CN108604522B - 带电粒子束装置以及带电粒子束装置的调整方法 - Google Patents

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Abstract

本发明的目的在于提出一种能够高精度地调整成像光学系统与照射光学系统的带电粒子束装置。为了达到该目的，提出一种带电粒子束装置，其具备成为照射光学系统的第1带电粒子镜筒、使在该第1带电粒子镜筒内经过的带电粒子向对象物偏转的偏转器、以及成为成像光学系统的第2带电粒子镜筒，该带电粒子束装置具备：向对象物照射光的光源；以及控制装置，该控制装置根据基于从该光源放出的光的照射而产生的带电粒子的检测，求出维持某个偏转状态的多个偏转信号，并从该多个偏转信号中选择满足预定条件的偏转信号，或者根据由该多个偏转信号而作出的关系信息来计算满足预定条件的偏转信号。

Description

带电粒子束装置以及带电粒子束装置的调整方法
技术领域
本发明涉及带电粒子束装置以及带电粒子束装置的调整方法，特别涉及一种适合修正射束轨道相对于理想光轴的偏差，从而稳定地获得高分辨率图像的带电粒子束装置以及带电粒子束装置的调整方法。
背景技术
带电粒子束装置是将从带电粒子源放出的电子束、离子束等带电粒子束向试样进行照射的装置。在这样的装置中，具有具备照射光学系统镜筒和成像光学系统镜筒的装置。专利文献1公开了具备照射光学系统与成像光学系统的2个镜筒的电子显微镜。并且，在专利文献1中，说明了通过对试样照射紫外线，使试样带电，并通过向带电状态的试样照射电子束，来进行缺陷检测。另外，专利文献2与专利文献1同样公开了具备2个光学系统的电子显微镜。并且，在专利文献2中说明了一种评价方法，该评价方法为了进行维纳滤波器、成像光学系统的光轴调整，在原本作为电子束照射对象的试样的位置配置自发地放出检查用电子束的检查图，使用从该检查图放出的电子来评价成像光学系统的光学性能，上述维纳滤波器用于将照射试样的电子束和从试样放出的电子的轨道进行分离。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本专利第4790324号公报(对应美国专利USP7，547，884)
专利文献2：日本专利第4131051号公报
发明内容
发明要解决的课题
如专利文献2公开的那样，通过设置与用于向试样照射电子束的射束源不同的用于评价成像光学系统的射束源，可以选择性地评价成像光学系统等，结果，不用通过照射光学系统照射射束就能够进行成像光学系统的性能评价。然而，需要在配置试样的位置配置用于放出电子的发射源。即需要设置对于发射源与试样进行更换的更换机构等。另外，为了进行适当的性能评价，需要将发射源准确地定位在成像光学系统的理想光轴上，但是越是以高倍率来获取图像的装置，越难进行准确的位置调整。在专利文献1中，针对选择性地评价成像光学系统等的评价方法，没有进行任何讨论。
以下，提出一种带电粒子束装置以及带电粒子束装置的调整方法，其目的在于无需向试样位置插入发射源等以及无需进行准确的位置调整等，就能够高精度地调整成像光学系统与照射光学系统。
用于解决课题的手段
作为用于达成上述目的的一个方式，提出一种带电粒子束装置，其具备：将从带电粒子源放出的带电粒子的经过轨道包围的第1带电粒子镜筒；使在该第1带电粒子镜筒内经过的带电粒子朝向对象物偏转的偏转器；通过向所述对象物照射所述带电粒子而得到的带电粒子所经过的第2带电粒子镜筒，所述带电粒子束装置具备：光源，其向所述对象物照射光；以及控制装置，其根据对应于从该光源放出的光的照射而产生的带电粒子的检测，求出维持某个偏转状态的多个偏转信号，从该多个偏转信号中选择通过从所述带电粒子源照射带电粒子而得到的信息满足预定条件的偏转信号，或者根据由上述多个偏转信号而作出的关系信息来运算通过从所述带电粒子源照射带电粒子而得到的信息满足预定条件的偏转信号。
另外，提出像上述那样进行调整的方法。
