JP2009181923A

JP2009181923A - Charged particle beam device

Info

Publication number: JP2009181923A
Application number: JP2008022240A
Authority: JP
Inventors: Hirobumi Sato; 博文佐藤; Tadashi Yamada; 理山田; Naoki Hashimoto; 直己橋本
Original assignee: Hitachi High Technologies Corp; Hitachi High Tech Corp
Current assignee: Hitachi High Tech Corp
Priority date: 2008-02-01
Filing date: 2008-02-01
Publication date: 2009-08-13
Anticipated expiration: 2028-02-01
Also published as: JP5183230B2

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a control method for actualizing smooth movement in a nano-order region while well following the moving operation of an observation view independently of the learning level of an operator by correcting the drive of a stage as a moving means for the observation view which is conventionally unstable because of mechanical factors. <P>SOLUTION: To solve the problem, a ranging means such as a linear scale is mounted on the sample stage for: detecting the actual moving speed and the actual moving distance of the sample stage; and comparing them with the rotation amount of a motor rotated to move the stage. An electric view moving coil is used for correcting the actual moving distance when it is short. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、荷電粒子線装置に関し、特に、高倍率下で観察視野を精度良く操作できる荷電粒子線装置に関する。 The present invention relates to a charged particle beam apparatus, and more particularly to a charged particle beam apparatus capable of operating an observation visual field with high precision under high magnification.

走査電子顕微鏡に代表される荷電粒子線装置では、細く集束された荷電粒子線を試料上で走査して試料から所望の情報（例えば試料像）を得る。このような荷電粒子線装置は、年々高分解能化が進んでいて、高い分解能が求められる。高い分解能が求められる都合上、試料の観察視野の移動手段には、精度良く移動できて、高倍率でも操作者の操作に対して追従性良く移動できることが求められる。 In a charged particle beam apparatus typified by a scanning electron microscope, desired information (for example, a sample image) is obtained from a sample by scanning a charged particle beam that is finely focused on the sample. Such charged particle beam apparatuses are increasing in resolution year by year, and high resolution is required. Due to the need for high resolution, the moving means for the observation field of the sample is required to be able to move with high accuracy and to be able to move with high followability to the operation of the operator even at high magnification.

一般に、試料の所望の位置の情報を取得するための、荷電粒子線装置の試料観察視野を移動する手段としては、試料を搭載するステージを移動させる試料ステージ駆動部による場合と、荷電粒子線を偏向して視野位置を移動させる電気的視野移動装置による場合がある。 In general, as a means for moving the sample observation field of the charged particle beam apparatus for acquiring information on a desired position of the sample, there are a case of using a sample stage driving unit for moving a stage on which the sample is mounted, and a case of using a charged particle beam. There is a case where an electric visual field moving device that deflects and moves the visual field position is used.

熟練した操作者は、試料ステージの移動を観察視野の粗調整に使用し、高倍率条件で電気的視野移動装置を補助的に使用することで精密に観察視野を移動し、最終的に得たい観察像を取得している。しかし、初級者は試料ステージの不安定な動作と、電気的視野移動距離の制限に戸惑い、ステージコントローラによる操作と、電気的視野移動装置の操作を繰り返し行うために、観察スループットが悪くなってしまうことがある。 A skilled operator would like to use the movement of the sample stage for coarse adjustment of the observation field and move the observation field precisely by using the electric field movement device under high magnification conditions. An observation image is acquired. However, beginners are confused by the unstable movement of the sample stage and the limitation of the electric visual field movement distance, and the observation throughput deteriorates because the operation by the stage controller and the electric visual field movement device are repeated. Sometimes.

従来技術として、特許文献１では、試料上の電子線の走査位置と機械的視野移動と電気的視野移動におけるそれぞれの座標軸系の関係を三次元的な画像として表示することが開示されている。 As a conventional technique, Patent Document 1 discloses that a relationship between a scanning position of an electron beam on a sample, a mechanical visual field movement, and respective coordinate axis systems in an electric visual field movement is displayed as a three-dimensional image.

しかし、機械的視野移動と電気的視野移動におけるそれぞれの座標軸系の関係が分かったとしても、試料ステージの不安定な動作や、電気的視野移動の制限の問題は初心者にとっては依然として解決されていない。 However, even if the relationship between each coordinate axis system in mechanical visual field movement and electric visual field movement is known, the problem of unstable movement of the sample stage and restriction of electric visual field movement are still not solved for beginners. .

特開平５−１４４３９９号公報JP-A-5-144399

本願の目的は、試料観察視野の移動に関し、操作者の操作に対して応答性が良く、絶対精度の高い観察視野の移動制御を行うことのできる荷電粒子線装置を提供することにある。 An object of the present application is to provide a charged particle beam apparatus that is capable of performing movement control of an observation field with high responsiveness and high absolute accuracy with respect to movement of a sample observation field.

上記課題を解決するために、荷電粒子発生装置と、試料を設置するステージと、前記荷電粒子発生装置で発生した荷電粒子線を前記試料上に収束する収束装置と、前記第１の荷電粒子線を偏向する電気的視野移動装置と、前記ステージを移動するステージ駆動装置と、前記ステージ駆動装置によるステージ移動距離を入力する入力装置と、所定の時刻における前記入力装置から入力された移動距離と実際の移動距離とのずれ量を測定し、前記ずれ量を補正する前記荷電粒子線の偏向量を算出する演算部と、前記電気的視野移動装置による荷電粒子線の前記偏向量の偏向を、前記所定の時刻後に行うことを特徴とする荷電粒子線装置を提供する。 In order to solve the above problems, a charged particle generator, a stage on which a sample is placed, a converging device that converges a charged particle beam generated by the charged particle generator on the sample, and the first charged particle beam An electric visual field moving device that deflects the stage, a stage driving device that moves the stage, an input device that inputs a stage moving distance by the stage driving device, and a moving distance input from the input device at a predetermined time and the actual Measuring a deviation amount with respect to the movement distance of the calculation unit, calculating a deflection amount of the charged particle beam for correcting the deviation amount, and deflecting the deflection amount of the charged particle beam by the electric visual field moving device, Provided is a charged particle beam device which is performed after a predetermined time.

本発明によれば、従来機械的な要因で安定しなかった高倍率での観察視野の移動操作に対する追従性と、試料観察視野の移動精度が向上し、その結果、操作者の習熟度によらない観察視野の移動制御が実現し、観察スループットを向上させることができる。 According to the present invention, the followability to the movement operation of the observation visual field at a high magnification, which has not been stabilized due to mechanical factors in the past, and the movement accuracy of the sample observation visual field are improved. The movement control of the observation field which is not present can be realized, and the observation throughput can be improved.

以下、本発明の一実施例を説明する。図１は、本発明の一例である走査電子顕微鏡の概略構成図である。なお、本発明は走査電子顕微鏡に限られず、他の荷電粒子線装置にも用いることができる。 An embodiment of the present invention will be described below. FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a scanning electron microscope which is an example of the present invention. The present invention is not limited to the scanning electron microscope, and can be used for other charged particle beam apparatuses.

まず、電子発生装置（電子源）について説明する。 First, an electron generator (electron source) will be described.

