JP2946857B2 - 荷電粒子線装置 - Google Patents
荷電粒子線装置Info
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Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、例えば走査型電子顕微
鏡のような非点補正装置を有する荷電粒子線装置に関す
る。
鏡のような非点補正装置を有する荷電粒子線装置に関す
る。
【0002】
【従来の技術】荷電粒子線を磁場又は電場の作用により
対象とする試料面に集束することにより、その試料面に
所定のパターンを描画したり、又はその試料面から得ら
れる信号に基づいてその面の状態を拡大して映像化した
りする荷電粒子線装置においては、その荷電粒子線を集
束する際の非点収差を除くための非点補正装置が装着さ
れている。
対象とする試料面に集束することにより、その試料面に
所定のパターンを描画したり、又はその試料面から得ら
れる信号に基づいてその面の状態を拡大して映像化した
りする荷電粒子線装置においては、その荷電粒子線を集
束する際の非点収差を除くための非点補正装置が装着さ
れている。
【0003】図7は、そのような非点補正装置を有する
荷電粒子線装置としての従来の走査型電子顕微鏡(SE
M)を示し、この図7において、1は電子線源、2は電
子線源用電源を示し、通常その電源2は加速電源及び加
熱電源等を含んだものである。また、3は照射レンズ、
4は照射レンズ用電源、5はスティグメータ(非点補正
装置)、6はスティグメータ用電源、7はスキャナ(電
子線走査装置)、8はスキャナ用電源であり、通常は2
段構成のそのスキャナ7により電子線が2次元的及び1
次元的に走査される。9は対物レンズ、10は対物レン
ズ用電源、11は全体の動作を制御する計算機、12は
試料面であり、加速電圧、加熱電流、倍率、走査方向等
の荷電粒子線光学的なパラメータは、その計算機11か
ら各電源2〜10に設定できるようになされている。な
お、図示省略するも、この外に開き角を制限する開口及
びレンズ等に装置の軸を合わせるためのアライナ等が備
えられている。
荷電粒子線装置としての従来の走査型電子顕微鏡(SE
M)を示し、この図7において、1は電子線源、2は電
子線源用電源を示し、通常その電源2は加速電源及び加
熱電源等を含んだものである。また、3は照射レンズ、
4は照射レンズ用電源、5はスティグメータ(非点補正
装置)、6はスティグメータ用電源、7はスキャナ(電
子線走査装置)、8はスキャナ用電源であり、通常は2
段構成のそのスキャナ7により電子線が2次元的及び1
次元的に走査される。9は対物レンズ、10は対物レン
ズ用電源、11は全体の動作を制御する計算機、12は
試料面であり、加速電圧、加熱電流、倍率、走査方向等
の荷電粒子線光学的なパラメータは、その計算機11か
ら各電源2〜10に設定できるようになされている。な
お、図示省略するも、この外に開き角を制限する開口及
びレンズ等に装置の軸を合わせるためのアライナ等が備
えられている。
【0004】電子線源1を出た電子線は、照射レンズ3
により一度集束された後、対物レンズ9により試料面1
2に集束される。その照射レンズ3を調整することによ
り、試料面12に照射される電流量が制御され、試料面
12での電子線の最適開き角が得られる。また、対物レ
ンズ9を調整することにより、試料面12上で電子線の
ビーム径が最小になる。走査型電子顕微鏡では、試料上
で電子線を2次元的に走査し、走査された点での2次電
子、反射電子、吸収電流等を走査信号と同期させてモニ
ター上に表示させるため、スキャナ用電源8は計算機1
1より指定された1次元または2次元走査をするための
走査信号を発生する。
により一度集束された後、対物レンズ9により試料面1
2に集束される。その照射レンズ3を調整することによ
り、試料面12に照射される電流量が制御され、試料面
12での電子線の最適開き角が得られる。また、対物レ
ンズ9を調整することにより、試料面12上で電子線の
ビーム径が最小になる。走査型電子顕微鏡では、試料上
で電子線を2次元的に走査し、走査された点での2次電
子、反射電子、吸収電流等を走査信号と同期させてモニ
ター上に表示させるため、スキャナ用電源8は計算機1
1より指定された1次元または2次元走査をするための
走査信号を発生する。
【0005】その試料面12の近傍には、2次電子、反
射電子、吸収電流等を検出するための検出器13が配置
され、この検出器13で得られた検出信号は増幅器14
を介して画像処理装置15に供給される。この画像処理
装置15には、スキャナ用電源8からサンプリング信号
が信号ライン16を介して供給されており、そのサンプ
リング信号で画像処理装置15内のフレームメモリに増
幅された検出信号を取り込む。このフレームメモリ上の
検出信号が映像信号に変換されてモニター17に供給さ
れ、このモニター17上には試料面12の状態が拡大し
て表示される。
射電子、吸収電流等を検出するための検出器13が配置
され、この検出器13で得られた検出信号は増幅器14
を介して画像処理装置15に供給される。この画像処理
装置15には、スキャナ用電源8からサンプリング信号
が信号ライン16を介して供給されており、そのサンプ
リング信号で画像処理装置15内のフレームメモリに増
幅された検出信号を取り込む。このフレームメモリ上の
検出信号が映像信号に変換されてモニター17に供給さ
れ、このモニター17上には試料面12の状態が拡大し
て表示される。
【0006】この図7例において、電子光学的部品の機
械的及び電気的非対称性並びに鏡筒内の汚れ等により、
電子線源1から射出される電子線には非点収差が発生す
るため、その試料面12上でその電子線は一般に楕円形
に集束する。仮に対物レンズ9のみを調整して、電子線
のメリジオナル焦線とサジタル焦線との中間の正焦点が
その試料面12上に来るようにしても、電子線は比較的
大きな円形に集束するだけで、電子線のビーム径を絞り
切ることはできない。そこで、非対称性を補正するため
に、スティグメータ5を動作させて電子線のビーム径を
できるだけ絞るようにしている。
械的及び電気的非対称性並びに鏡筒内の汚れ等により、
電子線源1から射出される電子線には非点収差が発生す
るため、その試料面12上でその電子線は一般に楕円形
に集束する。仮に対物レンズ9のみを調整して、電子線
のメリジオナル焦線とサジタル焦線との中間の正焦点が
その試料面12上に来るようにしても、電子線は比較的
大きな円形に集束するだけで、電子線のビーム径を絞り
切ることはできない。そこで、非対称性を補正するため
に、スティグメータ5を動作させて電子線のビーム径を
できるだけ絞るようにしている。
【0007】磁場により電子線の非点収差を調整する電
磁方式のスティグメータ5は、通常図8に示すような構
成とされている。電磁方式の外に、電場により電子線を
偏向する静電方式のスティグメータも知られている。図
8において、直交座標系の軸をu及びvとした場合、こ
の座標系の原点を中心として8個のコイルX1 〜X4及
びY1 〜Y4 が円形に配置されている。この内、コイル
X1 及びX3 は軸uに沿って対称に配置され、コイルX
2 及びX4 は軸vに沿って対称に配置され、対称性良く
配置された場合、これらコイルX1 〜X4 は直列接続さ
れて電流が供給され、後述の図9に示すような磁場Bが
発生される。また、それらコイルX1 〜X4 をそれぞれ
原点を中心に45゜回転した位置にコイルY1 〜Y4 が
配置され、対称性良く配置された場合、これらコイルY
1 〜Y4 も直列接続されてコイルX1 〜X4 と同じ電流
