on the other side of the objective lens on the electron source side of the objective lens, and two reflected electrons are located on the electron source side. An example is disclosed in which a secondary electron conversion electrode for converting to secondary electrons and a detector for detecting secondary electrons generated from the secondary electron conversion electrode are arranged.

【0007】特開平9−171791号では、対物レン
ズよりも電子源側の光軸に沿って2ヶ所に、二次電子変
換電極と変換電極から発生した信号を検出する検出器を
配置して、これらを組み合わせた検出手段が示されてい
る。
In Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 9-171791, a secondary electron conversion electrode and a detector for detecting a signal generated from the conversion electrode are arranged at two positions along the optical axis on the electron source side of the objective lens. A detection means combining these is shown.

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】上記引例で開示された
従来技術には以下に示すように、各々問題点(課題)が
ある。
The prior arts disclosed in the above references each have problems (problems) as described below.

【0009】US特許5,493,116 に開示された技術は、
ビーム走査手段よりもさらに電子源側に配置された検出
器でコーンアングルの小さい反射電子と試料から発生し
た二次電子(SE信号)を同時に検出する構成である。
この開示技術では、試料に負の電圧(リターディング電
圧)を印加して動作させることを前提としているため、
リターディング電圧を印加しない場合には、二次電子が
加速されず、十分な二次電子検出効率が得られない。し
たがって、リターディング電圧を印加しない場合、本開
示技術で任意の異なる比率で反射電子情報と二次電子情
報とが合成された信号を生成することができない。ま
た、本開示技術では、大きなコーンアングルに含まれる
反射電子の検出を二次電子に変換しないで直接検出する
方式であるため、リターディングを行わない場合の低加
速電圧において反射電子情報を得るにはMCP(マルチ
チャネルプレート)などを使用することが必須であり、
二次電子に変換して検出する方式と比較すると、検出器
自体の寿命が短いなどの問題が避けられない。
The technique disclosed in US Pat. No. 5,493,116 is:
In this configuration, a reflected electron having a small cone angle and a secondary electron (SE signal) generated from the sample are simultaneously detected by a detector arranged further on the electron source side than the beam scanning means.
In this disclosed technique, it is assumed that the sample is operated by applying a negative voltage (retarding voltage) to the sample.
When a retarding voltage is not applied, secondary electrons are not accelerated, and sufficient secondary electron detection efficiency cannot be obtained. Therefore, when the retarding voltage is not applied, it is impossible to generate a signal in which the reflected electron information and the secondary electron information are combined at an arbitrary different ratio in the present disclosure. Further, in the present disclosure, since the detection of reflected electrons included in a large cone angle is directly detected without being converted into secondary electrons, it is necessary to obtain reflected electron information at a low acceleration voltage when retarding is not performed. It is essential to use MCP (multi-channel plate)
Compared to the method of detecting by converting to secondary electrons, problems such as the short life of the detector itself are inevitable.

【0010】PCT/J98/04297に開示された
技術では、リターディング電圧が印加されない状況でも
異なるコーンアングルの反射電子情報と二次電子情報の
検出が可能である。しかし、本開示技術においては、コ
ーンアングルの異なる複数の反射電子信号と二次電子信
号とを異なる任意の比率で合成することについては、何
ら記述されていない。
In the technique disclosed in PCT / J98 / 04297, it is possible to detect reflected electron information and secondary electron information of different cone angles even in a situation where a retarding voltage is not applied. However, in the present disclosure, there is no description about combining a plurality of reflected electron signals with different cone angles and secondary electron signals at different arbitrary ratios.

【0011】PCT/JP97/03385に開示され
た技術においても、本発明で目的とするコーンアングル
の異なる複数の反射電子信号と二次電子信号とを異なる
任意の比率で合成することに対して何ら記述がない。ま
た、本開示技術では、大きなコーンアングルに含まれる
反射電子の検出を二次電子に変換しないで直接検出する
方式であるため、リターディングを行わない場合の低加
速電圧において反射電子情報を得るにはMCP(マルチ
チャネルプレート)などを使用することが必須であり、
二次電子に変換する方式と比較すると、検出器自体の寿
命が短いなどの問題が避けられない。
In the technique disclosed in PCT / JP97 / 03385, the present invention does not deal with combining a plurality of reflected electron signals and secondary electron signals having different cone angles at different arbitrary ratios. There is no description. Further, in the present disclosure, since the detection of reflected electrons included in a large cone angle is directly detected without being converted into secondary electrons, it is necessary to obtain reflected electron information at a low acceleration voltage when retarding is not performed. It is essential to use MCP (multi-channel plate)
Compared to the method of converting to secondary electrons, problems such as a shorter life of the detector itself are inevitable.

【0012】特開平9−171791号の開示技術で
は、リターディングを行わない場合、電子源側に配置し
た検出器でコーンアングルの小さい反射電子情報が検出
され、対物レンズ側に配置した検出器でコーンアングル
の比較的大きな反射電子情報と二次電子情報とが検出で
きる。しかし、対物レンズ側の検出器による反射電子情
報と二次電子情報の検出効率を制御することが考慮され
ていないため、大きなコーンアングルの反射電子情報と
二次電子情報とを任意の比率で検出することができない
ため、本発明の意図する効果を実現することができな
い。
In the technology disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 9-171791, when retarding is not performed, reflected electron information having a small cone angle is detected by a detector arranged on the electron source side, and is detected by a detector arranged on the objective lens side. Relatively large reflected electron information and secondary electron information of the cone angle can be detected. However, since consideration is not given to controlling the detection efficiency of the reflected electron information and the secondary electron information by the detector on the objective lens side, the reflected electron information and the secondary electron information of a large cone angle are detected at an arbitrary ratio. Therefore, the effects intended by the present invention cannot be realized.

【0013】エネルギーの低い二次電子の信号と、エネ
ルギーが高く、しかもコーンアングルの異なる反射電子
の信号による像情報の違いを示す一例(試料:カーボン
の内部に白金粒子が含まれる触媒材料,加速電圧:2k
V)を図13に示す。エネルギーの低い二次電子の信号
(SE信号)には、試料最表面の微細構造が高い空間分
解能で得られる利点がある。一方、コーンアングルの大
きな反射電子(BSE_L信号)には、内部情報や組成
情報に加えて、表面情報も比較的多く含まれている。例
えば、二次電子では強いエッジコントラストのために試
料の微細な構造が消されてしまう場合でも、コーンアン
グルの大きな反射電子信号(BSE_L信号)を使用す
ると、エッジコントラストが抑えられた表面情報が得ら
れる利点がある。また、コーンアングルの小さい反射電
子信号(BSE_H信号)は、試料の表面情報が乏しい
反面、組成情報に敏感(高コントラスト)であり、かつ
低加速電圧では信号情報の空間分解能も比較的高い利点
がある。このように反射電子(BSE_L,BSE_
H)情報と二次電子(SE)情報の特性の違いを最大限
に活用するには、これらの信号をそれぞれ目的に応じて
異なる比率で加算合成することが最適な試料情報を得る
上で非常に有効である。また、反射電子情報を活用する
場合、一次電子ビームのエネルギーが低いほど一次電子
の試料内散乱領域が小さくなるため、空間分解能の高い
反射電子情報が得られる。
An example showing a difference in image information between a signal of a secondary electron having a low energy and a signal of a reflected electron having a high energy and a different cone angle (a sample: a catalyst material containing platinum particles inside carbon; Voltage: 2k
V) is shown in FIG. The secondary electron signal (SE signal) having low energy has an advantage that a fine structure on the outermost surface of the sample can be obtained with high spatial resolution. On the other hand, the backscattered electrons (BSE_L signal) having a large cone angle contain a relatively large amount of surface information in addition to internal information and composition information. For example, even if the fine structure of the sample is erased due to the strong edge contrast with the secondary electrons, the use of the reflected electron signal (BSE_L signal) having a large cone angle can provide surface information with suppressed edge contrast. There are advantages. In addition, the reflected electron signal (BSE_H signal) having a small cone angle has a merit that the surface information of the sample is poor, but it is sensitive to the composition information (high contrast), and the spatial resolution of the signal information is relatively high at a low acceleration voltage. is there. Thus, the reflected electrons (BSE_L, BSE_
H) In order to make the most of the difference between the characteristics of information and secondary electron (SE) information, it is very important to add and combine these signals at different ratios depending on the purpose in order to obtain the optimal sample information. It is effective for Further, when utilizing the backscattered electron information, the lower the energy of the primary electron beam, the smaller the scattering region of the primary electrons in the sample, so that the backscattered electron information with high spatial resolution can be obtained.