陰極１と第一陽極２の間には、高電圧制御用コンピュータ３５で制御される高圧制御電源２０により電圧が印加され、所定のエミッション電流で一次電子線４が陰極１から引き出される。陰極１と第二陽極３の間には、高電圧制御用コンピュータ３５で制御される高圧制御電源２０により加速電圧が印加され、陰極１から放出された一次電子線４が加速されて後段のレンズ系に進行する。 A voltage is applied between the cathode 1 and the first anode 2 by a high voltage control power source 20 controlled by a high voltage control computer 35, and the primary electron beam 4 is drawn from the cathode 1 with a predetermined emission current. An acceleration voltage is applied between the cathode 1 and the second anode 3 by a high-voltage control power source 20 controlled by a high-voltage control computer 35, and the primary electron beam 4 emitted from the cathode 1 is accelerated, and the lens in the subsequent stage. Proceed to the system.

次に電子光学系について説明する。 Next, the electron optical system will be described.

一次電子線４は、電子光学制御用コンピュータ３６で制御されるレンズ制御電源２１で制御された集束レンズ５で集束され、絞り板８で一次電子線の不要な領域が除去された後に、レンズ制御電源２２で制御された集束レンズ６、および対物レンズ制御電源２３で制御された対物レンズ７により、試料１０に微小スポットとして集束される。対物レンズ７は、インレンズ方式，アウトレンズ方式、およびシュノーケル方式（セミインレンズ方式）など、種々の形態をとることができる。また、試料に負の電圧を印加して一次電子線を減速させるリターディング方式も可能である。さらに、各々のレンズは、複数の電極で構成される静電型レンズで構成してもよい。 The primary electron beam 4 is focused by the focusing lens 5 controlled by the lens control power source 21 controlled by the electro-optic control computer 36, and after the unnecessary area of the primary electron beam is removed by the diaphragm plate 8, the lens control is performed. The sample 10 is focused as a minute spot by the focusing lens 6 controlled by the power source 22 and the objective lens 7 controlled by the objective lens control power source 23. The objective lens 7 can take various forms such as an in-lens system, an out-lens system, and a snorkel system (semi-in-lens system). A retarding method is also possible in which a negative voltage is applied to the sample to decelerate the primary electron beam. Furthermore, each lens may be composed of an electrostatic lens composed of a plurality of electrodes.

一次電子線４は、走査コイル制御電源２４によって制御される走査コイル９で試料１０上を二次元的に走査される。一次電子線の照射で試料１０から発生した二次電子等の二次信号１２は、対物レンズ７の上部に進行した後、二次信号分離用の直交電磁界発生装置１１により、一次電子と分離されて二次信号検出器１３に検出される。二次信号検出器１３で検出された信号は、信号増幅器１４で増幅された後、画像メモリ２５に転送されて像表示装置２６に試料像として表示される。 The primary electron beam 4 is scanned two-dimensionally on the sample 10 by a scanning coil 9 controlled by a scanning coil control power supply 24. The secondary signal 12 such as secondary electrons generated from the sample 10 by the irradiation of the primary electron beam travels to the upper part of the objective lens 7 and is then separated from the primary electrons by the orthogonal electromagnetic field generator 11 for secondary signal separation. And detected by the secondary signal detector 13. The signal detected by the secondary signal detector 13 is amplified by the signal amplifier 14 and then transferred to the image memory 25 and displayed on the image display device 26 as a sample image.

次に、試料観察視野の移動手段について説明する。 Next, a means for moving the sample observation field will be described.

試料観察視野を移動する一つの手段として電気的視野移動装置による観察視野の移動が用いられる。 As one means for moving the sample observation field, movement of the observation field by an electric field movement device is used.

図１で、走査コイル９と同じ位置に２段の電気的視野移動装置３０が配置されており、試料１０上における一次電子線４の位置（観察視野）を二次元的に制御できる。電気的視野移動装置３０は、入力装置３１からの操作により制御される第１の電気的視野移動装置用電源２８と、本発明の観察視野移動用に制御される第２の電気的視野移動装置用電源２９が加算されて駆動できるようになっている。 In FIG. 1, a two-stage electric visual field moving device 30 is arranged at the same position as the scanning coil 9, and the position (observation visual field) of the primary electron beam 4 on the sample 10 can be controlled two-dimensionally. The electric visual field moving device 30 includes a first electric visual field moving device power supply 28 controlled by an operation from the input device 31 and a second electric visual field moving device controlled for moving the observation visual field of the present invention. Power supply 29 is added and can be driven.

電気的視野移動装置は電気的視野移動コイルに電流を流すように構成され、これにより発生する誘導磁界により１次電子線を偏向する。操作者の操作量を検知し相当分の電流を電気的視野移動コイルに電流を流す。偏向装置に流れる電流が目的の電流になるまでに必要な時間はコイルのインダクタンスと検出抵抗の抵抗値、および駆動回路の応答速度により決定され、その時間は操作者の入力に対して十分に速いので、その動作原理から機械的な遊びやねじれが存在しなく、数ナノオーダの距離の観察視野を滑らかに移動させることができる。電気的視野移動コイルによる観察視野の移動追従性はステージによる移動に比べて格段に良い。 The electric visual field moving device is configured to pass an electric current through the electric visual field moving coil, and deflects the primary electron beam by an induced magnetic field generated thereby. The operation amount of the operator is detected, and a corresponding amount of current is passed through the electric visual field moving coil. The time required for the current flowing through the deflecting device to reach the target current is determined by the coil inductance, the resistance value of the detection resistor, and the response speed of the drive circuit, and the time is sufficiently fast for the operator's input. Therefore, there is no mechanical play or twist due to its operating principle, and the observation field of view at a distance of several nanometers can be moved smoothly. The movement followability of the observation visual field by the electric visual field movement coil is much better than the movement by the stage.

しかしながら、その反面、光学的な条件や、電気的視野移動コイル自体に流せる電流の制約があり移動範囲が限られてしまうという条件がある。 On the other hand, however, there are optical conditions and conditions that the range of movement is limited due to restrictions on the current that can be passed through the electric visual field moving coil itself.

次に試料ステージ駆動部による観察視野の移動について説明する。 Next, the movement of the observation visual field by the sample stage driving unit will be described.

図２は、試料ステージ駆動部の構成を示す図である。図２において試料ステージは、ステージ４０，モーター４１，エンコーダ４２，減速ギヤ４３，カップリング４４，送りねじ４５，メネジ４６，ガイド４７，リニアスケール４８により構成される。 FIG. 2 is a diagram illustrating a configuration of the sample stage driving unit. In FIG. 2, the sample stage includes a stage 40, a motor 41, an encoder 42, a reduction gear 43, a coupling 44, a feed screw 45, a female screw 46, a guide 47, and a linear scale 48.

ステージ４０は、試料を少なくとも一次電子線と垂直な面内の２方向（Ｘ方向，Ｙ方向）と垂直方向（Ｚ方向）と傾斜方向（Ｔ方向）に試料１０を移動することができ、ステージ制御用コンピュータ３７で制御されるステージ駆動装置３４で駆動する。入力装置３２からは、ユーザがステージの位置を操作することができる。 The stage 40 can move the sample 10 in at least two directions (X direction and Y direction), a vertical direction (Z direction), and a tilt direction (T direction) in a plane perpendicular to the primary electron beam. It is driven by a stage driving device 34 controlled by a control computer 37. From the input device 32, the user can operate the position of the stage.