发明效果
根据上述结构，可以高精度地调整成像光学系统与照射光学系统。
附图说明
图1表示具备2个光学系统(镜筒)的带电粒子束装置的一个例子。
图2表示具备2个光学系统的带电粒子束装置的一个例子。
图3是表示调整射束分离器的偏转条件的工序的流程图。
图4表示维纳滤波器的结构。
图5表示对维纳滤波器施加的电压与供给的电流之间的关系，表示满足预定的条件(射束沿着成像光学系统的光轴直线前进的条件)的函数的一个例子。
图6表示反射镜像差修正器的结构。
图7是表示基于紫外线照射的成像光学系统的装置条件调整工序的流程图。
图8是表示基于带电粒子束照射的照射光学系统的装置条件调整工序的流程图。
图9表示根据拍摄元件的视野与带电粒子的投影图像之间的位置关系的调整来调节装置条件时显示的图像的一个例子。
具体实施方式
在半导体设备制造工序中，具有在以抛光成镜面状的Si、SiC等为材料的晶片上形成细微的电路的工序。如果在这样的晶片上存在异物、划痕、或者晶体缺陷等，则存在在电路图案的形成过程中产生缺陷、材质劣化，制造出的设备不能正常工作，或者无法得到所期望的电气特性，或者动作的可靠性恶化的情况。
在检查晶片的装置中，存在通过向晶片表面照射可见光以外的具有紫外的某个波长的光(以下，简称为光)，并检测在表面散射的光，来检测晶片的表面状态的装置(光散射型检查装置)、以及应用了微分干涉等光学显微镜技术的检查装置。但是，随着半导体元件细微化的发展，需要对于无法得到检测所需的足够的散射强度的细微异物进行管理。另外，关于光学显微镜，已经判明无法成像的晶体缺陷会影响半导体设备的可靠性，并且光学式的检查装置无法期望高品质管理。
另一方面，作为用于对通过光学检查装置难以检测的异物、缺陷进行检测的装置，存在电子显微镜。电子显微镜具有极高的空间分辨率，并能够获得光的散射强度显著降低的20纳米以下大小的异物的图像。另外，由于电子束是带电粒子，因此能够利用晶体缺陷的电气特性，检测无法通过光检测的缺陷。然而，虽然电子显微镜能够在微米大小的小视野的观察中在实用的时间内获得图像，但是为了检查成为半导体基板的晶片的整个表面，需要庞大的观察时间来进行彻底观察。例如，当通过10纳米左右的分辨率来检查直径100毫米的Si晶片的全部表面时，如果以标准条件来进行计算，则扫描电子显微镜大约需要6天时间。
因此，在本实施例中为了谋求检查速度的高速化，提出使用映射型的电子显微镜。更具体而言，是检测通过向试样照射电子束(带电粒子束)而得到的信号的电子束装置，以如下的电子束装置为例来进行说明，该电子束装置对晶片表面赋予与照射的电子束的加速电压相等或者稍大的负电位，使通过垂直于晶片表面的角度向晶片表面上的全部检查视野几乎平行地照射的电子束，在晶片表面正上方相对于光束的入射方向大体反转180度的角度，通过电子透镜对反转后的电子进行成像得到检查用电子图像。以下，将该反转后的电子称为反射镜电子。
以下，使用图1对于根据反射镜电子的检测来生成图像的反射镜电子显微镜的结构进行说明。将试样配置为试样表面方向垂直于物镜光轴12(射束的理想光轴)。从电子枪20放出的电子通过未图示的加速电极等被加速，成为电子束。电子束通过照射透镜21而会聚，并经过光轴10。通过照射透镜21而会聚的电子束通过射束分离器24偏转为沿着物镜光轴12的轨道。照射电子束在物镜23的后焦点面会聚，向试样30进行照射。通过射束分离器24而偏转的电子束通过物镜23来调整打开角度，成为平行射束，沿着物镜光轴12垂直地向试样30进行照射。从未图示的负电压施加电源对试样30或载物台31施加负电压。从负电压施加电源施加的负电压与在电子枪20的末端与加速电极之间施加的加速电压几乎相等，或者施加稍高的电压，电子束不会到达试样30而向拍摄元件进行反射。由于照射电子束没有到达试样，因此能够取得不是反映试样表面形状而是反映了试样上的电位分布(等电位面)的图像。反转后的电子束在经过物镜光轴后，该反转后的电子束经过调整后的射束分离器24而成为与成像透镜的光轴11相同的电子束轨道。经过射束分离器的电子束经过成像透镜22的中心，在闪烁体33上成像。照相机32是对于由于电子束的入射而发光的闪烁体进行拍摄的二维拍摄元件，能够取得用于使试样上的电位分布图像化的信号。
