JP2001110347A - Automated focusing method for charged-particle beam apparatus - Google Patents
Automated focusing method for charged-particle beam apparatusInfo
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、自動的に荷電粒子
線の焦点合わせを行うことができる走査電子顕微鏡など
の荷電粒子線装置における自動焦点合わせ方法および装
置に関する。[0001] 1. Field of the Invention [0002] The present invention relates to an automatic focusing method and apparatus in a charged particle beam apparatus such as a scanning electron microscope capable of automatically focusing a charged particle beam.
【０００２】[0002]
【従来の技術】走査電子顕微鏡では、自動的な焦点合わ
せ機能が備えられている。この焦点合わせは、対物レン
ズの励磁をステップ状に変化させ、各ステップ状ごとに
試料の所定領域を電子ビームで走査し、その際、検出器
によって２次電子や反射電子を検出し、各励磁状態ごと
の検出信号から合焦の程度を表す情報（例えば、変化量
の絶対値の積算値（以下、単に積算値と呼ぶ））を求め
て比較し、積算値の最大値が得られたときの励磁状態を
合焦点位置と判断し、その状態に対物レンズの励磁を設
定するようにしている。2. Description of the Related Art A scanning electron microscope is provided with an automatic focusing function. In this focusing, the excitation of the objective lens is changed stepwise, and a predetermined area of the sample is scanned with an electron beam at each step, and at this time, secondary electrons and reflected electrons are detected by a detector, and each excitation is performed. When information indicating the degree of focusing (for example, the integrated value of the absolute value of the change amount (hereinafter, simply referred to as the integrated value)) is obtained from the detection signal for each state and compared, and the maximum value of the integrated value is obtained. Is determined as the in-focus position, and the excitation of the objective lens is set in that state.
【０００３】このような焦点合わせに対する要求とし
て、従来の走査電子顕微鏡における自動焦点合わせの際
の電子ビームの走査形状は、大きく分けて２つの方式が
用いられている。第１方式は所定の四角形の試料領域を
ラスター走査する直線走査であり、第２方式は、例え
ば、図５（ｂ）に示すように試料の所定領域において円
心円状に走査を行う曲線走査である。この曲線走査に
は、その他の形状として、８字、渦巻き等の走査があ
る。As a demand for such focusing, electron beam scanning shapes in automatic focusing in a conventional scanning electron microscope are roughly classified into two types. The first method is linear scanning for raster-scanning a predetermined quadrangular sample area, and the second method is, for example, curve scanning for scanning a predetermined area of a sample in a concentric circle as shown in FIG. It is. This curve scanning includes other shapes such as a figure-eight scan and a spiral scan.
【０００４】[0004]
【発明が解決しようとする課題】ところで、焦点合わせ
において、試料の走査領域の全面においてほぼ均一に凹
凸が存在していれば、どのような走査形状を用いても精
度の高い焦点合わせを実行することができる。しかし、
ＩＣパターンの中には、走査領域の一部に直線状あるい
は円形のパターンが存在し、他の大部分は滑らかな平面
となっている場合やパターンに方向性がある場合などが
あり、使用される走査形状によっては、パターンのエッ
ジ部分と電子線の走査ラインと重なりが少なくなり、信
号量積算値の変化が小さくなり、焦点合わせの精度が低
下することがある。By the way, in the focusing, if the unevenness is almost uniformly present over the entire scanning area of the sample, the focusing can be performed with high accuracy regardless of the scanning shape. be able to. But,
Among the IC patterns, a linear or circular pattern exists in a part of the scanning area, and most of the other ICs have a smooth plane or a pattern having directionality. Depending on the scanning shape, the overlap between the edge portion of the pattern and the scanning line of the electron beam is reduced, the change in the integrated signal amount is reduced, and the accuracy of focusing may be reduced.