試料ステージ駆動部は、駆動源であるモーター４１が回転し、モーター４１の回転が最適な駆動力になるように減速ギヤ４３により伝達され、カップリング４４を介して送りねじ４５を回転し、送りねじ４５が回転することによってメネジ４６に直結したステージ４０をガイド４７に沿って移動させる。モーター４１の回転速度はエンコーダ４２により検出され、ステージ制御部は、精度良く試料ステージを移動するため、モーター４１の回転角をエンコーダ４２により検出して、モーター４１の回転速度をフィードバックしてＰＩ制御等が行われ駆動力が最適化される。 The sample stage drive unit is transmitted by the reduction gear 43 so that the motor 41 as a drive source rotates and the rotation of the motor 41 becomes an optimum driving force, and the feed screw 45 is rotated via the coupling 44 to feed the sample stage drive unit. The stage 40 directly connected to the female screw 46 is moved along the guide 47 by the rotation of the screw 45. The rotation speed of the motor 41 is detected by the encoder 42, and the stage controller detects the rotation angle of the motor 41 by the encoder 42 and feeds back the rotation speed of the motor 41 to perform PI control in order to move the sample stage with high accuracy. Etc., and the driving force is optimized.

更に、高精度でステージの位置を検出する手段として、ステージの位置座標をリニアスケール４８で検出する方法が用いられ、リニアスケール４８はガラス基板に刻まれた微細なスケールを光電効果でＡ−Ｂ相の信号を出力し、位相補間回路を介することによって式１０ナノメータオーダの位置を高精度に検出することができる。 Further, as a means for detecting the position of the stage with high accuracy, a method of detecting the position coordinates of the stage with a linear scale 48 is used. The linear scale 48 uses a photoelectric effect to produce a fine scale carved on a glass substrate by means of a photoelectric effect. By outputting a phase signal and passing through a phase interpolation circuit, the position of the order of 10 nanometers can be detected with high accuracy.

しかしながら、以下のような問題もある。 However, there are also the following problems.

図２に示す構成のステージ駆動部において、モーター４１の回転角をエンコーダ４２により検出し、モーター４１の回転速度をフィードバックして制御する場合、エンコーダ４２切り替え点の信号変化に起因する非線形振動が生じて、サブミクロンオーダ以下の位置決めは難しいという問題がある。 2, when the rotation angle of the motor 41 is detected by the encoder 42 and the rotation speed of the motor 41 is fed back and controlled, nonlinear vibration caused by a signal change at the encoder 42 switching point occurs. Therefore, there is a problem that positioning below the submicron order is difficult.

また、リニアスケール４８からわかるステージの位置座標をフィードバックして制御する場合、モーター４１からリニアスケール４８までの間のフィードバックループの中には、試料ステージ部の機械的な構成に起因する減速ギヤ４３のバックラッシュやカップリング４４の遊び、送りねじ４５とメネジ４６間の遊びやガイド４７との駆動点の位置がしないことによるステージのねじれ等が含まれるので制御が不安定性になり、微小トルク，微小回転領域で精度良く円滑に制御することは難しい。 Further, when the position coordinates of the stage known from the linear scale 48 are fed back and controlled, a reduction gear 43 caused by the mechanical configuration of the sample stage portion is included in the feedback loop from the motor 41 to the linear scale 48. Backlash, play of the coupling 44, play between the feed screw 45 and female screw 46, and twisting of the stage due to the absence of the drive point position of the guide 47. It is difficult to control accurately and smoothly in a minute rotation region.

なお、図１のように、制御の中枢である高電圧制御用コンピュータ３５と電子光学制御用コンピュータ３６とステージ制御用コンピュータ３７はユーザーインターフェースで設定される観察条件に対して各制御部を制御することができ、互いに観察条件を通信で管理できるようになっている。 As shown in FIG. 1, a high-voltage control computer 35, an electro-optic control computer 36, and a stage control computer 37, which are control centers, control each control unit with respect to observation conditions set by a user interface. It is possible to manage the observation conditions by communication with each other.

図３は、図１の走査型電子顕微鏡において観察視野の移動に関係する制御構成図で、ステージ制御部５０と、電子光学制御部５１によって構成されている。 FIG. 3 is a control configuration diagram related to the movement of the observation field of view in the scanning electron microscope of FIG. 1, and includes a stage control unit 50 and an electron optical control unit 51.

試料ステージ制御部５０は、トラックボールやジョイスティック等の入力装置３２，操作量カウンタ５２，ステージ制御用コンピュータ３７，パルスタイマーモジュール５３，モータードライバ５４，駆動パルスカウンタ５５，モーター４１，リニアスケール５７，リニアスケール補間回路５８，リニアスケール位相検知部５９，リニアスケール信号カウンタ６０により構成される。 The sample stage control unit 50 includes an input device 32 such as a trackball and a joystick, an operation amount counter 52, a stage control computer 37, a pulse timer module 53, a motor driver 54, a drive pulse counter 55, a motor 41, a linear scale 57, a linear A scale interpolation circuit 58, a linear scale phase detector 59, and a linear scale signal counter 60 are included.

ステージ制御部は、ステージ制御用コンピュータ３７が入力装置３２から入力された操作量からステージの移動量と移動速度を計算しパルスタイマーモジュール５３にデータを設定する。設定データはステージ制御用コンピュータ３７がステージ制御部の内部座標として管理する。 The stage control unit calculates the moving amount and moving speed of the stage from the operation amount input from the input device 32 by the stage control computer 37 and sets data in the pulse timer module 53. The setting data is managed by the stage control computer 37 as internal coordinates of the stage control unit.

パルスタイマーモジュール５３はステージの移動に必要なパルスを生成する。そのパルス数はステージ４０の移動量に相当する。例えば、パルスタイマーモジュール５３の生成したクロックの周波数が４００００ppsのときステージの速度２mm／ｓとなるように構成すると、１パルスで５０ｎｍの移動する見積もりになる。パルスタイマーモジュール５３により生成された駆動パルスはモータードライバ５４に入力され、モータードライバ５４はモーター４１を回転させてステージ４０を移動する。駆動パルスカウンタ５５により駆動パルスをカウントすることによって、単位時間当たりのステージ制御用コンピュータ３７の内部座標の変化を検出することができる。 The pulse timer module 53 generates a pulse necessary for moving the stage. The number of pulses corresponds to the amount of movement of the stage 40. For example, if the clock speed generated by the pulse timer module 53 is 40,000 pps and the stage speed is 2 mm / s, the estimated movement is 50 nm per pulse. The drive pulse generated by the pulse timer module 53 is input to the motor driver 54, and the motor driver 54 rotates the motor 41 to move the stage 40. By counting drive pulses by the drive pulse counter 55, it is possible to detect changes in internal coordinates of the stage control computer 37 per unit time.

一方、試料ステージにはリニアスケール５７が配置され、リニアスケール５７はガラス基板に刻まれた微細なスケールを光電効果で２マイクロメータピッチのＡ−Ｂ相出力信号を出力し、リニアスケール補間回路５８は、１０倍のＡ−Ｂ相方式の方形波に変換する。ステージ制御部のリニアスケール位相検知部５９により４逓倍方向分離を行い、リニアスケール信号カウンタ６０がカウントし、ステージ制御用コンピュータ３７はカウンタの１ＬＳＢを５０ナノメータに相当する信号として認識する。ガラス基板に刻まれたスケールの間隔が細かければ細かいほど補正に使用できる分解能を細かくすることができる。 On the other hand, a linear scale 57 is arranged on the sample stage, and the linear scale 57 outputs an A-B phase output signal having a 2 micrometer pitch by using a photoelectric effect on a fine scale carved on a glass substrate. Is converted to a 10-fold A-B phase square wave. The linear scale phase detector 59 of the stage controller performs quadruple direction separation, the linear scale signal counter 60 counts, and the stage control computer 37 recognizes 1LSB of the counter as a signal corresponding to 50 nanometers. The finer the interval between the scales carved on the glass substrate, the finer the resolution that can be used for correction.