在反射镜电子显微镜中，照射光学系统的光源(电子源)位置与成像光学系统的成像位置不同，另一方面，在试样30上方照射光学系统的光轴与成像光学系统的光轴一致，因此必须使用射束分离器24等使照射光学系统和成像光学系统中的某一个或者双方的射束发生偏转，来将两者分离。
在使照射到试样的电子束原样地进行成像的电子显微镜装置中，如果不调整照射系统光轴10与成像系统光轴11，则会发生取得图像的劣化。在透射型电子显微镜中，照射系统与试样以及成像系统排列为一条直线，因此调整比较容易，但是在反射镜电子显微镜的电子光学系统中，如果不针对照射系统光轴10和成像透镜的光轴11正确地进行射束分离器24的调整，则反转后的射束不会到达闪烁体33，无法通过照相机32来观察图像，因此必须摸索着进行调整。
并且，如果照射电子束未相对于试样垂直地入射，则在试样与物镜之间反转后的电子束的轨道与照射电子的轨道不一致，因此在物镜上产生大的像差。如果照射电子的光轴未经过物镜光轴12，则无法均匀地平行照射试样，在试样表面内进行反转的高度会产生偏差。如果反转后的电子束的光轴不经过物镜光轴，则会发生彗形像差、像散等轴外像差，获取图像将大大劣化。
在以下说明的实施例中，针对照射光学系统与成像光学系统是由不同的镜筒(镜体)构成的带电粒子束装置进行说明，该带电粒子束装置在进行成像光学系统、射束分离器的调整时，对成像光学系统选择性地进行射束照射，并且在对成像光学系统进行该选择性的射束照射时，不在试样位置设置带电粒子源，就能够向成像光学系统进行选择性的射束照射。
此外，如果要在试样位置设置使射束选择性地经过成像光学系统的专用的电子源，则需要在基板甚至载物台侧搭载仅在调整时使用的机构。在电子显微镜中，很多时候为了提高分辨率而使试样接近物镜，很难设为具有厚度的结构。
因此，在本实施例中，提出一种带电粒子束装置，其不用向试样位置定位电子源等，并且不用从照射光学系统照射射束，就能够从试样位置向成像光学系统进行射束照射。
在以下说明的实施例中，针对电子显微镜的调整方法以及电子显微镜进行说明，该电子显微镜具有照射系统的光轴和成像系统的光轴，并具备将经过2个光轴的电子束分离的射束分离器，电子显微镜的调整方法具备：在光轴上放置试样，使用通过向该试样照射光而产生的光电子来进行光轴调整，或者计算从试样到成像位置为止使电子束经过的射束分离器的条件的过程；以及对于在所述光轴中从电子束产生位置到所述试样或者到所述成像位置为止使电子束经过的所述射束分离器的条件进行调整的过程。
更具体地说，提出一种方法，其在电子显微镜中搭载紫外线光学系统，并将向试样照射紫外线时产生的光电子用于调整成像透镜系统的光轴，由此不需要在实际观测时变更试样保持侧的机构，并且能够先取得成像透镜系统的光轴以及射束分离器24的成像系统光轴入射条件，从而使光轴调整变得简单。
以下，使用附图对实施方式以及实施例进行说明。在以下的说明中，对相同的结构要素赋予相同的符号并省略重复的说明。图2表示反射镜电子显微镜的一个例子。在反射镜电子显微镜中，一边通过照射透镜21使从电子枪20放出的电子束会聚，一边使电子束经过射束分离器24而导入与试样垂直的物镜光轴12的方向，并通过物镜23使电子束变为平行照明。经由载物台31对试样30施加与电子枪加速电压同等或者稍高的电压，电子束在试样30正上方进行反转。反转后的电子束通过射束分离器24被导入成像系统光轴，通过成像透镜22而被投影，在闪烁体33上形成放大图像。闪烁体33将电子束图像转换为光学图像，并通过照相机32来取得光学图像。