【０００５】例えば、ラスター走査法で、図５（Ａ）に
示すようなパターン形状の場合には、走査方向がパター
ンの方向と一致すると、パターンのエッジ部分と電子線
の走査ラインと重なりが少なくなり、信号量積算値の変
化が、各対物レンズの励磁の変化によって現れにくくな
り、最適な合焦点が得られにくい。For example, in the raster scanning method, in the case of a pattern shape as shown in FIG. 5A, if the scanning direction matches the direction of the pattern, the edge portion of the pattern and the scanning line of the electron beam are less overlapped. That is, it is difficult for the change in the integrated signal amount to appear due to the change in the excitation of each objective lens, and it is difficult to obtain an optimum focal point.
【０００６】このようなパターン形状に対しては、曲線
走査方式の走査を用いることによって、図５（Ｂ）に示
すようにパターンのエッジ部分と電子線の走査ラインと
重なりが多くなり、各対物レンズの励磁に対して信号量
積算値の変化が明確になり、最適な合焦点を求め易くな
る。その反面、曲線走査では、ＩＣパターンにおけるコ
ンタクトホールなど、円形のパターンを対象とする場合
は、円形のパターンの中心が走査形状の中心と近いと、
ホールのエッジ部分と電子線の走査ラインと重なりが少
なくなり、信号量積算値の変化が、各対物レンズの励磁
の変化によって現れにくくなり、最適な合焦点が得られ
にくくなる。For such a pattern shape, by using the scanning of the curve scanning method, as shown in FIG. 5B, the edge portion of the pattern and the scanning line of the electron beam are increased, and each object is scanned. The change in the signal amount integrated value with respect to the excitation of the lens becomes clear, and it becomes easy to obtain an optimum focal point. On the other hand, in the curved scanning, when a circular pattern such as a contact hole in an IC pattern is targeted, if the center of the circular pattern is close to the center of the scanning shape,
The overlap between the edge portion of the hole and the scanning line of the electron beam is reduced, and the change in the integrated signal amount is less likely to appear due to the change in the excitation of each objective lens, and it is difficult to obtain an optimum focal point.
【０００７】以上で述べたように、試料表面の状態に応
じて走査形状を選定することによって、より最適な合焦
点を求めることができる。そのため、最近の走査形電子
顕微鏡では、自動焦点合わせ用として複数の走査形状を
備えて、オペレータが試料によって走査形状を選定して
用いている。しかし、ある程度焦点が合って試料表面の
状態が判断つく場合はよいが、未知の試料で焦点が合っ
てなく形状がわからない場合には、１回の自動焦点合わ
せでは試料と走査形状とが合わず最適な焦点が得られ
ず、最適な焦点を得るために、走査形状をいろいろと変
えて自動焦点合わせを行うことがある。As described above, by selecting the scanning shape according to the state of the sample surface, a more optimal focal point can be obtained. Therefore, in recent scanning electron microscopes, a plurality of scanning shapes are provided for automatic focusing, and an operator selects and uses the scanning shape according to a sample. However, it is good to be able to judge the state of the sample surface by focusing to some extent, but when the unknown sample is not focused and its shape is not known, the sample and the scanning shape do not match in one automatic focusing. The optimum focus cannot be obtained, and in order to obtain the optimum focus, automatic focusing may be performed by changing the scanning shape in various ways.
【０００８】本発明は、上記の問題を解決すべく成され
たものであり、試料表面の状態や試料の位置に影響され
ず、高い精度で焦点合わせを短時間で行うことができる
走査電子顕微鏡などの荷電粒子線装置における焦点合わ
せ方法および装置を提供する。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above problems, and is capable of performing focusing with high accuracy in a short time without being affected by the state of the sample surface or the position of the sample. And a focusing method in a charged particle beam device.
【０００９】[0009]
【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
の本発明は、試料上の電子ビームのフォーカスの状態を
段階的に変化させ、各段階において試料上の特定領域の
電子ビーム走査に伴って得られた検出信号に基づいて最
適なフォーカスの状態に電子ビームを設定するようにし
た荷電粒子装置における自動焦点合わせ方法において、
前記試料上の特定領域で電子ビームの走査を複数の走査
形状を用いて複数回行い、各走査形状ごとに電子ビーム
を走査して得られた検出信号に基づいて最適な走査形状
を選択し、選択された走査形状を用いて自動焦点合わせ
を行うことを特徴とする。In order to achieve the above object, the present invention changes the focus state of an electron beam on a sample in a stepwise manner, and in each step, scans a specific area on the sample with an electron beam. In the automatic focusing method in the charged particle device so as to set the electron beam to an optimal focus state based on the obtained detection signal,
Scanning of the electron beam in the specific region on the sample is performed a plurality of times using a plurality of scanning shapes, and an optimal scanning shape is selected based on a detection signal obtained by scanning the electron beam for each scanning shape, The automatic focusing is performed by using the selected scanning shape.