【0014】本発明では、上述した従来技術の問題点を
解決して、特に低加速電圧におけるコーンアングルの異
なる反射電子信号(BSE_L信号,BSE_H信号)
と試料から直接発生する二次電子信号(SE信号)とを
任意の比率で加算して、観察目的に応じた最適な試料信
号を生成するとともに、信号電子検出器として長寿命な
シンチレータとホトマルチプライアを組み合わせた検出
方式を使用した装置の提供を目的としている。
In the present invention, the above-mentioned problems of the prior art are solved, and reflected electron signals (BSE_L signal, BSE_H signal) having different cone angles, especially at a low acceleration voltage.
And a secondary electron signal (SE signal) directly generated from the sample are added at an arbitrary ratio to generate an optimal sample signal according to the observation purpose, and a long-life scintillator and photomultiplier are used as a signal electron detector. The purpose of the present invention is to provide an apparatus using a detection method combining priors.

【0015】[0015]

【課題を解決するための手段】上述した目的を達成する
ための手段を図1から図4を用いて説明する。低加速電
圧の一次電子ビーム5の照射により試料から発生した異
なるコーンアングルの反射電子情報(BSE_L,BS
E_H)を検出するために、対物レンズよりも電子源側
の光軸に沿って少なくとも2ヶ所の位置に、反射電子を
二次電子に変換するための二次電子変換用の複数の電極
(電極(1)30と電極(2)32)を配置する。二次
電子の発生効率は二次電子変換電極に衝突する信号電子
のエネルギーが数keV以下で最大になるため、このエ
ネルギー領域の反射電子が電極(1)30および電極
(2)32に衝突したときに、電極から発生する二次電
子の量(反射電子の検出感度に対応)が最大になる。試
料11は対物レンズ10の磁界10aの内部に配置され
るため、図2に示すように、試料から発生した反射電子
24は対物レンズ磁界から強い収束作用を受ける。この
とき対物レンズの球面収差の影響により、試料からの放
出角度(コーンアングル)の異なる反射電子はそれぞれ
光軸上の異なる点に収束するため、二次電子変換用の電
極(1)30および電極(2)32を光軸に沿って異な
る位置に配置することにより、対物レンズに近い電極
(1)ではコーンアングルの大きな反射電子(BSL_
L)が二次電子に変換され、対物レンズから遠い電極
(2)ではコーンアングルの小さい反射電子(BSE_
H)が二次電子に変換される。試料が対物レンズの磁界
中に配置されるインレンズ方式の走査電子顕微鏡では、
対物レンズ10の上磁極部に電極(1)を配置すること
により、この電極(1)でコーンアングルの大きな反射
電子(BSE_L)を二次電子に変換することができ
る。さらに、電極(1)よりも電子源側に直交電磁界領
域23と二次電子検出器(1)13を設けることによ
り、試料から発生した二次電子(SE)、および電極
(1)からBSE_Lの衝突により発生した二次電子が
検出器側に偏向されて高効率に検出される。
Means for achieving the above object will be described with reference to FIGS. 1 to 4. Reflected electron information (BSE_L, BS) of different cone angles generated from the sample by irradiation of the primary electron beam 5 with a low acceleration voltage
In order to detect E_H), a plurality of electrodes (electrodes) for secondary electron conversion for converting reflected electrons into secondary electrons are provided at at least two positions along the optical axis closer to the electron source than the objective lens. (1) 30 and electrodes (2) 32) are arranged. Since the generation efficiency of secondary electrons is maximized when the energy of signal electrons colliding with the secondary electron conversion electrode is several keV or less, reflected electrons in this energy region collide with the electrode (1) 30 and the electrode (2) 32. Sometimes, the amount of secondary electrons generated from the electrode (corresponding to the detection sensitivity of reflected electrons) is maximized. Since the sample 11 is disposed inside the magnetic field 10a of the objective lens 10, as shown in FIG. 2, the reflected electrons 24 generated from the sample are strongly converged by the objective lens magnetic field. At this time, the reflected electrons having different emission angles (cone angles) from the sample converge to different points on the optical axis due to the influence of the spherical aberration of the objective lens. Therefore, the secondary electron conversion electrode (1) 30 and the electrode (2) By arranging 32 at different positions along the optical axis, the backscattered electrons (BSL_) having a large cone angle can be obtained at the electrode (1) close to the objective lens.
L) is converted into secondary electrons, and the reflected electrons (BSE_) having a small cone angle are reflected at the electrode (2) far from the objective lens.
H) is converted to secondary electrons. In an in-lens scanning electron microscope in which the sample is placed in the magnetic field of the objective lens,
By arranging the electrode (1) on the upper magnetic pole of the objective lens 10, the electrode (1) can convert the reflected electrons (BSE_L) having a large cone angle into secondary electrons. Further, by providing the orthogonal electromagnetic field region 23 and the secondary electron detector (1) 13 closer to the electron source than the electrode (1), the secondary electrons (SE) generated from the sample and the BSE_L The secondary electrons generated by the collision are deflected to the detector side and detected with high efficiency.

【0016】検出器(1)に検出される信号を二次電子
(SE)のみにするために、電極(1)30に正の電圧
を印加する。このとき、図3に示すように、電極(1)3
0に反射電子が衝突しても、そこから発生した二次電子
36aは電極(1)の正電圧に引き戻されて検出器
(1)にされない。一方、試料から直接発生した二次電
子12は電極(1)の正電圧に引き上げられた後、直交
電磁界発生手段23により検出器(1)側に偏向される
ため、検出器(1)に高効率で検出される。
A positive voltage is applied to the electrode (1) 30 so that the signal detected by the detector (1) is only secondary electrons (SE). At this time, as shown in FIG.
Even if the reflected electrons collide with 0, the secondary electrons 36a generated therefrom are returned to the positive voltage of the electrode (1) and are not sent to the detector (1). On the other hand, the secondary electrons 12 directly generated from the sample are raised to the positive voltage of the electrode (1) and then deflected to the detector (1) by the orthogonal electromagnetic field generating means 23. Detected with high efficiency.

【0017】検出器(1)の検出信号における反射電子
(BSE_L)信号の割合を多くするために、電極
(1)に負の電圧を印加する。この場合、図4に示すよ
うに、電極(1)の印加電圧よりも低いエネルギーの二
次電子12bは電極(1)を通過できず、電極(1)の
電圧よりも高いエネルギーを有する二次電子12aのみ
が検出器(1)に検出されるため、検出器(1)で検出
される二次電子(SE)信号の量は低下する。一方、反
射電子(BSE_L)の衝突で電極(1)30から発生
した二次電子36aは電極(1)の負電圧で加速され、
その後、直交電磁界発生手段23により検出器側に偏向
されて検出される。よって、検出器(1)に検出される
信号は、 Ka×(SE)+Kb×(BSE_L) 式(1) となる。ここで、Kaは電極(1)の負電圧を制御する
ことにより1以下の任意の値にすることができる。ま
た、kbは、電極(1)に正の電圧を印加すればKb=
0となり、電極(1)に負の電圧を印加すればKb=1
となる。
In order to increase the ratio of the backscattered electron (BSE_L) signal in the detection signal of the detector (1), a negative voltage is applied to the electrode (1). In this case, as shown in FIG. 4, the secondary electrons 12b having an energy lower than the voltage applied to the electrode (1) cannot pass through the electrode (1), and the secondary electrons 12b having an energy higher than the voltage of the electrode (1). Since only the electron 12a is detected by the detector (1), the amount of the secondary electron (SE) signal detected by the detector (1) decreases. On the other hand, the secondary electrons 36a generated from the electrode (1) 30 due to the collision of the reflected electrons (BSE_L) are accelerated by the negative voltage of the electrode (1),
Thereafter, the light is deflected to the detector side by the orthogonal electromagnetic field generation means 23 and detected. Therefore, the signal detected by the detector (1) is expressed as Ka × (SE) + Kb × (BSE_L) Expression (1). Here, Ka can be set to an arbitrary value of 1 or less by controlling the negative voltage of the electrode (1). Further, kb can be calculated by applying a positive voltage to the electrode (1).
0, and Kb = 1 if a negative voltage is applied to the electrode (1).
Becomes

