JP3143054U - Charged particle beam device and printed circuit board - Google Patents

Abstract

【課題】費用を最小限に抑え現状のオートフォーカスを生かしつつより高精度な分解能（フォーカス）を備えた荷電粒子線装置を提供することを目的とする。
【解決手段】試料表面に荷電粒子線を照射する荷電粒子線照射手段と、前記試料を載置する試料台と、前記試料台を移動する移動手段と、前記荷電粒子線を偏向させる偏向手段と、増幅回路を備え、前記偏向手段を制御する制御手段と、および前記荷電粒子線を前記試料に照射することにより前記試料から発生した二次信号を検出する二次信号検出手段とを備え、前記制御手段に備えた増幅回路は、出力端子にエンベロープ機能を備えたオシロスコープ手段を有して、前記エンベロープ機能を一定の周期動作させノイズ幅を測定しながらノイズの幅が最小時に分解能を測定することを特徴とする。
【選択図】図１An object of the present invention is to provide a charged particle beam apparatus having a higher resolution (focus) while minimizing costs and taking advantage of current autofocus.
A charged particle beam irradiation means for irradiating a sample surface with a charged particle beam, a sample stage on which the sample is placed, a moving means for moving the sample stage, and a deflection means for deflecting the charged particle beam. A control means for controlling the deflecting means, and a secondary signal detecting means for detecting a secondary signal generated from the sample by irradiating the charged particle beam to the sample. The amplifier circuit provided in the control means has an oscilloscope means having an envelope function at the output terminal, and measures the resolution when the noise width is minimum while measuring the noise width by operating the envelope function for a fixed period. It is characterized by.
[Selection] Figure 1

Description

本考案は、増幅回路を搭載した荷電粒子線装置と、それに用いられるプリント基板に関する。   The present invention relates to a charged particle beam apparatus equipped with an amplifier circuit and a printed circuit board used therefor.

近年、荷電粒子線装置、例えば走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）においてオペアンプ，Ｄ／Ａ（ディジタル・トゥ・アナログ）コンバータ，抵抗等を備えた制御回路において、入力に対する出力の高精度化がますます要求されている。例えば、走査型電子顕微鏡のレンズの偏向制御基板においては、入力信号に対する出力信号の高精度化の要求は顕著である。この高精度な出力を実現するために、より高精度な抵抗，オペアンプ等の部品が選択され回路基板が設計されている。高精度な抵抗としては、組み合わせ抵抗が記載されている。市販抵抗を使用した標準交流抵抗器の例が提案されている（例えば、特許文献１，非特許文献１参照）。   In recent years, in the control circuit equipped with operational amplifier, D / A (digital-to-analog) converter, resistor, etc. in charged particle beam equipment such as scanning electron microscope (SEM), higher accuracy of output against input is increasingly required. Has been. For example, in a lens deflection control board of a scanning electron microscope, there is a significant demand for higher accuracy of an output signal with respect to an input signal. In order to realize this high-accuracy output, components with higher accuracy such as resistors and operational amplifiers are selected and a circuit board is designed. A combination resistor is described as a highly accurate resistor. Examples of standard AC resistors using commercially available resistors have been proposed (see, for example, Patent Document 1 and Non-Patent Document 1).

新たな候補の電気部品を採用検討する場合、回路基板のチェック端子出力をオシロスコープで確認するとともにエンベロープ機能を用いてノイズの確認をすることもある。このとき、プリント基板に自作プローブを挟んで電圧測定する技術も知られている。   When considering adopting new candidate electrical components, the check terminal output of the circuit board may be checked with an oscilloscope and noise may be checked using an envelope function. At this time, a technique for measuring a voltage by sandwiching a self-made probe between printed boards is also known.

特開２００６−３０２５４６号公報JP 2006-302546 A 平成１９年電気学会前項大会予稿集 堂前 篤志・中村 安宏：「標準交流抵抗器の温度係数と径時変化の評価」Proceedings of the previous meeting of the IEEJ 2007 Atsushi Dozen and Yasuhiro Nakamura: “Evaluation of Temperature Coefficient and Time Variation of Standard AC Resistors”

オペアンプの場合、オシロスコープの通常の波形取り込みで検討するが、ノイズの最小の瞬間を明快に判断することは困難であり異常なノイズが時々発生した場合分解能測定時バラツキを持った測定の可能性がある。   In the case of an operational amplifier, the normal waveform acquisition of an oscilloscope is considered, but it is difficult to clearly determine the minimum noise instant, and if abnormal noise occurs occasionally, there is a possibility of measurement with variations in resolution measurement. is there.

又、汎用ＳＥＭにおいて分解能を測定するために各種アライメント，フォーカス合わせが時系列で行われるが目視ではディスプレー上でノイズが混在していても回路ノイズの大小の判定により技術的な裏付けをもって高分解能化（フォーカス合わせ）ができないため分解能の低下を招く。   In addition, various types of alignment and focusing are performed in chronological order to measure resolution in a general-purpose SEM. However, even if noise is mixed on the display, the resolution is improved with technical support by judging the size of circuit noise. Since (focus adjustment) cannot be performed, the resolution is degraded.

プリント基板の低ノイズ化に関して、プリントパターンの見直し設計が検討されるが、経験的な面もあり目標仕様に入らず作り直しの可能性がある。   In order to reduce the noise of the printed circuit board, a review of the printed pattern will be considered. However, there is an empirical aspect and there is a possibility of remaking without entering the target specification.

本考案は、費用を最小限に抑え現状のオートフォーカスを生かしつつより高精度な分解能（フォーカス）を備えた荷電粒子線装置を提供することを目的とする。   An object of the present invention is to provide a charged particle beam apparatus having a higher resolution (focus) while minimizing costs and taking advantage of the current autofocus.

あるいは、検出感度が重視される場合はフォーカスはそのままにして、検出回路にプローブと制御基板を追加しノイズが小さい時に検出器を動作することにより検出感度を向上した荷電粒子線装置を提供することを目的とする。   Alternatively, to provide a charged particle beam device with improved detection sensitivity by adding a probe and a control board to the detection circuit and operating the detector when noise is low, with focus remaining unchanged when detection sensitivity is important With the goal.

本考案は、試料表面に荷電粒子線を照射する荷電粒子線照射手段と、前記試料を載置する試料台と、前記試料台を移動する移動手段と、前記荷電粒子線を偏向させる偏向手段と、増幅回路を備え、前記偏向手段を制御する制御手段と、および前記荷電粒子線を前記試料に照射することにより前記試料から発生した二次信号を検出する二次信号検出手段とを備えた荷電粒子線装置において、
前記制御手段に備えた増幅回路は、出力端子にエンベロープ機能を備えたオシロスコープ手段を有して、前記エンベロープ機能を一定の周期動作させノイズ幅を測定しながらノイズの幅が最小となる時、あるいは、前記ノイズが最小となる兆しを予め学習しておき制御回路に制御信号を送りマニュアルでの分解能とは別に該分解能直後の最高分解能を測定することを特徴とする荷電粒子線装置を提供する。 The present invention includes charged particle beam irradiation means for irradiating a sample surface with a charged particle beam, a sample stage for placing the sample, a moving means for moving the sample stage, and a deflection means for deflecting the charged particle beam. A charging means comprising an amplifier circuit, a control means for controlling the deflection means, and a secondary signal detection means for detecting a secondary signal generated from the sample by irradiating the sample with the charged particle beam. In particle beam equipment,
The amplifier circuit provided in the control means has an oscilloscope means having an envelope function at an output terminal, and when the noise width is minimized while measuring the noise width by operating the envelope function for a certain period, or A charged particle beam apparatus is characterized in that a sign that the noise is minimized is learned in advance, a control signal is sent to a control circuit, and the highest resolution immediately after the resolution is measured separately from the manual resolution.

あるいは、複数のレンズ端子の出力をモニターしながら最小ノイズの瞬間を事前検出し、複数のレンズが共に最小ノイズ時に、制御回路に制御信号を送りマニュアルの分解能とは別に最高分解能を測定することを特徴とする。   Alternatively, the minimum noise moment can be detected in advance while monitoring the output of multiple lens terminals, and when multiple lenses are both at the minimum noise, a control signal is sent to the control circuit to measure the maximum resolution separately from the manual resolution. Features.

あるいは、最小ノイズの瞬間を時間制御するためのアナログスイッチ手段と、該スイッチの信号をうけてＧＮＤ層のリターン電流の逃げ場を追加するためのプリント基板内に少なくとも一つ以上の小さなＧＮＤ領域を追加した。   Alternatively, an analog switch means for time-controlling the moment of minimum noise and at least one small GND area in the printed circuit board for adding a return layer for the return current of the GND layer by receiving the signal of the switch did.

本考案によれば、最小限の構成でフォーカス（分解能）の精度を向上させることができる。   According to the present invention, the accuracy of focus (resolution) can be improved with a minimum configuration.

本考案の実施例である荷電粒子線装置は、試料表面に荷電粒子線を照射する荷電粒子線照射手段と、前記試料を載置する試料台と、前記試料台を移動する移動手段と、前記荷電粒子線を偏向させる偏向手段と、増幅回路を備え、前記偏向手段を制御する制御手段と、および前記荷電粒子線を前記試料に照射することにより前記試料から発生した二次信号を検出する二次信号検出手段とを備え、
前記制御手段に備えた増幅回路は、出力端子にエンベロープ機能を備えたオシロスコープ手段を有して、前記エンベロープ機能を一定の周期動作させノイズ幅を測定しながらノイズの幅が最小時に分解能を測定することを特徴とした荷電粒子線装置を提供する。 A charged particle beam apparatus according to an embodiment of the present invention includes a charged particle beam irradiation unit that irradiates a sample surface with a charged particle beam, a sample stage on which the sample is placed, a moving unit that moves the sample stage, A deflecting unit that deflects a charged particle beam, an amplifier circuit, a control unit that controls the deflecting unit, and a second signal that detects a secondary signal generated from the sample by irradiating the sample with the charged particle beam. A next signal detecting means,
The amplifier circuit provided in the control means has an oscilloscope means having an envelope function at an output terminal, and measures the resolution when the noise width is minimum while measuring the noise width by operating the envelope function for a certain period. Provided is a charged particle beam device characterized by the above.

前記検出器手段では、同様に該増幅器の発するノイズが最小の時に計測することにより検出器の測定感度を上げることを特徴とした荷電粒子線装置を提供する。   Similarly, the detector means provides a charged particle beam apparatus characterized in that the measurement sensitivity of the detector is increased by measuring when the noise generated by the amplifier is minimum.

以下、本考案の実施例を図面を用いて説明する。   Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

図１は、本考案が適用される荷電粒子線装置１００の概略構成を示す。荷電粒子線装置１００は、試料表面に荷電粒子線を照射する荷電粒子線照射手段と、前記試料を載置する試料台と、前記試料台を移動する移動手段と、前記荷電粒子線を偏向させる偏向手段と、増幅回路を備え、前記偏向手段を制御する制御手段と、および前記荷電粒子線を前記試料に照射することにより前記試料から発生した二次信号を検出する二次信号検出手段とを備える。以下、詳述する。   FIG. 1 shows a schematic configuration of a charged particle beam apparatus 100 to which the present invention is applied. The charged particle beam apparatus 100 deflects the charged particle beam by charged particle beam irradiation means for irradiating a sample surface with a charged particle beam, a sample stage for placing the sample, a moving means for moving the sample stage, and the charged particle beam. A deflecting unit, a control unit that includes an amplifier circuit, and controls the deflecting unit; and a secondary signal detecting unit that detects a secondary signal generated from the sample by irradiating the sample with the charged particle beam. Prepare. Details will be described below.

