Backscatter Electron Images of Electron Microscopy from Computerized Monte-Carlo Simulations

Backscatter Electron Images of Electron Microscopy from Computerized Monte-Carlo Simulations

Myeong Chun Song · Jin Seung Kim ^∗

Department of Nano Science and Technology, Institute of Photonics and Electronics and Information Technology, Chonbuk National University, Jeonju 561-756, Korea

(Received 13 September 2013 : revised 2 October 2013 : accepted 12 November 2013)

Electrons that are incident on a specimen are back scattered and appear to emerge from the specimen. These backscattered electrons and secondary electrons can be seen in the shape and the composition of the specimen’s surface. In this research, we created a three-dimensional scattering trajectory program to examine beam-specimen interactions by using Monte-Carlo techniques, and we obtained the yields of backscatter electrons and the secondary electrons protruding from the surface of the specimen. Using this program, we analyzed the properties of the secondary electrons and the backscatter electrons according to the energy distribution of the incident electrons, the shape of the surface, and the composition of the specimen, and we made different models to create two-dimensional images by using Monte-Carlo simulations.

PACS numbers: 61.16.Bg, 02.50.Ng

Keywords: scanning electron microscope, secondary electron, backscatter electron, simulation, Monte Carlo technique.

Ã

X Ø? _ ³  oz º  ¹ ō ˜ mS ó o Þ® Žz º W ì Æ Æ W ¥  ¹ Å ”  ôQ ß O Ë8 ý œ ÄU ê s ˜ mŠ ˜ m ¹ Å  W _ ËV ê s

ö

¶ B' å , Û o ·  ™ » . > Š û B ^∗

„

 · ¡ ¤ @ /† < Ɠ § @ /† < Æ" é ¶
” ¸õ † < Æl Õ ü t † < Æõ  x 9  F  g·„   ·& ñ ˜ Ðl Õ ü t ƒ  ½ ¨™ è, „  Å Ò 561-756 (2013¸   9 Z 4 13{ 9  ~ à Î6 £ §, 2013¸   10 Z 4 2{ 9  à º& ñ ‘ : r ~ à Î6 £ §, 2013¸   11 Z 4 12{ 9  > F  S X ‰& ñ )

„

  ‰ & ³p  â \ " f r « Ñ\  [ þ t # Qç ß – „     H 2  „   \  ¦ # Œ Q > h ë ß –[ þ t # Q? /€  " f ~ ½ ӆ ¾ Ós   ½ ¨  7 “ ¦ 5 Å q§ 4  s

 Ö ¼ 9t   H X <, { 9  ҍ  H ~ ½ ӆ ¾ Ós  ¢ - a„  y   7 # Q r « Ñ µ 1 ÚÜ ¼– Ð 4 A# Q
ü < Ê ê~ ½ Óí ß –ê ø Í „     ) a  . Ê ê~ ½ Óí ß – ê

ø Í „   ü < r « Ñ µ 1 ÚÜ ¼– Ð 4 A# Q
“ : r 2  „   \  ¦ + ‹" f % ò  © œ’    ñ\  ¦ ë ß –[ þ t “ ¦ \  -t \  ¦ ì  r$ 3  # Œ r « Ñ ³ ð€   _

 — ¸€ ª œõ  › ¸$ í `  ¦ · ú ˜ à º e ”  . s   7 Hë  H \ " f  H „   ¶ ú ˜-r « Ñ_   © œ  ñ Œ •6   x`  ¦  7 H _ … º ú ˜– Ð l Z O Ü ¼– Ð r Ð 3 x ? /

#

Q 3 " é ¶ í ß –ê ø Í C & h `  ¦ Æ Ò& h  # Œ, r « Ñ ³ ð€  \ " f 4 A# Q
“ : r 2  „   ü < Ê ê~ ½ Óí ß –ê ø Í „   _  à ºÖ  ¦`  ¦ ½ ¨ 

%

i  . s \  ¦ + ‹" f „   _  \  -t ·r « Ñ › ¸$ í ì  r Ÿ í·r « Ñ ³ ð€  _  — ¸€ ª œ\   Ø Ô  H 2  „   ü < Ê ê~ ½ Ó í ß –ê ø Í „  



_  : £ ¤$ í `  ¦ › ¸  “ ¦, — ¸€ ª œõ  › ¸$ í s    É r r « Ñ_  2 " é ¶ % ò  © œ`  ¦ ë ß –[ þ t # Q Ó ü t o & h Ü ¼– Ð K $ 3  % i  .

