CN111354614B - 带电粒子束装置及其光轴调整方法 - Google Patents

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Abstract

本发明的目的在于在改变了光学条件的情况下也抑制光轴偏移，在本发明的一个实施方式中，具有：带电粒子源(1)，其释放出照射到样本(14)的带电粒子束(4)；聚焦透镜系统，其包括至少一个将带电粒子束(4)以预定的缩小率聚焦的聚焦透镜(7、8)；偏转器(5、6)，其位于上述聚焦透镜系统中最下游的聚焦透镜(8)与带电粒子源(1)之间，使带电粒子源(1)的虚拟位置移动；以及控制单元(20、21、22)，其控制偏转器(5、6)以及上述聚焦透镜系统，控制单元(20、21、22)控制偏转器(5、6)使带电粒子源(1)的虚拟位置移动到抑制由上述聚焦透镜系统的缩小率的变化引起的、上述聚焦透镜系统的下游的带电粒子束(4)的中心轨道的偏移的位置(36)。

Description

带电粒子束装置及其光轴调整方法
本申请是国际申请号为PCT/JP2016/052558，中国国家申请号为2016800781075的分案申请。
技术领域
本发明涉及带电粒子束装置，特别涉及适合抑制光轴偏移稳定地得到高亮度像的带电粒子束装置。
背景技术
在扫描电子显微镜或透射电子显微镜所代表的带电粒子束装置中，在样本上扫描通过静电透镜、电磁透镜等较细地聚焦的带电粒子束，从样本得到所希望的信息(例如样本像)。
在这样的带电粒子束装置中，带电粒子束的轨道偏离物镜的中心轴的情况(产生光轴偏移的情况)下，透镜的轴外色差增大。色差的增大使样本像的分辨率或析像度显著地降低。另外，光轴偏移使样本像的亮度的降低、焦点调整时产生视场偏移。
另外，作为带电粒子源，在使用钨丝所代表的热电子释放型电子枪的情况下，以数十～数百时间程度切断灯丝。在灯丝被切断的情况下，产生灯丝的更换作业。在灯丝的更换前后，带电粒子源的位置发生变化，所以需要进行用于修正其位置变化的轴调整。带电粒子源的位置在获取样本像时，尤其对亮度造成影响。
在不是钨丝，例如使用电场释放型电子枪的情况下也同样地需要更换作业以及伴随更换的轴调整。
因此，为了以高分辨率并且高亮度得到没有视场偏移的样本像，需要高精度地调整带电粒子束装置的光轴。
作为以往的轴调整方法，公知有手动地调整轴调整用的偏转器(对准器)的动作条件以使物镜的励磁电流等周期性地变化时的、由励磁电流等的变化引起的样本像等的运动最小的方法。
日本特开2000－195453号(专利文献1)公开了基于在物镜的2个励磁条件间变化的电子线照射位置的推移来改变对准器的励磁设定值，从而自动地调整带电粒子束的光轴的技术。
日本特表2005－521990号公报(专利文献2)公开了通过设置于带电粒子源的下级的枪对准线圈电磁性地自动调整带电粒子源的虚拟位置等以使样本像的亮度变高的技术。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2000－195453号公报
专利文献2:日本特表2005－521990号公报
发明的概要
本申请发明者对通过配置于光路的电磁透镜或静电透镜使一次带电粒子束的射束量变化时产生的带电粒子束装置的光轴偏移进行了仔细研究，其结果，得到如下的见解。
在带电粒子束装置中，为了对照射到样本的带电粒子束量进行调整等，使设置于光路上的聚焦透镜等的光学条件变化。特别是，在使用热电子释放型电子枪的扫描电子显微镜中，得到高分辨率的情况和元素分析等需要高亮度的情况中，使聚焦透镜的缩小率例如1/300～1/3那样大幅变化。在使光学条件变化时，电子束的轨道变化，产生光轴偏移。
专利文献1以及2的方法，能够自动地调整带电粒子束的光轴、带电粒子源的虚拟位置等，但不与光学条件的变化对应。即，每次改变光学条件，操作人员都需要进行光轴、带电粒子源的虚拟位置等的调整。另外，在专利文献1以及2的方法中，没注意到光轴因光学条件的变化而偏移，也可能观察到亮度、分辨率等劣化后的样本像。进一步如上所述，光轴偏移引起视场偏移。因此，在操作人员改变光轴条件时，有可能由于视场偏移而看漏观察对象。
发明内容
本发明的目的在于，即使改变光学条件的情况下，也抑制光轴偏移。
为了实现上述目的，在本发明的一个实施方式中，具有：带电粒子源，其释放出照射到样本的带电粒子束；聚焦透镜系统，其包括至少一个将上述带电粒子束以预定的缩小率聚焦的聚焦透镜；偏转器，其位于上述聚焦透镜系统中最下游的聚焦透镜与上述带电粒子源之间，使上述带电粒子源的虚拟位置移动；以及控制单元，其控制上述偏转器以及上述聚焦透镜系统，上述控制单元控制上述偏转器，使上述带电粒子源的虚拟位置移动到用于抑制由上述聚焦透镜系统的缩小率的变化引起的上述聚焦透镜系统的下游的上述带电粒子束的中心轨道的偏移的位置。
发明效果
根据本发明，在带电粒子束的光学条件变化的情况下，也能够抑制带电粒子束的光轴偏移。
附图说明
图1是扫描电子显微镜的概略图。
图2是在使缩小率变化时产生光轴偏移、视场偏移的原理的说明图。
图3是实施例1中的从第二聚焦透镜到物镜之间的放大图。
图4是将缩小率小的情况下的焦点配置于中心轨道上时的电子束轨道图。
图5是实施例1中的第二聚焦透镜与物镜光圈之间的放大图。
图6是实施例1中的调整顺序的流程图。