上記モーター駆動により観察視野の移動を行う場合、図２に示した試料ステージ部の機械的な構成に起因する減速ギヤ４３のバックラッシュやカップリング４４の遊び，送りねじ４５とメネジ４６間の遊びやガイド４７との駆動点の位置がしないことによるステージのねじれ等があり、その精度は１マイクロメータ程度となってしまう。モーター４１の回転速度をエンコーダ４２によりフィードバックして制御しても、エンコーダ４２切り替え点の信号変化に起因する非線形振動が生じて、サブミクロンオーダ以下の位置決めは難しい。そこで、本実施例では、上述した試料ステージのモーター駆動中に、本来移動すべきであった単位時間当たりの移動量を随時計算し電気的視野移動装置により補正する。ステージ制御部は、パルスタイマーモジュールの出力クロック数に相当する移動距離と実際の移動距離を電子光学制御部に随時送信し、電子光学制御部５１はこの情報を元にステージ４０の移動に連動し補正に必要な移動量を計算し電気的視野移動装置３０を操作する。本実施例では電気的視野移動装置としてコイルを使用する例を示す。 When the observation field of view is moved by driving the motor, backlash of the reduction gear 43, play of the coupling 44, play between the feed screw 45 and the female screw 46 due to the mechanical configuration of the sample stage shown in FIG. In addition, the stage is twisted due to the position of the drive point not contacting the guide 47, and the accuracy is about 1 micrometer. Even if the rotational speed of the motor 41 is fed back and controlled by the encoder 42, nonlinear vibration caused by a signal change at the encoder 42 switching point occurs, and positioning below the submicron order is difficult. Therefore, in this embodiment, the amount of movement per unit time that should have been originally moved while the sample stage motor is being driven is calculated at any time and corrected by the electric visual field moving device. The stage control unit transmits the moving distance corresponding to the number of output clocks of the pulse timer module and the actual moving distance to the electro-optical control unit as needed, and the electro-optical control unit 51 is linked to the movement of the stage 40 based on this information. The amount of movement required for correction is calculated and the electric visual field moving device 30 is operated. In this embodiment, an example is shown in which a coil is used as the electrical visual field moving device.

電子光学制御部５１は、電気的視野移動コイル制御ＤＡＣ６１，観察視野補正ＤＡＣ６２にデータを設定し、電気的視野移動コイルドライバ６３により電気的視野移動コイル３０を駆動する。電子光学制御用コンピュータ３６はステージ制御部から受信するパルスタイマーモジュールのクロック数に相当する移動距離と実際の移動距離を比較し、補正に必要な移動量を導き、この量を移動するために必要な電気的視野移動コイル３０に流す電流を計算し、観察視野補正ＤＡＣ６２にデータを設定する。本実施例では、機械的な要因で不安定に移動されたステージの移動を補正するために電気的視野移動装置として電気的視野移動コイルを使用し、観察視野補正ＤＡＣ６２の出力と、電気的視野移動コイル制御ＤＡＣはドライバの前段で加算されるように構成しているので、従来の走査型電子顕微鏡のように入力装置３１から入力された信号を電子光学制御用コンピュータ３６が読み取り、各レンズ条件に合わせて電気的視野移動コイル３０に流す電流を制御することも可能であるが、上記電気的視野移動コイル３０による補正がなされることで、入力装置３２により観察視野をステージにより移動する場合の精度および操作に対する追従性も向上するので、入力装置３１による制御部を入力装置３２に統合し、入力装置３１のない装置構成とすることも可能である。 The electro-optic control unit 51 sets data in the electric visual field moving coil control DAC 61 and the observation visual field correction DAC 62, and drives the electric visual field moving coil 30 by the electric visual field moving coil driver 63. The electro-optical control computer 36 compares the movement distance corresponding to the number of clocks of the pulse timer module received from the stage controller with the actual movement distance, derives the movement amount necessary for correction, and is necessary for moving this amount. A current flowing through the electric field moving coil 30 is calculated, and data is set in the observation field correction DAC 62. In this embodiment, an electric visual field moving coil is used as an electric visual field moving device to correct the movement of the stage that has been moved unstable due to mechanical factors, and the output of the observation visual field correction DAC 62 and the electric visual field are corrected. Since the moving coil control DAC is configured to be added before the driver, the electro-optic control computer 36 reads the signal input from the input device 31 as in the conventional scanning electron microscope, and each lens condition It is also possible to control the current flowing through the electric visual field moving coil 30 in accordance with the above, but the correction by the electric visual field moving coil 30 makes it possible to move the observation visual field by the stage by the input device 32. Since the accuracy and the followability to the operation are also improved, the control unit by the input device 31 is integrated into the input device 32, and the device configuration without the input device 31 is Rukoto is also possible.

ステージの実際の移動距離は、レーザー干渉計等の測距装置やリニアスケールのエンコーダパルス等で知ることができる。 The actual moving distance of the stage can be known by a distance measuring device such as a laser interferometer, an encoder pulse of a linear scale, or the like.

図１において、電子発生装置で生成された一次電子線４は、第１の集束レンズ５で１度クロスオーバを作ってから更に第２の集束レンズ６でクロスオーバを作り、走査コイル９により高速に偏向されるとともに対物レンズ７によって試料１０に焦点を結ぶ。 In FIG. 1, a primary electron beam 4 generated by an electron generator forms a crossover once with a first focusing lens 5 and then a crossover with a second focusing lens 6. And the sample 10 is focused by the objective lens 7.

図６は、第２の集束レンズ６と対物レンズ７と電気的視野移動コイル３０の配置によって生じる光学条件の例を示す。試料１０に焦点を結ぶ電子線は電気的視野移動コイル３０によって偏向され、操作する像面位置が移動し観察視野が移動する。電気的視野移動コイルによる観察視野の移動量は、第２の集束レンズ６と対物レンズ７の配置とそれぞれのレンズに流す電流条件によって変化する。図６のような配置の走査型電子顕微鏡における電気的視野移動コイル３０による観察視野移動量は（式１）（式２）（式３）（式４）の計算により求められる。ここで、対物レンズの横倍率Ｍ，電気的視野移動コイルの感度θ_d，感度係数η，物面での移動量ｒ_o，像面での移動量ｒ_i，物面と対物レンズとの距離ａ，対物レンズと像面との距離ｂとする。 FIG. 6 shows an example of optical conditions caused by the arrangement of the second focusing lens 6, the objective lens 7, and the electric visual field moving coil 30. The electron beam focused on the sample 10 is deflected by the electric visual field moving coil 30, the image plane position to be operated moves, and the observation visual field moves. The amount of movement of the observation visual field by the electric visual field movement coil varies depending on the arrangement of the second focusing lens 6 and the objective lens 7 and the current condition applied to each lens. The observation visual field movement amount by the electric visual field moving coil 30 in the scanning electron microscope arranged as shown in FIG. 6 is obtained by calculation of (Equation 1), (Equation 2), (Equation 3), and (Equation 4). Here, the distance between the lateral magnification M, the sensitivity theta _d electrical field moves the coil, the sensitivity coefficient eta, the movement amount r _o at the object plane, the movement amount r _i of the image plane, object plane and the objective lens of the objective lens a, the distance b between the objective lens and the image plane.