PACS numbers: 61.16.Bg, 02.50.Ng

Keywords: Å Ò „   ‰ & ³p  â , 2  „   , Ê ê~ ½ Óí ß –ê ø Í „   , „  í ß –r Ð 3 x,  7 H _ … º ú ˜– Ð l Z O 

∗

E-mail: jin@jbnu.ac.kr

1234

This is an Open Access article distributed under the terms of the Creative Commons Attribution Non-Commercial License

(http://creativecommons.org/licenses/by-nc/3.0) which permits unrestricted non-commercial use, distribution, and reproduction in any

medium, provided the original work is properly cited.

@

/î ß –Ü ¼– Ð" f  H „  í ß –r Ð 3 x`  ¦ : Ÿ x K  % ò  © œ’    ñ\  ¦ ë ß –[ þ t “ ¦ q “ §

  H  כ `  ¦ Ò q ty Œ •½ + É Ã º e ”  . : £ ¤ y  ( Ž É Ó' _  $ í 0 p x s 
± ú ˜ s

 a % ~  t “ ¦, ´ òÖ  ¦& h “   á Ԗ ÐÕ ªÏ þ › > hµ 1 ϕ ¸½ ¨ > 5 Å q
š ¸



 H  כ `  ¦ Ò q ty Œ • €   s  ~ ½ Ód ” s  · ú ¡Ü ¼– Ð  8 ´ òõ & h s “ ¦ ´ òÖ  ¦

&

h { 9   כ s   [2].

s

 ƒ  ½ ¨  H „   ¶ ú ˜`  ¦ — ¸  r « Ñ\  q Ø  ¦ M :, „   ¶ ú ˜õ  r 

«

Ñ_   © œ  ñ Œ •6   x`  ¦ Æ Ò& h  l  0 AK   7 H _ … º ú ˜– Ð l Z O `  ¦ + ‹" f á

Ԗ ÐÕ ªÏ þ ›`  ¦ ë ß –[ þ t “ ¦, „   _  í ß –ê ø Í C & h `  ¦ 3 " é ¶ Ü ¼– Ð Æ Ò& h 

% i  . ¢ ¸ô  Ç r « Ñ ³ ð€  \ " f 4 A# Q
“ : r 2  „   ü < Ê ê~ ½ Ó í ß

–ê ø Í „   _  à ºÖ  ¦`  ¦ ½ ¨ # Œ 2  „   ü < Ê ê~ ½ Ó í ß –ê ø Í „    _

 : £ ¤$ í `  ¦ ¶ ú ˜( R˜ Г ¦, s \  ¦ s 6   x # Œ „   ‰ & ³p  â % ò  © œ`  ¦ ë

ß –[ þ t% 3  .

II. Ä ] Ø Â ] Ø

„

  ‰ & ³p  â \ " f „    r « Ñ\  [ þ t # Q€   r « Ñ " é ¶   ü

< Ø  æ[  t # Œ í ß –ê ø Í÷ &# Q î  r1 l x ~ ½ ӆ ¾ Ós   7 “ ¦ \  -t • ¸ › ¸ F Km ”  { 9   H  . r « Ñ 5 Å q \ " f í ß –ê ø Í  ) a „     H ‘ Ê ê~ ½ Óí ß –ê ø Í „  



 (backscatter electron, BSE)’ü < ‘2  „    (secondary electron, SE)’ ¿ º t – Ð
è  H   [3].