【0018】図1に示す電極(2)32は、偏向コイル
よりも電子源側に配置される。よって、一次電子ビーム
5の試料上における走査領域を遮ることなく、コーンア
ングルの小さい反射電子(BSE_H)を二次電子に変
換することができる。電極(2)で発生した二次電子36
bは、検出器(2)に検出され、その信号はBSE_H
の情報をもたらす。したがって、検出器(1)13と検
出器(2)34の検出信号をそれぞれ異なる比率(Ks
e1,Kse2)で加算すると、その合成された信号
は、 Kse1×(Ka×(SE)+Kb×(BSE_L))+Kse2×(BSE_H) =(Kse1・Ka)×(SE)+(Kse1・Kb)×(BSE_L) +Kse2×(BSE_H) 式(2) となる。上記式において、Kse1,Kse2は検出器
(1)および検出器(2)のホトマルチプライアの印加電
圧の制御により、その値を任意に設定することができ
る。Kaの値は電極(1)に任意の負電圧を印加するこ
とにより、1以下の任意の値とすることができる。さら
に、電圧制御電源31により電極(1)30の電圧を正
および負の値に切り替えて印加することにより、Kbの
値を0または1の値とすることができる。このように、
二次電子12の検出量を制御する電極(1)の印加電圧
と検出器(1)および検出器(2)のホトマルチプライ
アの電圧を独立に設定することにより、SE情報,BS
E_L情報,BSE_H情報がそれぞれ任意の比率で加
算合成される。また、本構成では、試料にリターディン
グ電圧(負電圧)を印加しない状況において、上記信号
の関係を保つことが可能である。
The electrode (2) 32 shown in FIG. 1 is arranged closer to the electron source than the deflection coil. Therefore, reflected electrons (BSE_H) having a small cone angle can be converted into secondary electrons without blocking the scanning region of the primary electron beam 5 on the sample. Secondary electrons 36 generated at electrode (2)
b is detected by the detector (2), and its signal is BSE_H
Bring the information. Therefore, the detection signals of the detector (1) 13 and the detector (2) 34 are different from each other (Ks
e1, Kse2), the combined signal is Kse1 × (Ka × (SE) + Kb × (BSE_L)) + Kse2 × (BSE_H) = (Kse1 · Ka) × (SE) + (Kse1 · Kb) × (BSE_L) + Kse2 × (BSE_H) Equation (2) In the above equation, Kse1 and Kse2 are detectors.
By controlling the applied voltage of the photomultiplier of (1) and the detector (2), the value can be arbitrarily set. The value of Ka can be set to an arbitrary value of 1 or less by applying an arbitrary negative voltage to the electrode (1). Further, by switching the voltage of the electrode (1) 30 between positive and negative values by the voltage control power supply 31 and applying the voltage, the value of Kb can be set to 0 or 1. in this way,
By independently setting the applied voltage of the electrode (1) for controlling the detection amount of the secondary electrons 12 and the voltage of the photomultiplier of the detector (1) and the detector (2), SE information, BS
E_L information and BSE_H information are added and synthesized at an arbitrary ratio. Further, in the present configuration, it is possible to maintain the above signal relationship in a situation where a retarding voltage (negative voltage) is not applied to the sample.

【0019】次に、SE情報,BSE_L情報,BSE
_H情報のそれぞれの比率を変えた合成信号を操作性良
く設定するための本発明の特徴的手段を図5から図11
を用いて説明する。本発明では、2ヶ所の信号検出器の
ホトマルチプライア印加電圧(信号増幅の利得に対応)
に対して、次のような制御手段を設けている。すなわ
ち、2ヶ所の信号検出器のホトマルチプライアの電圧を
それぞれVH1,VH2とするとき、第1の制御手段と
して (VH1)×(VH1)+(VH2)×(VH2)=(一定) 式(3) の関係を満たすようにVH1とVH2を制御するモード
である。このモードでVH1とVH2を制御することに
より、図5に示すVH1とVH2の動作点Aが円弧B上
を移動し、Kse1とKse2の比率を滑らかに変化さ
せることができる。また、第2の制御手段は、図6に示
すように、 HV1/VH2=(一定) 式(4) の関係を満たすようにVH1とVH2を制御するモード
である。この制御手段により、Kse1とKse2の比
率を概ね一定に保った状態で、合成信号のレベルを変化
させることができる。このとき動作点Aは図6の直線B
上を移動する。なお、第1の制御モードは、式(3)の
代わりに、図7に示すように (VH1)+(VH2)=(一定) 式(5) の制御法をとることもできる。さらに本発明では、上述
したホトマルチプライア電圧の電圧条件を直接制御する
制御手段の代わりに、信号レベルに対応させたKse1
とKse2の制御方法を取ることもできる。すなわち、
図8に示す信号検出器の信号強度とホトマルチプライア
の印加電圧の相対的な関係を予め制御テーブルや近似式
の形式で記憶させておき、この関係に基づいてホトマル
チプライアの電圧を制御する方法である(図9から図1
1参照)。この方法により、各検出器の信号強度(SH
1,SH2)に対して、 (SH1)×(SH1)+(SH2)×(SH2)=(一定) 式(5) または、 SH1+SH2=(一定) 式(6) とする第1の制御モードと、 SH1/SH2=(一定) 式(7) とする第2の制御モードとが可能になる。
Next, SE information, BSE_L information, BSE
FIGS. 5 to 11 show the characteristic means of the present invention for setting a composite signal with different _H information ratios with good operability.
This will be described with reference to FIG. In the present invention, the voltage applied to the photomultiplier of two signal detectors (corresponding to the gain of signal amplification)
, The following control means is provided. That is, when the voltages of the photomultipliers of the two signal detectors are VH1 and VH2, respectively, (VH1) × (VH1) + (VH2) × (VH2) = (constant) This is a mode in which VH1 and VH2 are controlled so as to satisfy the relationship of 3). By controlling VH1 and VH2 in this mode, the operating point A of VH1 and VH2 shown in FIG. 5 moves on the arc B, and the ratio between Kse1 and Kse2 can be changed smoothly. As shown in FIG. 6, the second control means is a mode for controlling VH1 and VH2 such that HV1 / VH2 = (constant) Equation (4) is satisfied. With this control means, the level of the composite signal can be changed while the ratio between Kse1 and Kse2 is kept substantially constant. At this time, the operating point A is a straight line B in FIG.
Move up. In the first control mode, (VH1) + (VH2) = (constant) The control method of Expression (5) can be used instead of Expression (3), as shown in FIG. Further, in the present invention, instead of the above-mentioned control means for directly controlling the voltage condition of the photomultiplier voltage, Kse1 corresponding to the signal level is used.
And Kse2. That is,
The relative relationship between the signal intensity of the signal detector shown in FIG. 8 and the applied voltage of the photomultiplier is stored in advance in the form of a control table or an approximate expression, and the voltage of the photomultiplier is controlled based on this relationship. The method (FIGS. 9 to 1)
1). By this method, the signal strength (SH
(1, SH2), (SH1) × (SH1) + (SH2) × (SH2) = (constant) Equation (5) or SH1 + SH2 = (constant) Equation (6) , SH1 / SH2 = (constant) The second control mode expressed by the following equation (7) becomes possible.

【0020】この方法によれば、最終信号レベルを一定
に保った状態を維持してKse1とKse2の比率を変
化させる操作と、Kse1とKse2の比率を一定に保
った状態を維持して合成信号レベルを変化させる操作を
独立に行うことができる。
According to this method, the operation of changing the ratio between Kse1 and Kse2 while maintaining the state where the final signal level is kept constant, and the operation of maintaining the state where the ratio between Kse1 and Kse2 is kept constant, and The operation of changing the level can be performed independently.