【００１０】[0010]
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施の形態を詳細に説明する。図１は本発明の実施例とし
て自動焦点機能を有した走査電子顕微鏡を示しており、
電子銃１から発生された電子ビームＥＢは、集束レンズ
２と対物レンズ３によって試料４上に細く照射される。
５は２段の偏向コイル５ａ、５ｂであり、２段偏向コイ
ル５ａ、５ｂの各々には水平、垂直方向の偏向コイルが
含まれている。２段偏向コイル５ａ、５ｂには走査信号
発生回路１３から偏向コイル駆動回路１２を介して水
平、垂直走査信号が供給される。走査信号発生回路１３
は複数の走査形状を与える複数の走査信号波形を記憶す
るメモリを備えており、コンピュータの如き制御回路２
０によって制御される。Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings. FIG. 1 shows a scanning electron microscope having an autofocus function as an embodiment of the present invention,
The electron beam EB generated from the electron gun 1 is finely irradiated on the sample 4 by the focusing lens 2 and the objective lens 3.
Reference numeral 5 denotes two-stage deflection coils 5a and 5b. Each of the two-stage deflection coils 5a and 5b includes horizontal and vertical deflection coils. Horizontal and vertical scanning signals are supplied to the two-stage deflection coils 5a and 5b from the scanning signal generation circuit 13 via the deflection coil drive circuit 12. Scan signal generation circuit 13
Is provided with a memory for storing a plurality of scanning signal waveforms for providing a plurality of scanning shapes, and a control circuit 2 such as a computer.
Controlled by 0.
【００１１】試料４への電子ビームＥＢの照射によって
発生した２次電子は、２次電子検出器６によって検出さ
れる。検出器６の検出信号は、増幅器７によって増幅さ
れた後、水平、垂直走査信号が供給されている表示装置
９とフイルター回路８に供給される。フイルター回路８
の出力信号は絶対値回路１０を介してＡＤ変換器１１に
よってディジタル信号に変換され、制御回路２０内のメ
モリー２１に供給され記憶される。Secondary electrons generated by irradiating the sample 4 with the electron beam EB are detected by a secondary electron detector 6. After the detection signal of the detector 6 is amplified by the amplifier 7, it is supplied to the display device 9 and the filter circuit 8 to which the horizontal and vertical scanning signals are supplied. Filter circuit 8
Is converted into a digital signal by an AD converter 11 via an absolute value circuit 10 and supplied to a memory 21 in a control circuit 20 to be stored.
【００１２】制御回路２０内のメモリー２１に一時記憶
された信号は、データ積算ユニット２２に送られて積算
値が求められ、ある条件の積算値として信号強度分布メ
モリー２３に記憶される。信号強度分布メモリー２３に
は最大値検出ユニット２４が接続され、最大値検出ユニ
ット２４は信号強度分布メモリー２３に記憶された複数
の積算値の最大値のデータを検出する。最大値検出ユニ
ット２４の出力信号はオートフォーカスユニット２６に
供給される。オートフォーカスユニット２６はＤＡ変換
器１５を介して対物レンズ駆動回路１４に対物レンズ電
流を指定する信号を供給すると共に、走査信号発生回路
１３を制御してオートフォーカス作業を実行する。この
ような構成の動作を次に説明する。The signal temporarily stored in the memory 21 in the control circuit 20 is sent to the data integrating unit 22 to calculate the integrated value, and stored in the signal intensity distribution memory 23 as the integrated value under a certain condition. A maximum value detection unit 24 is connected to the signal intensity distribution memory 23, and the maximum value detection unit 24 detects data of a maximum value of a plurality of integrated values stored in the signal intensity distribution memory 23. The output signal of the maximum value detection unit 24 is supplied to the auto focus unit 26. The autofocus unit 26 supplies a signal for designating an objective lens current to the objective lens drive circuit 14 via the DA converter 15 and controls the scanning signal generation circuit 13 to execute an autofocus operation. The operation of such a configuration will now be described.
