JPH0339377B2 - - Google Patents
Info
- Publication number
- JPH0339377B2 JPH0339377B2 JP58033607A JP3360783A JPH0339377B2 JP H0339377 B2 JPH0339377 B2 JP H0339377B2 JP 58033607 A JP58033607 A JP 58033607A JP 3360783 A JP3360783 A JP 3360783A JP H0339377 B2 JPH0339377 B2 JP H0339377B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- sample
- scanning
- voltage
- electron beam
- image
- 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.)
- Expired - Lifetime
Links
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
- H01J37/26—Electron or ion microscopes; Electron or ion diffraction tubes
- H01J37/266—Measurement of magnetic or electric fields in the object; Lorentzmicroscopy
- H01J37/268—Measurement of magnetic or electric fields in the object; Lorentzmicroscopy with scanning beams
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Tests Of Electronic Circuits (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は試料の両端に第1の電圧と第2の電圧
を印加し、第1、第2の電圧を印加した際に形成
される2種の電位分布の差を表わすコントラスト
像を表示することのできる走査電子顕微鏡に関す
る。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention applies a first voltage and a second voltage to both ends of a sample, and calculates the difference between two types of potential distributions formed when the first and second voltages are applied. The present invention relates to a scanning electron microscope capable of displaying contrast images.
例えば、集積回路素子の両端に素子設計で予定
した定格電圧よりやや低い第1の電圧を印加した
場合の電位分布像と、やや高い第2の電圧を印加
した場合の電位分布像を比較しようとする場合、
従来においては、第1の電圧を印加した試料を電
子線により走査して、第1の電圧印加時における
像を得て写真撮影し、次に第2の電圧を印加した
際の走査像を得て同様に写真撮影し、両像の写真
を比較していた。従つて、従来においては、印加
電圧の変化に伴なつて、電位分布に差を生じた部
分を直観的にリアルタイムで把握することはでき
なかつた。また、両像を得る間に試料がドリフト
する等の問題が発生するため、その都度試料位置
の調整等を行なう必要があつた。さらに試料の電
位分布に基づくコントラストは一般に比較的小さ
いため、入射電子線の拡散によつて乱される場合
がある。そのため、この小さいコントラストをで
きるだけ大きくするように、従来の装置では試料
に照射する電子線の加速電圧を下げて観察してい
る。しかし、このような電子線の加速電圧を下げ
た場合は、分解能が悪く、また検出信号量も小さ
くなるため、良質の画像を得ることができなかつ
た。 For example, let's compare the potential distribution image when a first voltage slightly lower than the rated voltage planned in the element design is applied to both ends of an integrated circuit element, and the potential distribution image when a slightly higher second voltage is applied. If you do,
Conventionally, a sample to which a first voltage is applied is scanned with an electron beam to obtain an image when the first voltage is applied and photographed, and then a scanned image is obtained when a second voltage is applied. They also took photos of both statues and compared the photos. Therefore, conventionally, it has not been possible to intuitively grasp in real time the portion where the potential distribution differs due to a change in the applied voltage. Further, problems such as the sample drifting occur while obtaining both images, so it is necessary to adjust the sample position each time. Furthermore, the contrast based on the potential distribution of the sample is generally relatively small and may be disturbed by the diffusion of the incident electron beam. Therefore, in order to increase this small contrast as much as possible, in conventional equipment, the acceleration voltage of the electron beam irradiated onto the sample is lowered during observation. However, when the accelerating voltage of such an electron beam is lowered, the resolution is poor and the amount of detected signal is also small, making it impossible to obtain a high-quality image.
本発明は上述した問題点を考慮し、リアルタイ
ムでしかもS/N比が良く鮮明で高分解能な試料
の電位分布像を観察することのできる走査電子顕
微鏡を提供することを目的としている。 SUMMARY OF THE INVENTION In view of the above-mentioned problems, it is an object of the present invention to provide a scanning electron microscope capable of observing a clear, high-resolution potential distribution image of a sample in real time with a good S/N ratio.
この目的を達成するために本発明は、試料上に
おいて電子線を二次元的に走査し、該走査に伴な
つて試料より得られる信号を該走査と同期走査さ
れている表示装置に導いて試料像を得るようにし
た装置において、前記該電子線の水平走査周波数
より高周波の一定周波数電圧を該試料の両端に印
加するための手段と、該試料より得られる信号を
該一定周波数電圧に同期した参照信号の供給に基
づいて検波するロツクインアンプとを備え、該ロ
ツクインアンプの出力信号に基づいて前記表示装
置に試料像を表示するようにしたことを特徴とし
ている。 In order to achieve this object, the present invention scans an electron beam two-dimensionally on a sample, and guides the signal obtained from the sample along with the scanning to a display device that is scanned in synchronization with the scanning. In the apparatus for obtaining an image, means for applying a constant frequency voltage higher than the horizontal scanning frequency of the electron beam to both ends of the sample, and synchronizing the signal obtained from the sample with the constant frequency voltage. The present invention is characterized in that it includes a lock-in amplifier that performs detection based on the supply of a reference signal, and displays a sample image on the display device based on the output signal of the lock-in amplifier.