（数２）
θ_d＝η×Ｉ_d …（式２） (Equation 2)
θ _d = η × I _d (Formula 2)

（数３）
ｒ₀＝θ_d×（ａ−Ｌ） …（式３） (Equation 3)
r ₀ = θ _d × (a−L) (Formula 3)

（数４）
ｒ_i＝ｒ₀×Ｍ＝θ_d×(ａ−Ｌ)×Ｍ＝(η×Ｉ_d)×(ａ−Ｌ)×Ｍ …（式４） (Equation 4)
r _i = r ₀ × M = θ _d × (a−L) × M = (η × I _d ) × (a−L) × M (Formula 4)

例えば電気的視野移動コイル３０の感度係数が０.３mrad／Ａ、対物レンズ７から試料１０までの距離が５mm、物面までの距離が１５０mm、対物レンズから電気的視野移動コイルまでの距離が１００mmの条件の場合、観察視野の移動量を１０マイクロメータとするためには、０.１Ａを電気的視野移動コイルに流す必要がある。電子光学制御用コンピュータ３６は上記の計算により電気的視野移動コイル３０に流し補正を行うことができる。 For example, the sensitivity coefficient of the electric visual field moving coil 30 is 0.3 mrad / A, the distance from the objective lens 7 to the sample 10 is 5 mm, the distance to the object surface is 150 mm, and the distance from the objective lens to the electric visual field moving coil is 100 mm. In the case of the above condition, in order to set the moving amount of the observation visual field to 10 micrometers, it is necessary to flow 0.1 A through the electric visual field moving coil. The electro-optic control computer 36 can correct the flow through the electric visual field moving coil 30 by the above calculation.

図４により本実施例を実現するための観察視野補正アルゴリズムについてステップＳ１１〜Ｓ１８として順次説明する。 The observation visual field correction algorithm for realizing the present embodiment will be sequentially described as steps S11 to S18 with reference to FIG.

以下、電気的視野移動装置による補正移動量Ｗ_is，電気的視野移動装置による補正移動速度ｖ_is，パルスタイマーモジュールの出力パルス周波数に相当の移動速度ｖ_st，ステージの実移動速度ｖ_st′，単位時間Δｔ，初期座標ｘ₀、とする。 Hereinafter, the corrected moving amount W _is by the electric visual field moving device, the corrected moving speed v _is by the electric visual field moving device, the moving speed v _st corresponding to the output pulse frequency of the pulse timer module, the actual moving speed v _st ′ of the stage, Assume that unit time Δt and initial coordinate x ₀ .

電子光学制御部の倍率およびレンズ条件をステージ制御部に送信する（Ｓ１１）。 The magnification and lens conditions of the electro-optic control unit are transmitted to the stage control unit (S11).

ステージ制御部は、ジョイスティックやトラックボール等の入力装置の操作量を随時抽出する（Ｓ１２）。 The stage control unit extracts the operation amount of the input device such as a joystick or a trackball as needed (S12).

ステージ制御部は、電子光学制御部より受信した光学倍率条件をステージ感度係数として、入力装置から抽出された操作量に対し、単位時間当たりのステージ移動量を決定しステージを駆動する（Ｓ１３）。 The stage control unit determines the amount of stage movement per unit time with respect to the operation amount extracted from the input device using the optical magnification condition received from the electro-optic control unit as a stage sensitivity coefficient, and drives the stage (S13).

ステージ制御部はステージ座標をリニアスケールにより検出し、ステージの実座標位置および実移動速度を計算する（Ｓ１４）。 The stage controller detects the stage coordinates using a linear scale, and calculates the actual coordinate position and the actual moving speed of the stage (S14).

電子光学制御部は、パルスタイマーモジュールの出力パルス数に相当する移動量とステージの実際の移動量の比較を行う。比較の結果、本来移動するはずであった移動量に比べ実際の移動量が小さく、この差があらかじめ設定した閾値より大きくなった場合には、（Ｓ１６）に進み、差が閾値より小さかったときには（Ｓ１２）に戻る（Ｓ１５）。 The electro-optic control unit compares the movement amount corresponding to the number of output pulses of the pulse timer module with the actual movement amount of the stage. As a result of the comparison, when the actual movement amount is smaller than the movement amount that should have moved, and this difference is larger than a preset threshold value, the process proceeds to (S16), and when the difference is smaller than the threshold value, Return to (S12) (S15).

上記比較の結果、本来移動するはずであった距離に対して足りない距離を電気的視野移動装置により移動する。このときの電気的視野移動装置による補正移動量Ｗ_isは（式５）になる（Ｓ１６）。 As a result of the comparison, the electric visual field moving device moves a distance that is insufficient with respect to the distance that should have moved. At this time, the correction movement amount W _is by the electric visual field movement device _is expressed by (Equation 5) (S16).

（数５）
Ｗ_is＝（ｖ_st(ｔ)−ｖ_st′(ｔ)）×Δｔ＝ｖ_is×Δｔ …（式５） (Equation 5)
W _is = (v _st (t) −v _st ′ (t)) × Δt = v _is × Δt (Formula 5)

単位時間Δｔ秒後の観察視野の位置座標は（式６）のようになる。 The position coordinates of the observation visual field after unit time Δt seconds are as shown in (Formula 6).

（数６）
ｘ＝ｘ₀＋ｖ_st′(ｔ)×Δｔ＋Ｗ_is …（式６） (Equation 6)
x = x ₀ + v _st ′ (t) × Δt + W _is (Expression 6)

観察視野の移動完了となる。以上の処理をステージが動作する単位時間毎に行うことにより、操作者が入力する入力に対して追従性良く動作する観察視野を移動することができる（Ｓ１７）。 The movement of the observation field is completed. By performing the above processing for each unit time during which the stage operates, it is possible to move the observation visual field that operates with good followability with respect to the input input by the operator (S17).

図５は、本実施例を適用した観察視野移動装置によって操作者がジョイスティックやトラックボール等の入力装置３２により観察視野の移動操作を行った例である。ステージ４０がパルスタイマーモジュールの出力パルス数に相当する移動距離で移動した場合の観察位置の変化と、実際のステージの移動軌跡，電気的視野移動装置による補正量，補正後の観察視野の移動軌跡が示されている。以下、時間を追って順次説明する。図５のｔ＝０〜ｂでは、ステージが初期座標ｘ₀から速度ｖ_st(ａ)，ｖ_st(ｂ)で移動したときの軌跡を示している。ｔ＝ｂのときの観察視野座標は（式７）のようになる。 FIG. 5 shows an example in which an operator performs an operation of moving the observation visual field using the input device 32 such as a joystick or a trackball by using the observation visual field movement apparatus to which the present embodiment is applied. Changes in the observation position when the stage 40 is moved by a movement distance corresponding to the number of output pulses of the pulse timer module, the actual stage movement trajectory, the correction amount by the electric visual field moving device, and the corrected observation visual field movement trajectory It is shown. Hereinafter, description will be made sequentially with time. In FIG. 5, t = ₀ to b shows a locus when the stage moves from the initial coordinate x _{0 at the} speeds v _st (a) and v _st (b). The observation visual field coordinates when t = b are as shown in (Expression 7).