图2例示那样的装置需要调整为电子束或者从试样放出的电子准确地经过理想光轴。需要将射束分离器24调整为使沿着照射系统光轴10照射的电子束偏转角度θ(照射系统光轴10与物镜光轴12所成的角)。另外，对于通过在试样30的正上方形成的减速电场而反射并从试样30方向飞向射束分离器24的电子，需要调整正交电磁场的电场与磁场，以使该电子沿着成像光轴11朝向闪烁体33。在图1那样的光学系统的情况下，需要进行参数调整，以使电子偏转物镜光轴12与成像系统光轴11所成的角θ′。
关于成像透镜22，需要调整透镜参数，以使通过物镜而投影的电子束在闪烁体33上形成放大图像。为了显示图像，射束分离器24的调整尤其重要，如果不调整为同时满足以下条件的参数，则电子无法适当地到达闪烁体33，难以使用照相机32取得图像。上述条件为使经过照射系统光轴10的来自上方的电子束偏转θ的条件；以及使通过减速电场而反射的电子直线前进的条件(在图1的光学系统中使电子偏转θ′的条件)。
(实施例1)
在本实施例中，针对具备以下光源的电子显微镜来进行说明，该光源产生主要用于评价成像光学系统的装置条件的射束。图2例示的电子显微镜具备紫外线光源50以及紫外线光源控制装置43，紫外线光源50被安装为朝向试样30的电子束照射位置(从电子枪20照射的电子束的理想的到达位置(电子束的理想光轴正下方))来照射紫外线。紫外线光源50可以被缩小为与通过电子束进行观察的试样上的视野相同程度的大小，也可以是其以上的大小。另外，在为了防止带电而搭载了紫外线光源的电子显微镜的情况下，可以共用该紫外线光源。另外，作为射束分离器，使用维纳滤波器。本实施例的紫外线光源50是用于使电子束的到达位置带电的光源。由于被安装为向适当的位置照射紫外线，因此如后所述，不用进行位置调整等就能够使试样表面成为电子源，并且可以从准确的位置朝向成像光学系统照射电子束。通过紫外线的照射从试样产生的电子通过在物镜23(例如接地电位)与施加了负电压的试样之间形成的电场(对于入射的电子束来说为减速电场)，向成像光学系统加速，因此紫外线光源50与试样30成为成像光学系统专用的电子源。
使用图3来说明图2例示那样的电子显微镜的光轴调整工序。通过采用图3例示的处理算法，无需将维纳滤波器25调整为同时满足2个条件，可以从维纳滤波器25的成像系统光轴入射条件开始先进行调整。此外，将图3例示的处理算法或者后述的图7、8例示的处理算法作为程序，预先存储在预定的存储介质中，未图示的综合控制装置按照该程序来自动地控制电子显微镜的各结构要素。
首先，在载物台31上放置试样30。关于试样，优选使用通过从紫外线光源50照射的紫外线，易于产生光电子的试样。或者，使用可产生具有试样30的功函数以上的能量的紫外线的紫外线光源50。另外，为了能够通过图像处理来进行光轴调整，希望导入形成了图案的试样。当评价轴偏差时，根据图像的偏差(视差)的评价，来判定轴偏差的程度，但是理想的是为了评价图像的二维偏差，使用能够评价X-Y方向的偏差的在二维方向扩展的图案(例如十字图案)。图案不需要进行准确地位于视野中心的调整，只要位于视野内的任意位置，就能够基于图像获取来进行视差评价，因此不用进行使发射源与成像光学系统相匹配那样的精密的位置调整，就能够进行视差评价。
如果导入了试样，则从紫外线光源50对试样30照射紫外线(流程图的步骤1)。此时，可以使用光学透镜等来调整紫外线照射区域，以便与通过电子束进行观察的视野相同，但是如果紫外线照射区域大于通过电子束进行观察的视野，则能够获取光电子图像。接着，针对成像透镜光轴11与维纳滤波器25的偏转条件进行参数调整(流程图的步骤2)。
在步骤2中，调整成像透镜22与维纳滤波器25的参数。针对维纳滤波器25的调整，例如当具有多个调整参数时，可采取能够描述为多个参数之间的约束函数那样的调整方法。通过该约束函数减少参数的数量，能够容易地实现之后的照射透镜的光轴10的调整。此外，在生成约束函数时，进行以一定的振幅使物镜23的强度变化的摆动，进行严格的调整以使图像的中心不动，可以详细地确定E与B的组合的值的范围。通过进行该参数的微调，能够生成更加严格的约束函数。另外，仅对成像系统进行物镜的摆动来提高图像的分辨率，还关系到之后的轴调整的高精度化。此外，当由于物镜的摆动而产生图像的偏差(视差)时，通过未图示的对准偏转器来进行光轴调整，以使该视差成为零或者成为预定值以下。