本実施例では、荷電粒子として電子を用い、電子の経路を真空に保つための容器は、図では省略している。図１において、陰極３と第一陽極４の間には、ＣＰＵ２１で制御される高電圧制御電源１９により電圧が印加され、所定のエミッション電流が陰極３から引き出される。陰極３と第二陽極５の間にはＣＰＵ２１で制御される高電圧制御電源１９により加速電圧が印加されるため、陰極３から放出された一次電子線６は加速されて後段のレンズ系に進行する。一次電子線６は、集束レンズ制御電源２２で制御された集束レンズ７で集束され、絞り板８に設けられた絞り穴で不要な領域が除去される。ここで、アクチュエータ１８は絞り板８を駆動するために設けられている。この後、一次電子線６は、対物レンズ制御電源１６で制御された対物レンズ９により試料台１５に置かれた試料１０上に微小スポットとして集束され、偏向コイル１１で試料上を二次元的に走査される。偏向コイル１１の走査信号は、観察倍率に応じて偏向コイル１１により制御される。対物レンズ９より電子源側には二次電子１４を検出するための検出器１２が配置されている。検出器１２により検出された信号は増幅器１３により増幅され、一次電子線６の走査と同期してＣＰＵ２１にて処理され、像表示装置２０に試料像として表示される。ここで、偏向コイル制御電源１７は偏向コイル１１を動作するための信号を送る。オシロスコープ１と演算ユニット２は例えば対物レンズ９の電流を読み出すために設けられている。但し、演算ユニット２はなくても電流を読み出すことができる市販のオシロスコープ１もある。   In this embodiment, electrons are used as charged particles, and a container for keeping the electron path in a vacuum is not shown in the figure. In FIG. 1, a voltage is applied between the cathode 3 and the first anode 4 by a high voltage control power source 19 controlled by the CPU 21, and a predetermined emission current is drawn from the cathode 3. Since an acceleration voltage is applied between the cathode 3 and the second anode 5 by a high voltage control power source 19 controlled by the CPU 21, the primary electron beam 6 emitted from the cathode 3 is accelerated and proceeds to the lens system in the subsequent stage. To do. The primary electron beam 6 is focused by the focusing lens 7 controlled by the focusing lens control power source 22, and unnecessary areas are removed by the aperture holes provided in the aperture plate 8. Here, the actuator 18 is provided to drive the diaphragm plate 8. Thereafter, the primary electron beam 6 is focused as a minute spot on the sample 10 placed on the sample table 15 by the objective lens 9 controlled by the objective lens control power source 16, and two-dimensionally on the sample by the deflection coil 11. Scanned. The scanning signal of the deflection coil 11 is controlled by the deflection coil 11 according to the observation magnification. A detector 12 for detecting secondary electrons 14 is arranged on the electron source side of the objective lens 9. The signal detected by the detector 12 is amplified by the amplifier 13, processed by the CPU 21 in synchronization with the scanning of the primary electron beam 6, and displayed on the image display device 20 as a sample image. Here, the deflection coil control power supply 17 sends a signal for operating the deflection coil 11. The oscilloscope 1 and the arithmetic unit 2 are provided for reading out the current of the objective lens 9, for example. However, there is also a commercially available oscilloscope 1 that can read the current without the arithmetic unit 2.

ここで、オシロスコープ１で測定される電流値は重要な情報である場合は、外部（例えば、ＬＡＮを通じて）から情報が読み取れないようＣＰＵ２１を設けて制御送り信号のみＣＰＵ２１に送る構成にしてもよい（図示せず）。   Here, when the current value measured by the oscilloscope 1 is important information, the CPU 21 may be provided so that the information cannot be read from the outside (for example, via the LAN), and only the control feed signal may be sent to the CPU 21 ( Not shown).

図２は対物レンズ電源内部のプリント基板の一例である。オペアンプ２６とオペアンプ２６の間にはプリントパターンで結線されており、プリント基板２４を製造時に動作確認するための出力端子２８（別の場所にオシロスコープのプローブのＧＮＤのためのアナログＧＮＤ端子２９）が配置されている。分解能観察時に対物レンズ９に電流を可変しながら流すときに、上述の２端子間にオシロスコープ１を接続しエンベロープ機能（一周期の時間設定要する）で常時測定する。ここで、Ｄ／Ａコンバータ２５とオペアンプ２６からなる複数段のＤ／Ａコンバータ２５の回路から出た信号は次段のプリント基板２４のオペアンプ２６で安定化し、トランジスタ２７で増幅し対物レンズ９に電流を流す。ここで、プローブはコンデンサ（等価回路）とみなされオシロスコープ１から対地間に電流が流れ込まないような回路構成にすることが必要である。あるいは、電流検出はオシロスコープに電流が流れないようクランプテスタを使っても良い。あるいは、電圧測定において入力インピーダンスの大きなデジタルマルチメータにＧＰＩＢインターフェ−スとＣＰＵ２１をつなげてエンベロープＸ機能をソフトウエアを事前作成して実現してもよい。   FIG. 2 is an example of a printed circuit board inside the objective lens power source. The operational amplifier 26 and the operational amplifier 26 are connected in a printed pattern, and an output terminal 28 (analog GND terminal 29 for the ground of the oscilloscope probe is provided in another place) for confirming the operation of the printed circuit board 24 at the time of manufacture. Has been placed. When the current is passed through the objective lens 9 while observing the resolution, the oscilloscope 1 is connected between the two terminals described above, and measurement is always performed with the envelope function (one cycle time setting is required). Here, the signal output from the circuit of the multi-stage D / A converter 25 including the D / A converter 25 and the operational amplifier 26 is stabilized by the operational amplifier 26 of the printed circuit board 24 in the next stage, amplified by the transistor 27, and supplied to the objective lens 9. Apply current. Here, the probe is regarded as a capacitor (equivalent circuit) and needs to have a circuit configuration in which current does not flow from the oscilloscope 1 to the ground. Alternatively, a clamp tester may be used for current detection so that no current flows through the oscilloscope. Alternatively, the envelope X function may be realized by previously creating software by connecting the GPIB interface and the CPU 21 to a digital multimeter having a large input impedance in voltage measurement.

ここで、必要があれば最小ノイズを正確に測るために交流電源としてより高精度なものとして、周波数変換器をトランスの前かスイッチング電源の前に設けてもよい。（図示せず）あるいは、必要があればノイズ除去として、自動電圧調整器（ＡＶＲ）をトランスの前かドロッパ方式電源の前に設けてもよい（図示せず）。   Here, if necessary, a frequency converter may be provided in front of the transformer or in front of the switching power source as a more accurate AC power source in order to accurately measure the minimum noise. (Not shown) Alternatively, if necessary, an automatic voltage regulator (AVR) may be provided in front of the transformer or in front of the dropper type power supply (not shown) as noise removal.

ここで、特許文献２で提案されている組み合わせ抵抗においてのみで１つの反転増幅回路を構成し出力ノイズを測定したところ、次のような手順において最小ノイズ化できることを考案者らは新たに見出した。（１）供給電源であるドロッパ方式電源をオフする。（２）ドロッパ方式電源をオンすると同時にオシロスコープのエンベロープＸ（Ｘは数字）をスタートしノイズを測定する。   Here, when one inverting amplifier circuit is configured only with the combinational resistor proposed in Patent Document 2 and the output noise is measured, the inventors have newly found that the minimum noise can be achieved in the following procedure. . (1) Turn off the dropper type power supply that is the power supply. (2) When the dropper power supply is turned on, the envelope X (X is a number) of the oscilloscope is started and noise is measured.

この手順を行ったところ、ドロッパ方式電源オン直後１回目から３回目（連続約１２０秒間）の測定が最小ノイズとなった。従って、オペアンプ増幅回路，制御基板とレンズ基板の電源を一時的に数秒間オフする制御回路（ＣＰＵ２１で信号のやり取りをする）を追加してもよい。ここでは、周囲温度に対して上に凸の抵抗値変化率Ｒ２′と周囲温度に対して下に凸の抵抗値変化率Ｒ２″を持つ高精度抵抗において、通常は帰還抵抗（オペアンプ出力を起点として）をＲ２″とＲ２′の順と入力抵抗Ｒ２″（オペアンプ入力ピン）とＲ２′の順に設定している（ここでは、Ｒ２′＝５キロオーム，Ｒ２″＝５キロオームの抵抗値を選んだ）。但し、帰還抵抗（オペアンプ出力を起点として）をＲ２′とＲ２″の順と入力抵抗Ｒ２″（オペアンプ入力ピン）とＲ２′の順に設定していても再現性があった（ここでは、Ｒ２′＝５キロオーム，Ｒ２″＝５キロオームの抵抗値を選んだ）。   When this procedure was performed, the measurement from the first to the third time (continuous for about 120 seconds) immediately after power-on of the dropper system became the minimum noise. Accordingly, an operational amplifier (a circuit for exchanging signals with the CPU 21) for temporarily turning off the power supply of the operational amplifier amplifier circuit and the control board and the lens board for several seconds may be added. In this case, a high-precision resistor having a resistance value change rate R2 ′ that is convex upward with respect to the ambient temperature and a resistance value change rate R2 ″ that is convex downward with respect to the ambient temperature is usually a feedback resistor (starting from the operational amplifier output). Are set in the order of R2 ″ and R2 ′ and in the order of input resistance R2 ″ (op-amp input pin) and R2 ′ (in this case, R2 ′ = 5 kΩ and R2 ″ = 5 kΩ are selected) ). However, even if the feedback resistors (starting from the operational amplifier output) are set in the order of R2 ′ and R2 ″ and the input resistors R2 ″ (operational amplifier input pin) and R2 ′ in this order, there is reproducibility (here, R2 ′). We chose a resistance value of = 5 kOhm, R2 ″ = 5 kOhm).

図３はノイズ幅の遷移を示す実験結果の一例である。２端子（出力端子２８とＧＮＤ端子２９）の電圧をオシロスコープ１で測定すると通常は（ａ）の波形となる。（（ａ）の波形となるよう一定電圧制御する。）これに対し、考案者らはこの構成で分解能測定の実験中、オシロスコープ１のエンベロープＸの一定周期設定で、直流一定電圧制御のノイズ幅が数ミリセカントから数秒以下の不定期に（ｂ）通常，（ｃ）最小ノイズ，（ｄ）通常（（ｃ）から（ｂ）の状態に戻った瞬間でその後（ｂ）に戻る）に遷移することを見出した。（ここで、Ｙ１はノイズの最小値の電圧である）この主な原因は（考案者らの実験により）、ドロッパ方式電源（荷電粒子線装置の偏向コイル基板近くに設けているが図示していない）の特性かチップ抵抗と金属薄膜抵抗の素子特性が基準電源の大規模集積回路３８を通りオペアンプ２６の内部を通り出力に表れたと考えることを見出した。この時、オシロスコープ１の画面でＹと表示すればノイズ幅が正確に把握することを実験で見出した。この時、時間に対するＹの折れ線グラフを像表示装置２０に表示すれば、例えば大規模集積回路３８の１つの交換により新しい回路のノイズ良し悪しの判定もわかりやすいものになる（図示せず）。   FIG. 3 is an example of an experimental result showing the transition of the noise width. When the voltage at the two terminals (the output terminal 28 and the GND terminal 29) is measured with the oscilloscope 1, a waveform of (a) is usually obtained. (Constant voltage control is performed so as to obtain the waveform of (a).) On the other hand, the inventors of this configuration are performing a resolution measurement experiment with a constant period setting of the envelope X of the oscilloscope 1, and the noise width of DC constant voltage control. Transits to (b) normal, (c) minimum noise, and (d) normal (return to (b) at the moment of returning from (c) to (b)) at irregular intervals of several milliseconds to several seconds or less I found out. (Here, Y1 is the voltage of the minimum value of noise.) The main cause (according to experiments by the inventors) is a dropper type power supply (provided near the deflection coil substrate of the charged particle beam apparatus). It was found that the device characteristics of the chip resistor and the metal thin film resistor appeared in the output through the large-scale integrated circuit 38 of the reference power supply and through the inside of the operational amplifier 26. At this time, it was found through experiments that the noise width can be accurately grasped if Y is displayed on the screen of the oscilloscope 1. At this time, if a line graph of Y with respect to time is displayed on the image display device 20, for example, by replacing one large-scale integrated circuit 38, it becomes easy to determine whether the noise of the new circuit is good or bad (not shown).