が流され、図9の磁場Bを45゜回転した状態の磁場が
発生される。これら4個のコイルX1 〜X4 よりなる第
1のスティグメータXより発生される磁場と、4個のコ
イルY1 〜Y4 よりなる第2のスティグメータYより発
生される磁場とを重ね合わせることにより、電子線の非
点収差が相殺される。
磁方式のスティグメータ5は、通常図8に示すような構
成とされている。電磁方式の外に、電場により電子線を
偏向する静電方式のスティグメータも知られている。図
8において、直交座標系の軸をu及びvとした場合、こ
の座標系の原点を中心として8個のコイルX1 〜X4及
びY1 〜Y4 が円形に配置されている。この内、コイル
X1 及びX3 は軸uに沿って対称に配置され、コイルX
2 及びX4 は軸vに沿って対称に配置され、対称性良く
配置された場合、これらコイルX1 〜X4 は直列接続さ
れて電流が供給され、後述の図9に示すような磁場Bが
発生される。また、それらコイルX1 〜X4 をそれぞれ
原点を中心に45゜回転した位置にコイルY1 〜Y4 が
配置され、対称性良く配置された場合、これらコイルY
1 〜Y4 も直列接続されてコイルX1 〜X4 と同じ電流
が流され、図9の磁場Bを45゜回転した状態の磁場が
発生される。これら4個のコイルX1 〜X4 よりなる第
1のスティグメータXより発生される磁場と、4個のコ
イルY1 〜Y4 よりなる第2のスティグメータYより発
生される磁場とを重ね合わせることにより、電子線の非
点収差が相殺される。
【0008】しかし、通常は、機械的及び電気的精度の
悪さや汚れ等により、対物レンズ9の光軸とスティグメ
ータ5の中心とが一致しない。スティグメータ5は、中
心以外では電子線に対する偏向作用があるため、非点補
正を行う毎に対物レンズ9の軸が狂ってしまう。そこ
で、スティグメータ5には、対物レンズ9の光軸に非点
補正の中心を一致させることができるように、図9に示
すように、軸合わせ機構が設けられている。
悪さや汚れ等により、対物レンズ9の光軸とスティグメ
ータ5の中心とが一致しない。スティグメータ5は、中
心以外では電子線に対する偏向作用があるため、非点補
正を行う毎に対物レンズ9の軸が狂ってしまう。そこ
で、スティグメータ5には、対物レンズ9の光軸に非点
補正の中心を一致させることができるように、図9に示
すように、軸合わせ機構が設けられている。
【0009】図9はスティグメータXに関する軸合わせ
機構を示し、この図9において、コイルX1 〜X4 は直
列にスティグメータX用の直流電源6Xに接続されてい
ると共に、コイルX1 及びX2 にはそれぞれ固定抵抗器
R1 及びR2 が並列に接続され、コイルX3 及びX4 に
はそれぞれ可変抵抗器R3及びR4 が並列に接続されて
いる。可変抵抗器R3 を調整することでコイルX1 とコ
イルX3 とによる磁場のバランスを変化させ、可変抵抗
器R4 を調整することでコイルX2とコイルX 4 とによ
る磁場のバランスを変化させると共に、スティグメータ
Yについても同様の調整を行うことにより、スティグメ
ータ5の中心を移動させることができる。より具体的に
は、例えば低周波数の交流電流を重畳することにより、
スティグメータX及びスティグメータYの電流を増減さ
せて、オペレータがモニター17に表示される像を見な
がら可変抵抗器R3 及びR4 等を調整して、その像が移
動しないように調整が行われる。
機構を示し、この図9において、コイルX1 〜X4 は直
列にスティグメータX用の直流電源6Xに接続されてい
ると共に、コイルX1 及びX2 にはそれぞれ固定抵抗器
R1 及びR2 が並列に接続され、コイルX3 及びX4 に
はそれぞれ可変抵抗器R3及びR4 が並列に接続されて
いる。可変抵抗器R3 を調整することでコイルX1 とコ
イルX3 とによる磁場のバランスを変化させ、可変抵抗
器R4 を調整することでコイルX2とコイルX 4 とによ
る磁場のバランスを変化させると共に、スティグメータ
Yについても同様の調整を行うことにより、スティグメ
ータ5の中心を移動させることができる。より具体的に
は、例えば低周波数の交流電流を重畳することにより、
スティグメータX及びスティグメータYの電流を増減さ
せて、オペレータがモニター17に表示される像を見な
がら可変抵抗器R3 及びR4 等を調整して、その像が移
動しないように調整が行われる。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来例
においては、オペレータがモニター17上の試料像の移
動の状態を見ながら試行錯誤的に調整を行うため、調整
のばらつきが大きく調整の精度が良くない場合があると
共に、調整に時間がかかるという不都合があった。
においては、オペレータがモニター17上の試料像の移
動の状態を見ながら試行錯誤的に調整を行うため、調整
のばらつきが大きく調整の精度が良くない場合があると
共に、調整に時間がかかるという不都合があった。
【0011】本発明は斯かる点に鑑み、非点補正装置の
軸合わせを迅速且つ正確に行うことができる荷電粒子線
装置を提供することを目的とする。
軸合わせを迅速且つ正確に行うことができる荷電粒子線
装置を提供することを目的とする。
【0012】
【課題を解決するための手段】本発明による荷電粒子線
装置は、例えば図1及び図2に示す如く、荷電粒子線の
非点収差を補正する非点補正装置(5、19)と、前記
荷電粒子線を試料面へ入射させる入射レンズ系(9)
と、前記荷電粒子線の試料面への入射による試料面から
の信号を検出する検出装置(13)とを備えた荷電粒子
線装置において、非点補正装置(5、19)は、収差補
正機構(例えば図8のスティングメータ5)と、補非点
収差を補正する非点補正用信号と非点補正用信号に応じ
た収差補正機構(5)の中心軸と入射レンズ系(9)の
光軸との軸ずれを補正する軸ずれ補正用信号とを重畳し
て収差補正機構(5)に供給する軸補正機構(19)と
を有するものである。
装置は、例えば図1及び図2に示す如く、荷電粒子線の
非点収差を補正する非点補正装置(5、19)と、前記
荷電粒子線を試料面へ入射させる入射レンズ系(9)
と、前記荷電粒子線の試料面への入射による試料面から
の信号を検出する検出装置(13)とを備えた荷電粒子
線装置において、非点補正装置(5、19)は、収差補
正機構(例えば図8のスティングメータ5)と、補非点
収差を補正する非点補正用信号と非点補正用信号に応じ
た収差補正機構(5)の中心軸と入射レンズ系(9)の
光軸との軸ずれを補正する軸ずれ補正用信号とを重畳し
て収差補正機構(5)に供給する軸補正機構(19)と
を有するものである。
【0013】また、前記非点補正装置(5、19)は、
補正する前記非点収差の変更に伴って前記軸ずれ補正用
信号を再設定することを特徴とする。また、本発明によ
る荷電粒子線装置は、さらに検出装置(13)で得られ
る信号に基づいて試料面上の所定のパターン(例えば付
着しているゴミ等の目印となるパターン)の位置を測定
するパターン位置測定装置(23)を備え、軸ずれ補正
用の信号は、非点補正装置(5、19)を第1の状態及
び第2の状態に設定したときの前記パターン位置測定装
置により測定される所定のパターンの位置ずれに基づい
て求められることを特徴とする。
補正する前記非点収差の変更に伴って前記軸ずれ補正用
信号を再設定することを特徴とする。また、本発明によ
る荷電粒子線装置は、さらに検出装置(13)で得られ
る信号に基づいて試料面上の所定のパターン(例えば付
着しているゴミ等の目印となるパターン)の位置を測定
するパターン位置測定装置(23)を備え、軸ずれ補正
用の信号は、非点補正装置(5、19)を第1の状態及
び第2の状態に設定したときの前記パターン位置測定装