Ê

ê~ ½ Óí ß –ê ø Í „     H r « Ñ\  [ þ t # Qç ß – „    # Œ Q    Ø  æ[  t ô

 Ç + '\  r « Ñ µ 1 ÚÜ ¼– Ð  r  4 A# Q
“ : r  כ s  9, Õ ª à º\  ¦ { 9  

„

  _  à º– Ð
è  H ° ú כs  ‘Ê ê~ ½ Óí ß –ê ø Í Ã ºÖ  ¦ (backscattering yield,η )’ s  . 2  „     H r « Ñ\  [ þ t # Qç ß – „    ƒ à Ý   · p C

• ¸ „   s  9, Õ ª { 9  Ò r « Ñ µ 1 ÚÜ ¼– Ð 4 A# Q
ü < % ò  © œ’    

ñ\  ¦ ë ß –Ž  H  . r « Ñ µ 1 ÚÜ ¼– Ð
“ : r SE\  ¦ { 9   „   _  à º– Ð

è  H ° ú כs  ‘2  „    à ºÖ  ¦ (secondary electron yield,δ )’ s 



 [4]. r « Ñ µ 1 ÚÜ ¼– Ð
š ¸  H SE  H ŠҖ Ð ³ ð€  \ " f U  ·s  50

∼ 150 ˚ A“   / B M \ " f Ò q t|    כ s Ù ¼– Ð, s  U  ·s \  ¦ ‘SE » 1 ÏØ  ¦ U

 ·s  (SE escape depth)’ “ ¦ ô  Ç .

_

 ° ú כÜ ¼– Ð Ã º§ 4 ô  Ç  [2].

Õ

ª  X <  Q 8( × ¼ í ß –ê ø Í é ß –€  & h “ É r " é ¶      ñ ×  æ ç ß –& ñ • ¸



t , { 9  ô  Ç „   _  \  -t  10 keV s  © œ,  Œ •“ É r í ß –ê ø Í y

Œ

•\ " f  H ¸ ú ˜ ´ ú   H  . t ë ß – Á º î  r " é ¶ ™ è, 10 keV s   _

 \  -t ,  H í ß –ê ø Íy Œ •\ " f  H š ¸  & ”   . s  כ `  ¦ ˜ Ð

¢ -

a l  0 AK  Hungerü < Kuechler (1979)  H Ê ê~ ½ Óí ß –ê ø Í Ã ºÖ  ¦ (η)`  ¦ " é ¶      ñ (Z)ü < \  -t  (E)\  @ /ô  Ç d ” Ü ¼– Ð s = å J # Q Í Ç

x  [2].

η(Z, E) = E ^m(Z) × C(Z) (1)

m(Z) = 0.1382 − 0.9211

Z ^0.5 (2)

C(Z) = 0.1904 − 0.2236 ln Z (3) + 0.1292(ln Z) ² − 0.01491(ln Z) ³

s

 : £ ¤$ í `  ¦ í ß –ê ø Í á Ԗ ÐÕ ªÏ þ ›\  & h 6   x # Œ á Ԗ ÐÕ ªÏ þ ›_  & ñ S X ‰

•

¸\  ¦ † ¾ Ó © œr (   .

2. 2   ¹ Å 

2  „    r « Ñ µ 1 ÚÜ ¼– Ð 4 A# Q
š ¸  H  â Ä º  H » 1 ÏØ  ¦ % ò % i 

`

 ¦ r « Ñ\  [ þ t # Qç ß – „    t 
° ú ˜ M :ü < Ê ê~ ½ Óí ß –ê ø Í „   

t


° ú ˜ M :_  ¿ º t s  . [ þ t # Qç ß – „   ¶ ú ˜s  ë ß –× ¼  H  כ s  SE1, Ê ê~ ½ Óí ß –ê ø Í „    ë ß –× ¼  H  כ `  ¦ SE2 s  . SE1“ É r / B N ç

ß – ì  r K 0 p x s  8 A# Q
t ë ß –, SE2  H / B N ç ß – ì  r K 0 p x s  b  # Q”  



 [1].