图7是圆形像的示意图。
图8是缩小率变化时产生的光轴偏移的大小的模拟结果。
图9是在最大的缩小率与任意的缩小率之间使电子束中心轨道一致时的光轴偏移的抑制率的模拟结果
图10是实施例2中的第二聚焦透镜8与物镜光圈9之间的放大图。
图11是实施例1以及2中的使缩小率变化时产生的光轴偏移的模拟结果。
图12是实施例3中的调整顺序的流程图。
图13是实施例3中向显示装置29显示的图像。
图14是实施例4中的调整顺序的流程图。
具体实施方式
参照附图对伴随带电粒子束装置的光学条件的变化产生光轴偏移、视场偏移的原理进行说明。
图1是带电粒子束装置之一亦即扫描电子显微镜的概略图。但是，以后的说明并不局限于扫描电子显微镜，也能够应用于透射电子显微镜、扫描透射电子显微镜以及聚焦离子电子束装置等。
该扫描电子显微镜具备：释放出用于照射到样本14的一次电子束4的灯丝1；对一次电子束4进行聚焦的维纳尔2；以预定的加速电压Vacc将通过维纳尔2的一次电子束4加速，并将一次电子束4引导向下游(后级)的电子光学系统的阳极3；由工作台控制电路27控制的用于载置样本14的工作台15；控制整个装置的计算机28等。
这里，在灯丝1流通的电流、施加于维纳尔2的电压以及加速电压Vacc等由高电压控制电路19控制。
如后述那样，实施例中的光轴调整方法在灯丝1是热释放型的情况下特别有效。但是，灯丝1并不局限于热释放型，也可以是电场释放型、肖特基型。
电子光学系统具备：能够调整灯丝1的虚拟位置、一次电子束4的倾斜状态的上级枪对准线圈5以及下级枪对准线圈6、用于将一次电子束4以预定的缩小率聚焦的第一聚焦透镜7以及第二聚焦透镜8、用于在样本14上将一次电子束4二维扫描的上级偏转线圈11以及下级偏转线圈12、用于使一次电子束4聚焦到样本14上的物镜13等。
另外，电子光学系统具备用于使一次电子束4通过物镜13的中心的对准器10。
这些电子光学系统的要素对一次电子束4作用电磁力，调整一次电子束4对样本的照射条件，能够根据目的自由地组合静电感应方式和电磁感应方式。
这些要素分别连接有枪对准控制电路20、第一聚焦透镜控制电路21、第二聚焦透镜控制电路22、对准器控制电路23、偏转控制电路24、物镜控制电路25等。各控制电路通过调整各要素的电流量、电压值等，来控制各要素的动作。
并且，电子光学系统具备用于限制一次电子束4对样本14的照射量的物镜光圈9。物镜光圈9配置于比物镜13的灯丝1侧，优选配置于第二聚焦透镜8与物镜13之间。此外，也可以在电子光学系统的内部存在物镜光圈9以外的其他的光圈。
这里，枪对准线圈的级数为二级，但枪对准线圈的级数既可以是一级也可以是二级以上。但是，根据如下的理由优选二级以上。
在灯丝1斜着安装的情况下，一次电子束4被倾斜地释放。该情况下，为了使用一次电子束4的亮度最高的部分，而需要使用枪对准线圈将一次电子束4偏转，且补偿一次电子束4的倾角。
在枪对准线圈(偏转器)是一级的情况下，当通过枪对准线圈使一次电子束4偏转时，补偿一次电子束4的倾角，同时，也使灯丝1的虚拟位置变化。灯丝1的虚拟位置的变化也对光轴造成影响。另一方面，在枪对准线圈是二级以上的情况下，能够进行不使虚拟的光源位置变化，而仅使一次电子束4的倾斜角度变化的控制。因此，在枪对准线圈是二级以上的情况下，能够调整为在维持光轴的状态下，使样本像的亮度最大。
第一聚焦透镜7、第二聚焦透镜8控制电磁透镜的励磁使一次电子束4的缩小率变化。通过缩小率变化，通过物镜光圈9时的一次电子束4的扩散角变化。在一次电子束4的扩散角大的情况(缩小率大的情况)选，物镜光圈9对一次电子束4的遮挡量变大，所以一次电子束4对样本14的照射量变小。另一方面，在一次电子束4的扩散角小的情况(缩小率小的情况)下，一次电子束4的遮挡量变小，所以向样本14的照射量变多。即，通过利用聚焦透镜使一次电子束4的缩小率变化，能够调整一次电子束4对样本14的照射量。
此外，在本说明书中，有时将“聚焦透镜调整的一次电子束4的缩小率”称为“一次电子束4的缩小率”或“聚焦透镜的缩小率”。
这里，聚焦透镜的级数为二级，但聚焦透镜的级数既可以是一级也可以是二级以上。能够通过具备多级的聚焦透镜，来得到更大的缩小率。为了与广泛的观察条件对应，也优选聚焦透镜的缩小率的控制范围较大。
此外，存在缩小率由小数、分数(例如0.2倍、1/5等)表示的情况。在完全不将一次电子束4缩小的情况下，其缩小率为1。在本说明书中，存在“缩小率大的情况”有时能够说成“(将一次电子束4)更强地缩小的情况”的情况。若比较缩小率是0.2倍(1/5)的情况和是1的情况，则作为数值，0.2倍较小，但作为缩小率，0.2倍较大。
另外，物镜13为外透镜式(Out lens)，但其也可以是半潜透镜(浮潜透镜)式、内透镜式(In lens)等。
通过了电子光学系统的一次电子束4被照射到样本14。用检测器17检测从样本14的一次电子束照射点产生的二次电子以及反射电子、和X射线等的信号16，并用与信号控制电路26连接的放大器18放大，由此获取样本表面的电子显微镜像等。
计算机28与各种控制电路连接，控制整个装置。
被放大器18放大的二次电子等的信号16的信息显示于与计算机28连接的显示装置29。