置により測定される所定のパターンの位置ずれに基づい
て求められることを特徴とする。
【0014】
【作用】斯かる本発明によれば、非点補正装置(5、1
9)に軸補正機構(19X)を設けることにより、非点
補正装置(5、19)は、非点補正を行う際の入射レン
ズ系(9)の軸が狂ってしまうのを入射レンズ系(9)
の光軸に非点補正の中心を一致させるように補正でき
る。 又、非点補正装置(5、19)は、非点補正を行
う毎に補正できる。 又、荷電粒子線の試料面(12)
での2次元走査又は複数方向への1次元走査により、そ
の検査装置(13)を介して試料面(12)の状態が観
測できる。そして、そのパターン位置測定装置(23)
により、位置ずれの目印となりそうなゴミ又は回路パタ
ーン等の所定のパターンの中心の位置が測定される。そ
して、非点補正装置(5、19)の軸補正機構(19
X)にどの程度の軸ずれ補正用の信号を供給すれば、ど
の程度軸ずれが補正されるかを予め実測又は計算により
調べておく。
9)に軸補正機構(19X)を設けることにより、非点
補正装置(5、19)は、非点補正を行う際の入射レン
ズ系(9)の軸が狂ってしまうのを入射レンズ系(9)
の光軸に非点補正の中心を一致させるように補正でき
る。 又、非点補正装置(5、19)は、非点補正を行
う毎に補正できる。 又、荷電粒子線の試料面(12)
での2次元走査又は複数方向への1次元走査により、そ
の検査装置(13)を介して試料面(12)の状態が観
測できる。そして、そのパターン位置測定装置(23)
により、位置ずれの目印となりそうなゴミ又は回路パタ
ーン等の所定のパターンの中心の位置が測定される。そ
して、非点補正装置(5、19)の軸補正機構(19
X)にどの程度の軸ずれ補正用の信号を供給すれば、ど
の程度軸ずれが補正されるかを予め実測又は計算により
調べておく。
【0015】そして、その非点補正装置(5,19)を
動作させないとき(第1の状態)と或る値で動作させた
とき(第2の状態)との間のその所定のパターンの位置
のずれを取り込み、この位置のずれを打ち消すようにそ
の非点補正装置(5,19)の軸補正機構(19X)に
軸ずれ補正用の信号を供給することにより、軸合わせが
行われる。その第1の状態及び第2の状態は、それぞれ
その非点補正装置(5,19)を異なる値で動作させた
状態であってもよく、この場合には、それら2個の状態
におけるその所定のパターンの位置ずれより、その非点
補正装置(5,19)が動作していないときのその所定
のパターンの位置が計算される。
動作させないとき(第1の状態)と或る値で動作させた
とき(第2の状態)との間のその所定のパターンの位置
のずれを取り込み、この位置のずれを打ち消すようにそ
の非点補正装置(5,19)の軸補正機構(19X)に
軸ずれ補正用の信号を供給することにより、軸合わせが
行われる。その第1の状態及び第2の状態は、それぞれ
その非点補正装置(5,19)を異なる値で動作させた
状態であってもよく、この場合には、それら2個の状態
におけるその所定のパターンの位置ずれより、その非点
補正装置(5,19)が動作していないときのその所定
のパターンの位置が計算される。
【0016】
【実施例】以下、本発明による荷電粒子線装置の一実施
例につき図1〜図6を参照して説明しよう。本例は走査
型電子顕微鏡に本発明を適用したものであり、この図1
及び図2において図7に対応する部分には同一符号を付
してその詳細説明は省略する。
例につき図1〜図6を参照して説明しよう。本例は走査
型電子顕微鏡に本発明を適用したものであり、この図1
及び図2において図7に対応する部分には同一符号を付
してその詳細説明は省略する。
【0017】図1は本例の全体の構成を示し、この図1
において、18は装置全体の動作を制御する計算機、1
9はスティグメータ(非点補正装置)5を駆動するステ
ィグメータ用電源であり、この電源19には信号ライン
20を介して計算機18より非点補正用のデータ及び軸
合わせ用のデータを供給する。21はスキャナ(電子線
走査装置)7を駆動するスキャナ用電源を示し、このス
キャナ用電源21には計算機18より直接に走査信号を
供給すると共に、その計算機18よりスティグメータ用
電源19及び信号ライン22を介して間接的にも走査信
号を供給できるようにする。
において、18は装置全体の動作を制御する計算機、1
9はスティグメータ(非点補正装置)5を駆動するステ
ィグメータ用電源であり、この電源19には信号ライン
20を介して計算機18より非点補正用のデータ及び軸
合わせ用のデータを供給する。21はスキャナ(電子線
走査装置)7を駆動するスキャナ用電源を示し、このス
キャナ用電源21には計算機18より直接に走査信号を
供給すると共に、その計算機18よりスティグメータ用
電源19及び信号ライン22を介して間接的にも走査信
号を供給できるようにする。
【0018】23はパターン位置測定装置を示し、この
パターン位置測定装置23は、検出器13より増幅器1
4及び画像処理装置15を介して供給される画像データ
を処理して試料面12上の所定のパターンの中心位置の
座標を求め、この求めた中心位置の座標をその計算機1
8に送出する。このパターン位置測定装置23の動作
は、計算機18のソフトウェアで実行することもでき
る。その所定のパターンとは例えば図3に示す矩形のパ
ターン35のように、モニター上の画面で比較的輪郭が
明瞭で背景との識別が容易な目印としてふさわしいパタ
ーンを言う。これは、オペレータが指示してもよく、画
像処理装置15等で自動的にエッジの鋭いパターンを選
別してもよい。実際には、試料面12に付着しているゴ
ミ又は特定の回路パターン等を使用することができる。
図3に示すように、そのパターン位置測定装置23は、
そのパターン35の軸uの方向の両端のエッジXL 及び
XR を検出すると共に、軸vの方向の両端のエッジYD
及びYU を検出し、次式によりそのパターン35の中心
の位置の座標(Xi ,Yj )を計算し、この座標を計算
機18に送出する。
パターン位置測定装置23は、検出器13より増幅器1
4及び画像処理装置15を介して供給される画像データ
を処理して試料面12上の所定のパターンの中心位置の
座標を求め、この求めた中心位置の座標をその計算機1
8に送出する。このパターン位置測定装置23の動作
は、計算機18のソフトウェアで実行することもでき
る。その所定のパターンとは例えば図3に示す矩形のパ
ターン35のように、モニター上の画面で比較的輪郭が
明瞭で背景との識別が容易な目印としてふさわしいパタ
ーンを言う。これは、オペレータが指示してもよく、画
像処理装置15等で自動的にエッジの鋭いパターンを選
別してもよい。実際には、試料面12に付着しているゴ
ミ又は特定の回路パターン等を使用することができる。
図3に示すように、そのパターン位置測定装置23は、
そのパターン35の軸uの方向の両端のエッジXL 及び
XR を検出すると共に、軸vの方向の両端のエッジYD
及びYU を検出し、次式によりそのパターン35の中心
の位置の座標(Xi ,Yj )を計算し、この座標を計算
機18に送出する。
【0019】
【数1】Xi=(XL+XR)/2 Yj=(YD+YR)/2
【0020】本例のスティグメータ5も図8に示す8個
のコイルより構成され、これら8個のコイルは、座標軸
u,vの方向に設定された4個のコイルX1 〜X4 より
なるスティグメータXとこのスティグメータXを45゜
回転してなる4個のコイルY 1 〜Y4 よりなるスティグ
メータYとに分類される。本例ではこれら2組のスティ
グメータX及びYのそれぞれについて、スティグメータ
5の中心と対物レンズ9の光軸とを合わせるための軸合