【００１３】通常の２次電子像を観察する場合、走査信
号発生回路１３からは通常のラスタ走査を行うための走
査信号が発生され、偏向コイル駆動回路１２を介して偏
向コイル５に供給されるため、電子ビームＥＢは、２段
の偏向コイル５ａ、５ｂにより偏向を受け、試料４の所
定領域でラスタ走査される。When a normal secondary electron image is observed, a scanning signal for performing normal raster scanning is generated from the scanning signal generating circuit 13 and supplied to the deflection coil 5 via the deflection coil driving circuit 12. Therefore, the electron beam EB is deflected by the two-stage deflection coils 5a and 5b, and is raster-scanned in a predetermined area of the sample 4.
【００１４】電子ビームの試料４への照射に伴って発生
した２次電子は、検出器６によって検出され、その検出
信号は増幅器７によって増幅された後、走査信号が供給
されている表示装置９に供給されることから、表示装置
９には２次電子像が表示される。Secondary electrons generated by the irradiation of the sample 4 with the electron beam are detected by a detector 6, and the detection signal is amplified by an amplifier 7, and then a display device 9 to which a scanning signal is supplied. , The secondary electron image is displayed on the display device 9.
【００１５】次に、図１〜図４を用いてオートフォーカ
ス動作について説明する。図２（Ａ），（Ｂ），（Ｃ）
は、試料形状の十字パターンに対して、走査形状として
水平ラスター走査，垂直ラスター走査，円心円状の曲線
走査を用いた場合の走査軌跡を示した図で、また、図２
（ａ），（ｂ），（ｃ）は３つの走査形状より得られた
検出信号を示した図である。これらの走査形状を与える
走査信号波形は、予め走査信号発生回路１３にオートフ
ォーカス用として備えられている。他の走査形状とし
て、斜め直線走査、８字、渦巻き等の複数の走査形状が
あり、それらの走査形状を任意に選択して用いることが
できる。また、これらの走査形状のいずれを用いても、
試料上でのトータル走査距離および走査速度はほぼ同一
になるように走査周期、走査期間などが適宜設定されて
いる。図３には１次オートフォーカス、図４は２次オー
トフォーカス動作を説明するための対物レンズの励磁強
度と、信号の積算値を示す図である。Next, the autofocus operation will be described with reference to FIGS. FIG. 2 (A), (B), (C)
FIG. 2 is a diagram showing a scanning trajectory in the case where horizontal raster scanning, vertical raster scanning, and concentric curve scanning are used as scanning shapes for a sample-shaped cross pattern.
(A), (b), (c) is a diagram showing detection signals obtained from three scanning shapes. The scanning signal waveforms giving these scanning shapes are provided in advance in the scanning signal generation circuit 13 for autofocus. As other scanning shapes, there are a plurality of scanning shapes such as oblique linear scanning, figure 8, and spiral, and these scanning shapes can be arbitrarily selected and used. Also, using any of these scanning shapes,
The scanning cycle, the scanning period, and the like are appropriately set so that the total scanning distance and the scanning speed on the sample are substantially the same. FIG. 3 is a diagram showing the primary autofocus, and FIG. 4 is a diagram showing the excitation intensity of the objective lens and the integrated value of the signal for explaining the secondary autofocus operation.
【００１６】まず始めに、１次オートフォーカスとし
て、オートフォーカスユニット２６には、対物レンズ電
流可変範囲を大まかに３段階に分けるべく図３（Ａ）に
示す対物励磁電流Ｉａ，Ｉｂ，Ｉｃの値と、走査形状選
択対象として図２（Ａ），（Ｂ），（Ｃ）に示す走査形
状を順次走査するシーケンスとして設定される。First, as primary autofocus, the autofocus unit 26 includes values of the objective excitation currents Ia, Ib, and Ic shown in FIG. 3A in order to roughly divide the objective lens current variable range into three stages. Is set as a sequence for sequentially scanning the scanning shapes shown in FIGS. 2A, 2B, and 2C as scanning shape selection targets.