Figure 1“ É r [ þ t # Qç ß – „    r « Ñ 5 Å q \ " f  Ä »„   ü < Ø  æ [

 t # Œ í ß –ê ø Í÷ &  H — ¸+ þ AÜ ¼– Ð, Evans (1955)  H 2  „   _  í

ß –ê ø Í é ß –€  & h `  ¦  6 £ § õ  ° ú  s  ½ ¨ % i   [2].

dσ dΩ = πe ⁴

E ²

 1

Ω ² + 1 (1 − Ω) ²



(4)

Fig. 1. Secondary electron scattering model.

RN D = R Ω

Ω



dσ dΩ

 dΩ R 0.5

Ω



dσ dΩ

 dΩ

(5)

Ω = 1

1000 − 998 ∗ RN D (6)

#

Œl " f E   H [ þ t # Qç ß – „   _  \  -t , Ω · E  H Ò q t è ß – SE_ 

\

 -t , RND  H è ß –à º (Random Number), Ω ^c   H é ß –° ú כ Ü

¼– Ð é ß –€  & h s  Á ºô  Ç@ / ÷ &  H  כ `  ¦ x  l  0 AK  0.01– Ð

>

í ß –ô  Ç .

„

  _  í ß –ê ø Íy Œ •“ É r  6 £ § õ  ° ú   .

sin ² α = 2Ω

2 + t + tΩ (7)

sin ² γ = 2(1 − Ω)

2 + tΩ (8)

#

Œl " f t  H „   _  î  r1 l x \  -t s  . \  -t  „  ² ú ˜s   Œ •Ü ¼

€

  ፠ H €  • 1 ^◦ & ñ • ¸s  9,   H €  • 80 ^◦ & ñ • ¸  ) a  . „   

Ø

 æ[  t ô  Ç + '  r  Ø  æ[  t ½ + É M : t    H  o _  ¨ î ç  H ° ú כs  ‘¨ î ç

 H  Ä » ' Ÿ – Ð (Mean Free Path, MFP)’s  . MFP\  ¦ „  



 ò ø Í$ í í ß –ê ø Í`  ¦   H  â Ä ºü < q ò ø Í$ í í ß –ê ø Í   H  â Ä º\ 

@

/K  ½ ¨ “ ¦ s  כ `  ¦ s 6   x # Œ „  ^ ‰ MFP\  ¦ ½ ¨ % i  .

λ ò ø Í$ í = A

N ρσ ò ø Í$ í (9)

λ q ò ø Í$ í = A

N Zρσ q ò ø Í$ í (10)

1

λ„  ^ ‰ = 1

λ ò ø Í$ í + 1

λ q ò ø Í$ í (11)

Fig. 2. (Color online) Three-dimensional trajectories of 10 keV electrons in silicon substrate.

#

Œl " f N  H  ˜ Ð× ¼– Ð Ã º, ρ  H r « Ñ_  x 9 • ¸ (g/cm ³ ), A  H r « Ñ_  " é ¶  | ¾ Ó (g/mole), Z  H " é ¶      ñ, σ  H í ß –ê ø Í é

ß –€  & h s  . U  ·s  z“   / B M \  e ”   H SE _  ¨ î ç  H  Ä » ' Ÿ – Ð

λ{ 9  M :, 2  „   _  » 1 ÏØ  ¦ S X ‰Ò  ¦ p(x)  H  6 £ § õ  ° ú  s  ½ ¨ô  Ç



.

p(z) = A exp[− z

λ ] (12)

#

Œl " f A  H 0.5 – Ð ¸ ú š  H X <, Õ ª / B M \ " f Ò q t|   SE_  ì ø ͓ É r ³ ð

€

  A á ¤ Ü ¼– Ð,
 Qt  ì ø ͓ É r ì ø Í@ /A á ¤ Ü ¼– Ð l  M :ë  H s  .

3. ³ Žz º§ Žq œ  4 ®  o

„

  ¶ ú ˜õ  r « Ñ_   © œ  ñ Œ •6   x`  ¦ ì  r$ 3   9€    7 H _ … º ú ˜– Ð l  Z O

`  ¦ + ‹" f „   _  3 " é ¶ í ß –ê ø Í C & h `  ¦ Æ Ò& h ô  Ç .