图7是流程图，该流程图表示使用通过对试样照射紫外线而放出的光电子来进行的成像光学系统的光轴调整(在图7中例示了分离器25(维纳滤波器)的调整)以及生成照射光学系统的调整所需要的近似函数的工序的一个例子。首先，将试样导入真空试样室(步骤701)。在该试样中设置可进行图像识别的图案。如后所述，该图案用于监视使装置条件变化时的图像的偏差(视差)，因此理想的是采用十字图案那样的易于确定二维位移(Δx，Δy)的图案。另外，为了在反射镜状态下能够进行图像识别，理想的是形成为图案部的带电状态与除此之外的部分的带电状态不同。例如，考虑通过绝缘部件来形成图案部，通过导电性部件来形成除此以外的部分。接着，控制载物台31，使得上述图案(调整用图案)位于视野(电子束的照射区域)内(步骤702)。此时，图案不必在图像的中心，只要在视野内包含图案就可取得(Δx，Δy)，因此不进行高精度的位置调整也能够进行高精度的光轴调整。
接着，取得通过对调整用图案照射紫外线而得到的图像(步骤703、704)。通过向试样照射紫外线，从试样放出光电子。光电子通过在试样上形成的减速电场而向成像光学系统进行加速，并经过分离器25以及成像透镜22而到达闪烁体33。通过照相机32来拍摄电子到达闪烁体33而引起的闪烁体33的发光，由此生成包含调整用图案的区域的图像。接下来通过图像处理来识别所形成的图像上的调整用图案的位置(x0，y0)(步骤705)。
在初始的图案位置的识别之后，设定在分离器25包含的电极间形成的电场(E)以及通过提供给线圈的电流而调整的磁场(B)(步骤706)。在该状态下，设为保持维纳条件(B消除了由于E而引起的偏转作用的状态)。在使分离器25运转时，当产生视差时，通过调整E或者B来进行修正，以便消除图像的偏差。
接着，对E或B的一方进行预定量的变更(步骤707)，并确定此时的调整用图案的位置(x1，y1)，由此来运算使分离器25的条件发生变化时的视差(x1-x0，y1-y0)(步骤708，在以下的说明中以在步骤708中使E变化的情况为例进行说明)。接着，为了搜索用于使在步骤707中使E从E0变化为E1时产生的视差(x1-x0，y1-y0)成为零或者成为预定值以下的B，评价使B逐渐变化时的视差(步骤709、710)。视差变为零的状态是指从试样放出的电子的由于电场而产生的偏转作用通过磁场的偏转作用而被抵消的状态，重复步骤709、710直到找到该状态(某个偏转状态)。
在针对一个E(对电极施加的电压值)，找到适当的B(提供给线圈的电流值)之后，为了针对其他的E搜索满足维纳条件的B，重复步骤707～步骤710，直到找到与预定数量的E相对的B。在找到预定数量的E与B的组合之后，通过拟合等来求出用于表示图5所示的与E的变化相对的B的变化的近似函数(步骤711)。通过按照像上述那样生成的近似函数来改变E和B，能够一边维持针对成像光学系统的适当的调整状态，一边改变E和B的条件。在后述的照射光学系统的调整中，通过按照上述近似函数来改变E和B，不用改变成像光学系统的调整状态来进行照射光学系统的适当的调整。此外，在本实施例中，说明了生成以E和B为变量的函数的例子，但是并不限定于此，例如还可以生成以其他的变动原因为变量的函数。并且，也可以不作成函数，而是取得并存储满足上述条件的多个E和B的组合。
在通过光电子图像进行的成像光学系统的调整结束之后，停止从紫外线光源50照射紫外线，从电子枪20照射电子束(流程图的步骤3)。之后，为了使照射电子束向物镜光轴前进，例如使用约束函数一边减少参数的数量一边调整维纳滤波器25，使得能够看到图像，并进行照射电子束的调整，使得通过照射透镜21对试样30平行地照射电子束(流程图的步骤4)。此时，可以将在流程图的步骤2中取得的光电子图像与照射电子束而取得的图像进行比较，来进行照射系统的调整。