考案者の実験によれば、要素実験としてドロッパ方式電源，リファレンスの大規模集積回路３８，反転増幅回路のオペアンプ２６を一連続に接続（反転増幅回路の各抵抗の出力への影響調査）した際にも（ｂ）から（ｄ）は再現性があった。さらにオペアンプ２６の種類，チップ抵抗，金属薄膜抵抗，組み合わせ抵抗をすべての組み代えて実験したが（ｂ）から（ｄ）は再現性があった。ここで、オシロスコープ１のエンベロープ機能は内部はピークホールド回路が主になっていることが知られている。従って、一定ノイズと最小ノイズの検出は簡易回路で構成でき最小ノイズ時、あるいは、最小ノイズの兆し時（この時、オシロスコープ１のディスプレー上に同期して最高分解能像が表示されていると見なされる）にＣＰＵ２１にフィードバック信号を送り最高分解能像を１回（あるいは、ビデオ等に数秒連続の分解能を録画する）得る。ここで、最小ノイズの兆しの検出は別図にて詳細を説明する。さらに、ノイズの閾値Ｙ１（ノイズの最小値電圧）の検出ができるものは最小ノイズの兆しの検出は可能と見なしてよいが、以下本実施例ではフローチャートを適宜省略している。但し、実現は容易である。   According to the experiment of the inventor, when the dropper power supply, the reference large-scale integrated circuit 38, and the operational amplifier 26 of the inverting amplifier circuit are connected in series as an elemental experiment (investigation of the influence of each resistance of the inverting amplifier circuit on the output) In addition, (b) to (d) were reproducible. Furthermore, experiments were conducted with all types of operational amplifier 26, chip resistance, metal thin film resistance, and combination resistance changed, and (b) to (d) were reproducible. Here, it is known that the envelope function of the oscilloscope 1 mainly includes a peak hold circuit. Therefore, the detection of constant noise and minimum noise can be configured with a simple circuit, and at the time of minimum noise or when there is a sign of minimum noise (at this time, it is considered that the highest resolution image is displayed synchronously on the display of the oscilloscope 1. ) To send a feedback signal to the CPU 21 to obtain the highest resolution image once (or record a resolution of several seconds continuous on video or the like). Here, the detection of the sign of the minimum noise will be described in detail with reference to another drawing. Furthermore, although it can be considered that detection of the sign of the minimum noise is possible if the noise threshold Y1 (minimum noise voltage) can be detected, the flowchart is appropriately omitted in this embodiment. However, realization is easy.

ここで、考案者の実験によれば通常は結合ＤＣで表示させているが結合ＡＣでも最小ノイズの検出は可能である。さらに、結合ＤＣでＹ１判断した直後、結合ＡＣ（ノイズの最大最小の周期が結合ＤＣに比べて早い場合は）にＣＰＵ２１で切り替え新たなＹ１を判断してもよい。ここで、検出器１２の増幅器１３内にはオペアンプ２６が設置されているので（ｂ）から（ｄ）の現象はあると見なせる。ノイズの閾値Ｙ１の瞬間にＣＰＵ２１で処理すれば検出感度を向上させることができる。   Here, according to the experiment of the inventor, it is normally displayed by the coupled DC, but the minimum noise can be detected even by the coupled AC. Further, immediately after determining Y1 with the combined DC, the CPU 21 may switch to the combined AC (when the maximum and minimum period of noise is faster than the combined DC) and determine a new Y1. Here, since the operational amplifier 26 is installed in the amplifier 13 of the detector 12, it can be considered that the phenomena (b) to (d) exist. If the CPU 21 performs processing at the moment of the noise threshold Y1, the detection sensitivity can be improved.

図４は、図３（ｂ）の状態でエンベロープの波形取り込みの予備実験として一周期取り込みの場合に時間がかかる時の別の実施例である。ここでは、一般に知られているオフセット機能を用いて電圧の表示を数１００ｍＶ／divまで拡大し、トリガの位置を図示のごとく設定している。波形取込シングルシーケンスでエンベロープＸでの一周期の時間を見積もる場合、出力端子の電圧波形によってはオシロスコープ１の測定限界レベルで読み取りできないこともある。そこで、考案者らはユーザーが意図して作成したノイズの周期性のあるノイズを一つ以上印加しオシロスコープ１の検出効率を上げることを見出した。（検出後の付加したノイズは不必要なら、ノイズフィルタ等で除去してもよい）周期性のあるノイズとしては高電圧パルス性電源２３を考案者らは実験で見出した。ここで、周期性のあるノイズは必要があれば予備実験しＣＰＵ２１内部の演算で閾値を決め除去するか、オシロスコープ１のゲート測定のスクリーンで水平カーソルを２本表示させてトリガのポジションの位置を測定範囲外にしてもよい。   FIG. 4 shows another embodiment in which it takes time to capture one cycle as a preliminary experiment for capturing the waveform of the envelope in the state of FIG. Here, a generally known offset function is used to expand the voltage display to several hundred mV / div, and the trigger position is set as shown in the figure. When estimating the time of one cycle in the envelope X by the waveform acquisition single sequence, it may not be possible to read at the measurement limit level of the oscilloscope 1 depending on the voltage waveform of the output terminal. Thus, the inventors have found that the detection efficiency of the oscilloscope 1 is increased by applying one or more noises with periodicity of noise created by the user. (If the added noise after detection is unnecessary, it may be removed by a noise filter or the like.) As a periodic noise, the inventors found the high voltage pulsed power supply 23 through experiments. Here, if necessary, the periodic noise is preliminarily tested and the threshold value is determined and removed by calculation inside the CPU 21, or two horizontal cursors are displayed on the gate measurement screen of the oscilloscope 1 to determine the position of the trigger position. It may be outside the measurement range.

上に述べた工程、すなわち最高分解能像を１回の工程を、詳しくＣＰＵ２１で実行する制御処理を図５にフローチャートで説明する。最初に初期設定を行う。すなわちステップＳ１にて、エンベロープＸとノイズの閾値Ｙ１（図３に示したＹ１）をＣＰＵ２１に登録する。分解能測定時、Ｓ２にてユーザーがアライメントを合わせ、Ｓ３にてユーザーがフオーカス合わせを行い撮影キーを押す。その後、Ｓ４で対物レンズのノイズの閾値Ｙ１かどうかの判定（図３）を行い、Ｓ５でノイズが最小時に最高最終分解能を撮影する。ここで、ノイズ最小値（塗りつぶし四角形）と通常時（２点鎖線）は、図６に示すように、像表示装置２０に分解能像と共にはっきりとわかるようにしてもよい。   A control process in which the CPU 21 performs the above-described process, that is, the process of obtaining the highest resolution image once, in detail will be described with reference to a flowchart of FIG. Initial setting is performed first. That is, in step S1, the envelope X and the noise threshold Y1 (Y1 shown in FIG. 3) are registered in the CPU 21. At the time of resolution measurement, the user adjusts the alignment at S2, and the user adjusts the focus at S3 and presses the photographing key. Thereafter, in S4, it is determined whether or not the noise threshold Y1 of the objective lens is reached (FIG. 3), and in S5, the highest final resolution is photographed when the noise is minimum. Here, as shown in FIG. 6, the minimum noise value (filled square) and the normal time (two-dot chain line) may be clearly recognized together with the resolution image.

さらに、オシロスコープ１を外して最高分解能を撮る別の実施例について説明する。ここでは上に述べたノイズの閾値Ｙ１の判定よりも早い時間に最小ノイズのきざしを見つける手段として考案者は新たに見出した。最小ノイズの兆しの検出は通常のオシロスコープ１では搭載されていない。そこで、荷電粒子線装置１００にオシロスコープ１を接続した状態で波形の遷移を予めハードディスクに保存しておき、ハードディスクから波形情報を読み出しながら出力端子の最小ノイズの傾向（例えば、アライメント、次にジャストフォーカスにユーザーが合わせた時フォーカスのためのＤ／Ａコンバータ２５（対物レンズのための）からオペアンプ２６の出力端子に指定電圧（直流固定電圧）で何秒後に出力がセットされ、その後何秒後に最小ノイズ出力になるかを学習しておく）をパラメータとしてＣＰＵ２１に予め記憶しておく。その後、ユーザーが分解能を撮るスイッチを押した瞬間とは別にパラメータ直後の最高分解能を撮る。   Furthermore, another embodiment in which the oscilloscope 1 is removed and the highest resolution is taken will be described. Here, the inventor has newly found out as means for finding the sign of the minimum noise at a time earlier than the determination of the noise threshold value Y1 described above. The detection of the sign of the minimum noise is not mounted on the normal oscilloscope 1. Therefore, the transition of the waveform is stored in the hard disk in advance with the oscilloscope 1 connected to the charged particle beam apparatus 100, and the tendency of the minimum noise of the output terminal (for example, alignment and then just focus) is read while reading the waveform information from the hard disk. The output is set to the output terminal of the operational amplifier 26 from the D / A converter 25 (for the objective lens) for focusing when the user is set to the specified voltage (DC fixed voltage) after a few seconds, and then the minimum after a few seconds The CPU 21 stores in advance as a parameter the learning whether the noise is output. After that, the highest resolution immediately after the parameter is taken separately from the moment when the user presses the switch for taking the resolution.

ここで、外乱により回路によっては大きな電圧がオシロスコープ画面に計測され気になる場合には、ゲート測定のスクリーンで垂直カーソルを２本表示させてトリガのポジションの位置を測定範囲外にしてもよい。   Here, when a large voltage is measured on the oscilloscope screen depending on the circuit due to disturbance, two vertical cursors may be displayed on the gate measurement screen to make the position of the trigger position out of the measurement range.

ここでＹ１を用いる場合は、現測定していないので直前のノイズが最大から最小に遷移した瞬間電圧後ノイズが多くなる傾向のノイズ電圧としてもよい。   Here, when Y1 is used, since the current measurement is not performed, it may be a noise voltage that tends to increase the noise after the instantaneous voltage when the immediately preceding noise transitions from the maximum to the minimum.