以下、図面に基づき本発明の実施例を詳述す
る。 Embodiments of the present invention will be described in detail below based on the drawings.
第1図は、本発明の一実施例を示すためのもの
で、図中1は電子銃であり、この電子銃1よりの
電子線2は集束レンズ3により集束され、更に対
物レンズ4により細く集束されて試料である集積
回路素子5に照射される。6は偏向コイルであ
り、この偏向コイル6には走査信号発生回路8よ
り、鋸歯状のX(水平方向)及びY(垂直方向)走
査信号が増幅器9を介して供給できるようになつ
ている。この走査信号発生回路8よりの走査信号
は陰極線管10の偏向コイルDにも供給されてお
り、陰極線管10は電子線2と同期走査される。
集積回路素子5の一端Aは接地されており、他端
Bには発振器11の出力信号を増幅した増幅器1
2の出力電圧が印加されている。この発振器11
の発信周波数fは走査信号発生回路8より発生す
るH走査信号の周波数より充分高く選ばれてい
る。この増幅器12の出力電圧の直流レベル及び
交流電圧幅は、各々レベル調節器13及びゲイン
調節器14を調節することにより、変化できるよ
うになつている。15は集積回路素子5より発生
する二次電子を検出するための二次電子検出器で
あり、この検出器15よりの信号は前置増幅器1
6によつて増幅された後、前記発振器11よりの
信号が参照信号として供給されているロツクイン
アンプ17に供給されている。又、ロツクインア
ンプ17の出力信号は前記陰極線管10のカソー
ドKに映像増幅器7を介して供給されている。 FIG. 1 is for showing one embodiment of the present invention. In the figure, 1 is an electron gun, and an electron beam 2 from this electron gun 1 is focused by a focusing lens 3, and further narrowed by an objective lens 4. It is focused and irradiated onto the integrated circuit element 5, which is the sample. Reference numeral 6 denotes a deflection coil, to which sawtooth X (horizontal direction) and Y (vertical direction) scanning signals can be supplied from a scanning signal generating circuit 8 via an amplifier 9. The scanning signal from the scanning signal generating circuit 8 is also supplied to the deflection coil D of the cathode ray tube 10, and the cathode ray tube 10 is scanned in synchronization with the electron beam 2.
One end A of the integrated circuit element 5 is grounded, and the other end B is connected to an amplifier 1 that amplifies the output signal of the oscillator 11.
2 output voltages are applied. This oscillator 11
The oscillation frequency f is selected to be sufficiently higher than the frequency of the H scanning signal generated by the scanning signal generating circuit 8. The DC level and AC voltage width of the output voltage of this amplifier 12 can be changed by adjusting a level adjuster 13 and a gain adjuster 14, respectively. 15 is a secondary electron detector for detecting secondary electrons generated from the integrated circuit element 5, and the signal from this detector 15 is sent to the preamplifier 1.
After being amplified by the oscillator 6, the signal from the oscillator 11 is supplied to a lock-in amplifier 17, which is supplied as a reference signal. Further, the output signal of the lock-in amplifier 17 is supplied to the cathode K of the cathode ray tube 10 via the video amplifier 7.
このような構成において、例えば、前記集積回
路素子5の一端Bに例えば5Vを印加した際の電
位分布と9Vを印加した際の電位分布の差を強調
する像を得ようとする場合を例にとつて説明す
る。 In such a configuration, let us take as an example a case where an image is to be obtained that emphasizes the difference between the potential distribution when, for example, 5V is applied to one end B of the integrated circuit element 5 and the potential distribution when 9V is applied. Let me explain.