（数７）
ｘ_b＝ｘ₀＋（ｖ_st(ａ)＋ｖ_st(ｂ)）×Δｔ …（式７） (Equation 7)
x _b = x ₀ + (v _st (a) + v _st (b)) × Δt (Expression 7)

図５のｔ＝ｂ〜ｃの時間帯は、ｔ＝ｂ以前までのステージがＸ軸のプラス方向に移動し続けていた履歴を持っているため、ステージの機械的構成に起因する減速ギヤのバックラッシュやカップリングの遊びが蓄積されていて、マイナス方向にモーターを回転してもこの蓄積を解消されるまではステージは動き出すことができない状態にあることを示している。そのため、モーターはステージを速度ｖ_st(ｃ)で移動しようとして相当分回転したが、実際のステージの移動速度は閾値よりも小さくほぼゼロとなった。（ｖ_st′(ｃ)＝０）この結果、ｔ＝ｃのときの観察視野座標は（式８）のようになる。 The time zone of t = b to c in FIG. 5 has a history that the stage up to t = b has continued to move in the positive direction of the X axis, and therefore the speed reduction gear caused by the mechanical configuration of the stage. This shows that backlash and coupling play are accumulated, and the stage cannot move until the accumulation is canceled even if the motor is rotated in the minus direction. For this reason, the motor rotated a considerable amount in an attempt to move the stage at the speed v _st (c), but the actual moving speed of the stage was smaller than the threshold and almost zero. (V _st ′ (c) = 0) As a result, the observation visual field coordinates when t = c are as shown in (Expression 8).

（数８）
ｘ_c＝ｘ_b＋（ｖ_st′(ｃ)＋ｖ_is）×Δｔ＝ｘ_b …（式８） (Equation 8)
x _c = x _b + (v _st ′ (c) + v _is ) × Δt = x _b (Expression 8)

図５のｔ＝ｃ〜ｄの時間帯は、ｔ＝ｂ〜ｃの時間帯と同様に、モーターはステージを速度ｖ_st(ｄ)で移動しようとして相当分回転したが、ステージの実際の移動は行われなかった状態を示している。（ｖ_st′(ｄ)＝０）図２に示したアルゴリズムにより１単位時間前のｔ＝ｂ〜ｃの時間帯でステージ速度ｖ_st′(ｃ)が閾値以下であったので、電気的視野移動コイルによる補正移動速度ｖ_isは１単位時間前のｔ＝ｂ〜ｃで本来ステージ駆動されるはずであった速度ｖ_st(ｃ)に設定される。この結果、ｔ＝ｄのときの観察視野の位置座標は（式９）のようになる。 In the time zone of t = c to d in FIG. 5, as in the time zone of t = b to c, the motor has rotated considerably by trying to move the stage at the speed v _st (d), but the actual movement of the stage Indicates a state where it was not performed. (V _st ′ (d) = 0) Since the stage speed v _st ′ (c) is equal to or lower than the threshold value in the time period t = b to c one unit time ago by the algorithm shown in FIG. The corrected moving speed vis by the moving coil _is set to the speed v _st (c) that should have been stage-driven originally at t = b to c one unit time ago. As a result, the position coordinates of the observation field when t = d are as shown in (Equation 9).

（数９）
ｘ_d＝ｘ_c＋（ｖ_st′(ｄ)＋ｖ_is）×Δｔ＝ｘ_c＋ｖ_st(ｃ)×Δｔ …（式９） (Equation 9)
x _d = x _c + (v _st ′ (d) + v _is ) × Δt = x _c + v _st (c) × Δt (Equation 9)

図５のｔ＝ｄ〜ｅの時間帯は、ステージは速度ｖ_st（ｅ）で移動しようとしたが、ｔ＝ｂ〜ｄの時間帯のモーターの回転により発生したステージ機構部のバックラッシュとカップリングの遊びによりステージが動き出さない状態を示している。１単位時間前のｔ＝ｃ〜ｄでステージ速度ｖ_st′が閾値以下であったので、電気的視野移動コイルによる補正移動速度ｖ_isは１単位時間前のｔ＝ｃ〜ｄの時間帯で本来ステージ駆動されるはずであった速度ｖ_stになり、その結果ｔ＝ｅのときの観察視野の位置座標は（式１０）のようになる。 In the time zone of t = d to e in FIG. 5, the stage tried to move at the speed v _st (e), but the backlash of the stage mechanism unit caused by the rotation of the motor in the time zone of t = b to d The stage does not start due to coupling play. Since the stage speed v _st ′ was below the threshold at t = c to d one unit time ago, the corrected moving speed vis by the electric visual field moving coil _is t = c to d one unit time ago. originally becomes velocity v _st was supposed to be a stage driving, the position coordinates of the observation field of view when the result t = e is as (equation 10).

（数１０）
ｘ_e＝ｘ_d＋(ｖ_st′(ｅ)＋ｖ_is)×Δｔ＝ｘ_d＋ｖ_st(ｄ)×Δｔ …（式１０） (Equation 10)
x _e = x _d + (v _st ′ (e) + v _is ) × Δt = x _d + v _st (d) × Δt (Expression 10)

図５のｔ＝ｅ〜ｆでは、入力装置からのステージの操作は停止し、１単位時間前の状態に対する補正のみが行われている状態を示す。その結果、観察視野の位置座標は（式１１）のようになる。 At t = e to f in FIG. 5, the stage operation from the input device is stopped, and only the correction for the state one unit time ago is performed. As a result, the position coordinates of the observation field are as shown in (Equation 11).

（数１１）
ｘ_f＝ｘ_e＋(ｖ_st′(ｆ)＋ｖ_is)×Δｔ＝ｘ_e＋ｖ_st(ｅ)×Δｔ …（式１１） (Equation 11)
x _f = x _e + (v _st ′ (f) + v _is ) × Δt = x _e + v _st (e) × Δt (Formula 11)

以上のように、本実施例によれば、電気的視野移動コイルによる補正の結果、到達目標位置と実到達位置の差はなくなり、補正なしの時に比べて設定された移動軌跡に近い観察視野移動軌跡となる。より追従性の良い観察視野移動のためには上記単位時間Δｔを１００ｍｓ程度に設定するのが望ましいが、荷電流視線装置により操作感度は異なるのでこの限りではない。 As described above, according to the present embodiment, as a result of correction by the electric visual field moving coil, there is no difference between the target arrival position and the actual arrival position, and the observation visual field movement closer to the set movement trajectory than when no correction is made. It becomes a trajectory. In order to move the observation visual field with better followability, it is desirable to set the unit time Δt to about 100 ms, but this is not limited because the operation sensitivity differs depending on the load current line-of-sight device.

上記では、トラックボール等の入力装置３２により現在位置から相対的に観察視野を移動する例を示したが、ユーザーインターフェースＧＵＩより座標を指定して観察視野を移動させた場合に、電気的視野移動装置により補正することで絶対精度を向上することが可能である。 In the above, an example in which the observation visual field is relatively moved from the current position by the input device 32 such as a trackball has been described. However, when the observation visual field is moved by designating coordinates from the user interface GUI, the electric visual field movement is performed. It is possible to improve the absolute accuracy by correcting with the apparatus.

観察視野の位置座標を指定してステージ駆動により移動を行う場合、ステージ制御部はステージ移動速度を高速の一定速度に設定し目標監察位置の近くまで移動させ、近傍まで移動した後減速し、低速の一定速度で目標位置に近づけることでステージを停止した後の慣性でドリフトする量を最小限に抑えるように工夫されている。 When specifying the position coordinates of the observation field and moving by stage driving, the stage controller sets the stage moving speed to a high constant speed, moves it to near the target monitoring position, moves to the vicinity, decelerates, and then slows down. It is devised to minimize the amount of drift due to inertia after the stage is stopped by approaching the target position at a constant speed.

上記の動作を図３に示した観察視野の移動に関係する構成図により説明する。 The above operation will be described with reference to the block diagram related to the movement of the observation visual field shown in FIG.