図７は、既述のハードディスクに保存したデータを再度読み込んで荷電粒子線装置１００の像表示装置（オシロスコープ１の表示をそのまま）に表示した例である。考案者の実験によれば、エンベロープＸの状態で一定電圧設定で通常では２点鎖線の２本の電圧幅がノイズの閾値Ｙ１に遷移する状況はＡ１，Ａ２，Ａ３，Ａ４，Ａ５（Ａ１が最小ノイズの開始時間でＡ５が最終時間順次表示する）とＢ１，Ｂ２，Ｂ３，Ｂ４，Ｂ５（一度保存したものを再度読み出しているので、Ａ１からＡ５が順次表示された後、Ｂ１が最小ノイズの開始時間でＢ５が最終時間順次表示する）の軌跡であった。従って角度θ１を予め定義し、この角度を越える場合は最小ノイズの兆しとＣＰＵ２１で判断してもよい。もちろん、θ１とθ２、θ２をパラメータとして判断してもよい。さらに、θ１，θ２，θ３，θ４の少なくとも２つ以上を選択してパラメータとしてもよい。θ１，θ２，θ３，θ４が変化のきざしとして精度があがらない場合は、最小２乗法を用いて傾きを計算し２点鎖線となす角度をパラメータとしてもよい。この時、計算が複雑になる場合は、ＣＰＵ２１内演算のためのＣＰＵ１を新たに設置してもよい。あるいは、別のコンピューターにネットワークを介して高速演算してもよい（図示せず）。   FIG. 7 shows an example in which the data stored in the hard disk described above is read again and displayed on the image display device of the charged particle beam device 100 (the display on the oscilloscope 1 is kept as it is). According to the experiment of the inventor, the situation in which the two voltage widths of the two-dot chain line normally transition to the noise threshold Y1 with the constant voltage setting in the envelope X state is A1, A2, A3, A4, A5 (A1 is A5 is displayed in order of the last time at the start time of the minimum noise, and B1, B2, B3, B4, B5 (the saved one is read again, so after A1 to A5 are displayed sequentially, B1 is the minimum noise (B5 is displayed in order of the final time at the start time). Therefore, the angle θ1 may be defined in advance, and if it exceeds this angle, the CPU 21 may determine that the noise is a sign of minimum noise. Of course, θ1, θ2, and θ2 may be determined as parameters. Furthermore, at least two of θ1, θ2, θ3, and θ4 may be selected as parameters. If the accuracy of θ1, θ2, θ3, and θ4 is not improved, the inclination may be calculated using the least square method, and the angle formed by the two-dot chain line may be used as a parameter. At this time, if the calculation becomes complicated, a CPU 1 for calculation in the CPU 21 may be newly installed. Alternatively, high-speed computation may be performed on another computer via a network (not shown).

あるいは、回路の構成によってはフィルターにより波形からの該角度の判断が難しい場合はＡ１からＡ５と、Ｂ１からＢ５の囲む面積を計算して通常と最小ノイズの大小を判断をユーザーが実験により面積比の閾値を決めて判断してもよい。   Alternatively, depending on the circuit configuration, if it is difficult to determine the angle from the waveform using a filter, the area surrounding A1 to A5 and B1 to B5 is calculated to determine the normal and minimum noise size. The threshold value may be determined and determined.

この時、この図においてＡ１，Ａ２，Ａ３，Ａ４，Ａ５とＢ１，Ｂ２，Ｂ３，Ｂ４，Ｂ５は、Ｘ方向の表示後、Ｙ方向の表示を順次に像表示装置２０に表示する仕様とした。このため、Ａ１，Ａ２，Ａ３，Ａ４，Ａ５からなるθ１あるいはθ２あるいはθ１とθ２で最小ノイズの判定を行うことで、最短で、最小ノイズの兆しを捕らえることができるので、処理効率がよい。この方式では、オシロスコープ１のプローブからの荷電粒子線装置１００への影響はなく、ＣＰＵ２１のソフトウエアの変更だけで分解能を向上させることができる。あるいは、現状の荷電粒子線装置１００の目標分解能が確実に取れる状況ではオシロスコープ１と演算ユニット２を接続したままで最小ノイズのきざしを捕え同様の手順で分解能を得てもよい。あるいは、像表示装置２０（あるいは、オシロスコープ１）に表示されたノイズ幅の遷移（例えば、図３に示す）をハイブリッドカメラで撮像して画像処理しＣＰＵ２１にフィードバック信号を送り同様の手順で最高分解能像を１回得てもよい。   At this time, in this figure, A1, A2, A3, A4, A5 and B1, B2, B3, B4, B5 are set to display the image in the Y direction sequentially on the image display device 20 after displaying in the X direction. . For this reason, by determining the minimum noise with θ1 or θ2 consisting of A1, A2, A3, A4, and A5 or with θ1 and θ2, the signs of the minimum noise can be captured at the shortest, so the processing efficiency is good. In this method, there is no influence on the charged particle beam device 100 from the probe of the oscilloscope 1, and the resolution can be improved only by changing the software of the CPU 21. Alternatively, in a situation where the target resolution of the current charged particle beam apparatus 100 can be obtained with certainty, the oscilloscope 1 and the arithmetic unit 2 may be connected to capture the sign of the minimum noise and obtain the resolution in the same procedure. Alternatively, the transition of the noise width displayed on the image display device 20 (or the oscilloscope 1) (for example, as shown in FIG. 3) is picked up by a hybrid camera, image-processed, a feedback signal is sent to the CPU 21, and the same resolution is used in the same procedure An image may be obtained once.

ここでは、一定電圧の最小ノイズ時で説明したが、偏向コイル１１へのスキャン波形（一定電圧でないの意味）などの遷移波形においても通常時とノイズ最小時を切り分けることができる。ノイズの少ない時間にＳＥＭ像を像表示装置２０上に表示させればＳＥＭ像の像質を実質向上できる。   Here, the description has been given for the case where the minimum noise is a constant voltage, but the normal time and the time when the noise is minimum can also be distinguished in a transition waveform such as a scan waveform (meaning not a constant voltage) to the deflection coil 11. If the SEM image is displayed on the image display device 20 in a time with little noise, the image quality of the SEM image can be substantially improved.

ここでは、出力端子が１つで説明したが２つ以上の端子（例えば、ステージ制御のモーター（例えば、ＤＣモーター）の出力端子が最小ノイズと同期をかけ最高分機能を得てもよい。   Although one output terminal is described here, two or more terminals (for example, output terminals of a stage control motor (eg, DC motor)) may be synchronized with the minimum noise to obtain the maximum function.

図８は複数の検出信号から最適化したノイズの最小点を検出し最高分解能を撮る概念図である。上に述べた説明において、出力端子が１つで説明したが２つ以上の出力端子が最小ノイズで逐次同期をかけてもよい。（ａ）は対物レンズ９の出力端子２８の出力をエンベロープ機能のエンベロープＸで測定したオシロスコープ１の表示画面である。対物レンズの電圧は一定電圧制御なので２本の２点鎖線ボルトである。外乱によるノイズ（黒点）は予備実験で確認し閾値を決めオシロスコープ１内でデータ削除する。ここでは、ユーザーが分解能を撮るスイッチを押した時間からΔｔ０とΔｔとΔｔ１足し合わせた時間秒遅れて分解能を測定する。以下順を追ってより詳しく説明する。（ｂ），（ｃ），（ｄ）のサイン波は（ａ）の設定した電圧を含んだノイズ（通常）から最小ノイズ（図３（ｂ））へ、最小ノイズからノイズ（通常）に戻る考案者の実験結果から遷移を説明しやすくするために概算表示した。対物レンズの最小ノイズ点検出後（ｂ）、制御基板のＧＮＤ電圧の予め設定したΔｔ秒後に最小ノイズ点を検出し（ｃ）、制御基板の別の場所のＧＮＤ電圧の予め設定したΔｔ１秒後に最小ノイズ点を検出する（ｄ）。あるいは、（ｃ）に換えてアライメント電圧の最小ノイズ点のパラメータを入れて分解能を得ても良い。この時、ΔｔとΔｔ１は予備実験してパラメータ決めてよい。あるいは、Δｔ以内、Δｔ１以内にノイズの閾値Ｙ１を予備実験で検出してもよい。   FIG. 8 is a conceptual diagram in which the minimum point of noise optimized from a plurality of detection signals is detected to obtain the highest resolution. In the above description, one output terminal is described, but two or more output terminals may be sequentially synchronized with minimum noise. (A) is the display screen of the oscilloscope 1 which measured the output of the output terminal 28 of the objective lens 9 with the envelope X of the envelope function. Since the voltage of the objective lens is constant voltage control, it is two two-dot chain line bolts. Noise (black spots) due to disturbance is confirmed in a preliminary experiment, a threshold is determined, and data is deleted in the oscilloscope 1. Here, the resolution is measured with a delay of time seconds obtained by adding Δt0, Δt, and Δt1 from the time when the user presses the switch for taking the resolution. This will be explained in more detail below. The sine waves of (b), (c), and (d) return from the noise (normal) including the voltage set in (a) to the minimum noise (FIG. 3B), and from the minimum noise to the noise (normal). In order to make it easier to explain the transition from the results of the experiment of the creator, an approximate display was made. After the detection of the minimum noise point of the objective lens (b), the minimum noise point is detected after a preset Δt seconds of the GND voltage of the control board (c), and after the preset Δt 1 second of the GND voltage at another location on the control board. The minimum noise point is detected (d). Alternatively, instead of (c), the parameter of the minimum noise point of the alignment voltage may be entered to obtain the resolution. At this time, Δt and Δt1 may be determined by a preliminary experiment. Alternatively, the noise threshold Y1 may be detected in a preliminary experiment within Δt and within Δt1.

図９は、最小ノイズ検出時の初期設定の画面の一例である。（ａ）は初期設定のメニューの自動（ΔｔとΔｔ１は予備実験してパラメータ決定）を選択した時の自動設定の時に新たに表示する。欄３２は現在値を表し、スクロールボタン３１ａで新しいパラメータを設定する。その後、メニューバー３３で登録値を確定する。最小ノイズ検出時のパラメータのための初期設定メニューのマニュアル（Δｔ以内、Δｔ１以内にノイズの閾値Ｙ１検出）を選択した場合（ｂ）を表示する。（（ｂ）の表示構成は（ａ）と同じものなので図示していない）欄３２は現在値を表示し、スクロールボタン３１ａで新しいパラメータを設定する。その後、メニューバー３３で登録値を確定する。この時、イメージ表示（分解能像）上にパラメータを表示することにより装置操作性がよくなり、すばやく次の分解能を撮れるメリットがある。   FIG. 9 is an example of an initial setting screen when detecting minimum noise. (A) is newly displayed at the time of automatic setting when automatic selection of the menu of the initial setting is selected (Δt and Δt1 are parameters determined by preliminary experiments). A column 32 represents the current value, and a new parameter is set by the scroll button 31a. Thereafter, the registered value is confirmed with the menu bar 33. When the manual of the initial setting menu for the parameter at the time of detecting the minimum noise (within Δt, noise threshold Y1 detection within Δt1) is selected (b) is displayed. (The display configuration of (b) is not shown because it is the same as (a)) The column 32 displays the current value, and a new parameter is set with the scroll button 31a. Thereafter, the registered value is confirmed with the menu bar 33. At this time, displaying the parameters on the image display (resolution image) improves the operability of the apparatus, and has the advantage that the next resolution can be taken quickly.

別の実施例としては、最小ノイズの瞬間が事前にユーザーが制御できれば好都合である。このため、図１０に示すように、多層基板の高速配線３７と第一ＧＮＤ層３４の間に微小の第二ＧＮＤ層３５（このまわりに絶縁層３６で囲まれている）を新たに設定した。理想的には、抵抗等実装済プリント基板において、設計時ノイズは最小化できればよいが、分解能への重要な回路をよりノイズを最小化し、抵抗の抵抗温度係数等に代表される素子の特性のばらつきを基板組み立て調整時に吸収し、少なくとも１つ以上の第二ＧＮＤ層３５の選択，非選択の最適化により性能向上をはかるメリットがある。   As another example, it would be advantageous if the minimum noise moment could be controlled by the user in advance. For this reason, as shown in FIG. 10, a small second GND layer 35 (surrounded by an insulating layer 36) is newly set between the high-speed wiring 37 of the multilayer substrate and the first GND layer 34. . Ideally, it is only necessary to minimize the noise at the time of designing the printed circuit board such as a resistor, but it is necessary to minimize the noise of an important circuit for resolution and to improve the characteristics of the element typified by the resistance temperature coefficient of the resistor. There is an advantage that the variation is absorbed at the time of substrate assembly adjustment, and the performance is improved by optimizing selection and non-selection of at least one second GND layer 35.