图8是流程图，该流程图表示在成像光学系统的调整结束之后，进行照射光学系统的调整(在本例中例示了分离器25的调整)的工序。首先，停止在调整成像光学系统时照射的紫外线的照射(步骤801)。接着，按照在步骤711中作出的函数来设定E和B(步骤802)。在未作出函数时，从登记的多个E和B的组合中读出用于初始设定的E和B。在设定了E和B的状态下，通过电子枪20照射电子束，根据通过该照射而得到的检测信号来生成图像(步骤804)。通过该图像确定调整用图案的位置，评价与原来的位置(例如在步骤705中确定出的调整用图案的位置)的视差(步骤805)。通过重复步骤802～805的处理，能够找到适当的分离器的条件，以使该视差成为零或者预定值以下。此外，光电子图像与电子显微镜图像的外观不同，在一般的对2个图像的相关进行评价的图案匹配处理那样的偏差检测方法中，在难以确定准确的位置时，例如可以检测图案的重心位置，并评价该位置的偏差。对于重心检测可以想到各种各样的方法，例如考虑通过提取图案的轮廓线，并求出其距离图像，来检测重心位置。
在未作出函数时，通过参照存储了多个E与B的组合的表格等(函数以外的E与B的关系信息)，来读出适当的分离器条件。
如本实施例那样，在进行了成像光学系统的调整之后，不移动试样位置(调整用图案位置)地进行照射光学系统的调整，由此能够进行成为视差判定基准的图案位置不变动的高精度的调整。
此外，在图8的流程图中说明了根据调整用图案的视差评价来找出合适的分离器条件的工序，但是也可以使用表示闪烁体33的电子到达位置的图像，来调整分离器条件。图9表示在照相机32的视野901内显示了电子的投影图像902(明亮区域)的状态。在使用投影图像902来进行调整时，在图8的步骤805中，对投影图像902的中心903与视野901的中心904之间的偏差进行评价，经过图8所示的工序来搜索两者一致(图9的下图的状态)，或者成为预定值以下那样的E和B的组合(选择或者运算满足预定的偏转条件的偏转条件)。即使在对明亮区域中心与视野中心的偏差进行评价来进行分离器调整时，也可按照在步骤711中作出的函数来找出两者的组合，由此能够一边维持适当的成像光学系统条件，一边进行照射光学系统的调整。
另外，在进行成像光学系统的调整时，可以对上述那样的视野中心与明亮区域中心的偏差进行评价，并根据该偏差评价来生成函数。紫外线照射区域相对于电子束的照射区域较大，因此使用成像系统的透镜来缩小光电子的区域来向闪烁体进行投射，找出使该投射位置(的中心)位于预定位置(例如视野中心)的偏转器条件(电场与磁场的组合条件)即可。
如上所述，在照射光学系统的调整时，选择通过从带电粒子源照射带电粒子而得到的信息(视差信息、重心偏差信息、投影图像与视野中心的偏差信息等)满足预定条件(偏差为零或预定值以下)的偏转信号，由此能够一边维持适当的成像光学系统条件，一边进行照射光学系统的调整。
图4是表示作为射束分离器使用的维纳滤波器25的具体的结构的图。图4表示了具备4极的电磁极的维纳滤波器，各个电磁极由电极61与线圈62构成。在本实施例中，针对具备4极的电磁极的维纳滤波器进行说明，但是为了实现更高精度，也可以使用8极结构、12极结构、或者任意的多极结构的维纳滤波器。
图4a是从照相机32的方向观察维纳滤波器的图。使X-Y平面为与成像系统光轴11正交的平面，在X-Y平面中使电子枪的方向(电子束飞来的方向)为X轴正方向。为了使从照射系统光轴10前进而来的电子束向试样30表面的法线方向偏转，对于向X轴正方向的电极(61d)施加+E的电压，对于向X轴负方向的电极(61b)施加﹣E的电压。另一方面，为了产生相同的偏转作用，具有在线圈62中流过电流，向Y轴负方向施加磁场B的方法。此时，电位E、磁场B的大小由想要偏转的角度θ与电子束的加速电压决定。另外，为了使从试样反转而来的电子束直线前进，例如需要对X轴正方向的电极(61d)施加+E的电位，对X轴负方向的电极(61b)施加+E的电位，同时对Y轴负方向施加磁场B，并使其大小平衡。