ステージ制御用コンピュータ３７はパルスタイマーモジュール５３に移動に必要なパルス数と周波数を送信し、パルスタイマーモジュール５３は、指定された周波数のパルスをドライバに出力しモーターを駆動する。目的座標に近くなった後、ステージ制御用コンピュータ３７はステージを低速で移動させるためパルスタイマーモジュール５３に低速移動用の周波数を送信し、パルスタイマーモジュール５３は低速移動用のパルスをドライバに出力しモーターを引き続き駆動する。パルスタイマーモジュール５３がコンピュータ３７より指定されたパルス数を出力した後、ステージ制御部はリニアスケール５７とリニアスケール補間回路５８と位相検知部５９による出力信号をカウンタ６０でカウントし、カウント値から実際の移動距離を計算する。電子光学制御部は、パルスタイマーモジュールの出力クロック数に相当する移動距離とリニアスケールから抽出した実際の移動距離を比較し、この差分を電気的視野移動装置により加算し補正する。上記によって、座標を指定して観察視野を移動させた場合にも観察視野を精度良く移動することができる。 The stage control computer 37 transmits the number of pulses and the frequency necessary for movement to the pulse timer module 53, and the pulse timer module 53 outputs a pulse having a designated frequency to the driver to drive the motor. After approaching the target coordinates, the stage control computer 37 transmits a low-speed moving frequency to the pulse timer module 53 to move the stage at a low speed, and the pulse timer module 53 outputs a low-speed moving pulse to the driver. Continue to drive the motor. After the pulse timer module 53 outputs the number of pulses designated by the computer 37, the stage control unit counts the output signals from the linear scale 57, the linear scale interpolation circuit 58, and the phase detection unit 59 with the counter 60, and actually uses the count value. Calculate the travel distance. The electro-optic control unit compares the movement distance corresponding to the number of output clocks of the pulse timer module with the actual movement distance extracted from the linear scale, and adds and corrects this difference by the electric visual field movement device. As described above, even when the observation visual field is moved by designating coordinates, the observation visual field can be moved with high accuracy.

また、入力装置３２による観察視野移動の場合には、入力装置３２により設定される移動速度は随時変化するため単位時間当たりの駆動量のずれを計算し補正を行うことで入力に対する追従性が向上させるように工夫しているが、座標を指定して観察視野を移動させる場合には上記のように一定速度でステージを移動させるので、ステージの駆動が停止してから電気的視野移動装置により補正を加えることで電子光学制御部の制御コンピュータに加わる負荷を低減させることも可能である。 In addition, when the observation visual field is moved by the input device 32, the moving speed set by the input device 32 changes at any time, so that the followability to the input is improved by calculating and correcting the deviation of the driving amount per unit time. However, when moving the observation field of view by designating coordinates, the stage is moved at a constant speed as described above. It is also possible to reduce the load applied to the control computer of the electro-optic control unit by adding.

また、上記では、観察視野の移動が入力されたときの動作について説明しているが、補正アルゴリズムにより、ステージ位置停止後のステージの機械的なドリフトを補正することも可能である。 In the above description, the operation when the observation visual field movement is input is described. However, the mechanical drift of the stage after the stage position is stopped can be corrected by the correction algorithm.

操作者がステージ操作を行わないときにステージのドリフトが発生したときのドリフト補正の動作をアルゴリズムにより以下説明する。（Ｓ１２）により入力装置による操作量が抽出され、（Ｓ１３）によりステージの移動速度はゼロと設定される。（Ｓ１４）によりステージがドリフトした距離が検出される。この結果、ステージの移動しようとする移動量と移動後の移動量においてずれが生じる。（Ｓ１５）この結果、電気的視野移動装置による移動補正による補正が行われる。以上の動作の結果、ステージ停止時のステージのドリフト補正を行うことができる。 An operation of drift correction when a stage drift occurs when the operator does not perform the stage operation will be described below with an algorithm. The operation amount by the input device is extracted by (S12), and the moving speed of the stage is set to zero by (S13). The distance by which the stage has drifted is detected by (S14). As a result, a deviation occurs between the movement amount of the stage to be moved and the movement amount after the movement. (S15) As a result, the correction by the movement correction by the electric visual field moving device is performed. As a result of the above operation, stage drift correction when the stage is stopped can be performed.

観察視野補正制御部の出力を電気的視野移動コイルに加算した場合、入力装置による操作によって電気的視野移動コイルに流した電流をＩ_d、補正のために電気的視野移動コイルに流した電流をＩ_d′とすると、電気的視野移動コイルによる観察視野の移動量は、入力装置による移動量と補正による移動量の和になるので、上記実施例による観察視野の補正量が加算されていくと、操作者が電気的視野移動コイルにより移動できる移動量が小さくなってしまうことがある。そこで、ステージが高速に移動される工程で、電気的視野移動コイル制御用データをステージの移動速度以下の速さで視野が移動する速度で中点に戻し、ステージの高速移動が終了するまでに電気的視野移動コイルに流す電流の制御ＤＡＣの値が中点にあるように制御する。こうすることよって、操作者に違和感なく観察視野補正用の電流幅を確保することが可能となる。 When the output of the observation visual field correction control unit is added to the electric visual field moving coil, I _{d is} the current passed through the electric visual field moving coil by the operation of the input device, and the current passed through the electric visual field moving coil for correction is If I _d ′, the movement amount of the observation visual field by the electric visual field movement coil is the sum of the movement amount by the input device and the movement amount by the correction. Therefore, when the correction amount of the observation visual field according to the above embodiment is added, The amount of movement that the operator can move with the electric visual field moving coil may be reduced. Therefore, in the process of moving the stage at a high speed, the data for controlling the electric visual field moving coil is returned to the midpoint at the speed at which the visual field moves at a speed lower than the moving speed of the stage, and the high-speed movement of the stage is completed. Control the current flowing in the electric visual field moving coil so that the DAC value is at the middle point. By doing so, it is possible to ensure a current width for observation field correction without making the operator feel uncomfortable.

実施例１では、観察視野の補正量が蓄積されてしまった電気的視野移動コイルに流す電流の制御ＤＡＣの値を操作者に違和感なく中点に戻すように制御しているが、図７に示すように従来の観察視野移動手段である電気的視野移動コイル６４とは別に、第２の電気的視野移動コイル６５を電子光学制御部に追加し観察視野補正用の手段として制御することにより、従来の電気的視野移動コイルによる動作範囲に影響を与えずに観察視野補正を行うことが可能である。 In the first embodiment, control is performed so that the value of the control DAC of the current flowing through the electric visual field moving coil in which the correction amount of the observation visual field has been accumulated is returned to the midpoint without any sense of incongruity to the operator. As shown, by adding a second electric visual field moving coil 65 to the electro-optic control unit separately from the electric visual field moving coil 64 which is a conventional observation visual field moving means, and controlling it as a means for correcting the observation visual field, Observation field correction can be performed without affecting the operation range of the conventional electric field movement coil.

実施例１において、観察視野の位置補正のために必要な単位時間の設定，補正速度，電気的視野移動コイル電流振幅の微調整，補正を行うか行わないかを決定する閾値を調整画面で設定可能にすることもできる。 In Example 1, setting of unit time necessary for position correction of the observation visual field, correction speed, fine adjustment of electric visual field moving coil current amplitude, and threshold value for determining whether or not to perform correction are set on the adjustment screen. It can also be possible.