对于计算机28，除了显示装置29以外，还连接有用于保存观察图像、计算结果的存储单元30和用于输入观察条件等的输入单元31。另外，也可以连接有用于获取在显示装置29上显示的观察图像作为图像信息的图像获取单元、对于观察图像进行各种图像处理的图像处理单元、计算电子光学系统的灵敏度参数等的计算单元等。
控制电路等的构成也可以是使用具有多个控制功能的控制电路的构成，使用多个计算机、显示装置的构成等。
图2是使第一聚焦透镜7以及第二聚焦透镜8的缩小率变化时，产生光轴偏移、视场偏移的原理的说明图。图2的(a)是灯丝1到样本14的整体图，图2的(b)是放大表示第二聚焦透镜8以及物镜光圈9附近的图。
在图2中，灯丝1、第一聚焦透镜7、第二聚焦透镜8被配置成各自的中心轴与物镜13的中心轴(光轴32)一致，假定物镜光圈9设置于与第二聚焦透镜8的下级距离LC2_APT的位置，其中心轴从光轴32偏移ΔrAPT的情况。另外，物镜13设置于与物镜光圈9的下级距离LOBJ_APT的位置。
此外，在本说明书中，将物镜13的中心轴作为光轴32进行说明，但也可以以其他的构成要素的轴为基准，作为光轴32考虑。
在图2的例子中，考虑物镜光圈9的中心轴从光轴偏移的情况，但灯丝1、第一聚焦透镜7以及/或者第二聚焦透镜8的中心轴偏离光轴的情况下也能够相同地考虑。
对准器10以LOBJ_AL的距离设置于离物镜13的上级。对准器10调整一次电子束4以使电子束中心轨道通过物镜13的中心。
当使第一聚焦透镜7以及/或者第二聚焦透镜8的缩小率变化时，物镜光圈9的中心偏移光轴的情况下，根据缩小率的大小，能够通过物镜光圈9的一次电子束4的角度不同，所以电子束中心轨道变化。以后，将聚焦透镜的缩小率大的情况下的电子束中心轨道作为第一中心轨道33，将聚焦透镜的缩小率小的情况下的电子束中心轨道作为第二中心轨道34进行说明。
在物镜13的主面35上，考虑使缩小率从第一中心轨道33通过光轴32上的理想状态降低的情况。通过降低缩小率，物镜13的主面35上的电子束中心轨道的位置从P1_HM移动到P1_LM。即，第二中心轨道34通过光轴32的外侧。如上所述，在物镜13的主面35上，若电子束中心轨道通过光轴32的外侧，则轴外色差变大，不能得到高分辨率的样本像。
并且，在物镜光圈9的中心轴从光轴32偏移的状态下，降低缩小率的情况下，样本14上的一次电子束4的照射位置从P2_HM移动到P2_LM。因此，在使缩小率变化时，产生视场偏移。
另外，在主面35上，电子束中心轨道通过光轴32的外侧的情况下，即使不使缩小率变化，观察位置也根据物镜13的焦点的变化而变化。作为结果，难以调整带电粒子束装置的焦点。
如以上所述，光轴偏移(物镜光圈9的中心轴的偏移、或第一中心轨道33与第二中心轨道34的偏移)大的情况下，光学条件的变化引起的负面影响大。因此，每次使光学条件变化，都需要通过对准器10来调整使在主面35上电子束中心轨道通过光轴32。
图3是图2中第二聚焦透镜8到物镜13之间的放大图。但是，省略上级偏转线圈11以及下级偏转线圈12的图示。
第一聚焦透镜7、第二聚焦透镜8通过控制缩小率，来使形成的焦点的位置变化。在图3的例子中，缩小率大的情况下的焦点OC2_HM位于离第二聚焦透镜8b2_HM的距离的位置，缩小率小的情况下的焦点OC2-LM位于离第二聚焦透镜8b2_LM的距离的位置。
灯丝1、第一聚焦透镜7、第二聚焦透镜8的中心配置在光轴32上的情况下，各焦点OC2_HM、OC2_HM也在光轴32上形成。
照射到样本的电子束的中心轨道由连结焦点和物镜光圈9的直线的轨道来决定。通过物镜光圈9时的第一中心轨道33(缩小率大的情况)的倾角θC2_HM由以下的公式表示。
θC2_HM＝ΔrAPT/(LC2_APT-b2_HM)
第一中心轨道33在对准器10的位置，与光轴32距离ΔrAL_HM，ΔrAL_HM由以下的公式表示。
ΔrAL_HM＝(LC2_APT-b2_HM+LOBJ_APT-LOBJ_AL)θC2_HM
若调整对准器10以使第一中心轨道33在主面35上通过光轴32，则基于对准器10的电子束中心轨道的偏转角θAL由以下的公式给出。
θAL＝ΔrAL_HM/LOBJ_AL+θC2_HM
另一方面，通过物镜光圈9时的第二中心轨道34(缩小率小的情况)的倾角θC2_LM以及对准器10中的第二中心轨道34的离轴量ΔrAL_LM由以下的公式表示。
θC2_LM＝ΔrAPT/(LC2_APT-b2_LM)
ΔrAL_LM＝(LC2_APT-b2_LM+LOBJ_APT-LOBJ_AL)θC2_LM
若缩小率小的情况下的对准器10的动作条件与缩小率大的情况没有改变，则基于对准器10的偏转角θAL也不改变。因此，在主面35上，在第一中心轨道33与第二中心轨道34之间，产生由以下的公式表示的光轴偏移(P1_LM-P1_HM)。
(P1_LM-P1_HM)＝ΔrAL_LM-LOBJ_AL(θAL-θC2_LM)＝LOBJ_APTΔrAPT(1/(LAPT-b2_LM)-1/(LAPT-b2_HM))
通过聚焦透镜调整的一次电子束4的缩小率也对样本像的分辨率造成影响。特别是热释放型电子枪的情况下，电子源的实际的直径为数10微米左右。因此，在想得到数纳米的分辨率的情况，需要使一次电子束4的缩小率成为1/300～1/500左右。