ここでは、高速配線３７に電流が流れると、直下の第一ＧＮＤ層３４に逆電流が発生することが知られている。従って、タイミングよく新たに追加した第二ＧＮＤ層３５にアナログスイッチの大規模集積回路３８を用いて結線し（片方は第一ＧＮＤ層３４に結線、片方はアナログスイッチの大規模集積回路３８のオフの状態で第二ＧＮＤ層３５に結線する。最小ノイズにするために、スイッチをオンし信号線を結線の状態にする）グランド面積の拡大をはかる。（例えば、メモリモジュール（７２ピンＳＩＭＭ）のＶｃｃ層とＧＮＤ層の配線レイアウトで配線幅が太い方が電流密度が小さくなることから、一時的にＧＮＤ層が増えればＧＮＤ層のリターン電流の流れが疎になり、信号層への間接的な影響を小さく出来、ノイズの最小値をずらせると考えるのは自然である）よって、ＧＮＤ面積の拡大時、ＥＭＣ（エレクトロマグネティック コンパチビリティ）の抑制効果と最小ノイズの瞬間をずらし例えば対物レンズ電流とアライメント電流の最小ノイズの瞬間を同期させ分解能を得ることができる。ここで、低ノイズ化するために高速配線３７と第一ＧＮＤ層３４の間の微小の第二ＧＮＤ層３５は材質を低伝送損失材料、あるいは、低伝送損失多層材料に変えてもよい。さらに、多層基板の絶縁層全てを低伝送損失材料、あるいは、低伝送損失多層材料に変えてもよい。   Here, it is known that when a current flows through the high-speed wiring 37, a reverse current is generated in the first GND layer 34 immediately below. Accordingly, the newly added second GND layer 35 is connected to the newly-added second GND layer 35 using the analog switch large-scale integrated circuit 38 (one is connected to the first GND layer 34, and one is off of the analog switch large-scale integrated circuit 38). In this state, the wiring is connected to the second GND layer 35. In order to minimize the noise, the switch is turned on and the signal line is connected to the ground). (For example, in the wiring layout of the Vcc layer and the GND layer of the memory module (72-pin SIMM), the larger the wiring width, the smaller the current density. Therefore, if the GND layer increases temporarily, the return current flow of the GND layer will increase. It is natural to think that the indirect influence on the signal layer can be reduced and the minimum value of the noise can be shifted.) Therefore, when the GND area is expanded, the EMC (electromagnetic compatibility) can be suppressed. The resolution can be obtained by shifting the moment of the minimum noise and synchronizing the moment of the minimum noise of the objective lens current and the alignment current, for example. Here, in order to reduce noise, the minute second GND layer 35 between the high-speed wiring 37 and the first GND layer 34 may be changed to a low transmission loss material or a low transmission loss multilayer material. Furthermore, all the insulating layers of the multilayer substrate may be changed to a low transmission loss material or a low transmission loss multilayer material.

この手順（最小ノイズの瞬間を同期させ分解能を得る）について、図１１でより詳細に説明する。Ｓ１１にてユーザーがエンベロープＸとノイズの閾値Ｙ１をＣＰＵ２１に登録する。次に、Ｓ１２にて一日の内の指定時間内に入っているかＣＰＵ２１で確認する。ここで、測定している間は像表示装置２０に最高分解能測定中の表示を出してもよい（図示せず）。   This procedure (synchronizing the moment of minimum noise to obtain resolution) will be described in more detail with reference to FIG. In S11, the user registers the envelope X and the noise threshold Y1 in the CPU 21. Next, in S12, the CPU 21 checks whether it is within the designated time of the day. Here, during the measurement, a display during the maximum resolution measurement may be displayed on the image display device 20 (not shown).

ここでは、通常の走査型電子顕微鏡においてはノイズのレベルは問題ないが、通常時のものを越える最良分解能を撮るために設定した。この根拠となる要素実験について補足説明する。（考案者らの実験によれば、交流の１００ボルトのコンセント（複数の分電盤の候補の中から実験により一番よいものを選んだ）から実験中外乱ノイズが入らない時間が少なくとも連続約２分４０秒あることを見出した）ここで、反転増幅回路の出力のために、オペアンプ２６は電子線の偏向のために最適なものを使用し組み合わせ抵抗を製造したものを２個（０.００５％，１０キロオーム，０.６ｗ，温度係数０.０２ppm／℃以下（−５５度から１２５度））を使用した。ここでは、上に述べた（背景技術）の標準交流抵抗器の構成を参考にし市販抵抗を類似の金属薄膜抵抗（ニッケルクロームとセラミックを接着材で貼り合わせた抵抗体は同じと見積もった）を選択した。直前に同じ回路でチップ抵抗を用いてノイズ（オシロスコープ１のエンベロープＸの機能を使用）の測定実験し、組み合わせ抵抗を用いたオペアンプ出力の最小ノイズは４０.０ミリボルト以下（後日、デジタルボルチメーター８０マイクロボルト同等）とチップ抵抗に比べて小さかった。あるいは別の要素実験において、偏向回路のための組み合わせ抵抗だけで構成した基準電源用の組み合わせ抵抗を用いたオペアンプ出力の最小ノイズは実験中３６.０ミリボルト以下とチップ抵抗に比べて小さかった。理想的にはＤ／Ａコンバータ回路では基準電源としてオペアンプと偏向のためのオペアンプを組み合わせ抵抗だけで構成すれば最高分解能になると見積もれるが連続約４０秒（該３６.０ミリボルト以下から換算すると）であることを考案者は見積もった。   Here, the level of noise is not a problem in a normal scanning electron microscope, but it is set to obtain the best resolution that exceeds that of a normal scanning electron microscope. A supplementary explanation will be given for the elemental experiment that provides the basis for this. (According to the experiments by the inventors, the AC 100-volt outlet (the best one was selected from a plurality of distribution panel candidates was chosen by experiment). Here, for the output of the inverting amplifier circuit, two op amps 26 that are optimally used for deflecting the electron beam and manufactured combined resistors (0. 005%, 10 kOhm, 0.6 w, temperature coefficient of 0.02 ppm / ° C. or less (−55 to 125 degrees) was used. Here, referring to the configuration of the standard AC resistor described above (background technology), the commercially available resistor is a similar metal thin film resistor (the resistor with nickel chrome and ceramic bonded with an adhesive is estimated to be the same) Selected. Immediately before, the same circuit was used to measure the noise (using the envelope X function of the oscilloscope 1) using the chip resistor, and the minimum noise of the operational amplifier output using the combined resistor was 40.0 millivolts or less (at a later date, digital voltimeter 80 Microvolt equivalent) and smaller than chip resistance. Alternatively, in another element experiment, the minimum noise of the operational amplifier output using the combination resistance for the reference power source constituted only by the combination resistance for the deflection circuit was 36.0 millivolts or less during the experiment, which was smaller than the chip resistance. Ideally, in a D / A converter circuit, it is estimated that the maximum resolution will be achieved if a combination of an operational amplifier and a deflection operational amplifier as a reference power supply is composed of only resistors, but it is estimated that it will be about 40 seconds (converted from 36.0 millivolts or less). The inventor estimated that.

次に考案者らの実験によれば、クアドロタイプからシングルタイプのオペアンプ（プレシジョン オペレーショナル アンプリファー）と組み合わせ抵抗２個（１０キロオーム，０.６Ｗ，０.０２ppm／℃以下（−５５℃から１２５℃））に換えて５分間連続のデジタルボルチメーターの測定（この測定において１００Ｖ電圧からの高調波ノイズの混入は少なくなると考えるのは自然である）では基準電圧のための大規模集積回路３８の実測値（４０マイクロボルト変動）とオペアンプ２６の出力の実測値（４０マイクロボルト変動）は一致した。従って、チップ抵抗２個１０キロオームでは（１１０マイクロボルト変動）に比べて変動幅が小さいので、例えば、オシロスコープ１のエンベロープＸの機能を用いて最小ノイズの瞬間時を見つけ易くなると考えるのは自然である。さらに、クアドロタイプのオペアンプ（偏向アンプ，プレシジョン オペレーショナル アンプリファー）と組み合わせ抵抗２個（１０キロオーム，０.６Ｗ，０.０２ppm／℃以下（−５５℃から１２５℃））に換えて５分間連続のデジタルボルチメーターの測定（この測定において１００Ｖ電圧からの高調波ノイズの混入は少なくなると考えるのは自然である）では基準電圧のための大規模集積回路３８の実測値（４０マイクロボルト変動）とオペアンプ２６の出力の実測値（４０マイクロボルト変動）は一致した。従って、チップ抵抗２個１０キロオームでは（１１０マイクロボルト変動）に比べて変動幅が小さいので、例えば、オシロスコープ１のエンベロープＸの機能を用いて最小ノイズの瞬間時を見つけ易くなると考えるのは自然である。   Next, according to experiments by the inventors, a quadro-type to single-type operational amplifier (Precision Operational Amplifier) and two combination resistors (10 kilohms, 0.6 W, 0.02 ppm / ° C. or less (−55 ° C. to 125 ° C.) In place of measurement of a digital voltimeter for 5 minutes (naturally, it is natural to think that mixing of harmonic noise from 100V voltage is reduced in this measurement), the actual measurement of the large-scale integrated circuit 38 for the reference voltage is performed. The value (40 microvolt fluctuation) and the measured value of the output of the operational amplifier 26 (40 microvolt fluctuation) coincided. Therefore, since the fluctuation width is small compared with (110 microvolt fluctuation) with two chip resistors of 10 kilohms, for example, it is natural to think that it is easy to find the moment of minimum noise using the function of the envelope X of the oscilloscope 1. is there. In addition, a quadro-type operational amplifier (deflection amplifier, precision operational amplifier) and two combination resistors (10 kilohms, 0.6 W, 0.02 ppm / ° C or less (-55 ° C to 125 ° C)) are used for 5 minutes. In the measurement of the digital voltimeter (it is natural to think that harmonic noise from 100V voltage is reduced in this measurement), the actual measurement value (40 microvolt fluctuation) of the large-scale integrated circuit 38 for the reference voltage and the operational amplifier The measured value of the output of 26 (40 microvolt fluctuation) matched. Therefore, since the fluctuation width is small compared with (110 microvolt fluctuation) with two chip resistors of 10 kilohms, for example, it is natural to think that it is easy to find the moment of minimum noise using the function of the envelope X of the oscilloscope 1. is there.

又、クアドロタイプのオペアンプ（対物レンズ）と組み合わせ抵抗２個（１０キロオーム，０.６Ｗ，０.０２ppm／℃以下（−５５℃から１２５℃））に換えて１２分間連続のデジタルボルチメーターの測定（この測定において１００Ｖ電圧からの高調波ノイズの混入は少なくなると考えるのは自然である）では基準電圧のための大規模集積回路３８の実測値（３０マイクロボルト変動）とオペアンプ２６の出力の実測値（３０マイクロボルト変動）は一致した。従って、チップ抵抗２個１０キロオームでは（１１０マイクロボルト変動）に比べて変動幅が小さいので、例えば、オシロスコープ１のエンベロープＸの機能を用いて最小ノイズの瞬間時を見つけ易くなると考えるのは自然である。   In addition, a quadrature operational amplifier (objective lens) and a combination of two resistors (10 kilohms, 0.6 W, 0.02 ppm / ° C. or less (−55 ° C. to 125 ° C.)) can be measured with a digital voltometer for 12 minutes. (It is natural to think that harmonic noise from 100V voltage is reduced in this measurement). Actual measurement value of large-scale integrated circuit 38 for reference voltage (30 microvolt fluctuation) and actual output of operational amplifier 26. The values (30 microvolt variation) were in agreement. Therefore, since the fluctuation width is small compared with (110 microvolt fluctuation) with two chip resistors of 10 kilohms, for example, it is natural to think that it is easy to find the moment of minimum noise using the function of the envelope X of the oscilloscope 1. is there.