まず、ゲイン調節器14及びレベル調節器13
を操作して、増幅器12より第2図aに示すよう
に5Vと9Vとの間で周期的に変化する電圧を印加
する。いま、集積回路素子5の前記端子Bに5V
と9Vを印加した際に、この素子5上のある−X
走査線に沿つて、各々第3図において実線及び点
線で示すような電位分布が生じるものとする。偏
向コイル6に走査信号発生回路8より走査信号を
供給して、電子線2により集積回路素子5を走査
すると、電子線2の照射点からは、その点の電位
に応じた量の二次電子が発生するが、印加電圧の
周波数はH走査信号の周波数に比較して、充分高
く選ばれているため、電子線2が前記X走査線上
の第3図におけるP1に対応した位置に照射され
ている際には、二次電子検出器15より第2図b
に示す如き信号が検出され、同様にこのX走査線
上の点P2,P3に対応する位置に電子線が照射さ
れている際には、検出器15の出力信号は各々第
2図c,dに示す如きものとなる。従つて、ロツ
クインアンプ17によつて位相検波された信号は
第4図に示すような信号となり、このロツクイン
アンプ17の出力信号を陰極線管10に供給し
て、集積回路素子5の像を表示すれば、陰極線管
10には集積回路素子の端子Bに5Vを印加した
際の電位分布と9Vを印加した際の電位分布に差
を生じた部分が強調された第5図に示す如き像を
得ることができる。尚、第5図において、点線U
は前記X走査線である。 First, the gain adjuster 14 and the level adjuster 13
The amplifier 12 applies a voltage that periodically changes between 5V and 9V as shown in FIG. 2a. Now, 5V is applied to the terminal B of the integrated circuit element 5.
When 9V is applied, a certain −X on this element 5
It is assumed that potential distributions as shown by solid lines and dotted lines in FIG. 3 occur along the scanning lines. When a scanning signal is supplied from the scanning signal generation circuit 8 to the deflection coil 6 and the integrated circuit element 5 is scanned by the electron beam 2, an amount of secondary electrons corresponding to the potential at that point is emitted from the irradiation point of the electron beam 2. However, since the frequency of the applied voltage is selected to be sufficiently high compared to the frequency of the H scanning signal, the electron beam 2 is irradiated onto the position corresponding to P 1 in FIG. 3 on the X scanning line. 2b from the secondary electron detector 15.
When a signal as shown in FIG . The result will be as shown in d. Therefore, the signal whose phase is detected by the lock-in amplifier 17 becomes a signal as shown in FIG. When displayed, the cathode ray tube 10 has an image as shown in FIG. 5 in which the difference between the potential distribution when 5V is applied to the terminal B of the integrated circuit element and the potential distribution when 9V is applied is emphasized. can be obtained. In addition, in Fig. 5, the dotted line U
is the X scanning line.
このような本発明の装置によれば、電位分布に
差を生じた部分を強調する像がリアルタイムで得
られるため、電位分布の差を直観的に把握できる
と共に、試料の両端に印加する周期的な電圧に同
期して二次電子検出信号を検波しているため、高
いS/N比で前記電位分布の差を表わすコントラ
スト信号を検出することができる。従つて、本発
明の装置によれば、高加速の電子線を試料に照射
しても充分なコントラストの像を得ることがで
き、得られる像の分解能を高めることができると
共に検出信号量も多くすることができるため、良
質な像を得ることができる。 According to the apparatus of the present invention, an image that emphasizes the part where the difference in potential distribution occurs can be obtained in real time. Since the secondary electron detection signal is detected in synchronization with the voltage, a contrast signal representing the difference in the potential distribution can be detected with a high S/N ratio. Therefore, according to the apparatus of the present invention, even when a sample is irradiated with a highly accelerated electron beam, an image with sufficient contrast can be obtained, the resolution of the obtained image can be increased, and the amount of detected signals can be increased. Therefore, high-quality images can be obtained.
尚、上述した実施例において、端子Bに印加す
る電圧をOVとある電圧Vとの間で周期的に変化
させるようにすれば、試料に電圧Vを印加した際
の電位分布像を得ることができる。 In addition, in the above embodiment, if the voltage applied to terminal B is periodically changed between OV and a certain voltage V, it is possible to obtain a potential distribution image when voltage V is applied to the sample. can.
又、上述した実施例においては、集積回路素子
を観察する場合を例示したが、他の試料を観察す
る場合にも、本発明は同様に適用できる。 Further, in the above-described embodiments, the case where an integrated circuit element is observed is illustrated, but the present invention is similarly applicable to the case where other samples are observed.