另一方面，在元素分析等时，需要增大照射到样本的一次电子束4的照射量的情况下，通过聚焦透镜减小一次电子束4的缩小率。如上所述，通过减小缩小率，从而物镜光圈9对一次电子束4的遮挡量也变小，作为结果，一次电子束4的照射量也变大。在通用的电子显微镜中，在使电子束量最大的情况下，缩小率被控制为1/5左右。
这样，缩小率根据观察的目的而大幅变化。若缩小率大幅变化，则焦点OC2 HM与OC2 LM的差也变大，光轴偏移的量(P1 LM-P1 HM)也变大。
以下，参照附图对本发明的实施例进行说明。
在实施例中，公开带电粒子束装置，具有：带电粒子源，其释放出照射到样本的带电粒子束；聚焦透镜系统，其包括至少一个将带电粒子束以预定的缩小率聚焦的聚焦透镜；偏转器，其位于聚焦透镜系统中最下游的聚焦透镜与带电粒子源之间，使带电粒子源的虚拟位置移动；以及控制单元，其控制偏转器以及聚焦透镜系统，控制单元控制偏转器，使带电粒子源的虚拟位置移动到用于抑制聚焦透镜系统的缩小率的变化引起的聚焦透镜系统的下游的带电粒子束的中心轨道的偏移的位置。
另外，在实施例中，公开带电粒子束装置，以使聚焦透镜系统具有第一缩小率的情况下的聚焦透镜系统的下游的带电粒子束的第一中心轨道与聚焦透镜系统具有小于第一缩小率的第二缩小率的情况下的聚焦透镜系统的下游的带电粒子束的第二中心轨道一致的方式进行控制。
另外，在实施例中，公开带电粒子束装置，具有二个以上的聚焦透镜，进行如下控制：聚焦透镜系统具有第一缩小率以及第二缩小率以外的第三缩小率的情况下，使聚焦透镜系统与样本之间的带电粒子束的焦点移动，使聚焦透镜系统具有第三缩小率的情况下的聚焦透镜系统的下游的带电粒子束的第三中心轨道与第一中心轨道或者第二中心轨道一致。
另外，在实施例中，公开带电粒子束装置，具有：物镜，其将带电粒子束聚焦到样本；以及调整单元，其调整带电粒子束对样本的照射条件，在聚焦透镜系统具有第一缩小率的情况下，控制调整单元使第一中心轨道在物镜的主面通过物镜的中心轴，之后，进行使第一中心轨道与第二中心轨道一致的控制。
另外，在实施例中，公开带电粒子束装置，具有：物镜，其将带电粒子束聚焦到样本；光圈，其配置在带电粒子束的行进路上；检测器，其检测通过在光圈上扫描带电粒子束而得到的信号；信号处理单元，其根据检测器的信号形成表示物镜的中心轴与聚焦透镜系统的下游的带电粒子束的中心轨道的位置关系的图像；显示器，其显示在信号处理单元形成的图像；以及条件操作单元，其操作控制单元对调整单元以及偏转器的控制条件。
另外，在实施例中，公开具有固定式的光圈的带电粒子束装置。
另外，在实施例中，公开带电粒子束装置，在聚焦透镜系统具有第一缩小率的情况和聚焦透镜系统具有第二缩小率的情况下，能够分别独立地操作调整单元以及偏转器的控制条件。
另外，在实施例中，公开带电粒子束装置，具有：带电粒子源，其释放出照射到样本的带电粒子束；聚焦透镜系统，其包括至少一个将带电粒子束以预定的缩小率聚焦的聚焦透镜；偏转器，其位于聚焦透镜系统中最下游的聚焦透镜与带电粒子源之间，使带电粒子源的虚拟位置移动；调整单元，其调整带电粒子束对样本的照射条件；物镜，其将带电粒子束聚焦到样本；检测器，其检测通过带电粒子束与物体碰撞而得到的信号；信号处理单元，其根据检测器的信号收集物镜的中心轴与聚焦透镜系统的下游的带电粒子束的中心轨道的位置关系的信息；显示器以及条件操作单元，其操作调整单元以及偏转器的动作条件，使显示器显示由信号处理单元收集到的物镜的中心轴与带电粒子束的中心轨道的位置关系的信息，并且在显示器显示用户界面，提示对条件操作单元进行操作以使聚焦透镜系统具有第一缩小率的情况下的聚焦透镜系统的下游的电粒子束的第一中心轨道与聚焦透镜系统具有小于第一缩小率的第二缩小率的情况的聚焦透镜系统的下游的带电粒子束的第二中心轨道一致。
另外，在实施例中，公开带电粒子束装置，在聚焦透镜系统具有第一缩小率的情况下，提示在对调整单元的动作条件进行操作以使第一中心轨道在物镜的主面通过物镜的中心轴之后，对偏转器的动作条件进行操作以使第一中心轨道与第二中心轨道一致。
另外，在实施例中，公开带电粒子束装置，具有配置在带电粒子束的行进路上的光圈，检测器检测通过在光圈上扫描带电粒子束而得到的信号，信号处理单元根据检测器的信号形成表示物镜的中心轴与带电粒子束的中心轨道的位置关系的图像，使显示器显示通过信号处理单元形成的图像。
另外，在实施例中，公开了带电粒子束装置的调整方法，包括如下的工序：在带电粒子束被以第一缩小率缩小的情况下，通过电子光学系统调整带电粒子束的偏转角度，使产生透镜效应的前后的带电粒子束的第一中心轨道变化；以及在带电粒子束被以小于第一缩小率的第二缩小率缩小的情况下，通过利用电子光学系统调整带电粒子源的虚拟位置，使产生透镜效应前后的带电粒子束的第二中心轨道与第一中心轨道一致。
另外，在实施例中，公开带电粒子束装置的调整方法，在使第一中心轨道变化的工序中，调整带电粒子束的偏转角度以使第一中心轨道通过带来透镜效应的电磁场的中心。
另外，在实施例中，公开了带电粒子束装置的调整方法，信号处理单元根据通过带电粒子束与物体碰撞而得到的信号来收集带来透镜效应的电磁场的中心与产生透镜效应后的带电粒子束的第一中心轨道的位置关系的信息，在使第一中心轨道变化的工序中，信号处理单元根据位置关系的信息计算带电粒子源的偏转角度的调整量。