又、シングルタイプのオペアンプ（プレシジョン オペレーショナル アンプリファー）と抵抗２個（相対値０.０１ppm／℃以下（−５５℃から１２５℃）、Ｒ２′特性，５キロオーム，０.００５％，０.３Ｗ）、２つの抵抗はリードは切らず１つの市販ブレッドボードにてジャンパー線で結線に換えて５分間連続のデジタルボルチメーターの測定（この測定において１００Ｖ電圧からの高調波ノイズの混入は少なくなると考えるのは自然である）ではオペアンプ２６の出力の実測値（３０マイクロボルト変動）と小さかった。従って、チップ抵抗２個１０キロオームに比べて変動幅が小さいので、例えば、オシロスコープ１のエンベロープＸの機能を用いて最小ノイズの瞬間時を見つけ易くなると考えるのは自然である。   Also, a single-type operational amplifier (Precision Operational Amplifier) and two resistors (relative value 0.01 ppm / ° C or less (-55 ° C to 125 ° C), R2 'characteristic, 5 kilohms, 0.005%, 0.3 W) The two resistors do not cut the lead and are connected with a jumper wire on one commercially available breadboard and measured with a digital voltimeter for 5 minutes in a continuous manner (in this measurement, mixing of harmonic noise from 100V voltage is considered to be less Is natural), the measured value of the output of the operational amplifier 26 was small (30 microvolt fluctuation). Accordingly, since the fluctuation range is small compared to two chip resistors of 10 kilohms, it is natural to think that it is easy to find the moment of the minimum noise by using the envelope X function of the oscilloscope 1, for example.

ここでは組み合わせ抵抗を選択したがチップ抵抗（例えば、チップ抵抗だけを実装した図２に示すプリント基板）でも指定時間内かどうか時間設定を分けた方がよいと考えるのは自然である。ここで、通常使用法を選択する場合はキーボードよりＣＰＵ２１へコマンドを送り、通常時のものを越える最良分解能測定の機能を生かしつつ（ユーザーが、必要があれば直ぐに該機能に戻れる）使用すればよい。続いてＳ１３にてユーザーがアライメントを合わせる。Ｓ１４にてユーザーがフオーカス合わせ、撮影キーを押す。Ｓ１５にて対物レンズのノイズの閾値Ｙ１を見つける。Ｓ１６にてプリント基板のアライメント信号直下の微小の第二ＧＮＤ層３５のオンの制御信号を送る。Ｓ１７にて分解能をＣＰＵ２１が自動測定する。   Although the combination resistance is selected here, it is natural to think that it is better to divide the time setting whether it is within the specified time even for the chip resistance (for example, the printed board shown in FIG. 2 in which only the chip resistance is mounted). Here, when selecting the normal use, a command is sent from the keyboard to the CPU 21, and the best resolution measurement function exceeding the normal one is utilized (the user can return to the function immediately if necessary). Good. Subsequently, in S13, the user aligns the alignment. In S14, the user adjusts the focus and presses the shooting key. In S15, a noise threshold Y1 of the objective lens is found. In S16, a control signal for turning on the minute second GND layer 35 immediately below the alignment signal of the printed circuit board is sent. In S17, the CPU 21 automatically measures the resolution.

この時、微小の第二ＧＮＤ層３５はあらかじめ複数試し作成しておき製品を製造しつつアナログスイッチの大規模集積回路３８のオン，オフを複数切り替え実験評価してよいので安価に設計が可能である。ここで、第一ＧＮＤ層３４と第二ＧＮＤ層３５と絶縁層３６の電流の流れを見積もり新たな第二ＧＮＤ層３５の設計仕様としての適切な効果をもたらす設置位置と大きさはプリント基板を何枚か試作し要素実験して見積もってもよい。   At this time, a plurality of minute second GND layers 35 may be prepared in advance, and a large-scale integrated circuit 38 of the analog switch may be turned on and off for experimental evaluation while manufacturing the product, so that it can be designed at low cost. is there. Here, the current position of the first GND layer 34, the second GND layer 35, and the insulating layer 36 is estimated, and the installation position and the size that bring about an appropriate effect as the design specifications of the new second GND layer 35 are determined with respect to the printed circuit board. You may make some prototypes and make elemental experiments to estimate.

考案者の実験によれば、予備実験としてＧＮＤ層のばらつき（例えば、上に述べたねじプローブを用いて測定する）が所望の出力端子に誤差として大きく影響する場合はその間はＣＰＵ２１で測定できないよう設定してもよい。   According to the experiment of the inventor, when a variation in the GND layer (for example, measurement using the above-described screw probe) greatly affects the desired output terminal as an error as a preliminary experiment, it cannot be measured by the CPU 21 during that period. It may be set.

さらに、考案者が行った要素実験の結果から作成した最小ノイズ定義して最高分解能を取る方法を説明する。ここではドロッパ方式電源と基準電圧発生のための大規模集積回路３８と反転増幅のオペアンプ２６で回路構成した。この構成において、先ずドロッパ方式電源の電源をオンする。この出力はオシロスコープ１のエンベロープＸで測定するとｔ５に最小ノイズになる。ここでは、大規模集積回路３８が一つ入っている。（遅延時間ｔ６）オペアンプ２６の出力（遅延時間ｔ７）はｔ５とｔ６とｔ７を足し合わせた時間後最小ノイズになる。次に、大規模集積回路３８が大規模集積回路３８（遅延時間ｔ８）とスイッチング電源の間に追加した構成ではオペンプの出力はｔ５とｔ６とｔ７とｔ８足しあわした時間後最小ノイズになる。このように、複数の大規模集積回路３８が連なる場合、伝送遅延をあらかじめ見積り最小ノイズを定義してもよい。   Furthermore, a method for obtaining the highest resolution by defining the minimum noise created from the result of the element experiment conducted by the creator will be described. Here, a circuit configuration is made up of a dropper power supply, a large-scale integrated circuit 38 for generating a reference voltage, and an operational amplifier 26 for inverting amplification. In this configuration, first, the power of the dropper type power supply is turned on. This output becomes minimum noise at t5 when measured with the envelope X of the oscilloscope 1. Here, one large-scale integrated circuit 38 is included. (Delay time t6) The output (delay time t7) of the operational amplifier 26 becomes the minimum noise after the time obtained by adding t5, t6 and t7. Next, in the configuration in which the large scale integrated circuit 38 is added between the large scale integrated circuit 38 (delay time t8) and the switching power supply, the output of the op becomes the minimum noise after the time t5, t6, t7 and t8 are added. Thus, when a plurality of large-scale integrated circuits 38 are connected, the transmission delay may be estimated in advance and the minimum noise may be defined.

この時、初段の大規模集積回路（あるいは、複数の連続したＤ／Ａコンバータ回路の場合は基準電源大規模集積回路３８は除いて初段のＤ／Ａコンバータ回路と見なしてもよい）は最終段のオペアンプ２６に大きくノイズの影響を与える。あらかじめ初段の大規模集積回路３８のノイズの最小時（あるいは、ドロッパ方式電源のノイズの最小時）に着目しノイズ最小時（この時、エンベロープＸで測定し、各素子の遅延時間も考慮してもよい）で複数の大規模集積回路が連なる最終段のオペアンプ２６の出力が最小ノイズと見なし（仮にオシロスコープ１で測定限界であって判断できない場合があったとしても決め付ける）最高分解能を測定してもよい。ここで、偏向コイル１１を駆動するためのスキャン波形では経験的に高周波帯域でのフィルタカットを見積もることができるのでエンベロープＸ測定時、オシロスコープ１の帯域制限をかけてノイズ最小値を見積もってよい。   At this time, the first stage large-scale integrated circuit (or in the case of a plurality of continuous D / A converter circuits may be regarded as the first stage D / A converter circuit except the reference power supply large-scale integrated circuit 38). The operational amplifier 26 is greatly affected by noise. Pay attention to the minimum noise of the large-scale integrated circuit 38 in the first stage (or the minimum noise of the dropper type power supply) in advance, and measure the minimum noise (measured with the envelope X, taking into account the delay time of each element) The output of the final stage operational amplifier 26 in which a plurality of large-scale integrated circuits are connected is regarded as the minimum noise (even if it is determined by the oscilloscope 1 because it is a measurement limit and cannot be determined), and the maximum resolution is measured. May be. Here, in the scan waveform for driving the deflection coil 11, the filter cut in the high frequency band can be estimated empirically. Therefore, when measuring the envelope X, the band limit of the oscilloscope 1 may be used to estimate the minimum noise value.

図１２は、対物レンズとアライメントの最小ノイズの遷移状態を像表示装置にわかりやすく表示した例である。荷電粒子線装置１００において、通常分解能はユーザーがアライメントを合わしフォーカスを合わした上でマニュアルで決定する。この時、最終的なフォーカスを合わした直後撮影キーを押すまでの間に若干の時間があることもある。よって、対物レンズとアライメントの最小ノイズ時を像表示装置２０上に表示し、マニュアル決定時のフォーカスガイド用のカーソル３９を作成した。まず、対物レンズの最大ノイズ時と最小ノイズ時を一周期（一定間隔）でカーソル３９が左から右へ水平方向へ繰り返し遷移する。同時に、アライメントの最大ノイズ時と最小ノイズ時を一周期（一定間隔）でカーソルが左から右へ水平方向へ繰り返し遷移する。この時、ユーザーが対物レンズのカーソルを目視して最小ノイズ点で分解能の撮影キーを押す。この時、アライメントの最小ノイズ点からのずれ時間Ｌをカーソルで表示してもよい。この時、対物レンズとアライメントの図３（ｂ）から（ｄ）に示す周期が大きく異なる場合は、ユーザーが最小ノイズ点を認識しやすいよう、図に示すように同じ周期に変えて表示してもよい。   FIG. 12 is an example in which the transition state between the objective lens and the minimum noise of alignment is displayed on the image display device in an easily understandable manner. In the charged particle beam apparatus 100, the normal resolution is manually determined after the user has aligned and focused. At this time, there may be some time between the final focusing and the pressing of the shooting key. Therefore, the objective lens and the minimum noise of alignment are displayed on the image display device 20, and the cursor 39 for focus guide at the time of manual determination is created. First, the cursor 39 repeatedly changes in the horizontal direction from left to right in one cycle (fixed interval) between the maximum noise and the minimum noise of the objective lens. At the same time, the cursor repeatedly changes in the horizontal direction from left to right in one cycle (constant interval) between the maximum noise and the minimum noise. At this time, the user visually observes the cursor of the objective lens and presses an imaging key for resolution at the minimum noise point. At this time, the deviation time L from the minimum noise point of alignment may be displayed with a cursor. At this time, when the period shown in FIGS. 3B to 3D of the objective lens and the alignment is greatly different, the same period as shown in the figure is displayed so that the user can easily recognize the minimum noise point. Also good.