わせ機構19X及び19Yが設けられており、これら2
個の軸合わせ機構19X及び19Yによりスティグメー
タ用電源19が構成されている。
のコイルより構成され、これら8個のコイルは、座標軸
u,vの方向に設定された4個のコイルX1 〜X4 より
なるスティグメータXとこのスティグメータXを45゜
回転してなる4個のコイルY 1 〜Y4 よりなるスティグ
メータYとに分類される。本例ではこれら2組のスティ
グメータX及びYのそれぞれについて、スティグメータ
5の中心と対物レンズ9の光軸とを合わせるための軸合
わせ機構19X及び19Yが設けられており、これら2
個の軸合わせ機構19X及び19Yによりスティグメー
タ用電源19が構成されている。
【0021】図2はそのスティグメータX用の軸合わせ
機構19X及びスティグメータXを示し、この図2にお
いて、u軸に沿って対向する1対のコイルX1,X3 及び
v軸に沿って対向する1対のコイルX2,X4 により磁場
Bが形成されている。また、隣合うコイルX1及びX2
は直列接続して、軸合わせ機構19Xより励磁電流I
(X1 ,X2 )を供給し、コイルX3 及びX4 にはその
軸合わせ機構19Xよりそれぞれ励磁電流I(X3 )及
びI(X4 )を供給する。その軸合わせ機構19Xにお
いて、24は乗算型で電流出力の第1のデジタル/アナ
ログ(D/A)変換器を示し、このD/A変換器24の
電源入力端子にはアナログの参照電圧VRを供給し、こ
のD/A変換器24のデータ入力端子には計算機18よ
り非点補正データI1を供給する。このD/A変換器2
4の電流出力を電流/電圧変換器25を介して電圧の信
号に変換し、この信号を電圧/電流変換器26を介して
励磁電流I(X1 ,X2 )に変換する。例えば電流出力
のD/A変換器24がxボルトに相当するデジタル入力
を1アンペアの電流として出力しているものとすると、
その電流/電圧変換器25は、1アンペアの電流をxボ
ルトの電圧に変換するように調整しておく。
機構19X及びスティグメータXを示し、この図2にお
いて、u軸に沿って対向する1対のコイルX1,X3 及び
v軸に沿って対向する1対のコイルX2,X4 により磁場
Bが形成されている。また、隣合うコイルX1及びX2
は直列接続して、軸合わせ機構19Xより励磁電流I
(X1 ,X2 )を供給し、コイルX3 及びX4 にはその
軸合わせ機構19Xよりそれぞれ励磁電流I(X3 )及
びI(X4 )を供給する。その軸合わせ機構19Xにお
いて、24は乗算型で電流出力の第1のデジタル/アナ
ログ(D/A)変換器を示し、このD/A変換器24の
電源入力端子にはアナログの参照電圧VRを供給し、こ
のD/A変換器24のデータ入力端子には計算機18よ
り非点補正データI1を供給する。このD/A変換器2
4の電流出力を電流/電圧変換器25を介して電圧の信
号に変換し、この信号を電圧/電流変換器26を介して
励磁電流I(X1 ,X2 )に変換する。例えば電流出力
のD/A変換器24がxボルトに相当するデジタル入力
を1アンペアの電流として出力しているものとすると、
その電流/電圧変換器25は、1アンペアの電流をxボ
ルトの電圧に変換するように調整しておく。
【0022】また、27は第2の乗算型で電流出力のD
/A変換器を示し、この第2のD/A変換器27の電源
入力端子には電流/電圧変換器25の電圧出力を供給
し、このD/A変換器27のデータ入力端子には計算機
18より軸合わせデータdXxを供給する。このD/A変
換器27の電流出力をD/A変換器28を介して電圧の
信号として加算器29の一方の入力部に供給し、この加
算器29の他方の入力部に電流/電圧変換器25の電圧
出力を供給し、この加算器29の電圧出力を電圧/電流
変換器30を介して励磁電流I(X3 )に変換する。同
様に、31は第3の乗算型で電流出力のD/A変換器を
示し、この第3のD/A変換器31の電源入力端子にも
電流/電圧変換器25の電圧出力を供給し、このD/A
変換器31のデータ入力端子には計算機18より軸合わ
せデータdXyを供給する。このD/A変換器31の電流
出力をD/A変換器32を介して電圧の信号として加算
器33の一方の入力部に供給し、この加算器33の他方
の入力部に電流/電圧変換器25の電圧出力を供給し、
この加算器33の電圧出力を電圧/電流変換器34を介
して励磁電流I(X4 )に変換する。
/A変換器を示し、この第2のD/A変換器27の電源
入力端子には電流/電圧変換器25の電圧出力を供給
し、このD/A変換器27のデータ入力端子には計算機
18より軸合わせデータdXxを供給する。このD/A変
換器27の電流出力をD/A変換器28を介して電圧の
信号として加算器29の一方の入力部に供給し、この加
算器29の他方の入力部に電流/電圧変換器25の電圧
出力を供給し、この加算器29の電圧出力を電圧/電流
変換器30を介して励磁電流I(X3 )に変換する。同
様に、31は第3の乗算型で電流出力のD/A変換器を
示し、この第3のD/A変換器31の電源入力端子にも
電流/電圧変換器25の電圧出力を供給し、このD/A
変換器31のデータ入力端子には計算機18より軸合わ
せデータdXyを供給する。このD/A変換器31の電流
出力をD/A変換器32を介して電圧の信号として加算
器33の一方の入力部に供給し、この加算器33の他方
の入力部に電流/電圧変換器25の電圧出力を供給し、
この加算器33の電圧出力を電圧/電流変換器34を介
して励磁電流I(X4 )に変換する。
【0023】その図2の軸合わせ機構19Xの動作につ
き説明するに、乗算型のD/A変換器24,27,31
はそれぞれ電源入力端子に供給された電圧とデータ入力
端子に供給されたデータとの積に相当する電流を出力す
る。また、非点補正データI1及び軸合わせデータ
dXx,dXyをそれぞれ絶対値がN以下の整数(2進数)
で表わし、所定の係数Kを用いることにより、上述の励
磁電流I(X1 ,X2 )、I(X3 )及びI(X4 )
は、次のように表すことができる。
き説明するに、乗算型のD/A変換器24,27,31
はそれぞれ電源入力端子に供給された電圧とデータ入力
端子に供給されたデータとの積に相当する電流を出力す
る。また、非点補正データI1及び軸合わせデータ
dXx,dXyをそれぞれ絶対値がN以下の整数(2進数)
で表わし、所定の係数Kを用いることにより、上述の励
磁電流I(X1 ,X2 )、I(X3 )及びI(X4 )
は、次のように表すことができる。
【0024】
【数2】I(X1 ,X2 )=K・VR・I1/N I(X3 )=I(X1 ,X2 )・(1+dXx/N) I(X4 )=I(X1 ,X2 )・(1+dXy/N)
【0025】この(数2)によれば、非点補正データI
1を増減することにより、スティグメータXの4個のコ
イルX1 〜X4 に流れる電流を一度に調整できると共
に、軸合わせデータdXx及びdXyを調整することによ
り、それぞれコイルX3 及びX4に流れる電流のみを調
整できることが分かる。この場合、軸合わせデータdXx
及びdXyは正又は負の値を取り得る。このように軸合わ
せデータdXx及びdXyを調整することによりコイルX3
及びX4 に流れる電流を調整する機構をそれぞれスティ
グXx及びスティグXy と呼ぶ。
1を増減することにより、スティグメータXの4個のコ
イルX1 〜X4 に流れる電流を一度に調整できると共
に、軸合わせデータdXx及びdXyを調整することによ
り、それぞれコイルX3 及びX4に流れる電流のみを調
整できることが分かる。この場合、軸合わせデータdXx
及びdXyは正又は負の値を取り得る。このように軸合わ
せデータdXx及びdXyを調整することによりコイルX3