另外，在实施例中，公开了带电粒子束装置的调整方法，信号处理单元根据通过带电粒子束与物体碰撞而得到的信号，收集带来透镜效应的电磁场的中心与产生透镜效应后的带电粒子束的第一中心轨道的位置关系的信息，在使第二中心轨道与第一中心轨道一致的工序中，信号处理单元根据位置关系的信息计算带电粒子源的虚拟位置的调整量。
另外，在实施例中，公开了带电粒子束装置的调整方法，信号处理单元根据通过带电粒子束与物体碰撞而得到的信号，收集带来透镜效应的电磁场的中心与产生透镜效应后的带电粒子束的中心轨道的位置关系的信息，在使带电粒子束的第一中心轨道变化的工序中，信号处理单元在画面上显示用于显示电磁场的中心与第一中心轨道的位置关系的用户界面，在使第二中心轨道与第一中心轨道一致的工序中，信号处理单元在画面上显示用于显示电磁场的中心与第二中心轨道的位置关系的用户界面。
实施例1
本实施例中的带电粒子束装置的基本构成能够采用与图1所示的装置相同的构成。
至此说明的光轴偏移的重要因素是在第二聚焦透镜8的后级形成的焦点OC2 HM和OC2-LM不在同一轨道上。换言之，若能够使焦点OC2 HM和OC2-LM位于相同的轨道上，则能够抑制由缩小率的变化引起的光轴偏移。
因此，在本实施例中，通过利用枪对准线圈使虚拟的电子源的位置(虚拟位置36)移动，来将缩小率小的情况下的焦点配置在缩小率大的情况下的电子束中心轨道上。
以往，枪对准线圈使用利用上级枪对准线圈5以及/或者下级枪对准线圈6扫描一次电子束4而得到的像(灯丝图像)，用于使其偶尔的光学条件中的样本像的亮度最大。
如本实施例那样，未通过枪对准线圈进行使第一中心轨道33与第二中心轨道34一致这样的调整。因此，以往，在改变了光学条件时产生光轴偏移。
特别是，热电子释放型电子枪的情况下灯丝1的更换频度高，此时使用枪对准线圈等进行灯丝1的虚拟位置36的调整。因此，每次调整，光学条件都变化。
因此，通过在灯丝更换时等用本实施例所示的方法调整，能够抑制光学条件变化时的光轴偏移。
图4是通过枪对准线圈将缩小率小的情况下的焦点O’C2 LM配置在第一中心轨道33上时的电子束轨道图。图5是第二聚焦透镜8与物镜光圈9之间的放大图。
通过上级枪对准线圈5以及下级枪对准线圈6使电子束在灯丝1的附近偏转，从而灯丝1的虚拟位置36从OG移动到OG AL。第二聚焦透镜8的焦点的位置与此相伴移动，但其移动量ΔOC2以聚焦透镜的缩小率MC决定。虚拟位置36的移动量是(OG-OG AL)，所以ΔOC2＝(OG-OG AL)×MC。
将缩小率小的情况下的缩小率作为MC LM。通过控制上级枪对准线圈5以及/或者下级枪对准线圈6使虚拟位置36的移动量(OG-OG AL)成为(OG-OG AL)＝(ΔOC2 LM/MC_LM)，能够将缩小率小的情况下的新的焦点O’C2 LM配置在第一中心轨道33上(第一中心轨道33和第二中心轨道34几乎相同)。
这里，虚拟位置36的移动也对缩小率大的情况下的焦点造成影响，缩小率大的情况下的新的焦点为O’C2 HM。因此，也考虑在枪对准线圈的驱动前后，第一中心轨道33变化。
但是，缩小率大的情况下的缩小率MC HM为MC LM的100倍以上。因此，缩小率大的情况下的焦点的移动量ΔOC2 HM与ΔOC2 LM相比，为1/100以下，能够几乎无视虚拟位置36的移动的影响(OC2 HM≈O’C2 HM)。换句话说，缩小率小的情况下焦点从OC2 LM移动到O’C2 LM，电子束轨道变化，但缩小率大的情况下焦点几乎不移动。即，与虚拟位置36的移动无关，而维持第一中心轨道33。
如以上所述，使用枪对准线圈使虚拟位置36移动，将O’C2 LM配置在第一中心轨道33上，从而第一中心轨道33与第二中心轨道34几乎相同。其结果，即使物镜光圈9的中心轴偏离光轴32，也能够抑制伴随光学条件的变化的光轴偏移、视场偏移。
在以往的带电粒子束装置中，物镜光圈9的中心轴偏离光轴32的情况下，设置有用于将物镜光圈9返回到理想位置的物镜光圈可动机构。通过使用本实施例所示的方法，不需要物镜光圈可动机构。
接下来，对本实施例中的调整的流程进行说明。图6是本实施例中的调整顺序的流程图。
步骤601：操作人员经由输入单元31向计算机28输出开始调整的指示。计算机28向第一聚焦透镜控制电路21以及第二聚焦透镜控制电路22输出指示，将第一聚焦透镜7以及/或者第二聚焦透镜8的2个聚焦透镜的缩小率设定为较大的状态。
步骤602：缩小率大的状态的光学条件不是最佳的情况下，操作人员或计算机28根据需要通过后述的方法进行光学条件的调整。
步骤603：计算机28根据需要将聚焦透镜的缩小率大的状态下的光学条件(包括第一中心轨道33的信息)存储到存储单元30。
步骤604：操作人员或计算机28向第一聚焦透镜控制电路21以及第二聚焦透镜控制电路22输出指示，将第一聚焦透镜7以及/或者第二聚焦透镜8的2个聚焦透镜的缩小率设定为较小的状态。
步骤605：操作人员或计算机28参照存储到存储单元30的光学条件，并且向枪对准控制电路20输出指示，调整上级枪对准线圈5以及/或者下级枪对准线圈6。调整以使第一中心轨道33和第二中心轨道34一致的方式来进行。
通过以上的步骤完成调整。其结果，在变更光学条件的情况等，即使带电粒子束的状态变化也能够抑制光轴、视场的偏移。
另外，在步骤602～603中，在聚焦透镜的缩小率大的状态下调整光学条件，将光学条件记录到存储单元30，在步骤604～605中为使第一中心轨道33和第二中心轨道34一致，能够代表性地使用以下所记载的方法的任意一个(或它们的组合)。