ここで、対物レンズとアライメントがユーザーの要求操作（キーボードから入力）により最小ノイズに数秒程度制御してもよい。ここでは、大規模集積回路３８の指定一定電圧に新たに制御してから最小ノイズまでは周期性があると見なせる。又、信号線に電流が流れる間は、対抗するＧＮＤ層に電流は常に流れることが知られている。最小ノイズを連続的にする手段として少なくとも一つ以上の第二ＧＮＤ層３５、すなわち、対物レンズ、あるいは、アライメント直下の第二ＧＮＤ層３５をタイミングよく一回以上オンの制御信号を送る。この制御手順は予めユーザーが予備実験して決めてもよい。この方式を使用し、対物レンズの電圧をまず最小ノイズ化する。次に、アライメントの電圧を最小ノイズ化する。この情報は図１０に最小ノイズ点で対物レンズとアライメントのカーソル３９を最小ノイズ点で垂直に合わせた状態で数秒の状態で表示しユーザーの分解能測定の要求操作を待っても良い。さらに、ＥｘＢの電圧も最小ノイズに数秒程度制御してもよい。   Here, the objective lens and the alignment may be controlled to a minimum noise for about several seconds by a user's requested operation (input from the keyboard). Here, it can be considered that there is periodicity from the newly controlled constant voltage of the large scale integrated circuit 38 to the minimum noise. Further, it is known that the current always flows in the opposing GND layer while the current flows through the signal line. As a means for making the minimum noise continuous, an ON control signal is sent to the at least one or more second GND layers 35, that is, the objective lens or the second GND layer 35 immediately below the alignment at least once in a timely manner. This control procedure may be determined in advance by a user through preliminary experiments. Using this method, the voltage of the objective lens is first minimized. Next, the noise of the alignment voltage is reduced. This information may be displayed for several seconds in FIG. 10 with the objective lens and the alignment cursor 39 vertically aligned with the minimum noise point at the minimum noise point, and may wait for the user's request for resolution measurement. Further, the voltage ExB may be controlled to a minimum noise for about several seconds.

図１３は、最小ノイズを連続的にする手段として第二ＧＮＤ層３５をユーザーが選択する場合の初期設定画面である。アライメント制御回路の信号線直下のＧＮＤ１（第二ＧＮＤ層３５を選択）をユーザーが像表示装置２０で選択した場合、メニューバー３３が白色から斜線に図示のごとくハイライトする。この時、上に述べた手順（対物レンズとアライメントがユーザーの要求操作により最小ノイズに数秒程度制御）に従ってユーザーが撮影キーを押した時に２回（ここでは、アライメント電圧のみで撮影キーを押した後ｔ１にＧＮＤをｔ２にＧＮＤ１を各々一定の間隔ｔ３で動作させる。但し、ｔ１，ｔ２，ｔ３は可変可能な設定にしてもよい）第二ＧＮＤ層３５をタイミングよく結線させ対物レンズとアライメントのノイズ最小時間を合わせて最高分解能を撮る。さらに、ＥｘＢの電圧のための一つ以上のＧＮＤのメニューバー３３を表示してもよい。   FIG. 13 shows an initial setting screen when the user selects the second GND layer 35 as means for making the minimum noise continuous. When the user selects GND1 (selects the second GND layer 35) immediately below the signal line of the alignment control circuit with the image display device 20, the menu bar 33 highlights from white to diagonal lines as shown in the figure. At this time, when the user presses the shooting key according to the above-described procedure (the objective lens and alignment are controlled to the minimum noise by the user's requested operation for about a few seconds), the shooting key is pressed only twice (here, only the alignment voltage). After that, GND is operated at t1, and GND1 is operated at t2 at a constant interval t3 (however, t1, t2, and t3 may be set to be variable)) The second GND layer 35 is connected in a timely manner to align with the objective lens. Take the highest resolution with the minimum noise time. Further, one or more GND menu bars 33 for the voltage ExB may be displayed.

あるいは、分解能像のエッジ付近に着目し最終分解能を撮ることから付近横（イメージ表示内）に最小ノイズの状態をわかり易くするためにカーソル３９を移動させて表示し、最小ノイズの時に撮影キーを押してもよい。   Alternatively, focusing on the vicinity of the edge of the resolution image and taking the final resolution, the cursor 39 is moved and displayed near the edge (in the image display) for easy understanding, and the shooting key is pressed when the minimum noise is present. Also good.

ここで、荷電粒子線装置１００より外で負荷変動が大きい場合には像表示装置２０上で周波数変動につれてカーソル３９の一周期長さが大きく切り替わることが見積もられ、ユーザーにその状況をノイズの大，小の時間帯としてＣＰＵ２１で判断し像表示装置２０上で知らしめてもよい。あるいは、ノイズＹ（図３に示すＹ）も（ノイズの大，小の時間帯で）大きく切り変わる場合は、ユーザーにその状況をノイズの大，小の時間としてＣＰＵ２１で判断し像表示装置２０上で知らしめてもよい。この時、ノイズの小の時間に操作すれば最高分解能を撮る確率は高くなる。   Here, when the load fluctuation is large outside the charged particle beam device 100, it is estimated that the one-cycle length of the cursor 39 is largely switched according to the frequency fluctuation on the image display device 20, and the user is informed of the situation of the noise. The CPU 21 may determine the large and small time zones and notify them on the image display device 20. Alternatively, if the noise Y (Y shown in FIG. 3) also changes greatly (in the time zone where the noise is large or small), the CPU 21 determines the situation as the time when the noise is large or small, and the image display device 20 You may let me know above. At this time, if the operation is performed at a time when the noise is small, the probability of taking the highest resolution increases.

さらに、ノイズの大，小の時間に関する情報は日々ＨＤＤに蓄積してデータベース化し、像表示装置２０に表示することにより、分解能測定の連続操作時の時間判断にとって有効な情報になる。   Further, the information regarding the time when the noise is large or small is accumulated in the HDD every day and stored in the database, and displayed on the image display device 20, so that it becomes effective information for time determination at the time of continuous operation of resolution measurement.

安定性および再現性のよい分解能を撮る別の方法として、図２に示す対物レンズ制御基板のリファレンス電源の大規模集積回路３８とＤ／Ａコンバータ２５間に出力端子２８を設けてオシロスコープのエンベロープ機能のエンベロープＸ（トリガの位置は図４参照）で測定する例を説明する。考案者らの実験によれば、スイッチング電源とドロッパ電源からなる結合回路において、図７に示す通常電圧中、まれに１.９倍以上の電圧が表示されることがあった。従って、この電圧値時は分解能が劣化すると考えられるのでユーザーが事前に前後の測定時間を決めておき、分解能を測定しないようＣＰＵ２１で判断し制御処理してもよい。   As another method for obtaining a stable and reproducible resolution, an output terminal 28 is provided between the large scale integrated circuit 38 of the reference power source of the objective lens control board and the D / A converter 25 shown in FIG. An example of measurement with the envelope X (see FIG. 4 for the trigger position) will be described. According to experiments by the inventors, in a coupling circuit composed of a switching power supply and a dropper power supply, a voltage that is 1.9 times or more rarely displayed in the normal voltage shown in FIG. Therefore, since it is considered that the resolution deteriorates at this voltage value, the user may determine the measurement time before and after in advance, and the CPU 21 may judge and control processing so as not to measure the resolution.

もちろん、本考案は汎用の市販多層基板においても容易に実現できる。具体的には、上述の配線層のノイズ最小時間を制御するための高速配線３７と第一ＧＮＤ層３４の間の電気絶縁層内部に少なくとも１つ以上の第二ＧＮＤ層３５を配置し、高速配線３７から第二ＧＮＤ層３５へと、第二ＧＮＤ層３５から第一ＧＮＤ層３４へと、高速配線３７と第一ＧＮＤ層３４へ結線選択できるようジャンパー線手段を作成する。   Of course, the present invention can be easily realized in a general-purpose commercially available multilayer substrate. Specifically, at least one or more second GND layers 35 are arranged inside the electrical insulating layer between the high-speed wiring 37 and the first GND layer 34 for controlling the noise minimum time of the wiring layer described above. Jumper line means is created so that connection can be selected from the wiring 37 to the second GND layer 35, from the second GND layer 35 to the first GND layer 34, and to the high-speed wiring 37 and the first GND layer 34.

ここで、低ノイズ化するために高速配線３７と第一ＧＮＤ層３４の間の微小の第二ＧＮＤ層３５は材質を低伝送損失材料、あるいは、低伝送損失多層材料に変えてもよい。さらに、多層基板の絶縁層全てを低伝送損失材料、あるいは、低伝送損失多層材料に変えてもよい。   Here, in order to reduce noise, the minute second GND layer 35 between the high-speed wiring 37 and the first GND layer 34 may be changed to a low transmission loss material or a low transmission loss multilayer material. Furthermore, all the insulating layers of the multilayer substrate may be changed to a low transmission loss material or a low transmission loss multilayer material.

本実施例によれば、走査型電子顕微鏡に追加でオシロスコープ手段と簡易回路を追加するだけで、高分解能化技術を備えた荷電粒子線装置を提供できる。あるいは、事前にオシロスコープ手段と簡易回路を用いて複数のデータを得るだけで、高分解能化技術を備えた荷電粒子線装置を提供できる。   According to the present embodiment, it is possible to provide a charged particle beam apparatus equipped with a high resolution technology only by adding an oscilloscope means and a simple circuit to the scanning electron microscope. Alternatively, it is possible to provide a charged particle beam apparatus equipped with a high resolution technology simply by obtaining a plurality of data in advance using an oscilloscope means and a simple circuit.

荷電粒子線装置の主要構成を示す断面図。Sectional drawing which shows the main structures of a charged particle beam apparatus. 対物レンズ内部のプリント基板の一例を示す構成図。The block diagram which shows an example of the printed circuit board inside an objective lens. 実施例のノイズ幅の遷移を示す実験結果の一例を示すグラフ。The graph which shows an example of the experimental result which shows the transition of the noise width of an Example. エンベロープ機能の取り込みが時間がかかる場合の別の実施例を示すグラフ。The graph which shows another Example when taking in of an envelope function takes time. 分解能測定時に最高分解能を撮る場合の手順を示すフローチャート。The flowchart which shows the procedure in the case of taking the highest resolution at the time of resolution measurement. 実施例のノイズ幅の遷移を示す内容を画面上に表示した一例を示す画面図。The screen figure which shows an example which displayed the content which shows the transition of the noise width of an Example on a screen. 実施例のノイズ幅を一度保存し読み出して最小ノイズを見つける概念を示すグラフ。The graph which shows the concept which saves the noise width of an Example once, and reads and finds the minimum noise. 複数の検出信号から最適化したノイズの最小点を検出し最高分解能を撮る概念を示すグラフ。The graph which shows the concept which detects the minimum point of the noise optimized from several detection signals, and takes the highest resolution. 最小ノイズ検出時の初期設定画面の一例を示す画面図。The screen figure which shows an example of the initial setting screen at the time of minimum noise detection. 基板の一断面を示す断面図。Sectional drawing which shows one cross section of a board | substrate. 複数の検出信号から最小ノイズの瞬間を検出し、一つの検出信号を基準とし、その他の検出信号の最小ノイズの瞬間をずらして最高分解能を撮る場合の手順を示すフローチャート。The flowchart which shows the procedure in the case of detecting the minimum noise moment from a plurality of detection signals, taking the highest resolution by shifting the minimum noise moment of the other detection signals with reference to one detection signal. 対物レンズとアライメントの最小ノイズの遷移状態を画面上に表示した一例を示す画面図。The screen figure which shows an example which displayed on the screen the transition state of the objective lens and the minimum noise of alignment. 対物レンズとアライメントの最小ノイズの初期設定を画面上に表示した一例を示す画面図。The screen figure which shows an example which displayed on the screen the initial setting of the objective lens and the minimum noise of alignment.