【0021】[0021]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を説明
する。図1は本発明の実施例の概略図である。電子源1
内の陰極2と第一陽極3との間には、高圧制御電源14
により引き出し電圧が印加され、陰極2から一次電子ビ
ーム5が放出される。この一次電子ビーム5は、高圧制
御電源14により、陰極2と第二陽極4との間に印加さ
れた電圧で加速されて、後段のレンズ系に進行する。一
次電子ビーム5は、その後、C1レンズ制御電源15に
よってクロスオーバー位置を制御される第一の収束レン
ズ6(C1レンズ)にて収束され、対物レンズ絞り7を
通過することにより、ビームの不要な領域が除去され
る。対物レンズ絞り7を通過した一次電子ビーム5は、
C2レンズ制御電源16によってクロスオーバー位置を
制御される第二の収束レンズ8(C2レンズ)にて収束
された後、対物レンズ10によって試料11上に収束さ
れる。対物レンズ10は対物レンズ制御電源19によっ
て、一次電子ビーム5が試料上に焦点を結ぶよう制御さ
れる。C2レンズ8と対物レンズ10との間には、二段
の偏向器9(9a,9b)が配置されており、走査電源
17によって、一次電子ビーム5は試料11上を二次元
的に走査される。
Embodiments of the present invention will be described below. FIG. 1 is a schematic diagram of an embodiment of the present invention. Electron source 1
A high-voltage control power supply 14
As a result, the extraction voltage is applied, and the primary electron beam 5 is emitted from the cathode 2. This primary electron beam 5 is accelerated by the high-voltage control power supply 14 by the voltage applied between the cathode 2 and the second anode 4, and proceeds to the subsequent lens system. After that, the primary electron beam 5 is converged by a first converging lens 6 (C1 lens) whose crossover position is controlled by a C1 lens control power supply 15 and passes through an objective lens aperture 7 to make unnecessary beams. The area is removed. The primary electron beam 5 that has passed through the objective lens aperture 7 is
After being converged by the second converging lens 8 (C2 lens) whose crossover position is controlled by the C2 lens control power supply 16, it is converged on the sample 11 by the objective lens 10. The objective lens 10 is controlled by an objective lens control power supply 19 so that the primary electron beam 5 is focused on the sample. A two-stage deflector 9 (9a, 9b) is arranged between the C2 lens 8 and the objective lens 10, and the primary electron beam 5 is two-dimensionally scanned on the sample 11 by the scanning power supply 17. You.

【0022】試料11から発生するエネルギーの低い二
次電子12は、対物レンズ10の磁界により電子源側に
引き上げられ、対物レンズ上部に配置した直交電磁界発
生器23で二次電子検出器側に偏向される。直交電磁界
発生器23では、光軸と電界,磁界とが互いに直交する
場が作られており、その強さは、一次電子ビーム5に対
しては偏向作用を与えずに、一次電子ビームよりもエネ
ルギーの小さい信号電子に対しては、信号電子を検出器
(1)13の方向に偏向するようにCPU20により制
御されている。検出器(1)13は、表面に約10kV
の高電圧が印加されたシンチレータとシンチレータの発
光を電気信号に変換するホトマルチプライアから構成さ
れる。検出器(1)13のホトマルチプライアの電圧は
ホトマル制御電源18により制御される。
The secondary electrons 12 of low energy generated from the sample 11 are lifted to the electron source side by the magnetic field of the objective lens 10 and are sent to the secondary electron detector side by the orthogonal electromagnetic field generator 23 arranged above the objective lens. Be deflected. In the orthogonal electromagnetic field generator 23, a field in which the optical axis and the electric and magnetic fields are orthogonal to each other is created, and the intensity thereof is higher than that of the primary electron beam 5 without giving a deflecting effect to the primary electron beam 5. The CPU 20 is controlled to deflect the signal electrons in the direction of the detector (1) 13 for the signal electrons having low energy. The detector (1) 13 has about 10 kV
And a photomultiplier that converts the light emitted from the scintillator into an electric signal. The photomultiplier voltage of the detector (1) 13 is controlled by a photomultiplier control power supply 18.

【0023】偏向器9a,9bより電子源側には、軸対
称な電極(2)32が配置されており、電極(2)にコ
ーンアングルの小さい反射電子(BSE_H)24bが
衝突すると二次電子36bが発生する。この二次電子を
検出できる位置には検出器(2)34が配置される。検
出器(2)も検出器(1)と同様に表面に約10kVの
高電圧が印加されたシンチレータとシンチレータの発光
を電気信号に変換するホトマルチプライアから構成され
る。検出器(2)34のホトマルチプライアの電圧はホ
トマル制御電源35により制御される。
An axially symmetric electrode (2) 32 is disposed closer to the electron source than the deflectors 9a and 9b, and when a reflected electron (BSE_H) 24b having a small cone angle collides with the electrode (2), a secondary electron is emitted. 36b occurs. A detector (2) 34 is arranged at a position where the secondary electrons can be detected. Similarly to the detector (1), the detector (2) is composed of a scintillator having a surface applied with a high voltage of about 10 kV and a photomultiplier for converting the light emitted from the scintillator into an electric signal. The photomultiplier voltage of the detector (2) 34 is controlled by a photomultiplier control power supply 35.

【0024】検出器(1)13と検出器(2)34の信
号出力は、信号加算器38で加算された後にCPU20
に読み込まれ、画像メモリ22に取り込まれると同時に
像表示手段21に試料像として表示される。
The signal outputs of the detector (1) 13 and the detector (2) 34 are added by a signal adder 38 and then added to the CPU 20.
Is read into the image memory 22 and simultaneously displayed on the image display means 21 as a sample image.

【0025】対物レンズ10と直交電磁界発生手段23
の間には、軸対称な電極(1)30が配置され、制御電
源31により正電圧、および負の可変電圧が印加され
る。電極(1)30に正電圧が印加されると、試料11
から直接発生した二次電子12は電極(1)の電圧に引
き上げられた後、直交電磁界発生手段23により検出器
(1)13側に偏向されて検出される。一方、試料から
発生する反射電子のうち、コーンアングルの大きな成分
(BSE_L)24aは、電極(1)30に衝突して電
極(1)からBSE_Lの情報を有する二次電子36a
を発生させるが、電極(1)に印加された正の電圧によ
り、引き戻されて検出器(1)には検出されない(図3
参照)。オペレータの操作により、電極(1)30に負
の電圧が印加されると、試料から発生した二次電子の一
部12b(図4参照)は電極(1)30の負電圧により
電極(1)を通過できないため検出されないが、BSE
_Lの信号24aは電極(1)で二次電子36aに変換
された後、電極(1)30の負電圧で加速され、直交電
磁界発生手段23により偏向されて検出器(1)13に
検出される。この結果、検出器(1)の信号出力SH1
は、 SH1=Kse1×(Ka×(SE)+Kb×(BSE
_L)) の如く制御される。ここで、Ka,Kbは電極(1)の
印加電圧で制御され、Kse1は検出器(1)のホトマ
ル電圧(VH1)で制御される。
The objective lens 10 and the orthogonal electromagnetic field generating means 23
Between them, an axially symmetric electrode (1) 30 is disposed, and a control power supply 31 applies a positive voltage and a negative variable voltage. When a positive voltage is applied to the electrode (1) 30, the sample 11
The secondary electrons 12 directly generated from are raised to the voltage of the electrode (1) and then deflected by the orthogonal electromagnetic field generation means 23 to the detector (1) 13 side to be detected. On the other hand, of the reflected electrons generated from the sample, a component (BSE_L) 24a having a large cone angle collides with the electrode (1) 30 and secondary electrons 36a having information of BSE_L from the electrode (1).
, But is pulled back by the positive voltage applied to the electrode (1) and is not detected by the detector (1) (FIG. 3).
reference). When a negative voltage is applied to the electrode (1) 30 by an operation of the operator, a part 12b (see FIG. 4) of the secondary electrons generated from the sample is changed by the negative voltage of the electrode (1) 30. Is not detected because it cannot pass through
The _L signal 24a is converted into secondary electrons 36a by the electrode (1), accelerated by the negative voltage of the electrode (1) 30, deflected by the orthogonal electromagnetic field generating means 23, and detected by the detector (1) 13. Is done. As a result, the signal output SH1 of the detector (1)
SH1 = Kse1 × (Ka × (SE) + Kb × (BSE
_L)). Here, Ka and Kb are controlled by the voltage applied to the electrode (1), and Kse1 is controlled by the photovoltage (VH1) of the detector (1).