第一个方法是在步骤602中，使用物镜控制电路25使物镜13的励磁变化(优选变化为周期性的正弦波状、三角波状、或者矩形波状，但并不局限于此)，使用对准器控制电路23调整对准器10以使此时的样本像的视场偏移最小的方法。
若物镜13的励磁变化，则一次电子束4的聚焦位置变化。如上所述，一次电子束4越偏离光轴32，伴随聚焦位置的变化的视场偏移越大。通过调整对准器10使伴随聚焦位置的变化的视场偏移最小，能够实现第一中心轨道33在主面35中通过光轴32。
然后，若在步骤604中使聚焦透镜的缩小率成为较小的状态，则产生由光轴偏移引起的视场偏移。
因此，在步骤605中，与步骤602相同地，使用物镜控制电路25使物镜13的励磁变化，调整为样本像的视场偏移最小。
但是，与步骤602的情况不同，在步骤605中，使用枪对准控制电路20调整上级枪对准线圈5以及/或者下级枪对准线圈6。
在物镜光圈9的位置不变的情况下，由物镜13的励磁变化引起的视场偏移最小这样的电子束中心轨道的条件唯一。因此，通过使用该方法，能够使第一中心轨道33与第二中心轨道34一致。
第二个方法是在步骤603中，由存储单元30存储被样本像显示的视场的位置，在显示装置29上绘制样本像的基准点、基准图形的位置的方法。
然后，若在步骤604中使聚焦透镜的缩小率成为较小的状态，则产生由光轴偏移引起的视场偏移。
在步骤605中，在聚焦透镜的缩小率小的状态下使用枪对准控制电路20调整上级枪对准线圈5以及/或者下级枪对准线圈6，使在步骤603中存储的视场与当前的视场一致。
第三个方法是在用于控制物镜13或设置于物镜13的电子光学系统内部的真空度的光圈(未图示)等上，扫描一次电子束4，使用此时得到的圆形像的方法。这里，一次电子束4的扫描通过改变上级偏转线圈11以及下级偏转线圈12的偏转电流的比来实现。
图7是在该方法中得到的圆形像的示意图。
在图7中，圆形像37的中心38表示物镜的中心(光轴32)。整个图像的中心39表示一次电子束4的中心(第一中心轨道33或者第二中心轨道34)。能够通过圆形像37使光轴32与一次电子束4的中心的位置关系可视化。
此外，在图7中示出圆形像37的中心38，所以在圆形像37的内部用黑线绘制十字。该十字是便于绘制的，不一定是必要的显示。
如图7的(a)那样，圆形像37的中心38和整个图像的中心39偏移的情况下，在步骤602中，使用对准器控制电路23调整对准器10，成为圆形像37的中心38与整个图像的中心39一致的状态(图7的(b)的状态)。其结果，一次电子束4在主面35上通过光轴32。
然后，在步骤605中也使用圆形像37，并使用枪对准控制电路20调整上级枪对准线圈5和下级枪对准线圈6以使圆形像37的中心38与整个图像的中心39一致。
在上述的方法中，在聚焦透镜的缩小率大的步骤602中，利用对准器10进行使圆形像37的中心38与整个图像的中心39一致的调整。除了该调整方法，也可以在步骤603中将圆形像37的中心38的位置存储到存储单元30，使步骤605中的圆形像37的中心38的位置(缩小率小的情况的位置)与存储的位置(缩小率大的情况下的位置)一致。
图8是在聚焦透镜的缩小率变化时产生的光轴偏移的大小的模拟结果。进行本实施例所示的调整的情况和以往的情况这两种模拟。
模拟假定了物镜光圈9从物镜13的中心轴偏离100微米的情况(ΔrAPT＝100微米)。另外，假定使用聚焦透镜的缩小率能够连续地控制到0.0029～0.18倍的装置的情况。光轴偏移的大小(纵轴)由利用对准器10使电子束中心轨道通过物镜13的中心的偏转角度的变化量来表示。
本实施例所示的调整假设在聚焦透镜的缩小率最大的情况(0.0029倍)和最小的情况(0.18倍)下进行使第二聚焦透镜8的后级的电子束中心轨道一致。
以往的情况(图8虚线)下，随着缩小率变小而光轴偏移量也变大。在进行本实施例的调整的情况(图8实线)下，在缩小率最大的情况和最小的情况下，使第一中心轨道33和第二中心轨道34几乎一致，所以该二点的光轴偏移量几乎为0。在其他的缩小率的情况中也抑制光轴偏移。
进行了本实施例所示的调整的情况下的、光轴偏移量的最大值大约为0.84毫拉德(Milli radians)(缩小率为0.1～0.12倍前后)。另一方面，以往的情况下的光轴偏移量的最大值大约为3.5毫拉德(缩小率为0.18倍)。即，通过本实施例所示的调整，光轴偏移的最大值被抑制76％。通过本实施例所示的调整，能够抑制在改变聚焦透镜的缩小率的情况下产生的光轴偏移，不需要伴随缩小率的变化的对准器10的重新调整。
另外，在上述的例子中，假定了将聚焦透镜的缩小率最大的情况和最小的情况作为基准，调整枪对准线圈以使电子束中心轨道一致的情况，但作为基准的缩小率可以不是最大、最小。
图9是在最大的缩小率与任意的缩小率之间，使电子束中心轨道一致时的光轴偏移的抑制率的模拟结果。光轴偏移的抑制率通过(1－(光轴偏移量的最大值)/(以往的情况下的光轴偏移量的最大值))来求出。
按照图9所示，即使在最大的缩小率与任意的缩小率之间使电子束中心轨道一致，也能够抑制光轴偏移。例如，在使缩小率最大的情况(0.0029倍)与缩小率为0.02倍左右的情况下的电子束中心轨道一致时，能够抑制将轴偏移约70％。