符号の説明Explanation of symbols

１ オシロスコープ
２ 演算ユニット
３ 陰極
４ 第一陽極
５ 第二陽極
６ 一次電子線
７ 集束レンズ
８ 絞り板
９ 対物レンズ
１０ 試料
１１ 偏向コイル
１２ 検出器
１３ 増幅器
１４ 二次電子
１５ 試料台
１６ 対物レンズ制御電源
１７ 偏向コイル制御電源
１８ アクチュエータ
１９ 高電圧制御電源
２０ 像表示装置
２１ ＣＰＵ
２２ 集束レンズ制御電源
２３ 高電圧パルス性電源
２４ プリント基板
２５ Ｄ／Ａコンバータ
２６ オペアンプ
２７ トランジスタ
２８ 出力端子
２９ ＧＮＤ端子
３０ 固定ねじ
３１ スクロールボタン
３２ 欄
３３ メニューバー
３４ 第一ＧＮＤ層
３５ 第二ＧＮＤ層
３６ 絶縁層
３７ 高速配線
３８ 大規模集積回路
３９ カーソル
１００ 荷電粒子線装置 1 Oscilloscope 2 Arithmetic Unit 3 Cathode 4 First Anode 5 Second Anode 6 Primary Electron Beam 7 Focusing Lens 8 Aperture Plate 9 Objective Lens 10 Sample 11 Deflection Coil 12 Detector 13 Amplifier 14 Secondary Electron 15 Sample Stand 16 Objective Lens Control Power Supply 17 Deflection coil control power supply 18 Actuator 19 High voltage control power supply 20 Image display device 21 CPU
22 Focusing lens control power supply 23 High voltage pulse power supply 24 Printed circuit board 25 D / A converter 26 Operational amplifier 27 Transistor 28 Output terminal 29 GND terminal 30 Fixing screw 31 Scroll button 32 Column 33 Menu bar 34 First GND layer 35 Second GND layer 36 Insulating layer 37 High-speed wiring 38 Large scale integrated circuit 39 Cursor 100 Charged particle beam device

Claims (16)

試料表面に荷電粒子線を照射する荷電粒子線照射手段と、前記試料を載置する試料台と、前記試料台を移動する移動手段と、前記荷電粒子線を偏向させる偏向手段と、増幅回路を備え、前記偏向手段を制御する制御手段と、および前記荷電粒子線を前記試料に照射することにより前記試料から発生した二次信号を検出する二次信号検出手段とを備えた荷電粒子線装置において、
前記制御手段に備えた増幅回路の少なくとも一つ以上の出力端子に一定の周期のエンベロープ機能を備えたオシロスコープ手段を有して、前記ノイズが最小となる時、あるいは、前記ノイズが最小となるきざし時に、マニュアルフォーカスの分解能とは別に前記分解能から最小時間の前記ノイズが最小の時に新たな分解能を測定する手段を有することを特徴とする荷電粒子線装置。 A charged particle beam irradiating means for irradiating the surface of the sample with a charged particle beam; a sample stage for placing the sample; a moving means for moving the sample stage; a deflecting means for deflecting the charged particle beam; and an amplification circuit. A charged particle beam apparatus comprising: control means for controlling the deflection means; and secondary signal detection means for detecting a secondary signal generated from the sample by irradiating the sample with the charged particle beam. ,
An oscilloscope means having an envelope function with a constant period at at least one output terminal of the amplifier circuit provided in the control means, and the noise is minimized or the noise is minimized. A charged particle beam apparatus characterized by comprising means for measuring a new resolution when the noise of the minimum time is minimum from the resolution, apart from the resolution of manual focus. 請求項１において、出力端子、あるいは、プリント基板のＧＮＤ層に電流、または、電圧を検出するクランプテスタ手段を備えたことを特徴とする荷電粒子線装置。   2. The charged particle beam apparatus according to claim 1, further comprising clamp tester means for detecting a current or a voltage at the output terminal or the GND layer of the printed circuit board. 請求項１において、増幅回路を動作させるための電源手段、あるいは、前記電源手段の前のトランス手段前に周波数変換器手段あるいは自動電圧調整器手段を有することを特徴とする荷電粒子線装置。   2. The charged particle beam apparatus according to claim 1, further comprising a frequency converter means or an automatic voltage regulator means before the power supply means for operating the amplifier circuit or the transformer means before the power supply means. 請求項１において、エンベロープ機能を動作している間必要があれば、荷電粒子線装置外より予め設定した時間に基準となるための電圧がオシロスコープ上に表示するためのノイズ発生手段と、前記ノイズ発生手段を制御するための制御手段を持ち、前記周期ノイズを除去しノイズ幅の遷移を判断する手段を有することを特徴とした荷電粒子腺装置。   2. The noise generating means for displaying on the oscilloscope a voltage for use as a reference at a preset time from outside the charged particle beam device, if necessary while operating the envelope function, and the noise A charged particle gland apparatus having a control means for controlling the generating means, and having means for removing the periodic noise and judging transition of the noise width. 請求項１において、前記ノイズが最小となる時に換えてエンベロープ機能を一定の周期動作させノイズ幅を予め測定しておき、ノイズの幅が最小となる逃し時にマニュアルフォーカスの分解能とは別に、前記分解能から最小時間の前記ノイズが最小きざし時に新たな分解能測定する手段を有することを特徴とする荷電粒子線装置。   2. The resolution according to claim 1, wherein when the noise is minimized, the envelope function is operated at a constant period to measure the noise width in advance, and the resolution is separated from the manual focus resolution when the noise width is minimized. A charged particle beam apparatus comprising means for measuring a new resolution when the noise of the minimum time is minimum. 請求項１において、前記ノイズの少なくとも一つ以上の端子の通常出力から最小ノイズまでの状態表示する手段を備えた荷電粒子線装置。   2. The charged particle beam apparatus according to claim 1, comprising means for displaying a state from a normal output of at least one terminal of the noise to a minimum noise. 請求項１において、前記ノイズが最小の時の直後に予め予備実験で測定時間を決めた上で前記別の出力端子のノイズが最小の時をあらためて開始測定する。ユーザーの事前選択により、さらに別の端子のノイズが最小の時をあらためて開始測定する。前記事前選択分のノイズが最小の時を順に測定した後、新たな分解能を測定する手段を有し測定する。以上のごとき処理を行う荷電粒子線装置。   In Claim 1, the measurement time is determined in advance in a preliminary experiment immediately after the time when the noise is minimum, and then the measurement is started again when the noise at the other output terminal is minimum. With the user's pre-selection, start measurement again when the noise of another terminal is minimum. After measuring in advance when the noise of the preselected amount is minimum, it has means for measuring a new resolution. A charged particle beam apparatus that performs the above processing. 請求項１において、前記ノイズが最小の時の直後に予め測定時間を決めた上で前記別の出力端子のノイズが最小の時を測定する。ユーザーの事前選択により、さらに別の端子のノイズが最小の時を測定する。前記事前選択分のノイズが最小の時を順に測定した後、新たな分解能を測定する手段を有し測定する。以上のごとき処理を行う荷電粒子線装置。   2. The method according to claim 1, wherein a measurement time is determined immediately after the time when the noise is minimum, and a time when the noise at the other output terminal is minimum is measured. Measures when the noise of another terminal is the minimum by user's pre-selection. After measuring in advance when the noise of the preselected amount is minimum, it has means for measuring a new resolution. A charged particle beam apparatus that performs the above processing. 請求項１において、必要があれば前記増幅回路の出力の高速配線と対抗するＧＮＤ層の間に微小体積のＧＮＤ層を設置したことを特徴とし、前記微小体積のＧＮＤ層は前記ＧＮＤ層に電気的に結線し、前記高速配線近くにアナログスイッチ手段を配置し、前記アナログスイッチの端子片方は微小体積ＧＮＤ層に、端子もう片方はＧＮＤ層に充分にリターン電流が微小ＧＮＤ層の体積をくまなく流れるよう結線したプリント基板を備えたことを特徴とする荷電粒子線装置。   2. The micro-volume GND layer according to claim 1, wherein a micro-volume GND layer is provided between a GND layer opposed to the high-speed wiring of the output of the amplifier circuit if necessary, and the micro-volume GND layer is electrically connected to the GND layer. The analog switch means is disposed near the high-speed wiring, and the terminal of the analog switch has a small volume GND layer and the other terminal has a sufficient return current to the GND layer. A charged particle beam apparatus comprising a printed circuit board connected to flow. 請求項９において、微小体積ＧＮＤ層とＧＮＤ層の間は低ノイズのために新たな絶縁材を設定したことを特徴とする荷電粒子線装置。   10. The charged particle beam apparatus according to claim 9, wherein a new insulating material is set between the minute volume GND layer and the GND layer for low noise. 請求項１において、必要があれば増幅回路で初段の回路の最小ノイズ時間を一定の周期のエンベロープ機能を用いて予め測定し、前記増幅回路の最終段の大規模集積回路出力が前記最小ノイズ時間に最小と定義し分解能を測定する手段を有することを特徴とした荷電粒子線装置。   2. If necessary, the minimum noise time of the first stage circuit is measured in advance using an envelope function having a constant period in the amplifier circuit if necessary, and the output of the large-scale integrated circuit in the last stage of the amplifier circuit is the minimum noise time period. A charged particle beam apparatus characterized by having a means for measuring the resolution by defining the minimum. 請求項１１において、最小ノイズ時間は、必要があれば初段の回路から最終段の回路間の信号遅れの時間を予め一定周期のエンベロープ機能で計測して足し合わせて計算する手段を有することを特徴とした荷電粒子線装置。   12. The minimum noise time according to claim 11, further comprising means for calculating the signal delay time between the first-stage circuit and the last-stage circuit by previously measuring and adding together with a constant period envelope function if necessary. Charged particle beam equipment. 請求項６において、前記端子の最小の最小ノイズの瞬間を示し分解能を撮る指針となるカーソルを表示する手段を備えた荷電粒子線装置。   7. The charged particle beam apparatus according to claim 6, further comprising means for displaying a cursor that indicates a moment of minimum minimum noise of the terminal and serves as a pointer for taking a resolution. 請求項１において、前記ノイズの少なくとも一つ以上の端子の微小ＧＮＤ層を選択する、しないと微小ＧＮＤの動作開始時間と動作時間を表示する手段と、前記動作開始時間と動作時間を確定する手段を備えた荷電粒子線装置。   2. The means for displaying an operation start time and an operation time of a micro GND unless the micro GND layer of at least one terminal of the noise is selected, and a means for determining the operation start time and the operation time according to claim 1. A charged particle beam apparatus comprising: 配線層と電気絶縁層とＧＮＤ層を備えたプリント基板において、配線層とＧＮＤ層間に微小体積のＧＮＤ層を設置したことを特徴とし、前記微小体積のＧＮＤ層は前記ＧＮＤ層に電気的に結線し、前記配線層近くにアナログスイッチ手段を配置し、前記アナログスイッチの端子片方は微小体積ＧＮＤ層に、端子もう片方はＧＮＤ層に充分にリターン電流が微小ＧＮＤ層の体積をくまなく流れるよう結線したことを特徴とするプリント基板。   A printed circuit board having a wiring layer, an electrical insulating layer, and a GND layer, wherein a microvolume GND layer is disposed between the wiring layer and the GND layer, and the microvolume GND layer is electrically connected to the GND layer. The analog switch means is disposed near the wiring layer, and the terminal of the analog switch is connected to the minute volume GND layer, and the other terminal is connected to the GND layer so that the return current sufficiently flows through the volume of the minute GND layer. A printed circuit board characterized by that. 請求項１５において、前記微小体積ＧＮＤ層とＧＮＤ層の間は低ノイズ化のために新たな絶縁材を設定したことを特徴とするプリント基板。   16. The printed circuit board according to claim 15, wherein a new insulating material is set between the minute volume GND layer and the GND layer to reduce noise.

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