Ê

ê~ ½ Óí ß –ê ø Í Ã ºÖ  ¦“ É r [ þ t # Qç ß – „   \  ¦ Æ Ò& h  # Œ Ê ê~ ½ Óí ß –ê ø Í  ) a

„

   ×  æ \ " f  Ž Ø  ¦ l \  s Ø Ô  H  כ _  à º\  ¦ [ j# Q ½ ¨ô  Ç .

2  „     H \  -t  50 eV s  © œ“    כ “ É r ”  ' Ÿ   ⠖ Ð\  ¦ Æ Ò

&

h  # Œ r « Ñ µ 1 ÚÜ ¼– Ð
  H  כ _  à º\  ¦ ! l xÜ ¼ 9, \  -t 

50 eV s  “    כ “ É r ‰ & ³F  0 Au \ " f_  » 1 ÏØ  ¦ S X ‰Ò  ¦`  ¦ > í ß – 

#

Œ · ú ¡\ " f ½ ¨ô  Ç ° ú כõ   8K " f à ºÖ  ¦`  ¦ ½ ¨ % i  .

% ò

 © œ ½ + Ë$ í \ " f   H r « э  H q “ § l  ~ 1 >  ¨ î ¨ î ô  Ç l ó ø Í 0

A\  ¹ ¢ ¤€  ^ ‰ g 1 J s  Z  ~ # Œ e ”  
 ¶ n s ) € e ”   H  כ Ü ¼– Ð Y  J | à Û



. Õ ªo “ ¦ s    — ¸+ þ A`  ¦  6   x # Œ Ê ê~ ½ Óí ß –ê ø Í „   _  à ºÖ  ¦ s

 „   ¶ ú ˜_  \  -t , r « Ñ › ¸$ í ì  r Ÿ í, r « Ñ ³ ð€  _  — ¸€ ª œ

\

    # Qb  G>     o   H t  ¶ ú ˜( R˜ Г ¦ s \  ¦ s 6   x # Œ „  



‰ & ³p  â _  Ê ê~ ½ Óí ß –ê ø Í „    % ò  © œ`  ¦ ë ß –[ þ t% 3  .

Fig. 3. (Color online) Variation of backscattering yield with the atomic number (4 ∼ 40 keV).

Fig. 4. (Color online)Variation of backscattering yield with the energy of the electron beam on Silicon and gold substrate.

III. + s Ç Ê Ý

1. 3 Ì ¦ R  ˜ mŠ ˜ m  àX ì Ä

Figure 2  H 10 keV „    200> h z  ´o – B H l ó ø Í\  à ºf ” 

>  [ þ t # Q° ú ˜ M :_  3 " é ¶ í ß –ê ø Í C & h s  .  ê ø ÍÒ  o“ É r [ þ t # Q ç

ß – „   _  C & h , Ô  „“ É r Ò  o“ É r Ê ê~ ½ Óí ß –ê ø Í „   _  C & h s  .

2. œ ÄU ê s ˜ mŠ ˜ m • ¤ù o Ú — ¤V R Ë

Figure 3“ É r \  -t  4 keVü < 40 keV“   „   ¶ ú ˜_  Ê ê~ ½ Ó í

ß –ê ø Í Ã ºÖ  ¦`  ¦ " é ¶      ñ_  † < Êà º– Ð Õ ª 2 ;  כ s  . Ê ê~ ½ Óí ß –ê ø Í Ã

ºÖ  ¦“ É r " é ¶      ñ & | 9  M : B ã ¼X O >  & ”   . ¢ ¸ô  Ç ! 9 î

 r " é ¶ ™ è\ " f 4 keV_  à ºÖ  ¦ s  40 keV_  à ºÖ  ¦ ˜ Ð  ß ¼t ë ß –,

Fig. 5. (Color online) Variation of backscattering yield with the angle of incidence of the electron beam (4 ∼ 40 keV).

Fig. 6. (Color online) Variation of secondary electron yield with the energy of the electron beam on silver.