及びX4 に流れる電流を調整する機構をそれぞれスティ
グXx及びスティグXy と呼ぶ。
【0026】同様に、コイルX1 〜X4 を90゜回転さ
せて得られるコイルY1 〜Y4 よりなるスティグメータ
Yについても、図2例と同じ構成の軸合わせ機構19Y
(図示省略)が設けられている。この場合、コイルY1
〜Y4 に流れる電流を一度に調整するための非点補正デ
ータをI2、コイルY3 に流れる電流を増減するための
軸合わせデータをdYx、コイルY4 に流れる電流を増減
するための軸合わせデータをdYyとする。また、軸合わ
せデータdYx及びdYyを調整することによりコイルY3
及びY4 に流れる電流を調整する機構をそれぞれスティ
グYX 及びスティグYY と呼ぶ。
せて得られるコイルY1 〜Y4 よりなるスティグメータ
Yについても、図2例と同じ構成の軸合わせ機構19Y
(図示省略)が設けられている。この場合、コイルY1
〜Y4 に流れる電流を一度に調整するための非点補正デ
ータをI2、コイルY3 に流れる電流を増減するための
軸合わせデータをdYx、コイルY4 に流れる電流を増減
するための軸合わせデータをdYyとする。また、軸合わ
せデータdYx及びdYyを調整することによりコイルY3
及びY4 に流れる電流を調整する機構をそれぞれスティ
グYX 及びスティグYY と呼ぶ。
【0027】図4〜図6を参照して、本例のスティグメ
ータ5の軸合わせ動作を詳細に説明する。本例では、先
ず図4に示すステップ101〜108においてスティグ
メータX用の軸合わせデータを求めた後に、ステップ1
09〜113においてスティグメータY用の軸合わせデ
ータを求めることにより、スティグメータ5の中心を対
物レンズ9の光軸に合わせる。その一連のステップにお
ける動作を以下で説明する。
ータ5の軸合わせ動作を詳細に説明する。本例では、先
ず図4に示すステップ101〜108においてスティグ
メータX用の軸合わせデータを求めた後に、ステップ1
09〜113においてスティグメータY用の軸合わせデ
ータを求めることにより、スティグメータ5の中心を対
物レンズ9の光軸に合わせる。その一連のステップにお
ける動作を以下で説明する。
【0028】−ステップ101− スティグメータX及びスティグメータYよりなるスティ
グメータ5全体の励磁を0にする。これは図2で非点補
正データI1を0にすると共に、スティグメータY用の
非点補正データI2をも0にすることを意味する。 −ステップ102− 図1の試料面12上を電子線で2次元的に走査すること
により、試料面12の画像データ(波形データ)を取り
込む。このときの画像は図5であるとして、パターン3
5を目印になるパターンとして選択する。この画像デー
タをパターン位置測定装置23に送る。 −ステップ103− パターン位置測定装置23ではそのパターン35の中心
位置の座標、即ちパターン位置(X0 ,Y0 )を求め、
この座標を計算機18に送出する。
グメータ5全体の励磁を0にする。これは図2で非点補
正データI1を0にすると共に、スティグメータY用の
非点補正データI2をも0にすることを意味する。 −ステップ102− 図1の試料面12上を電子線で2次元的に走査すること
により、試料面12の画像データ(波形データ)を取り
込む。このときの画像は図5であるとして、パターン3
5を目印になるパターンとして選択する。この画像デー
タをパターン位置測定装置23に送る。 −ステップ103− パターン位置測定装置23ではそのパターン35の中心
位置の座標、即ちパターン位置(X0 ,Y0 )を求め、
この座標を計算機18に送出する。
【0029】−ステップ104− スティグメータXを所定の励磁電流Ix で励磁する。こ
の励磁電流Ix は、そのパターン35が画面から外れな
い範囲でできるだけ大きい値が良い。具体的には、図2
の非点補正データI1をその励磁電流Ix に対応する値
に設定すればよい。更に、図2に軸合わせデータdXx及
びdXyはそれぞれ0に設定しておく。これにより、図2
のコイルX1 〜X4 には全て同じ電流Ix (=I(X
1 ,X2 ))が流れる。 −ステップ105− ステップ102と同様に、試料面12上を電子線で走査
して得られた画像データ(波形データ)をパターン位置
測定装置23に送る。 −ステップ106− スティグメータXの励磁により図5に示すように、パタ
ーン35は例えば位置35Aに移動する。パターン位置
測定装置23は、そのパターン35の移動後の中心位置
の座標(XX ,YX )を測定し、この座標を移動後のパ
ターン位置として計算機18に送出する。仮に、スティ
グメータXの中心と対物レンズ9の光軸とが合致してい
るとすれば、そのスティグメータXを励磁しても像の状
態が変化するだけで各像の中心位置は変化しないはずで
ある。従って、軸合わせの課題とは、図5に示すように
何らかの軌跡37を通ってそのパターン35を最初の位
置に戻すことにより、スティグメータ5を励磁している
ときの画像の位置がスティグメータ5を励磁していない
ときの位置になるようにすることである。
の励磁電流Ix は、そのパターン35が画面から外れな
い範囲でできるだけ大きい値が良い。具体的には、図2
の非点補正データI1をその励磁電流Ix に対応する値
に設定すればよい。更に、図2に軸合わせデータdXx及
びdXyはそれぞれ0に設定しておく。これにより、図2
のコイルX1 〜X4 には全て同じ電流Ix (=I(X
1 ,X2 ))が流れる。 −ステップ105− ステップ102と同様に、試料面12上を電子線で走査
して得られた画像データ(波形データ)をパターン位置
測定装置23に送る。 −ステップ106− スティグメータXの励磁により図5に示すように、パタ
ーン35は例えば位置35Aに移動する。パターン位置
測定装置23は、そのパターン35の移動後の中心位置
の座標(XX ,YX )を測定し、この座標を移動後のパ
ターン位置として計算機18に送出する。仮に、スティ
グメータXの中心と対物レンズ9の光軸とが合致してい
るとすれば、そのスティグメータXを励磁しても像の状
態が変化するだけで各像の中心位置は変化しないはずで
ある。従って、軸合わせの課題とは、図5に示すように
何らかの軌跡37を通ってそのパターン35を最初の位
置に戻すことにより、スティグメータ5を励磁している
ときの画像の位置がスティグメータ5を励磁していない
ときの位置になるようにすることである。
【0030】−ステップ107− 計算機18のソフトウェア上で、次の(数3)によりス
ティグメータXの単位電流当たりの偏向感度(ΔXX ,
ΔYX )を計算する。
ティグメータXの単位電流当たりの偏向感度(ΔXX ,
ΔYX )を計算する。
【0031】
【数3】ΔXX=(XX−X0)/IX ΔYX=(YX−Y0)/IX このことは、図5に示すように、その偏向感度のベクト
ルに任意の励磁電流を乗じることにより、その励磁電流
でのパターン35の移動のベクトルが求められることを
意味する。
ルに任意の励磁電流を乗じることにより、その励磁電流
でのパターン35の移動のベクトルが求められることを
意味する。
【0032】−ステップ108− このステップでは、計算機18が、図2のスティグメー
タX用の軸合わせデータdXx及びdXyを計算する。この
際に、予め計算又は実測により、図2のコイルX3 流れ
る電流を調整する機構であるスティグXx の単位電流時
の単位設定値当たりにおける、軸補正ベクトル(xXx,
yXx)(=〈i〉とする)を求めておく。単位電流時の
単位設定値当たりの軸補正ベクトルとは、図2におい
て、電流I(X1 ,X2 )を単位電流に設定し、且つ軸
合わせデータdXxの値を最小の整数値(=1)に設定し