第1図は本発明の一実施例を説明するための
図、第2図は第1図に示した各回路よりの出力信
号を例示するための図、第3図は−X走査線上に
おける電位分布を例示するための図、第4図はロ
ツクインアンプの出力信号を例示するための図、
第5図は陰極線管の表示像を例示するための図で
ある。
1:電子銃、2:電子線、3:集束レンズ、
4:対物レンズ、5:集積回路素子、6:偏向コ
イル、7,9,12,16:増幅器、8:走査信
号発生回路、10:陰極線管、11:発振器、1
3:レベル調節器、14:ゲイン調節器、15:
二次電子検出器、17:ロツクインアンプ。
FIG. 1 is a diagram for explaining one embodiment of the present invention, FIG. 2 is a diagram for illustrating output signals from each circuit shown in FIG. 1, and FIG. 3 is a diagram for explaining the potential on the -X scanning line. A diagram for illustrating the distribution, FIG. 4 is a diagram for illustrating the output signal of the lock-in amplifier,
FIG. 5 is a diagram for illustrating a display image of a cathode ray tube. 1: Electron gun, 2: Electron beam, 3: Focusing lens,
4: Objective lens, 5: Integrated circuit element, 6: Deflection coil, 7, 9, 12, 16: Amplifier, 8: Scanning signal generation circuit, 10: Cathode ray tube, 11: Oscillator, 1
3: Level adjuster, 14: Gain adjuster, 15:
Secondary electron detector, 17: Lock-in amplifier.
Claims (1)
該走査に伴なつて試料より得られる信号を該走査
と同期走査されている表示装置に導いて試料像を
得るようにした装置において、前記該電子線の水
平走査周波数より高周波の一定周波数電圧を該試
料の両端に印加するための手段と、該試料より得
られる信号を該一定周波数電圧に同期した参照信
号の供給に基づいて検波するロツクインアンプと
を備え、該ロツクインアンプの出力信号に基づい
て前記表示装置に試料像を表示するようにしたこ
とを特徴とする走査電子顕微鏡。1 Scan the electron beam two-dimensionally over the sample,
In an apparatus that obtains a sample image by guiding a signal obtained from the sample during the scanning to a display device that is scanned in synchronization with the scanning, a constant frequency voltage higher than the horizontal scanning frequency of the electron beam is applied. means for applying voltage to both ends of the sample, and a lock-in amplifier that detects a signal obtained from the sample based on the supply of a reference signal synchronized with the constant frequency voltage, A scanning electron microscope characterized in that a sample image is displayed on the display device based on the display device.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58033607A JPS59158062A (en) | 1983-02-28 | 1983-02-28 | Scanning electron microscope |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58033607A JPS59158062A (en) | 1983-02-28 | 1983-02-28 | Scanning electron microscope |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59158062A JPS59158062A (en) | 1984-09-07 |
| JPH0339377B2 true JPH0339377B2 (en) | 1991-06-13 |
Family
ID=12391149
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58033607A Granted JPS59158062A (en) | 1983-02-28 | 1983-02-28 | Scanning electron microscope |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59158062A (en) |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5853504B2 (en) * | 1979-07-03 | 1983-11-29 | 富士通株式会社 | Test methods for integrated circuit devices |
-
1983
- 1983-02-28 JP JP58033607A patent/JPS59158062A/en active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS59158062A (en) | 1984-09-07 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4199681A (en) | Method and apparatus for automatically focusing an electron beam in a scanning beam device | |
| JPH05290787A (en) | Scanning electron microscope | |
| JPH0339377B2 (en) | ||
| JP2005174883A (en) | Scanning electron microscope | |
| JPH07105888A (en) | Scanning electron microscope | |
| US4752686A (en) | Method and apparatus for emphasizing a specimen surface region scanned by a scanning microscope primary beam | |
| JP3383175B2 (en) | Image display method of scanning microscope and scanning microscope | |
| JPS5842938B2 (en) | scanning electron microscope | |
| JP2000195457A (en) | Scanning microscope | |
| JPS63116348A (en) | View matching device of electron beam device | |
| JPH0343650Y2 (en) | ||
| US4929836A (en) | Focusing in instruments, such as SEMs and CRTs | |
| JPS5914222B2 (en) | Magnification control device for scanning electron microscopes, etc. | |
| JPH0584627B2 (en) | ||
| KR830002860Y1 (en) | Scanning apparatus for scanning electron microscope and similar devices | |
| JPH0636726A (en) | Scanning microscope | |
| JPS5942417B2 (en) | Automatic contrast adjustment device for video signals | |
| JPH0221549A (en) | Scanning electron microscope | |
| JPH05190130A (en) | Adjustment of electron beam deflecting magnetic field of electron microscope | |
| JPS63102148A (en) | electron beam equipment | |
| JPS5824726B2 (en) | Scanning length measuring device | |
| JPS6231474B2 (en) | ||
| JPS6332220B2 (en) | ||
| JPH0997584A (en) | Electron diffraction device | |
| JPH08236060A (en) | Scanning electron diffraction device |