【0026】一方、試料11から発生するコーンアング
ルの小さい反射電子(BSE_H)24bは、対物レン
ズ10で収束された後、直交電磁界発生手段23を通過
して電極(2)32に衝突し、電極(2)からBSE_
Hの情報を有する二次電子36bを発生させる。この二
次電子36bは、検出器(2)34で検出されるため、
検出器(2)34の信号出力SH2は、 SH2=Kse2×(BSE_H) の如く制御される。ここで、Kse2は検出器(2)の
ホトマル電圧(VH2)で制御される。これらSH1,
SH2の信号は、信号加算手段38で加算されて、CP
U20に読み込まれる。よって、CPU20に読み込ま
れる信号は、 SH1+SH2=(Kse1×Ka)×(SE)+(K
se1×Kb)×(BSE_L)+Kse2×(BSE
_H) の如く制御される。
On the other hand, the reflected electrons (BSE_H) 24b generated from the sample 11 and having a small cone angle are converged by the objective lens 10 and then pass through the orthogonal electromagnetic field generating means 23 and collide with the electrode (2) 32. BSE_ from electrode (2)
The secondary electrons 36b having H information are generated. Since the secondary electrons 36b are detected by the detector (2) 34,
The signal output SH2 of the detector (2) 34 is controlled as follows: SH2 = Kse2 × (BSE_H). Here, Kse2 is controlled by the photovoltage (VH2) of the detector (2). These SH1,
The signal of SH2 is added by the signal adding means 38, and CP
Read by U20. Therefore, the signal read by the CPU 20 is SH1 + SH2 = (Kse1 × Ka) × (SE) + (K
se1 × Kb) × (BSE_L) + Kse2 × (BSE
_H).

【0027】本実施例では、検出器(1)と検出器
(2)のホトマル電圧(VH1,VH2)がそれぞれ独立
に制御されるように構成されており、その制御モードと
しては、全体の信号レベルをあまり変化させないで、K
se1とKse2の比率のみを変化させる目的の第1の
制御モードと、Kse1とKse2の比率を一定に保っ
た状態で加算信号全体のレベルを変化させる目的の第2
の制御モードとが選択して操作できる。
In the present embodiment, the photovoltaic voltages (VH1, VH2) of the detector (1) and the detector (2) are controlled independently of each other. Do not change the level much,
A first control mode for changing only the ratio of se1 and Kse2, and a second control mode for changing the level of the entire addition signal while keeping the ratio of Kse1 and Kse2 constant.
The control mode can be selected and operated.

【0028】第1の制御モードの実施例としては、以下
の4通りの方法が可能である。 (1)(VH1)×(VH1)+(VH2)×(VH
2)=(一定)の条件を満たす制御 (2)(VH1)+(VH2)=(一定)の条件を満た
す制御 (3)(SH1)×(SH1)+(SH2)×(SH
2)=(一定)の条件を満たす制御 (4)(SH1)+(SH2)=(一定)の条件を満た
す制御 なお、上記実施例の内、(3)と(4)の例に対して
は、制御CPU20の内部記憶装置に、予め、ホトマル
電圧(VH1,VH2)と信号出力(SH1,SH2)
の関係(相対関係)が数値テーブル、あるいは近似関数
として記憶されている。
As embodiments of the first control mode, the following four methods are possible. (1) (VH1) × (VH1) + (VH2) × (VH
2) = Control that satisfies the condition of (constant) (2) (VH1) + (VH2) = Control that satisfies the condition of (constant) (3) (SH1) × (SH1) + (SH2) × (SH
2) Control that satisfies the condition of (constant) (4) Control that satisfies the condition of (SH1) + (SH2) = (constant) Note that, of the above-described embodiments, examples (3) and (4) Are stored in advance in the internal storage device of the control CPU 20 with the photovoltages (VH1, VH2) and the signal outputs (SH1, SH2).
Is stored as a numerical table or an approximate function.

【0029】第2の制御モードの実施例としては、以下
の2通りの方法が可能である。 (1)(VH1)/(VH1)=(一定)の条件を満た
す制御 (2)(SH1)/(SH2)=(一定)の条件を満た
す制御 図12は、軸対称電極(3)33を直交電磁界発生手段
23と偏向器との間にも配置した例である。この場合、
電極(1)30および電極(2)32のいずれにも衝突
しない反射電子成分を電極(3)33で二次電子36c
に変換するのが目的であり、この構成例では、検出ロス
を抑えた反射電子の検出が可能になる。
As embodiments of the second control mode, the following two methods are possible. (1) Control satisfying the condition of (VH1) / (VH1) = (constant) (2) Control satisfying the condition of (SH1) / (SH2) = (constant) FIG. This is an example in which it is also arranged between the orthogonal electromagnetic field generating means 23 and the deflector. in this case,
A reflected electron component that does not collide with either the electrode (1) 30 or the electrode (2) 32 is converted by the electrode (3) 33 into secondary electrons 36c.
In this configuration example, it is possible to detect the reflected electrons while suppressing the detection loss.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の実施例の概略図で、インレンズタイプ
の走査電子顕微鏡に適用した場合。
FIG. 1 is a schematic view of an embodiment of the present invention when applied to an in-lens type scanning electron microscope.

【図2】試料からの発生角度が異なる反射電子の軌道の
概略図。
FIG. 2 is a schematic diagram of a trajectory of a backscattered electron having different angles generated from a sample.

【図3】反射電子(BSL_L)を抑制し、二次電子
(SE)のみを検出する検出制御手段の概略図。
FIG. 3 is a schematic diagram of detection control means for suppressing backscattered electrons (BSL_L) and detecting only secondary electrons (SE).

【図4】二次電子(SE)を抑制し、反射電子(BSL
_L)のみもしくは任意の割合で検出する検出制御手段
の概略図。
FIG. 4 suppresses secondary electrons (SE) and reflects reflected electrons (BSL).
_L) is a schematic diagram of detection control means for detecting only or at an arbitrary ratio.

【図5】2つの検出器の信号比率を、ホトマルチプライ
ア電圧(VH1,VH2)によって制御する制御手段の
概略図で、ホトマルチプライア電圧の関係を、(VH1)
×(VH1)+(VH2)×(VH2)=(一定)とし
た場合。
FIG. 5 is a schematic diagram of control means for controlling a signal ratio of two detectors by photomultiplier voltages (VH1, VH2), and shows a relationship between photomultiplier voltages by (VH1).
× (VH1) + (VH2) × (VH2) = (constant).

【図6】2つの検出器の信号比率を、ホトマルチプライ
ア電圧(VH1,VH2)によって制御する制御手段の
概略図で、ホトマルチプライア電圧の関係を、(VH1)
/(VH2)=(一定)とした場合。
FIG. 6 is a schematic diagram of control means for controlling a signal ratio of two detectors by photomultiplier voltages (VH1, VH2), and shows a relationship between photomultiplier voltages (VH1);
/ (VH2) = (constant).

【図7】2つの検出器の信号比率を、ホトマルチプライ
ア電圧(VH1,VH2)によって制御する制御手段の
概略図で、ホトマルチプライア電圧の関係を、(VH1)
+(VH2)=(一定)とした場合。
FIG. 7 is a schematic diagram of control means for controlling a signal ratio of two detectors by photomultiplier voltages (VH1, VH2), and shows a relationship between photomultiplier voltages (VH1);
+ (VH2) = (constant).