在上述的例子中，在最大的缩小率与任意的缩小率之间，使电子束中心轨道一致。但是，既可以在任意的缩小率与最小的缩小率之间使电子束中心轨道一致，也可以在任意的缩小率与任意的缩小率之间使电子束中心轨道一致。
在缩小率大的情况下，照射到样本的电子束量变少，所以样本像的信号/噪声比变差。其结果，难以观察样本像等进行调整。因此，不将最大的缩小率作为基准，例如以0.02倍的缩小率为基准，使电子束中心轨道一致，从而能够提高信号/噪声比，并且进行本实施例的调整。
实施例2
实施例2是在具备与实施例1相同的构成的带电粒子束装置中，能够进一步抑制光轴偏移的光轴调整方法。以下，以与实施例1的不同点为中心进行说明。
在实施例1中，调整为预先决定的2个缩小率(例如，最大缩小率和最小缩小率)中的电子束中心轨道相同。然而，如图8所示，在将聚焦透镜缩小率MC设定为2个缩小率以外的情况下，还残存有光轴偏移。
根据聚焦透镜的缩小率MC，如以下那样控制第二聚焦透镜8的焦点的位置，从而能够进一步抑制残存的光轴偏移。
图10的(a)是在b2_HM≤b2_MM≤b2_LM的任意的位置b2_MM有第二聚焦透镜8的焦点OC2_MM的情况下的第二聚焦透镜8与物镜光圈9之间的放大图。将通过b2_MM的电子束中心轨道作为第三中心轨道40。
焦点OC2_MM与第一中心轨道33(缩小率大的情况)的(与透镜中心轴垂直方向的)距离ΔOC2_MM由以下的公式表示。
ΔOC2_MM＝θC2_HM*(b2-b2_HM)
θC2_HM＝ΔOC2_LM/(b2_LM-b2_HM)
如图10的(b)那样，若调整枪对准线圈使第一中心轨道33与第二中心轨道34(缩小率小的情况)一致，则电子源的虚拟的移动量OG_AL和ΔOC2_LM有由下式表示的关系。
ΔOC2_LM＝OG_AL*MC_LM
另一方面，若将此时的聚焦透镜的缩小率设为MC_MM，则在枪对准线圈的调整后，位于任意的b2_MM的焦点的移动量ΔO’C2_MM由以下的公式表示。
ΔO’C2_MM＝OG_AL*MC_MM
因此，通过调整缩小率M_MM和焦点OC2 MM，以使此时的移动量ΔO’C2_MM和ΔOC2_MM一致，对于任意的缩小率也能够抑制光轴偏移。换言之，第一中心轨道33、第二中心轨道34、第三中心轨道40分别几乎一致。
通过上述4个公式，成为ΔO’C2_MM＝ΔOC2_MM的缩小率MC_MM由下式表示。
MC_MM＝MC_LM*(b2_MM-b2_HM)/(b2_LM-b2_HM)
通过分别相互地调整第一聚焦透镜7和第二聚焦透镜8的励磁，能够保持焦点且使缩小率变化、或其相反(保持缩小率并且使焦点变化)，所以能够对于任意的MC_MM，抑制上述的光轴偏移。
图11示出实施例1以及2所示的方法中使聚焦透镜的缩小率变化时产生的光轴偏移的模拟结果。在实施例1的方法中也能够抑制光轴偏移，但在实施例2的情况下，也能够比实施例1进一步抑制光轴偏移。实施例2的情况下，在使缩小率变化的情况下，光轴偏移量也几乎保持恒定。
实施例1的情况下以光轴偏移最大的缩小率(0.1倍～0.12倍前后)比较实施例1和实施例2，则实施例2的光轴偏移与实施例1相比约1/20。
此外，在本实施例中，对在b2_HM≤b2_MM≤b2_LM的任意的位置b2_MM有第二聚焦透镜8的焦点OC2_MM的情况进行了说明，但既可以是b2_HM＞b2_MM，也可以是b2_MM＞b2_LM。
实施例3
实施例1、2中说明的调整方法重要的是把握第一中心轨道33的信息，缩小率小时调整枪对准线圈这样的顺序。在本实施例中，说明操作人员能够容易地按照希望的顺序进行调整的方法。以下，以与至此的实施例的不同点为中心进行说明。
在本实施例中，对步骤602～605所示的三个代表的调整方法中，使用图7说明的使圆形像37的中心38移动到整个图像的中心39的方法来调整的情况进行说明。但是，在其他的方法中，也能够应用本实施例所示的思想。
在更换灯丝1时，操作人员注意到光学条件变更时的光轴偏移的情况下，操作人员能够经由输入单元31向计算机28指示调整的开始。若计算机28从操作人员接受调整开始的指示，则按照图12的流程开始处理。
以下详细地对图12的处理流程进行说明。
步骤1201：在进行调整之前，操作人员以任意的条件观察样本。因此，在进行本实施例的调整时，希望设定为适合调整的光学条件。
在本实施例中，使用图7中说明的圆形像37的调整方法。为了得到圆形像37，计算机28设定为一次电子束4在物镜13内扫描。
另外，在图7中说明的方法中，从聚焦透镜的缩小率较大的状态开始调整。因此，计算机28向第一聚焦透镜控制电路21、第二聚焦透镜控制电路22等输出指示，将聚焦透镜的缩小率设定得较大。
此时显示的圆形像37的亮度根据调整前的条件而发生了变化。计算机28通过信号控制电路26，将圆形像37的亮度设定为最适于调整的亮度。
在步骤1201中，除了上述的各设定以外，还可以设定装置内部的真空度、一次电子束4的焦点位置以及/或者样本14的位置等各种参数。
步骤1202：计算机28在显示装置29显示图13的(a)的图像。圆形像37的中心38表示物镜的中心(光轴32)。整个图像的中心39表示一次电子束4的中心(第一中心轨道33)。在该画面设置有X滑动条41和Y滑动条42。