Á

º î  r " é ¶ ™ è\ " f  H à ºÖ  ¦ s  + ' Ÿ ÷ ¶  . Õ ªo “ ¦ s  ¿ º / B G‚  

“

É r " é ¶      ñ 40   H % ƒ\ " f ë ß –è ß – .

Figure 4  H z  ´o – B H õ  F K \  @ /ô  Ç Ê ê~ ½ Óí ß –ê ø Í Ã ºÖ  ¦ _  \  - t

\  @ /ô  Ç    os  . „   ¶ ú ˜ \  -t  10 keV s  s €   Ê

ê~ ½ Óí ß –ê ø Í Ã ºÖ  ¦“ É r 0.4 ü < 0.6 s _  ° ú כÜ ¼– Ð Ã º§ 4 ô  Ç . 7 £ ¤,

\

 -t   Œ • | 9  M : ! 9î  r " é ¶ ™ è  H à ºÖ  ¦ s  & t “ ¦, Á º  î

 r " é ¶ ™ è  H à ºÖ  ¦ s  ×  ¦ # QŽ  H  .

Figure 5  H \  -t  40 keVü < 4 keV“   „   ¶ ú ˜s  z  ´o 

–

B H \  [ þ t # Q° ú ˜ M : { 9  y Œ •\    É r Ê ê~ ½ Óí ß –ê ø Í Ã ºÖ  ¦ _     os 



. „   ¶ ú ˜_  { 9  y Œ •s  9 þ t à º2 Ÿ ¤ Ê ê~ ½ Óí ß –ê ø Í Ã ºÖ  ¦“ É r & ”   .

3. 2   ¹ Å  • ¤ù o Ú — ¤V R Ë

Figure 6“ É r “ É r \  [ þ t # Q  H „   ¶ ú ˜_  \  -t \    É r 2 

„

   à ºÖ  ¦ _     os  . \  -t  9 þ t M : 2  „    U  ·“ É r

Fig. 7. (Color online) Variation of secondary electron yield with atomic number (1 keV).

Fig. 8. (Color online) Variation of secondary electron yield with the angle of incidence of the electron beam (1 keV).

/ B

M \ " f Ò q tl l  M :ë  H \  2  „    à ºÖ  ¦ s   Œ • . \  -t 



Œ

• t €   à ºÖ  ¦“ É r & h & h  & t    r  ×  ¦ # Q× ¼  H X <, \  - t

 1 keV{ 9  M :  © œ ß ¼ .

Figure 7“ É r [ þ t # Q  H „   ¶ ú ˜_  \  -t  1 keV{ 9  M :

"

é

¶      ñ\    É r 2  „    à ºÖ  ¦ _     o\  ¦ ˜ Ð# Œï  r  . " é ¶



    ñ & | 9 à º2 Ÿ ¤ 2  „    à ºÖ  ¦ s  & t   " é ¶      ñ 20 s   Å Ü ¼€    r  ×  ¦ # QŽ  H  .

Figure 8“ É r \  -t  1 keV“   „   ¶ ú ˜s  z  ´o – B H \  { 9  

½

+ É M : { 9  y Œ •\    É r 2  „    à ºÖ  ¦ _     o\  ¦ ˜ Ð# Œï  r  .

„

  ¶ ú ˜s  { 9  y Œ •s  9 þ t à º2 Ÿ ¤ 2  „    à ºÖ  ¦ • ¸ & ”   .

4. # b [ U  { ¢] k ù

r

« Ñ_  — ¸€ ª œs 
 › ¸$ í \     „   ‰ & ³p  â % ò  © œs  # Q b 

G>       H t  · ú ˜ ˜ Ѐ Œ ¤ . ¨ î ¨ î ô  Ç l ó ø Í\  ¹ ¢ ¤€  ^ ‰ g 1 J Ó ü t

Fig. 9. (Color online) (a)Different materials on the sub- strate, (b) Variation of backscattering yield with the po- sition of electron beam in aluminum, copper, gold on a silicon substrate (10 keV), (c) Image obtained by scan- ning the surface of the substrate of Fig. 9(a).