【００１７】次に、オートフォーカスユニット２６は、
対物励磁電流を図３に示すようにＩａ，Ｉｂ，Ｉｃの値
にステップ状に変化させ、対物レンズ３を励磁する。オ
ートフォーカスユニット２６は、走査信号発生回路１３
を制御し、このステップ状の変化の都度、偏向コイル５
に試料４上の所定領域を図２（Ａ），（Ｂ），（Ｃ）に
示す３つの走査形状で順次走査するため走査信号が供給
されるようにする。Next, the auto focus unit 26
The objective exciting current is stepwise changed to the values of Ia, Ib, and Ic as shown in FIG. 3 to excite the objective lens 3. The auto-focus unit 26 includes the scanning signal generation circuit 13
Is controlled, and the deflection coil 5
In order to sequentially scan a predetermined area on the sample 4 in three scanning shapes shown in FIGS. 2A, 2B and 2C, a scanning signal is supplied.
【００１８】このようにして、３段階の対物励磁電流Ｉ
ａ、Ｉｂ、Ｉｃ毎に３種類の走査形状で即ち９通りの条
件で電子ビームが試料上を走査された結果、発生した２
次電子は検出器６によって検出される。検出信号は増幅
器７によって増幅され、フイルター回路８によって特定
の周波数成分をカットした後、絶対値回路１０において
負信号が反転される。In this manner, the three-stage objective excitation current I
As a result of the electron beam being scanned over the sample in three different scan shapes for each of a, Ib, and Ic, ie, under nine conditions, 2
The next electron is detected by the detector 6. The detection signal is amplified by the amplifier 7, and after a specific frequency component is cut by the filter circuit 8, the negative signal is inverted in the absolute value circuit 10.
【００１９】絶対値回路１０の出力はＡＤ変換器１１に
よってディジタル信号に変換された後、メモリー２１に
供給されて９通りの条件毎に別々に記憶される。メモリ
ー２１に記憶された信号はデータ積算ユニット２２にお
いて対物励磁電流の３つのステップに対して、各走査形
状ごとの信号として積算され、得られた積算値は信号強
度分布メモリー２３に送られる。信号強度分布メモリー
２３に送られた積算値は、図３（Ｂ）に示すように対物
レンズＩａ、Ｉｂ、Ｉｃの３つのステップの励磁電流ご
とに、図２（Ａ），（Ｂ），（Ｃ）の３つの走査形状ご
とのデータＡ，Ｂ，Ｃとして記憶される。 この図３
（Ｂ）から明らかなように、フォーカスが比較的合って
いる励磁電流Ｉｂでは積算値が大きく、また、走査形状
による積算値の差が大きく明確となり、逆に、フォーカ
スが合っていない励磁電流Ｉａ，Ｉｃでは積算値自体が
小さく走査形状による積算値の差が少なくなる。この結
果から、図２に示すように、試料形状が十字パターンの
場合は、パターンエッジ部分と電子線の走査ラインとの
重なりとが、図２（Ｃ）の円心円状の曲線走査Ｃの方が
図２（Ａ）（Ｂ）の２つのラスター走査Ａ，Ｂより多
く、その結果、２次電子発生が多くなって信号量が増加
し、合焦の判断をより正確に行うことができる。The output of the absolute value circuit 10 is converted into a digital signal by the AD converter 11 and then supplied to the memory 21 to be stored separately for each of the nine conditions. The signals stored in the memory 21 are integrated in the data integration unit 22 as signals for each scanning shape for the three steps of the objective excitation current, and the obtained integrated value is sent to the signal intensity distribution memory 23. The integrated value sent to the signal intensity distribution memory 23 is, as shown in FIG. 3B, for each of the three steps of the excitation current of the objective lenses Ia, Ib, and Ic, as shown in FIGS. C) are stored as data A, B, and C for each of the three scanning shapes. This figure 3
As is clear from (B), the exciting current Ib in which the focus is relatively focused has a large integrated value, and the difference in the integrated value due to the scanning shape is large and clear. , Ic, the integrated value itself is small and the difference in the integrated value due to the scanning shape is reduced. From this result, as shown in FIG. 2, when the sample shape is a cross pattern, the overlap between the pattern edge portion and the scanning line of the electron beam is the same as that of the concentric curve scanning C in FIG. 2A and 2B are larger than the two raster scans A and B. As a result, the amount of secondary electrons is increased, the signal amount is increased, and the focus can be determined more accurately. .