为了同时满足通过维纳滤波器使从电子枪放出的电子束偏转角度θ的条件以及使在试样正上方进行了反转的电子束直线前进的条件，必须一边调查来自试样的电子束直线前进那样大小的E所相对的B的组合(或者相反)，一边进行调整从而找出使来自电子枪的电子束偏转角度θ那样的E与B的组合。
如果使用基于紫外线的光电子，则能够仅以来自试样的电子束为对象进行调整，因此能够首先在作为与E相对的B的约束函数来求出直线前进条件后，从电子枪导入电子束并仅以B为参数，搜索用于偏转角度θ的条件。在此，能够使用约束函数根据B来计算满足直线前进条件的E。
图5是在对试样进行紫外线照射来产生光电子后，在闪烁体上形成光电子的图像，改变E和B的值使得该图像不动时的与B相对的E的图表。通过将该图表作为约束函数来使用，能够保持直线前进条件地进行用于使来自照射系统的电子束偏转θ的调整。
顺便提及，也可以在该射束分离器调整之前进行成像透镜等的调整。此时，与成像系统调整前相比更清楚地看到光电子图像，因此能够进行更高精度的射束分离器的调整。另外，通过将光电子图像与通过来自电子枪的电子束而作出的反射镜图像进行比较，还能够评价像差的进入位置。
(实施例2)
在本实施例中，针对以下电子显微镜进行说明，该电子显微镜具备第1镜筒(带电粒子光学系统或者镜体)以及第2镜筒，第1镜筒将入射至像差修正器之前的电子束轨道包围，第2镜筒将从像差修正器出射的电子束轨道包围。在本实施例中，如图6所示，针对具备用于向反射镜型像差修正器110照射紫外线的紫外线光源50的装置进行说明。反射镜型像差修正器是针对电子光学系统产生负的像差来抵消电子束上的正的像差，由此来减少像差提高分辨率的装置。
在图6中，电子束从左方向入射(入射电子束70)向右方向经过(经过电子束71)。能够对射束分离器使用磁场扇型偏转器26等。在图6例示的光学系统中，在基于磁场扇型偏转器26的电子束的偏转目标配置反射镜型像差修正器110。对最下方的电极110c施加比电子的加速电压稍高的负的电位，垂直于反射镜型像差修正器110而入射的电子束在到达下方电极110c之前进行反转。
难以同时调制为通过磁场扇型偏转器26使入射电子束70偏转为相对于反射镜型像差修正器垂直地入射，并且使通过反射镜型像差修正器110而进行反转的电子束向经过电子束71的光轴前进。
因此，具备在实施例1中已说明的紫外线光源50，并向下部电极110c照射紫外线。通过紫外线的照射，将由反射镜型像差修正器110产生的光电子导向经过电子束71的光轴，由此能够选择性地进行第2镜筒的调整。此外，在图6中，紫外线从反射镜型像差修正器110的理想光轴侧方入射，但是也可以从反射镜型像差修正器110的正上方(沿着光轴)照射，以便估计反射镜型像差修正器110的中心。在此，优选限制紫外线照射区域，以便不会照射电子反射镜的上部电极110a、110b。
以下是具体的轴调整的一个例子。首先，对下部电极110c照射紫外线。调整偏转器的磁场，以使从电极产生的光电子来到经过电子束71的光轴上。接着，停止紫外线而导入入射电子束70，在向磁场扇型偏转器26导入磁场后，通过对准器等(未图示)进行调整，使得入射电子束70相对于反射镜型像差修正器110垂直地入射。
(实施例3)
在本实施例中，针对基于光电子来调整成像透镜以及射束分离器时的试样进行描述。当在光电子成像时需要更亮的电子束的亮度时，优选使用功函数低的金属。例如，Ca、K、Nd、Na、Ba、Li等的功函数低于3eV，即使通过长波长的可视光也能够基于光电子进行观察。即，针对发出各种波长的光的紫外线灯，引起光电效应的光子的数量增多，光电子的数量也增多，结果对比度增加。
将功函数低的金属堆积成为功函数高的物质上的一定图案的试样在调整时也有效。这可通过照射仅由功函数低的金属引起光电效应的波长的光，仅从图案放出光电子来形成图案图像，由此能够通过对比度更高的图像来进行高精度的调整。