^

‰\  ¦ `  ¦ 2 ;  כ ,  ¶ n s“ É r  כ , Õ ªo “ ¦ ½ ¨" í `  ¦ ó ø Í  כ `  ¦ r « і Ð



Œ

™  „   ¶ ú ˜_  C & h `  ¦ Æ Ò& h  “ ¦ Õ ª כ `  ¦  „ ½ ÓÜ ¼– Ð % ò  © œ

`

 ¦ ½ + Ë$ í Ù þ ¡ .

1) l ó ø Í 0 A\  $ í ì  r s    É r Ó ü t ^ ‰ e ” `  ¦ M :

Figure 9(a)  H l ó ø Í 0 A\  $ í ì  r s    É r Ó ü t ^ ‰ e ”   H 3 

"

é

¶ — ¸+ þ A_  8 £ ¤€  • ¸s “ ¦, Fig. 9(b)  H z  ´o – B H l ó ø Í 0 A\   

 É

r Ó ü t ^ ‰ (· ú ˜À Òp ³ o u, ½ ¨o , F K)  e ”   H  â Ä º 10 keV_  „  



¶ ú ˜`  ¦ { 9  r ~  ´ M : { 9   0 Au \    É r Ê ê~ ½ Óí ß –ê ø Í Ã ºÖ  ¦ _ 



  o\  ¦ ˜ Ð# Œï  r  . Fig. 9(c)  H z  ´o – B H l ó ø Í 0 A\  z  ´o – B H

Fig. 10. (Color online) (a) Different materials in the substrate, (b) Variation of backscattering yield with the position of electron beam in aluminum, copper, gold in a silicon substrate (10 keV), (c) Image obtained by scan- ning the surface of the substrate of Fig. 10(a).

`

 ¦ Z  ~ “ ¦ l ó ø Í_  ³ ð€  `  ¦ – Ð 50> h, [ j– Ð 50> h– Ð
¾ º# Q y

Œ

•y Œ •_  t & h  2500> h_  Ê ê~ ½ Óí ß –ê ø Í Ã ºÖ  ¦`  ¦ ½ ¨ “ ¦, s \  ¦ + ‹

"

f % 3 “ É r l ó ø Í_  2 " é ¶ % ò  © œs  .

2) l ó ø Í 5 Å q \  $ í ì  r s    É r Ó ü t ^ ‰ e ” `  ¦ M :

Figure 10(a)  H l ó ø Í 5 Å q \  $ í ì  r s    É r Ó ü t ^ ‰ e ”   H 3 " é ¶ — ¸+ þ A_  8 £ ¤€  • ¸s “ ¦, Fig. 10(b)  H z  ´o – B H l ó ø Í 5 Å q

\

   É r Ó ü t ^ ‰ (· ú ˜À Òp ³ o u, ½ ¨o , F K)  e ”   H  â Ä º 10 keV _

 „   ¶ ú ˜`  ¦ { 9  r ~  ´ M : { 9   0 Au \    É r Ê ê~ ½ Óí ß –ê ø Í Ã º Ö

 ¦ _     o\  ¦ ˜ Ð# Œï  r  . Fig. 10(c)  H z  ´o – B H l ó ø Í 5 Å q \  F K

Fig. 11. (Color online) (a) A hole in the substrate, (b) Variation of backscattering yield with the position of electron beam at the silicon substrate with a hole (10 keV), (c) Image obtained by scanning the surface of the substrate of Fig. 11(a).

s

 Z  ~ # Œ e ”   H  â Ä º l ó ø Í ³ ð€  `  ¦ Û ¼ ± p # Œ Ê ê~ ½ Óí ß –ê ø Í Ã ºÖ  ¦

`

 ¦ ½ ¨ “ ¦, s \  ¦ + ‹" f % 3 “ É r 2 " é ¶ % ò  © œs  .