【００２０】このような最適な走査形状の決定は、最大
値検出ユニット２４により行われる。即ち、最大値検出
ユニット２４は、信号強度分布メモリー２３に送られて
記憶された積算値（図３（Ｂ））より、最大値として励
磁電流Ｉｂにおける走査形状として曲線走査Ｃを検出
し、最適走査形状の曲線走査Ｃの情報及び３つの励磁電
流の中で最適な励磁電流Ｉｂの情報をオートフォーカス
ユニット２６へ送る。The determination of the optimum scanning shape is performed by the maximum value detecting unit 24. That is, the maximum value detection unit 24 detects the curve scan C as the scan shape at the excitation current Ib as the maximum value from the integrated value (FIG. 3B) sent to and stored in the signal intensity distribution memory 23, The information of the scanning curve C of the scanning shape and the information of the optimum exciting current Ib among the three exciting currents are sent to the autofocus unit 26.
【００２１】オートフォーカスユニット２６は、この励
磁電流値Ｉｂの情報から次の２次オートフォーカスの際
の対物レンズ３の励磁電流の変化範囲を決める。図３
（Ｂ）から明らかなように、積算値は励磁電流Ｉｂで最
高値で、その前後のＩａ，Ｉｃでは低下していることよ
り、積算値の最大値、即ちフォーカス点としての励磁電
流がＩａ〜Ｉｃの間にあることが分かる。その結果、図
４に示すように、２次オートフォーカスの対物励磁電流
を変化させるサーチ範囲としては、スタート値ＩｓがＩ
ａとＩｂのほぼ中間点、ストップ値ＩｔがＩｂとＩｃの
ほぼ中点に設定さる。The autofocus unit 26 determines the range of change of the exciting current of the objective lens 3 at the time of the next secondary autofocus from the information of the exciting current value Ib. FIG.
As apparent from (B), since the integrated value is the highest value at the exciting current Ib and decreases at Ia and Ic before and after it, the maximum value of the integrated value, that is, the exciting current as the focus point is Ia to Ia. It can be seen that it is between Ic. As a result, as shown in FIG. 4, the search range for changing the objective excitation current for the secondary autofocus is such that the start value Is is I
The stop value It is set to a substantially middle point between a and Ib, and the stop value It is set to a substantially middle point between Ib and Ic.
【００２２】このような１次フォーカスを実行した後、
引き続き走査形状は試料形状に適した曲線走査Ｃを用
い、対物励磁電流はスタート値Ｉｓからストップ値Ｉｔ
の電流範囲をサーチする２次オートフォーカスが実行さ
れる。After performing such a primary focus,
Subsequently, the scanning shape uses the curve scanning C suitable for the sample shape, and the objective excitation current is changed from the start value Is to the stop value It.
The secondary autofocus for searching the current range is performed.