本発明による走査型電子顕微鏡の概略図。1 is a schematic view of a scanning electron microscope according to the present invention. 本発明による試料ステージの構成図。The block diagram of the sample stage by this invention. 本発明による観察視野の位置補正制御の構成例。3 is a configuration example of observation field position correction control according to the present invention. 本発明による観察視野の位置移動補正の流れを示したフローチャート。The flowchart which showed the flow of position movement correction | amendment of the observation visual field by this invention. 観察視野の移動補正を行った場合の操作者による入力に対する観察視野の軌跡。The trajectory of the observation visual field with respect to the input by the operator when the observation visual field movement is corrected. 電気的視野移動の移動距離の計算方法を示す図。The figure which shows the calculation method of the movement distance of an electric visual field movement. 本発明による走査型電子顕微鏡の概略図。1 is a schematic view of a scanning electron microscope according to the present invention.

符号の説明Explanation of symbols

１陰極
２第一陽極
３第二陽極
４一次電子線
５，６集束レンズ
７対物レンズ
８絞り板
９走査コイル
１０試料
１１直交電磁界発生装置
１２二次信号
１３二次信号検出器
１４信号増幅器
２０高圧制御電源
２１，２２レンズ制御電源
２３対物レンズ制御電源
２４走査コイル制御電源
２５画像メモリ
２６像表示装置
２８第１の電気的視野移動装置用電源
２９第２の電気的視野移動装置用電源
３０電気的視野移動装置
３１，３２入力装置
３４ステージ駆動装置
３５高電圧制御用コンピュータ
３６電子光学制御用コンピュータ
３７ステージ制御用コンピュータ
４０ステージ
４１モーター
４２エンコーダ
４３減速ギヤ
４４カップリング
４５送りねじ
４６メネジ
４７ガイド
４８，５７リニアスケール
５０ステージ制御部
５１電子光学制御部
５２操作量カウンタ
５３パルスタイマーモジュール
５４モータードライバ
５５駆動パルスカウンタ
５８リニアスケール補間回路
５９リニアスケール位相検知部
６０リニアスケール信号カウンタ
６１電気的視野移動コイル制御ＤＡＣ
６２観察視野補正ＤＡＣ
６３電気的視野移動コイルドライバ
６４電気的視野移動コイル
６５第２の電気的視野移動コイル DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Cathode 2 1st anode 3 2nd anode 4 Primary electron beam 5, 6 Focusing lens 7 Objective lens 8 Diaphragm plate 9 Scan coil 10 Sample 11 Orthogonal electromagnetic field generator 12 Secondary signal 13 Secondary signal detector 14 Signal amplifier 20 High voltage control power supplies 21 and 22 Lens control power supply 23 Objective lens control power supply 24 Scan coil control power supply 25 Image memory 26 Image display device 28 First power supply for visual field movement device 29 Second power supply for electric field movement device 30 Electricity Visual field moving device 31, 32 input device 34 stage drive device 35 high voltage control computer 36 electro-optic control computer 37 stage control computer 40 stage 41 motor 42 encoder 43 reduction gear 44 coupling 45 feed screw 46 female screw 47 guide 48 , 57 Linear scale 50 Stage controller 51 Electro-optic Control unit 52 operation amount counter 53 pulse timer module 54 motor driver 55 drives the pulse counter 58 linear scale interpolator 59 linear scale phase detecting unit 60 linear scale signal counter 61 electrically scrolling coil control DAC
62 Observation field correction DAC
63 Electric field movement coil driver 64 Electric field movement coil 65 Second electric field movement coil

Claims

荷電粒子発生装置と、
試料を設置するステージと、
前記荷電粒子発生装置で発生した荷電粒子線を前記試料上に収束する収束装置と、
前記第１の荷電粒子線を偏向する電気的視野移動装置と、
前記ステージを移動するステージ駆動装置と、
前記ステージ駆動装置によるステージ移動距離を入力する入力装置と、
所定の時刻における前記入力装置から入力された移動距離と実際の移動距離とのずれ量を測定し、前記ずれ量を補正する前記荷電粒子線の偏向量を算出する演算部と、
前記電気的視野移動装置による荷電粒子線の前記偏向量の偏向を、前記所定の時刻後に行うことを特徴とする荷電粒子線装置。 A charged particle generator,
A stage on which a sample is placed;
A converging device for converging the charged particle beam generated by the charged particle generator on the sample;
An electric visual field moving device for deflecting the first charged particle beam;
A stage drive for moving the stage;
An input device for inputting a stage moving distance by the stage driving device;
An arithmetic unit that measures a deviation amount between the movement distance input from the input device at a predetermined time and an actual movement distance, and calculates a deflection amount of the charged particle beam that corrects the deviation amount;
The charged particle beam apparatus, wherein the deflection of the deflection amount of the charged particle beam by the electric visual field moving device is performed after the predetermined time.

請求項１の荷電粒子線装置において、
前記入力装置から入力された移動距離と実際の移動距離とのずれ量の測定を、所定の時間間隔ごとに行い、前記電気的視野移動装置による荷電粒子線の前記偏向量の偏向を、前記ずれ量の測定を行った時刻から前記時間間隔内に行うことを特徴とする荷電粒子線装置。 The charged particle beam device according to claim 1,
Measurement of the deviation amount between the movement distance input from the input device and the actual movement distance is performed at predetermined time intervals, and the deflection of the deflection amount of the charged particle beam by the electric visual field movement device is performed. A charged particle beam apparatus which is performed within the time interval from the time when the quantity is measured.

請求項１又は２記載の荷電粒子線装置において、
前記電気的視野移動装置は第２の入力装置を備え、当該第２の入力装置からの入力量を前記電気的視野移動装置により移動することを特徴とする荷電粒子線装置。 In the charged particle beam device according to claim 1 or 2,
The electric visual field moving device includes a second input device, and an input amount from the second input device is moved by the electric visual field moving device.

請求項１乃至３のいずれかの荷電粒子線装置において、
前記試料ステージ駆動装置によるステージ移動の際に、電気的視野移動装置制御用データを中点に戻し、前記電気的視野移動装置による荷電粒子線の偏向量をステージ駆動装置によるステージ移動により補正することを特徴とする荷電粒子線装置。 In the charged particle beam device according to any one of claims 1 to 3,
When the stage is moved by the sample stage driving device, the electric visual field moving device control data is returned to the middle point, and the deflection amount of the charged particle beam by the electric visual field moving device is corrected by moving the stage by the stage driving device. Charged particle beam device characterized by the above.

請求項１において、
前記荷電粒子線装置は、前記電気的視野移動装置とは別に第２の電気的視野移動装置を有し、それぞれ独立して観察視野の移動補正を行うことを特徴とする荷電粒子線装置。 In claim 1,
The charged particle beam apparatus includes a second electric field moving apparatus separately from the electric field moving apparatus, and independently performs movement correction of an observation field.

入力装置の操作量を抽出する工程と、操作量に対するステージの移動量を計算しステージを駆動する工程と、単位時間あたりの駆動量に相当する移動量を計算する工程と、測距装置により実際のステージ位置座標を検出する工程と、前記駆動量に相当する移動量とステージ位置座標を比較し位置ずれを検出する工程と、前記位置ずれを電気的視野移動装置で移動するために必要な駆動力を計算し、電気的視野移動装置に駆動力を印加する工程からなるステージ移動方法。 The step of extracting the operation amount of the input device, the step of calculating the movement amount of the stage relative to the operation amount and driving the stage, the step of calculating the movement amount corresponding to the driving amount per unit time, and the distance measuring device Detecting the stage position coordinates, comparing the movement amount corresponding to the driving amount with the stage position coordinates and detecting the position deviation, and driving necessary to move the position deviation with the electric visual field moving device. A stage moving method comprising a step of calculating a force and applying a driving force to the electric visual field moving device.