根据上述那样的实施例，在具有两个轴以上的电子光学系统的电子显微镜中，能够高精度并且容易地进行光轴调整。
符号说明
10：照射系统光轴、11：成像系统光轴、20：电子枪、21：照射透镜、22：成像透镜、23：物镜、24：射束分离器、30：试样、31：载物台、32：照相机、33：闪烁体、40：控制装置、41：电子枪控制装置、42：图像取得装置、43：紫外线光源控制装置、50：紫外线光源。

Claims (6)

1.一种带电粒子束装置，其具备：将从带电粒子源放出的带电粒子的经过轨道包围的第1带电粒子镜筒；使在该第1带电粒子镜筒内经过的带电粒子向对象物偏转的作为偏转器的维纳滤波器；以及通过向所述对象物照射所述带电粒子而得到的带电粒子所经过的第2带电粒子镜筒，其特征在于，
所述带电粒子束装置具备：
光源，其向所述对象物照射光；以及
控制装置，其根据对应于从该光源放出的光的照射而产生的带电粒子的检测，求出用于使基于光的照射而产生的带电粒子沿着所述第2带电粒子镜筒的光轴直线前进的偏转状态得以维持的所述维纳滤波器的电场与磁场的多个组合，从该电场与磁场的多个组合中选择通过从所述带电粒子源照射带电粒子而得到的投影图像与视野中心的偏差为预定值以下的组合，或者根据所述电场与磁场的多个组合求出表示与电场的变化相对的磁场的变化的近似函数，根据该近似函数求出通过从所述带电粒子源照射带电粒子而得到投影图像与视野中心的偏差为预定值以下的电场与磁场的组合。
2.根据权利要求1所述的带电粒子束装置，其特征在于，
所述维纳滤波器以如下方式使带电粒子偏转：
使在第1带电粒子镜筒内经过的带电粒子向所述对象物偏转，并且将在该对象物上方进行了反射的带电粒子导向所述第2带电粒子镜筒的光轴。
3.根据权利要求1所述的带电粒子束装置，其特征在于，
所述带电粒子束装置具备拍摄元件，该拍摄元件被配置在所述第2带电粒子镜筒内，
所述控制装置求出所述电场与磁场的多个组合，使得根据所述光的照射而产生的在所述第2带电粒子镜筒内经过从而到达所述拍摄元件的带电粒子到达预定位置，或者成为与未通过所述维纳滤波器进行偏转时根据所述光的照射而产生的带电粒子在所述拍摄元件上投影的图案位置相同的位置。
4.根据权利要求1所述的带电粒子束装置，其特征在于，
所述带电粒子束装置具备拍摄元件，该拍摄元件被配置在所述第2带电粒子镜筒内，
所述控制装置从所述电场与磁场的多个组合中选择从所述带电粒子源照射的带电粒子到达所述拍摄元件的到达位置成为预定位置的组合，或者根据所述电场与磁场的多个组合求出表示与电场的变化相对的磁场的变化的近似函数，基于该近似函数求出从所述带电粒子源照射的带电粒子到达所述拍摄元件的到达位置成为预定位置的电场与磁场的组合。
5.根据权利要求1所述的带电粒子束装置，其特征在于，
所述光源是紫外光源。
6.一种带电粒子束装置的调整方法，
所述带电粒子束装置具备：将从带电粒子源放出的带电粒子的经过轨道包围的第1带电粒子镜筒；使在该第1带电粒子镜筒内经过的带电粒子向对象物偏转的作为偏转器的维纳滤波器；以及通过向所述对象物照射所述带电粒子而得到的带电粒子所经过的第2带电粒子镜筒，
其特征在于，
向所述对象物照射光，根据基于该光的照射而产生的带电粒子的检测，求出用于使基于光的照射而产生的带电粒子沿着所述第2带电粒子镜筒的光轴直线前进的偏转状态得以维持的所述维纳滤波器的电场与磁场的多个组合，从该电场与磁场的多个组合中选择通过从所述带电粒子源照射带电粒子而得到的投影图像与视野中心的偏差为预定值以下的组合，或者根据所述电场与磁场的多个组合求出表示与电场的变化相对的磁场的变化的近似函数，根据该近似函数求出通过从所述带电粒子源照射带电粒子而得到的投影图像与视野中心的偏差为预定值以下的电场与磁场的组合。
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