たときに、軸補正される方向及び量を示すベクトルを言
う。
タX用の軸合わせデータdXx及びdXyを計算する。この
際に、予め計算又は実測により、図2のコイルX3 流れ
る電流を調整する機構であるスティグXx の単位電流時
の単位設定値当たりにおける、軸補正ベクトル(xXx,
yXx)(=〈i〉とする)を求めておく。単位電流時の
単位設定値当たりの軸補正ベクトルとは、図2におい
て、電流I(X1 ,X2 )を単位電流に設定し、且つ軸
合わせデータdXxの値を最小の整数値(=1)に設定し
たときに、軸補正される方向及び量を示すベクトルを言
う。
【0033】同様に予め、コイルX4 に流れる電流を調
整する機構であるスティグXy の単位電流時の単位設定
値当たりにおける軸補正ベクトル(xXy,yXy)(=
〈j〉とする)を求めておく。この場合の軸補正ベクト
ルは、図2の軸合わせデータd Xyを最小の整数値に設定
したときに軸補正される方向及び量を示すベクトルを言
う。
整する機構であるスティグXy の単位電流時の単位設定
値当たりにおける軸補正ベクトル(xXy,yXy)(=
〈j〉とする)を求めておく。この場合の軸補正ベクト
ルは、図2の軸合わせデータd Xyを最小の整数値に設定
したときに軸補正される方向及び量を示すベクトルを言
う。
【0034】次に、ステップ107で求めたスティグメ
ータXの単位電流当たりの偏向感度(ΔXX ,ΔYX )
を図6の座標上の点Pで表し、その点Pを通り傾きが上
記のベクトル〈i〉及び〈j〉に平行な直線をそれぞれ
直線38A及び39Aとする。そして、一方の直線38
Aに平行で且つ原点を通る直線38Bと他方の直線39
Aとの交点を点Q、他方の直線39Aに平行で且つ原点
を通る直線39Bと一方の直線38Aとの交点を点Rと
すると、点Pから点Rへ向かうベクトルがdXx〈i〉と
なる。このベクトルは、スティグXx の軸補正ベクトル
である〈i〉(=(xXx,yXx))に図2の軸合わせデ
ータdXxを乗算したものである。即ち、図6から分かる
ように点RにおいてはスティグXX に関する軸ずれは0
であり、ベクトル〈i〉はその軸合わせデータdXxの単
位設定値当たりの軸補正ベクトルであるため、点Pから
点Rへのベクトルはベクトル〈i〉をdXx倍したものと
なる。
ータXの単位電流当たりの偏向感度(ΔXX ,ΔYX )
を図6の座標上の点Pで表し、その点Pを通り傾きが上
記のベクトル〈i〉及び〈j〉に平行な直線をそれぞれ
直線38A及び39Aとする。そして、一方の直線38
Aに平行で且つ原点を通る直線38Bと他方の直線39
Aとの交点を点Q、他方の直線39Aに平行で且つ原点
を通る直線39Bと一方の直線38Aとの交点を点Rと
すると、点Pから点Rへ向かうベクトルがdXx〈i〉と
なる。このベクトルは、スティグXx の軸補正ベクトル
である〈i〉(=(xXx,yXx))に図2の軸合わせデ
ータdXxを乗算したものである。即ち、図6から分かる
ように点RにおいてはスティグXX に関する軸ずれは0
であり、ベクトル〈i〉はその軸合わせデータdXxの単
位設定値当たりの軸補正ベクトルであるため、点Pから
点Rへのベクトルはベクトル〈i〉をdXx倍したものと
なる。
【0035】同様に、スティグXY の軸補正ベクトルで
あるベクトル〈i〉(=(xXy,y Xy))及び図2の軸
合わせデータdXyを用いて、点Pから点Qへ向かうベク
トルはdXy〈j〉で表すことができる。
あるベクトル〈i〉(=(xXy,y Xy))及び図2の軸
合わせデータdXyを用いて、点Pから点Qへ向かうベク
トルはdXy〈j〉で表すことができる。
【0036】この場合、直線38A、39A、38B及
び39Bはそれぞれ次の方程式で表すことができる。 直線38A:v−ΔYX=(yXx/xXx)(u−ΔXX) 直線39A:v−ΔYX=(yXy/xXy)(u−ΔXX) 直線38B:v=(yXx/xXx)u 直線39B:v=(yXy/xXy)u これら方程式を用いると、点R及び点Qの座標は容易に
求めることができ、このようにして求められた座標に基
づいて、軸合わせデータdXx及びdXyは次のように表す
ことができる。
び39Bはそれぞれ次の方程式で表すことができる。 直線38A:v−ΔYX=(yXx/xXx)(u−ΔXX) 直線39A:v−ΔYX=(yXy/xXy)(u−ΔXX) 直線38B:v=(yXx/xXx)u 直線39B:v=(yXy/xXy)u これら方程式を用いると、点R及び点Qの座標は容易に
求めることができ、このようにして求められた座標に基
づいて、軸合わせデータdXx及びdXyは次のように表す
ことができる。
【0037】
【数4】 dXx=(−yXyΔXX+xXyΔYX)/(xXxyXy−xXyyXx) dXy= (yXxΔXX−xXxΔYX)/(xXxyXy−xXyyXx)
【0038】図6において、原点Oを頂点とする四辺形
ORPQは平行四辺形であるため、図2において計算機
18がその(数4)で表される軸合わせデータdXx及び
dXyを設定することにより、点Pにずれていた所定のパ
ターンの中心は原点Oに戻る。更に、図6は励磁電流I
1が単位電流の場合を表しているが、(数2)より明ら
かなように、図2においては、励磁電流I(X3 )及び
I(X4 )は共に励磁電流I(X1 ,X2 )に比例して
いるので、単位電流のときに軸ずれを補正することがで
きれば、如何なる励磁電流についても軸ずれを補正する
ことができる。
ORPQは平行四辺形であるため、図2において計算機
18がその(数4)で表される軸合わせデータdXx及び
dXyを設定することにより、点Pにずれていた所定のパ
ターンの中心は原点Oに戻る。更に、図6は励磁電流I
1が単位電流の場合を表しているが、(数2)より明ら
かなように、図2においては、励磁電流I(X3 )及び
I(X4 )は共に励磁電流I(X1 ,X2 )に比例して
いるので、単位電流のときに軸ずれを補正することがで
きれば、如何なる励磁電流についても軸ずれを補正する
ことができる。
【0039】なお、(数4)で表されるデータが整数に
ならないときには、例えば最も近い整数を選択すること
になる。
ならないときには、例えば最も近い整数を選択すること
になる。
【0040】−ステップ109− 以下のステップでは、図2のコイルX1 〜X4 よりなる
スティグメータXを90゜回転させた構成のスティグメ
ータYについて、軸合わせを行う。先ず、このステップ
109では、スティグメータXの励磁電流を0に設定し
た状態で、そのスティグメータYを励磁電流IY で励磁
する。これは計算機18よりそのスティグメータY用の
軸合わせ機構19Y(図示省略)にその励磁電流IY に
相当する非点補正データI2を設定すると共に、軸合わ
せデータdYx及びdYyはそれぞれ0に設定することを意
味する。 −ステップ110− ステップ105と同様に、試料面12上を電子線で走査
して得られた画像データ(波形データ)をパターン位置
測定装置23に送る。 −ステップ111− スティグメータYの励磁により、目印となるパターンの
中心の位置は座標(X Y ,YY )に移動する。パターン
位置測定装置23は、この座標を求めて移動後のパター
ン位置として計算機18に送出する。
スティグメータXを90゜回転させた構成のスティグメ
ータYについて、軸合わせを行う。先ず、このステップ
109では、スティグメータXの励磁電流を0に設定し
た状態で、そのスティグメータYを励磁電流IY で励磁
する。これは計算機18よりそのスティグメータY用の
軸合わせ機構19Y(図示省略)にその励磁電流IY に
相当する非点補正データI2を設定すると共に、軸合わ
せデータdYx及びdYyはそれぞれ0に設定することを意