【図8】検出器のホトマルチプライア電圧(VH1,V
H2)と検出器の検出強度(SH1,SH2)の関係の
概略図。
FIG. 8 shows a photomultiplier voltage (VH1, VH) of the detector.
H2) and a schematic diagram of a relationship between detection intensities (SH1, SH2) of the detector.

【図9】2つの検出器の信号比率を、検出強度(SH
1,SH2)によって制御する制御手段の概略図で、検
出強度の関係を、(SH1)×(SH1)+(SH2)
×(SH2)=(一定)とした場合。
FIG. 9 shows the signal ratio of the two detectors as the detection intensity (SH
1, SH2), and shows the relationship between the detected intensities as (SH1) × (SH1) + (SH2).
× (SH2) = (constant).

【図10】2つの検出器の信号比率を、検出強度(SH
1,SH2)によって制御する制御手段の概略図で、検
出強度の関係を、(SH1)/(SH2)=(一定)と
した場合。
FIG. 10 shows the signal ratio of the two detectors as the detection intensity (SH
1, SH2), where the relationship between the detected intensities is (SH1) / (SH2) = (constant).

【図11】2つの検出器の信号比率を、検出強度(SH
1,SH2)によって制御する制御手段の概略図で、検
出強度の関係を、(SH1)+(SH2)=(一定)と
した場合。
FIG. 11 shows the signal ratio of the two detectors as the detection intensity (SH
1, SH2), where the relationship between the detected intensities is (SH1) + (SH2) = (constant).

【図12】図1の例に軸対象電極を追加した場合。FIG. 12 is a case where an axis symmetric electrode is added to the example of FIG. 1;

【図13】カーボンの内部に白金粒子が含まれる触媒を
試料とした、加速電圧2kVでの観察像で、検出信号に
よる試料情報の違いをあらわしたもの。
FIG. 13 is an observation image at an accelerating voltage of 2 kV using a catalyst containing platinum particles inside carbon as a sample, showing differences in sample information depending on detection signals.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…電子源、2…陰極、3…第一陽極、4…第二陽極、
5…一次電子ビーム、6…C1レンズ、7…対物レンズ
絞り、8…C2レンズ、9a,9b…偏向コイル、10
…対物レンズ、10a…対物レンズ磁界、11…試料、
12…二次電子、13…検出器(1)、14…高電圧制
御電源、15…C1レンズ制御電源、16…C2レンズ
制御電源、17…走査電源、18…ホトマル電圧制御電
源(1)、19…対物レンズ制御電源、20…CPU、2
1…像表示装置、22…画像メモリ、23…直交電磁界
発生器、24…反射電子(a…BSE_L,b…BSE
_H)、30…軸対称電極(1)、31…電極電圧制御
電源、32…電極(2)、34…検出器(2)、35…
ホトマル電圧制御電源(2)、36…反射電子の衝突に
より発生した二次電子(a,b,c…それぞれコーンア
ングルの異なる反射電子の衝突により発生した二次電
子)、38…信号加算器。
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Electron source, 2 ... Cathode, 3 ... First anode, 4 ... Second anode,
5: primary electron beam, 6: C1 lens, 7: objective lens aperture, 8: C2 lens, 9a, 9b: deflection coil, 10
... Objective lens, 10a ... Objective lens magnetic field, 11 ... Sample,
12 ... secondary electrons, 13 ... detector (1), 14 ... high voltage control power supply, 15 ... C1 lens control power supply, 16 ... C2 lens control power supply, 17 ... scanning power supply, 18 ... photo voltage control power supply (1), 19: Objective lens control power supply, 20: CPU, 2
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Image display apparatus, 22 ... Image memory, 23 ... Orthogonal electromagnetic field generator, 24 ... Backscattered electrons (a ... BSE_L, b ... BSE)
_H), 30: axially symmetric electrode (1), 31: electrode voltage control power supply, 32: electrode (2), 34: detector (2), 35 ...
Photovoltaic voltage control power supply (2), 36 ... Secondary electrons generated by collision of reflected electrons (a, b, c ... Secondary electrons generated by collision of reflected electrons having different cone angles), 38 ... Signal adder.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 戸所 秀男 茨城県ひたちなか市大字市毛882番地 株 式会社日立製作所計測器グループ内 (72)発明者 江角 真 茨城県ひたちなか市大字市毛882番地 株 式会社日立製作所計測器グループ内 Fターム(参考) 2G001 AA03 BA07 BA14 CA03 DA01 GA01 GA06 GA09 GA10 GA13 HA01 HA12 HA13 JA03 JA13 5C033 NN01 NN02 NP01 NP04 NP06 UU02 UU04 UU05  ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing on the front page (72) Inventor Hideo Todokoro 882-mo, Oji-shi, Hitachinaka-shi, Ibaraki Pref. Within the Measuring Instruments Group of Hitachi, Ltd. F-term in the Hitachi Measuring Instruments Group (reference) 2G001 AA03 BA07 BA14 CA03 DA01 GA01 GA06 GA09 GA10 GA13 HA01 HA12 HA13 JA03 JA13 5C033 NN01 NN02 NP01 NP04 NP06 UU02 UU04 UU05