【００２３】次に、図４を用いて第２フォーカスの動作
について説明する。対物レンズの励磁電流は、図４に示
す、スタート値Ｉｓからストップ値Ｉｔ間でステップ状
に変化される。このステップ状の変化の都度、偏向コイ
ル５には試料４上の所定領域を曲線走査（図２Ｃ）にて
１回ずつ走査が行われる。走査に基づいて得られた検出
信号は前記と同様の処理を受け、走査ごとの信号の積算
値として、図４（Ｂ）に示すような積算値が信号強度分
布メモリー２３に記憶される。制御回路２０内の最大値
検出ユニット２４は、図４（Ｂ）の分布の最大値を検出
し、その積算値の最大値のときの対物レンズ励磁電流値
のデータをオートフォーカスユニット２６に供給する。
この結果、オートフォーカスユニット２６は、ＤＡ変換
器１５と対物レンズ駆動回路１４を介して対物レンズの
励磁電流をその電流値に設定し２次オートフォーカス動
作を終了する。Next, the operation of the second focus will be described with reference to FIG. The exciting current of the objective lens is changed stepwise between the start value Is and the stop value It shown in FIG. Each time the step change occurs, the deflection coil 5 scans a predetermined area on the sample 4 once by curve scanning (FIG. 2C). The detection signal obtained based on the scan undergoes the same processing as described above, and the integrated value as shown in FIG. 4B is stored in the signal intensity distribution memory 23 as the integrated value of the signal for each scan. The maximum value detection unit 24 in the control circuit 20 detects the maximum value of the distribution in FIG. 4B, and supplies data of the objective lens excitation current value at the maximum value of the integrated value to the autofocus unit 26. .
As a result, the autofocus unit 26 sets the exciting current of the objective lens to the current value via the DA converter 15 and the objective lens drive circuit 14, and ends the secondary autofocus operation.
【００２４】このように、１次と２次のオートフォーカ
スが実行された後、試料のパターン形状に最適な合焦点
が得られて、２次電子像の観察ができる。As described above, after the primary and secondary auto-focusing are performed, an optimum focal point is obtained for the pattern shape of the sample, and the secondary electron image can be observed.
【００２５】以上、本発明の実施の形態を説明したが、
本発明は上記の形態に限定されるものではない。例え
ば、オートフォーカスのために２次電子を検出したが、
反射電子を検出してもよい。また、対物レンズを用いて
ステップ状のフォーカス変化を実行したが、補助コイル
を別に設けてステップ状のフォーカス変化を行ってもよ
い。また、１次オートフォーカスの対物レンズのステッ
プ変化を３ステップで実行したが、ステップ数は任意の
ステップで行ってもよい。The embodiment of the present invention has been described above.
The present invention is not limited to the above embodiment. For example, secondary electrons were detected for auto focus,
The reflected electrons may be detected. In addition, although the step-like focus change is performed using the objective lens, an auxiliary coil may be separately provided to perform the step-like focus change. In addition, although the step change of the primary autofocus objective lens is performed in three steps, the number of steps may be performed in any step.
【００２６】また、上記実施例では、１次オートフォー
カスにおいて対物レンズ電流値を３段階に変化させると
共に、各段階において走査形状を変えて電子ビームを走
査するようにしたが、予めある程度フォーカスが合って
いれば、対物レンズ電流値は変化させずに走査形状のみ
を変化させて最適走査形状を求めるようにしてもよい。In the above-described embodiment, the objective lens current value is changed in three stages in the primary autofocus, and the electron beam is scanned while changing the scanning shape in each stage. If so, the optimum scanning shape may be obtained by changing only the scanning shape without changing the current value of the objective lens.
【００２７】[0027]
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
においては、未知の試料形状（パターン）に対して数種
のフォーカス用の走査形状を用いて１次オートフォーカ
スを実行した後、試料形状に適した走査形状を選択設定
し、試料形状に適した走査形状で２次オートフォーカス
動作を実行することにより、試料の観察領域で形状（パ
ターン）に左右されずに１回のオートフォーカスで最適
な合焦点が得られ。As is apparent from the above description, according to the present invention, after performing primary auto-focusing on an unknown sample shape (pattern) using several types of focus scanning shapes, the sample By selecting and setting a scanning shape suitable for the shape, and performing a secondary autofocus operation with a scanning shape suitable for the sample shape, a single autofocus can be performed in the observation region of the sample regardless of the shape (pattern). The best focus is obtained.
【００２８】[0028]
【図１】本発明の電子顕微鏡におけるオートフォーカス
動作を説明するための一実施例の構成図である。FIG. 1 is a configuration diagram of an embodiment for explaining an autofocus operation in an electron microscope of the present invention.
【図２】本発明に基づく試料形状と各走査形状の関係を
示す図である。FIG. 2 is a diagram showing a relationship between a sample shape and each scanning shape according to the present invention.