味する。 −ステップ110− ステップ105と同様に、試料面12上を電子線で走査
して得られた画像データ(波形データ)をパターン位置
測定装置23に送る。 −ステップ111− スティグメータYの励磁により、目印となるパターンの
中心の位置は座標(X Y ,YY )に移動する。パターン
位置測定装置23は、この座標を求めて移動後のパター
ン位置として計算機18に送出する。
【0041】−ステップ112− 計算機18のソフトウェア上で、次の(数5)によりス
ティグメータYの単位電流当たりの偏向感度(ΔXY ,
ΔYY )を計算する。
ティグメータYの単位電流当たりの偏向感度(ΔXY ,
ΔYY )を計算する。
【0042】
【数5】ΔXY=(XY−X0)/IY ΔYY=(YY−Y0)/IY
【0043】−ステップ113− このステップではステップ108と同様に、計算機18
が、スティグメータY用の軸合わせデータdYx及びdYy
を計算する。この際に、予め計算又は実測により、ステ
ィグメータYのコイルY3 を流れる電流を調整する機構
であるスティグYx の単位電流時の単位設定値当たりに
おける、軸補正ベクトル(xYx,yYx)を求めておく。
同様に予め、コイルY4 に流れる電流を調整する機構で
あるスティグYy の単位電流時の単位設定値当たりにお
ける軸補正ベクトル(xYy,yYy)を求めておく。
が、スティグメータY用の軸合わせデータdYx及びdYy
を計算する。この際に、予め計算又は実測により、ステ
ィグメータYのコイルY3 を流れる電流を調整する機構
であるスティグYx の単位電流時の単位設定値当たりに
おける、軸補正ベクトル(xYx,yYx)を求めておく。
同様に予め、コイルY4 に流れる電流を調整する機構で
あるスティグYy の単位電流時の単位設定値当たりにお
ける軸補正ベクトル(xYy,yYy)を求めておく。
【0044】ステップ108における(数4)に対応さ
せて、軸合わせ機構19Y用の軸合わせデータdYx及び
dYyは次のように表すことができる。
せて、軸合わせ機構19Y用の軸合わせデータdYx及び
dYyは次のように表すことができる。
【0045】
【数6】 dYx=(−yYyΔXY+xYyΔYY)/(xYxyYy−xYyyYx) dYy= (yYxΔXY−xYxΔYY)/(xYxyYy−xYyyYx)
【0046】−ステップ114− 計算機18は、上記の(数4)及び(数6)で求めた軸
合わせデータdXx,d Xy,dYx及びdYyを軸合わせ機構
19X及び19Yに設定する。これにより、スティグメ
ータ5の中心を対物レンズ9の光軸に合わせるための軸
合わせが完了する。
合わせデータdXx,d Xy,dYx及びdYyを軸合わせ機構
19X及び19Yに設定する。これにより、スティグメ
ータ5の中心を対物レンズ9の光軸に合わせるための軸
合わせが完了する。
【0047】図1に戻り、これに続いて計算機18は、
スティグメータX及びYよりなるスティグメータ5を用
いて本来の非点補正を行う。具体的には、スティグメー
タX用の励磁電流を設定するための非点補正データI1
及びスティグメータY用の励磁電流を設定するための非
点補正データI2の値を種々に組み合わせて、非点収差
が最小になるときの非点補正データI1及びI2を決定
する。この際に、例えばスティグメータXについては、
図2より明らかなように、非点補正データI1を増減す
るとコイルX1 〜X4 を流れる電流が比例して増減する
ので、軸合わせ用の励磁電流も比例して増減する。従っ
て、その非点補正データI1をどのような値に設定して
も軸ずれは生ずることがなく、同様に、他方の非点補正
データI2をどのような値に設定しても、軸ずれが生ず
ることはない。
スティグメータX及びYよりなるスティグメータ5を用
いて本来の非点補正を行う。具体的には、スティグメー
タX用の励磁電流を設定するための非点補正データI1
及びスティグメータY用の励磁電流を設定するための非
点補正データI2の値を種々に組み合わせて、非点収差
が最小になるときの非点補正データI1及びI2を決定
する。この際に、例えばスティグメータXについては、
図2より明らかなように、非点補正データI1を増減す
るとコイルX1 〜X4 を流れる電流が比例して増減する
ので、軸合わせ用の励磁電流も比例して増減する。従っ
て、その非点補正データI1をどのような値に設定して
も軸ずれは生ずることがなく、同様に、他方の非点補正
データI2をどのような値に設定しても、軸ずれが生ず
ることはない。
【0048】上述のように、本例によれば、目印となる
所定のパターン35の中心の位置をスティグメータ5の
励磁状態を変えて3回測定するだけで、軸合わせ用の正
確なデータを求めることができる。従って、従来のよう
に試行錯誤的に軸合わせを行うのと比べて、スティグメ
ータ5の軸合わせを迅速且つ正確に行うことができる利
点がある。この場合、オペレータが最初にその目印とな
るパターン35を指示してやることにより、後の軸合わ
せ動作は容易に自動化することができる。更に、例えば
画像データの中から輪郭部の立ち上がりが鋭いパターン
を抽出することにより、その目印となるパターン35の
指定をも自動的に行い、軸合わせの全工程を容易に自動
化することができる利点がある。
所定のパターン35の中心の位置をスティグメータ5の
励磁状態を変えて3回測定するだけで、軸合わせ用の正
確なデータを求めることができる。従って、従来のよう
に試行錯誤的に軸合わせを行うのと比べて、スティグメ
ータ5の軸合わせを迅速且つ正確に行うことができる利
点がある。この場合、オペレータが最初にその目印とな
るパターン35を指示してやることにより、後の軸合わ
せ動作は容易に自動化することができる。更に、例えば
画像データの中から輪郭部の立ち上がりが鋭いパターン
を抽出することにより、その目印となるパターン35の
指定をも自動的に行い、軸合わせの全工程を容易に自動
化することができる利点がある。
【0049】なお、上述実施例では、スティグメータ5
を励磁しない状態と励磁した状態とよりそのスティグメ
ータ5の単位電流当りの偏向感度を計算するようにして
いるが、例えばそのスティグメータ5を或る電流レベル
で励磁した状態とそれとは異なる電流レベルで励磁した
状態とよりその単位電流当りの偏向感度を計算するよう
にしてもよい。
を励磁しない状態と励磁した状態とよりそのスティグメ
ータ5の単位電流当りの偏向感度を計算するようにして
いるが、例えばそのスティグメータ5を或る電流レベル
で励磁した状態とそれとは異なる電流レベルで励磁した
状態とよりその単位電流当りの偏向感度を計算するよう
にしてもよい。
【0050】また、上述実施例は電子線を磁場の作用で
集束させる例であるが、電子線を含む荷電粒子線を電場
の作用で集束させる場合にも本発明は同様に適用するこ
とができる。電場の作用で集束させる場合には、例えば
図2の軸合わせデータは電場の対称性を変化させるため
のデータになる。このように、本発明は上述実施例に限
定されず本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の構成を
取り得ることは勿論である。
集束させる例であるが、電子線を含む荷電粒子線を電場
の作用で集束させる場合にも本発明は同様に適用するこ
とができる。電場の作用で集束させる場合には、例えば
図2の軸合わせデータは電場の対称性を変化させるため
のデータになる。このように、本発明は上述実施例に限
定されず本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の構成を
取り得ることは勿論である。
【0051】
【発明の効果】本発明によれば、非点補正装置を第1の