Claims (15)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】電子源から放出された一次電子ビームを対
物レンズで細く絞るビーム収束手段と、該一次電子を試
料上で走査するビーム走査手段と、該ビーム走査によっ
て試料から発生する二次信号により試料の拡大像を表示
する像表示手段を有し、対物レンズよりも電子源側に、
試料から発生する二次信号の内、エネルギーが高く、か
つ、試料からの放出角度の範囲が互いに異なる信号電子
(BSE_L,BSE_H)をそれぞれ別々にエネルギ
ーの低い信号電子に変換する複数の信号変換手段と、試
料から直接発生するエネルギーの低い二次信号電子(S
E)と前記複数の信号変換手段で変換された信号電子と
を検出する複数の信号検出手段と、該信号検出手段で検
出される信号電子の内、試料から直接発生したエネルギ
ーの低い信号電子(SE)の検出量を制御する信号制御
手段と、該複数の信号検出手段の信号を加算する信号加
算手段とを具備する電子線装置において、該信号加算手
段は各々の加算信号の信号レベルをそれぞれ独立に設定
する加算比制御手段を具備し、該加算比制御手段と該信
号制御手段との組み合わせ動作により、試料から発生す
る低エネルギーの二次信号(SE)と試料からの放出角
度の異なる高エネルギーの二次信号(BSE_L,BS
E_H)とがそれぞれ異なる可変の比率(K1,K2,
K3)で加算された試料信号: K1×SE+K2×BSE_L+K3×BSE_H を生成することを特徴とする電子線装置。
1. A beam converging means for narrowing down a primary electron beam emitted from an electron source with an objective lens, a beam scanning means for scanning the primary electrons on a sample, and a secondary signal generated from the sample by the beam scanning. Has an image display means for displaying an enlarged image of the sample, the electron source side than the objective lens,
A plurality of signal conversion means for separately converting signal electrons (BSE_L, BSE_H) having high energy and different emission angle ranges from the sample from the secondary signals generated from the sample into signal electrons having low energy, respectively. And secondary signal electrons (S
E) and a plurality of signal detection means for detecting the signal electrons converted by the plurality of signal conversion means, and, among the signal electrons detected by the signal detection means, signal electrons having low energy directly generated from the sample ( SE), comprising: a signal control means for controlling the detection amount of SE); and a signal addition means for adding the signals of the plurality of signal detection means, wherein the signal addition means adjusts the signal level of each addition signal. An addition ratio control means which is set independently is provided, and a combined operation of the addition ratio control means and the signal control means causes a low-energy secondary signal (SE) generated from the sample and a high energy having a different emission angle from the sample. Energy secondary signal (BSE_L, BS
E_H) and variable ratios (K1, K2,
An electron beam apparatus for generating a sample signal added in K3): K1 × SE + K2 × BSE_L + K3 × BSE_H.
【請求項2】請求項1に記載の電子線装置において、 試料から直接発生した低エネルギー二次信号電子は、前
記複数の信号検出手段の内、対物レンズに最も近接した
検出手段で検出するように構成したことを特徴とする電
子線装置。
2. The electron beam apparatus according to claim 1, wherein the low-energy secondary signal electrons directly generated from the sample are detected by a detection means closest to an objective lens among the plurality of signal detection means. An electron beam apparatus characterized in that:
【請求項3】請求項1または2に記載の電子線装置にお
いて、 前記複数の信号変換手段は、前記ビーム走査手段を挟ん
で、それよりも電子線側と対物レンズ側とに配置される
ことを特徴とする電子線装置。
3. The electron beam apparatus according to claim 1, wherein the plurality of signal conversion units are disposed on the electron beam side and the objective lens side with respect to the beam scanning unit. An electron beam apparatus characterized by the above-mentioned.
【請求項4】請求項1または2に記載の電子線装置にお
いて、 前記ビーム走査手段と対物レンズ磁界との間に電界と磁
界とが互いに直交して形成される直交電磁界発生手段を
具備し、前記複数の信号変換手段は、該直交電磁界発生
手段よりも対物レンズ側と前記ビーム走査手段よりも電
子源側に配置されることを特徴とする電子線装置。
4. An electron beam apparatus according to claim 1, further comprising: an orthogonal electromagnetic field generating means in which an electric field and a magnetic field are formed orthogonal to each other between said beam scanning means and an objective lens magnetic field. An electron beam apparatus, wherein the plurality of signal conversion means are arranged closer to the objective lens than the orthogonal electromagnetic field generating means and closer to the electron source than the beam scanning means.
【請求項5】請求項1または2に記載の電子線装置にお
いて、 前記ビーム走査手段と対物レンズ磁界との間に電界と磁
界とが互いに直交して形成される直交電磁界発生手段を
具備し、前記複数の信号変換手段は、該直交電磁界発生
手段と前記走査手段との間、および前記ビーム走査手段
よりも電子源側に配置されることを特徴とする電子線装
置。
5. The electron beam apparatus according to claim 1, further comprising: an orthogonal electromagnetic field generating means in which an electric field and a magnetic field are formed orthogonal to each other between said beam scanning means and an objective lens magnetic field. An electron beam apparatus, wherein the plurality of signal conversion units are arranged between the orthogonal electromagnetic field generation unit and the scanning unit, and closer to the electron source than the beam scanning unit.
【請求項6】請求項1または2に記載の電子線装置にお
いて、 前記ビーム走査手段と対物レンズ磁界との間に電界と磁
界とが互いに直交して形成される直交電磁界発生手段を
具備し、前記複数の信号変換手段は、該直交電磁界発生
手段と前記走査手段との間、および該直交電磁界発生手
段と該対物レンズ磁界との間、および前記ビーム走査手
段よりも電子源側に配置されることを特徴とする電子線
装置。
6. An electron beam apparatus according to claim 1, further comprising: an orthogonal electromagnetic field generating means in which an electric field and a magnetic field are formed orthogonal to each other between said beam scanning means and an objective lens magnetic field. The plurality of signal converting means are disposed between the orthogonal electromagnetic field generating means and the scanning means, between the orthogonal electromagnetic field generating means and the objective lens magnetic field, and closer to the electron source than the beam scanning means. An electron beam device characterized by being arranged.
【請求項7】請求項1から6のいずれかに記載の電子線
装置において、 前記対物レンズと前記対物レンズに最も近接した二次信
号検出手段との間に光軸を取り囲む軸対称な電極と、該
電極に正および負の電圧を印加する電圧印加手段とを具
備し、該電圧印加手段の制御により低エネルギー二次信
号の検出量を制御することを特徴とする電子線装置。
7. An electron beam apparatus according to claim 1, wherein an axially symmetric electrode surrounding an optical axis is provided between said objective lens and a secondary signal detecting means closest to said objective lens. An electron beam apparatus comprising: voltage applying means for applying positive and negative voltages to the electrodes; and controlling a detection amount of the low energy secondary signal by controlling the voltage applying means.
【請求項8】請求項7に記載の電子線装置において、 前記軸対称な電極は、エネルギーの高い二次信号をエネ
ルギーの低い二次信号に変換する信号変換手段として用
いることを特徴とする電子線装置。
8. An electron beam apparatus according to claim 7, wherein said axially symmetric electrode is used as signal conversion means for converting a high-energy secondary signal into a low-energy secondary signal. Line equipment.
【請求項9】請求項4から8のいずれかに記載の電子線
装置において、 前記直交電磁界発生手段で発生する電界と磁界とは、一
次電子ビームに対して偏向作用を持たないようにその強
さが設定されることを特徴とする電子線装置。
9. The electron beam apparatus according to claim 4, wherein the electric field and the magnetic field generated by said orthogonal electromagnetic field generating means are arranged so as not to have a deflecting effect on the primary electron beam. An electron beam apparatus, the intensity of which is set.
【請求項10】請求項1から9のいずれかに記載の電子
線装置において、 観察試料を対物レンズの磁界中に配置することを特徴と
する電子線装置。
10. The electron beam apparatus according to claim 1, wherein the observation sample is arranged in a magnetic field of an objective lens.
【請求項11】請求項10に記載の電子線装置におい
て、 前記対物レンズは、試料を対物レンズの磁極間に配置す
る構造を有することを特徴とする電子線装置。
11. The electron beam apparatus according to claim 10, wherein the objective lens has a structure in which a sample is arranged between magnetic poles of the objective lens.
【請求項12】請求項1から11のいずれかに記載の電
子線装置において、 前記信号検出手段は2ヶ所に配置されたシンチレータと
ホトマルチプライアで構成され、該ホトマルチプライア
の印加電圧をそれぞれVH1,VH2としたとき、 (VH1)×(VH1)+(VH2)×(VH2)=
(一定) となる関係を維持して各々のホトマルチプライア電圧
(VH1,VH2)を制御する第1の制御モードと、 VH1/VH2=(一定) となる関係を維持して各々のホトマルチプライア電圧
(VH1,VH2)を制御する第2の制御モードとを有
することを特徴とする電子線装置。
12. An electron beam apparatus according to claim 1, wherein said signal detecting means comprises a scintillator and a photomultiplier arranged at two positions, and each of said signal detecting means applies an applied voltage to said photomultiplier. Assuming that VH1 and VH2, (VH1) × (VH1) + (VH2) × (VH2) =
A first control mode for controlling each photomultiplier voltage (VH1, VH2) while maintaining a relationship of (constant), and a photomultiplier for each photomultiplier maintaining the relationship of VH1 / VH2 = (constant) A second control mode for controlling the voltages (VH1, VH2).
【請求項13】請求項1から11のいずれかに記載の電
子線装置において、 前記信号検出手段は2ヶ所に配置されたシンチレータと
ホトマルチプライアで構成され、該ホトマルチプライア
の印加電圧をそれぞれVH1,VH2としたとき、 (VH1)+(VH2)=(一定) となる関係を維持して各々のホトマルチプライア電圧
(VH1,VH2)を制御する第1の制御モードと、 VH1/VH2=(一定) となる関係を維持して各々のホトマルチプライア電圧
(VH1,VH2)を制御する第2の制御モードとを有
することを特徴とする電子線装置。
13. An electron beam apparatus according to claim 1, wherein said signal detecting means comprises a scintillator and a photomultiplier arranged at two places, and each of said signal detecting means applies an applied voltage to said photomultiplier. When VH1 and VH2 are set, a first control mode for controlling each of the photomultiplier voltages (VH1 and VH2) while maintaining a relationship of (VH1) + (VH2) = (constant), and VH1 / VH2 = A second control mode for controlling each of the photomultiplier voltages (VH1, VH2) while maintaining the relationship (constant).
【請求項14】請求項1から11のいずれかに記載の電
子線装置において、 前記信号検出手段は2ヶ所に配置されたシンチレータと
ホトマルチプライアで構成され、該ホトマルチプライア
の印加電圧をそれぞれVH1,VH2としたとき、該ホ
トマルチプライアの印加電圧(VH1,VH2)と信号
出力(SH1,SH2)との相対的な関係を記憶する手
段を具備し、該記憶手段に記憶された(VH1,VH
2)と(SH1,SH2)の相対的関係に基づき、信号
出力(SH1,SH2)が (SH1)×(SH1)+(SH2)×(SH2)=
(一定) となる関係を維持して各々のホトマルチプライア電圧
(VH1,VH2)を制御する第1の制御モードと、 SH1/SH2=(一定) となる関係を維持して各々のホトマルチプライア電圧
(VH1,VH2)を制御する第2の制御モードとを有
することを特徴とする電子線装置。
14. An electron beam apparatus according to claim 1, wherein said signal detecting means comprises a scintillator and a photomultiplier arranged at two positions, and respectively applies an applied voltage to said photomultiplier. When VH1 and VH2 are set, a means for storing a relative relationship between the applied voltage (VH1 and VH2) of the photomultiplier and the signal output (SH1 and SH2) is provided, and (VH1) stored in the storage means is stored. , VH
Based on the relative relationship between (2) and (SH1, SH2), the signal output (SH1, SH2) is (SH1) × (SH1) + (SH2) × (SH2) =
A first control mode for controlling each photomultiplier voltage (VH1, VH2) while maintaining a relationship of (constant); and a photomultiplier for each photomultiplier maintaining a relationship of SH1 / SH2 = (constant). A second control mode for controlling the voltages (VH1, VH2).
【請求項15】請求項1から11のいずれかに記載の電
子線装置において、 前記信号検出手段は2ヶ所に配置されたシンチレータと
ホトマルチプライアで構成され、該ホトマルチプライア
の印加電圧をそれぞれVH1,VH2としたとき、該ホ
トマルチプライアの印加電圧(VH1,VH2)と信号
出力(SH1,SH2)との相対的な関係を記憶する手
段を具備し、該記憶手段に記憶された(VH1,VH
2)と(SH1,SH2)の相対的関係に基づき、信号
出力(SH1,SH2)が (SH1)+SH2=(一定) となる関係を維持して各々のホトマルチプライア電圧
(VH1,VH2)を制御する第1の制御モードと、 SH1/SH2=(一定) となる関係を維持して各々のホトマルチプライア電圧
(VH1,VH2)を制御する第2の制御モードとを有
することを特徴とする電子線装置。
15. An electron beam apparatus according to claim 1, wherein said signal detecting means comprises a scintillator and a photomultiplier arranged at two places, and each of said signal detecting means detects a voltage applied to said photomultiplier. When VH1 and VH2 are set, a means for storing a relative relationship between the applied voltage (VH1 and VH2) of the photomultiplier and the signal output (SH1 and SH2) is provided, and (VH1) stored in the storage means is stored. , VH
Based on the relative relationship between (2) and (SH1, SH2), the respective photomultiplier voltages (VH1, VH2) are maintained while maintaining the relationship that the signal outputs (SH1, SH2) are (SH1) + SH2 = (constant). A first control mode for controlling, and a second control mode for controlling each photomultiplier voltage (VH1, VH2) while maintaining a relationship of SH1 / SH2 = (constant). Electron beam device.
JP2000302820A 2000-09-29 2000-09-29 Electron beam device Pending JP2002110079A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2000302820A JP2002110079A (en) 2000-09-29 2000-09-29 Electron beam device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2000302820A JP2002110079A (en) 2000-09-29 2000-09-29 Electron beam device