3) l ó ø Í\  ½ ¨" í s   “    â Ä º

Figure 11(a)  H l ó ø Í\  ½ ¨" í s   “   3 " é ¶ — ¸+ þ A_  8 £ ¤€  

•

¸s “ ¦, Fig. 11(b)  H î ß –A á ¤ s   “   z  ´o – B H l ó ø Í\  10 keV _

 „   ¶ ú ˜`  ¦ { 9  r ~  ´ M : { 9   0 Au \    É r Ê ê~ ½ Óí ß –ê ø Í Ã º Ö

 ¦ _     o\  ¦ ˜ Ð# Œ ï  r  . Fig. 11(c)  H î ß –A á ¤ s   “   z  ´o – B H l

ó ø Í_  ³ ð€  `  ¦ Û ¼ ± p # Œ Ê ê~ ½ Óí ß –ê ø Í Ã ºÖ  ¦`  ¦ ½ ¨ “ ¦, s \  ¦ +

‹" f % 3 “ É r 2 " é ¶ % ò  © œs  .

IV. ~ ¿ W d l



7 H _ … º ú ˜– Ð l Z O `  ¦ + ‹" f „   ‰ & ³p  â \ " f r « Ñ\  [ þ t # Q ç

ß – „   _  í ß –ê ø Í C & h `  ¦ 3 " é ¶ Ü ¼– Ð Æ Ò& h  “ ¦, 2  „   ü <

Ê

ê~ ½ Óí ß –ê ø Í „   _  à ºÖ  ¦`  ¦ ½ ¨Ù þ ¡ . s \  ¦ + ‹" f — ¸€ ª œõ  › ¸$ í s

   É r r « Ñ\  @ /ô  Ç „   ‰ & ³p  â % ò  © œ`  ¦ ½ + Ë$ í Ù þ ¡ .

Ê

ê~ ½ Óí ß –ê ø Í Ã ºÖ  ¦“ É r " é ¶      ñ & | 9 à º2 Ÿ ¤ & t  9, „   

¶ ú

˜_  \  -t   Œ • t €   à ºÖ  ¦ s  0.4 ∼ 0.6  s _  ° ú כÜ ¼

–

Ð Ã º§ 4  “ ¦, { 9  y Œ •s  & t €   à ºÖ  ¦ • ¸ & ”   . 2  „    Ã

ºÖ  ¦“ É r " é ¶      ñü < \  -t  & | 9 à º2 Ÿ ¤ à ºÖ  ¦ • ¸ & t  



r  ×  ¦ # Q[ þ t 9, { 9  y Œ •s  & t €   à ºÖ  ¦ • ¸ & ”   .

—

¸€ ª œõ  › ¸$ í s    É r r « Ñ\  @ /K   7 H _ …º ú ˜– Ð „  í ß –r Ð 3 x

`

 ¦ # Œ % 3 “ É r % ò  © œ“ É r z  ´] j_  „   ‰ & ³p  â % ò  © œõ  q “ § 

#

Œ — ¸€ ª œõ  › ¸$ í `  ¦ & ñ | ¾ Ó& h Ü ¼– Ð ì  r$ 3    H X < • ¸¹ ¡ § s  | ¨ c à º e ”

 .

P

c p 8 ý ò k >

s

 ƒ  ½ ¨  H í ß –\ O : Ÿ x  © œ " é ¶ Â Ò í ß –\ O Ö 6 x ½ + Ë" é ¶…  ;l Õ ü t > hµ 1 Ï 

\ O

_  t " é ¶`  ¦ ~ à Î  à º' Ÿ ô  Ç ‘EUV  Û ¼ß ¼ actinic  Ž   © œq  x 9

 Y O w  „   c ”  J ?s (   Ž  l Õ ü t > hµ 1 Ï (10039226)’   õ  _

 { 9  Òe ” .

REFERENCES

[1] J. I. Goldstein, D. E. Newbury, P. Echlin, D. C.

Joy and C. E. Lyman et al., Scanning Electron Mi- croscopy and X-ray Microanalysis (Springer, Berlin, 2003).

[2] D. C. Joy, Monte Carlo Modeling for Electron Mi- croscopy and Microanalysis (Oxford, London, 1995).

[3] E. Napchan, European Microscopy and Analysis, November, 21 (1992).

[4] L. Reimer, Scanning Electron Microscopy (Springer,

Berlin, 1998).