状態及び第2の状態に設定したときの所定のパターンの
位置のずれより、軸ずれ補正用の信号を求めるようにし
ているので、非点補正装置の軸合わせを迅速且つ正確に
行うことができる利点がある。また、その所定のパター
ンの抽出を自動化することにより、軸合わせの全工程を
容易に自動化できる利点がある。
状態及び第2の状態に設定したときの所定のパターンの
位置のずれより、軸ずれ補正用の信号を求めるようにし
ているので、非点補正装置の軸合わせを迅速且つ正確に
行うことができる利点がある。また、その所定のパター
ンの抽出を自動化することにより、軸合わせの全工程を
容易に自動化できる利点がある。
【図1】本発明による荷電粒子線装置の一実施例の全体
の構成を示すブロック図である。
の構成を示すブロック図である。
【図2】その一実施例のスティグメータX用の軸合わせ
機構を示す構成図である。
機構を示す構成図である。
【図3】所定のパターンの位置測定の説明図である。
【図4】その一実施例における軸合わせ動作の流れを示
すフローチャートである。
すフローチャートである。
【図5】所定のパターンの位置ずれの説明に供する線図
である。
である。
【図6】その一実施例の軸合わせ方法の説明図である。
【図7】従来の走査型電子顕微鏡の構成を示すブロック
図である。
図である。
【図8】図7例及び本発明の一実施例におけるスティグ
メータのコイルの配列の一例を示す平面図である。
メータのコイルの配列の一例を示す平面図である。
【図9】従来のスティグメータX用の軸合わせ機構を示
す構成図である。
す構成図である。
1 電子線源 3 照射レンズ 5 スティグメータ 7 スキャナ 9 対物レンズ 12 試料面 13 検出器 18 計算機 19 スティグメータ用電源 19X スティグメータX用の軸合わせ機構 23 パターン位置測定装置 35 目印となるパターン I1 非点補正データ dXx,dXy 軸合わせデータ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭56−13649(JP,A) 特開 昭63−228556(JP,A) 特開 昭53−131755(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) H01J 37/153 H01J 37/04 H01J 37/147
Claims (3)
- 【請求項1】荷電粒子線の非点収差を補正する非点補正
装置と、 前記荷電粒子線を試料面へ入射させる入射レンズ系と、 前記荷電粒子線の試料面への入射による試料面からの信
号を検出する検出装置とを備えた荷電粒子線装置におい
て、 前記非点補正装置は、収差補正機構と、 前記非点収差を補正する非点補正用信号と、該非点補正
用信号に応じた前記収差補正機構の中心軸と前記入射レ
ンズ系の光軸との軸ずれを補正する軸ずれ補正用信号と
を重畳して前記収差補正機構に供給する軸補正機構とを
備えることを特徴とする荷電粒子装置。 - 【請求項2】前記非点補正装置は、補正する前記非点収
差の変更に伴って前記軸ずれ補正用信号を再設定するこ
とを特徴とする請求項1記載の荷電粒子装置。 - 【請求項3】さらに前記検出装置で得られる信号に基づ
いて前記試料面上の所定のパターンの位置を測定するパ
ターン位置測定装置を備え、 前記軸ずれ補正用信号は、前記非点補正装置を第1の状
態及び第2の状態に設定したときの前記パターン位置測
定装置により測定される前記所定のパターンの位置ずれ
に基づいて求められることを特徴とする請求項1又は2
記載の荷電粒子装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP3207705A JP2946857B2 (ja) | 1991-08-20 | 1991-08-20 | 荷電粒子線装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP3207705A JP2946857B2 (ja) | 1991-08-20 | 1991-08-20 | 荷電粒子線装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0547332A JPH0547332A (ja) | 1993-02-26 |
JP2946857B2 true JP2946857B2 (ja) | 1999-09-06 |
Family
ID=16544203
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP3207705A Expired - Lifetime JP2946857B2 (ja) | 1991-08-20 | 1991-08-20 | 荷電粒子線装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2946857B2 (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP2669926A3 (en) * | 2012-05-31 | 2016-04-27 | Jeol Ltd. | Method of axial alignment of charged particle beam and charged particle beam system |
Families Citing this family (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP3951590B2 (ja) * | 2000-10-27 | 2007-08-01 | 株式会社日立製作所 | 荷電粒子線装置 |
JP4752138B2 (ja) * | 2001-05-30 | 2011-08-17 | 株式会社日立製作所 | 荷電粒子線調整方法及び荷電粒子線装置 |
JP7026469B2 (ja) * | 2017-09-28 | 2022-02-28 | 株式会社ニューフレアテクノロジー | 電子ビーム画像取得装置および電子ビーム画像取得方法 |
Family Cites Families (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5613649A (en) * | 1979-07-12 | 1981-02-10 | Akashi Seisakusho Co Ltd | Correcting method and device for astigmatism in scanning type electron microscope and the like |
JP2760786B2 (ja) * | 1987-03-18 | 1998-06-04 | 株式会社日立製作所 | 走査電子顕微鏡およびその試料台移動方法 |
-
1991
- 1991-08-20 JP JP3207705A patent/JP2946857B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP2669926A3 (en) * | 2012-05-31 | 2016-04-27 | Jeol Ltd. | Method of axial alignment of charged particle beam and charged particle beam system |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH0547332A (ja) | 1993-02-26 |
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