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2002110079A true JP2002110079A (en) 2002-04-12

Family

ID=18784107

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2000302820A Pending JP2002110079A (en) 2000-09-29 2000-09-29 Electron beam device

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2002110079A (en)

Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006190554A (en) * 2005-01-06 2006-07-20 Jeol Ltd Multiple signal image adjustment method and apparatus in electron microscope
JP2007200718A (en) * 2006-01-26 2007-08-09 Hitachi High-Technologies Corp Scanning electron microscope
JP2008243485A (en) * 2007-03-26 2008-10-09 Hitachi High-Technologies Corp Scanning electron microscope
US7732765B2 (en) * 2006-11-17 2010-06-08 Hitachi High-Technologies Corporation Scanning electron microscope
US8044352B2 (en) 2008-03-31 2011-10-25 Hitachi High-Technologies Corporation Electron microscopy
JP2012186177A (en) * 2012-06-18 2012-09-27 Hitachi High-Technologies Corp Electron beam application device
DE112010005188T5 (en) 2010-01-27 2012-10-31 Hitachi High-Technologies Corp. Device for irradiation with charged particles
US8969801B2 (en) 2011-10-20 2015-03-03 Hitachi High-Technologies Corporation Scanning electron microscope
JP2015106530A (en) * 2013-12-02 2015-06-08 株式会社日立ハイテクノロジーズ Scanning electron microscope system, pattern measurement method arranged by use thereof, and scanning electron microscope
US9202667B2 (en) 2009-02-19 2015-12-01 Hitachi High-Technologies Corporation Charged particle radiation device with bandpass detection

Cited By (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006190554A (en) * 2005-01-06 2006-07-20 Jeol Ltd Multiple signal image adjustment method and apparatus in electron microscope
JP2007200718A (en) * 2006-01-26 2007-08-09 Hitachi High-Technologies Corp Scanning electron microscope
US8188428B2 (en) 2006-11-17 2012-05-29 Hitachi High-Technologies Corporation Scanning electron microscope
US7732765B2 (en) * 2006-11-17 2010-06-08 Hitachi High-Technologies Corporation Scanning electron microscope
US8217363B2 (en) 2007-03-26 2012-07-10 Hitachi High-Technologies Corporation Scanning electron microscope
JP2008243485A (en) * 2007-03-26 2008-10-09 Hitachi High-Technologies Corp Scanning electron microscope
US8044352B2 (en) 2008-03-31 2011-10-25 Hitachi High-Technologies Corporation Electron microscopy
US9202667B2 (en) 2009-02-19 2015-12-01 Hitachi High-Technologies Corporation Charged particle radiation device with bandpass detection
DE112010005188T5 (en) 2010-01-27 2012-10-31 Hitachi High-Technologies Corp. Device for irradiation with charged particles
US8969801B2 (en) 2011-10-20 2015-03-03 Hitachi High-Technologies Corporation Scanning electron microscope
JP2012186177A (en) * 2012-06-18 2012-09-27 Hitachi High-Technologies Corp Electron beam application device
JP2015106530A (en) * 2013-12-02 2015-06-08 株式会社日立ハイテクノロジーズ Scanning electron microscope system, pattern measurement method arranged by use thereof, and scanning electron microscope
WO2015083548A1 (en) * 2013-12-02 2015-06-11 株式会社日立ハイテクノロジーズ Scanning electron microscope system, pattern measurement method using same, and scanning electron microscope
US9852881B2 (en) 2013-12-02 2017-12-26 Hitachi High-Technologies Corporation Scanning electron microscope system, pattern measurement method using same, and scanning electron microscope

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2020082861A1 (en) Low-energy scanning electron microscope system, scanning electron microscope system, and specimen detection method
JP3291880B2 (en) Scanning electron microscope
JP4759113B2 (en) Charged particle beam column
JP4287549B2 (en) Particle beam equipment
CN108807118B (en) A scanning electron microscope system and a sample detection method
JP2000133194A (en) Scanning electron microscope
JPH0536371A (en) Particle beam device
JP3715992B2 (en) Charged particle beam irradiation equipment
JP2001110351A (en) Scanning electron microscope
US3717761A (en) Scanning electron microscope
JP2002110079A (en) Electron beam device
KR100695983B1 (en) Scanning electron microscope
JPWO1998013854A1 (en) Charged particle beam irradiation equipment
JP2003151484A (en) Scanning charged particle beam device
US6710340B2 (en) Scanning electron microscope and method of detecting electrons therein
US7161149B2 (en) Scanning electron microscope and method of controlling same
JP4073149B2 (en) Electron beam equipment
JP2010182596A (en) Charged particle beam apparatus
JP3517596B2 (en) Scanning electron microscope
JP7772932B2 (en) Scanning electron microscope and sample observation method
JP3280187B2 (en) Scanning electron microscope
JPS62186451A (en) scanning electron microscope
JPS6364255A (en) Particle beam radiating device
JPH1196954A (en) Scanning electron microscope
JP2001143649A (en) Scanning electron microscope