【図３】本発明の１次オートフォーカス動作を説明する
ための図である。FIG. 3 is a diagram for explaining a primary autofocus operation of the present invention.
【図４】本発明の２次オートフォーカス動作を説明する
ための図である。FIG. 4 is a diagram for explaining a secondary autofocus operation of the present invention.
【図５】従来のオートフォーカスの走査形状を説明する
ための図である。FIG. 5 is a diagram for explaining a scanning shape of a conventional autofocus.
１…電子銃、２…収束コイル、３…対物レンズ、４…試
料、５…偏向コイル、６…検出器、７…増幅器、８…フ
イルター回路、９…表示装置、１０…絶対値回路、１１
…ＡＤ変換器、１２…偏向コイル駆動回路、１３…走査
信号発生回路、１４…対物レンズ駆動回路、１５…ＤＡ
変換器、２０…制御回路、２１…メモリー、２２…デー
タ積算ユニット、２３…信号強度分布メモリー、２４…
最大値検出ユニット、２６…オートフォーカスユニッ
ト、DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Electron gun, 2 ... Convergence coil, 3 ... Objective lens, 4 ... Sample, 5 ... Deflection coil, 6 ... Detector, 7 ... Amplifier, 8 ... Filter circuit, 9 ... Display device, 10 ... Absolute value circuit, 11
... A / D converter, 12 ... Deflection coil drive circuit, 13 ... Scan signal generation circuit, 14 ... Objective lens drive circuit, 15 ... DA
Converter, 20 control circuit, 21 memory, 22 data integration unit, 23 signal intensity distribution memory, 24
Maximum value detection unit, 26 ... auto focus unit,
Claims (1)
段階的に変化させ、各段階において試料上の特定領域の
電子ビーム走査に伴って得られた検出信号に基づいて最
適なフォーカスの状態に電子ビームを設定するようにし
た荷電粒子装置における自動焦点合わせ方法において、
前記試料上の特定領域で電子ビームの走査を複数の走査
形状を用いて複数回行い、各走査形状ごとに電子ビーム
を走査して得られた検出信号に基づいて最適な走査形状
を選択し、選択された走査形状を用いて自動焦点合わせ
を行うことを特徴とする自動焦点合わせ方法。An electron beam focus state on a sample is changed step by step, and in each step, an optimum focus state is obtained based on a detection signal obtained by electron beam scanning of a specific area on the sample. In an automatic focusing method in a charged particle device to set an electron beam,
Scanning of the electron beam in the specific region on the sample is performed a plurality of times using a plurality of scanning shapes, and an optimal scanning shape is selected based on a detection signal obtained by scanning the electron beam for each scanning shape, An automatic focusing method, wherein automatic focusing is performed using a selected scanning shape.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28727999A JP2001110347A (en) | 1999-10-07 | 1999-10-07 | Automated focusing method for charged-particle beam apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28727999A JP2001110347A (en) | 1999-10-07 | 1999-10-07 | Automated focusing method for charged-particle beam apparatus |
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|---|---|
| JP2001110347A true JP2001110347A (en) | 2001-04-20 |
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ID=17715354
Family Applications (1)
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| JP28727999A Withdrawn JP2001110347A (en) | 1999-10-07 | 1999-10-07 | Automated focusing method for charged-particle beam apparatus |
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| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2001110347A (en) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2004061892A1 (en) * | 2002-12-27 | 2004-07-22 | Advantest Corporation | Sample observing system and sample observing method |
| US8478021B2 (en) | 2009-01-15 | 2013-07-02 | Hitachi High-Technologies Corporation | Charged beam device |
| EP4187573A1 (en) * | 2021-11-30 | 2023-05-31 | Innovatum Instruments Inc. | Probe tip x-y location identification using a charged particle beam |
| JP7381432B2 (en) | 2020-10-28 | 2023-11-15 | 株式会社日立ハイテク | Charged particle beam device |
-
1999
- 1999-10-07 JP JP28727999A patent/JP2001110347A/en not_active Withdrawn
Cited By (5)
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