若操作人员操作X滑动条41以及/或者Y滑动条42，则计算机28向对准器控制电路23或枪对准控制电路20等输出指示，使一次电子束4的中心位置移动。此时的移动量根据X滑动条41以及/或者Y滑动条42的指定值决定。
此外，使一次电子束4的中心位置移动的方法并不局限于滑动条。例如，也可以直接输入向控制电路的输入值、对准器10等的电流值等。也可以设置使输入值增减的按钮等。作为硬件，可以具备跟踪球、十字键等控制器，根据来自控制器的输入，使一次电子束4的中心位置移动。其他，能够进行各种构成。
另外，为了操作人员的方便，也可以在该画面设置复位按钮43。通过操作人员按下复位按钮43，计算机28控制各构成要素以将与X滑动条41以及Y滑动条42对应的一次电子束4的移动复位(各滑动条返回中央)。
步骤1203：计算机28将X滑动条41以及Y滑动条42的控制对象设定为对准器控制电路23(经由对准器控制电路23的对准器10)。通过步骤1203，操作人员能够在缩小率大的情况下调整对准器10。
步骤1204：操作人员使用X滑动条41以及/或者Y滑动条42，使光轴32与第一中心轨道33一致(使圆形像37的中心38与整个图像的中心39一致)。图13的(b)是它们一致时的显示装置29上的显示。在使中心一致之后，操作人员按下下一步迁移按钮44，进入下个步骤。
步骤1205：计算机28向第一聚焦透镜控制电路21、第二聚焦透镜控制电路22等输出指示，将聚焦透镜的缩小率设定得较小。通过缩小率的变化，亮度等也可能变化，所以计算机28也据此进行亮度、其他的光学条件设定。
步骤1206：计算机28在显示装置29显示图13的(c)的画面。X滑动条41、Y滑动条42以及/或者复位按钮43等的行为与步骤1202中说明的相同。
步骤1207：计算机28将X滑动条41以及Y滑动条42的控制对象设定为枪对准控制电路20(经由枪对准控制电路20的上级枪对准线圈5、下级枪对准线圈6)。通过步骤1207，操作人员能够在缩小率小的情况下调整枪对准线圈。
此外，在具备多个枪对准线圈的情况下，操作人员必须分别调整枪对准线圈。因此，在具备多个枪对准线圈的情况下，预先决定多个枪对准线圈的控制比，从而能够使操作人员调整的参数减少。
步骤1208：操作人员使用X滑动条41以及Y滑动条42使光轴32与第一中心轨道33一致(使圆形像37的中心38与整个图像的中心39一致)。图13的(d)是它们一致时显示装置29上的显示。在使中心一致之后，操作人员按下调整完成按钮45，决定光学条件。
通过上述步骤进行调整，从而操作人员能够容易地按照希望的顺序调整。
此外，在步骤1204中，也可以将圆形像37向任意的位置移动，进行使步骤1208中的圆形像37的位置(缩小率小时的圆形像)与在步骤1204中移动的圆形像37的位置(缩小率大时的圆形像的位置)一致的操作。“将圆形像移动到任意的位置”也有完全不移动圆形像的情况。
实施例4
实施例4说明自动地进行至此的实施例所示的调整的方法。以下，以与至此的实施例的不同点为中心进行说明。
图14示出本实施例的调整方法的流程图。以下，对流程的细节进行说明。
步骤1401：计算机28进行与步骤1201相同的处理(电子束扫描条件、缩小率、亮度等的设定)。
步骤1402：在实施例3所示的调整方法中，需要进行操作人员一边观察画面显示一边手动地调整的步骤1202。在本实施例中，计算机28自动地进行调整，所以不一定需要与步骤1202相当的步骤。因此，计算机28将下一个步骤(步骤1403)的控制对象设定为对准器控制电路23(经由对准器控制电路23的对准器10)。
步骤1403：计算机28进行与步骤1204相当的处理亦即光学条件的自动调整。通过步骤1402，自动调整时的控制对象为对准器控制电路23。
自动调整通过图像处理测量圆形像37的中心38的位置，能够通过圆形像37的中心38的位置，决定向对准器控制电路23的输入值等来实现。在自动调整时，也可以使用其他已知的图像处理方法，也可以置换为例如求出圆形像37的重心位置的处理。此外，为了方便，表现为“图像”处理，但不需要在显示装置29显示图像，并且处理的对象也不需要被图像化。计算机28也可以从检测器17接受未被图像化的信号值，根据该信号值决定向对准器控制电路23的输入值。
步骤1404：计算机28进行与步骤1205相同的处理(电子束扫描条件、缩小率、亮度等的设定)。
步骤1405：计算机28将下个步骤(步骤1406)的控制对象设定为枪对准控制电路20(经由枪对准控制电路20的上级枪对准线圈5、下级枪对准线圈6)。按照步骤1402中的说明，在本实施例中，不一定需要与步骤1206相当的步骤。
步骤1406：计算机28进行与步骤1208相当的处理亦即光学条件的自动调整。通过步骤1405，自动调整时的控制对象为枪对准控制电路20。
实施例3是操作人员一边观察显示装置29上的图像，一边调整光学条件。在本实施例中，通过自动地处理与实施例3的步骤1204以及步骤1208相当的步骤，除了能够节省操作人员进行调整的时间以外，能够不依赖于操作人员的技能而进行稳定的调整，即使操作新手也能够容易地实施调整。
此外，在步骤1403中，也可以是计算机28将圆形像37的位置记录到存储单元30，进行使步骤1406中的圆形像37的中心38的位置(缩小率小的情况)与在步骤1403中记录的位置(缩小率大的情况)一致的处理。
以上，通过各实施例对本发明进行了说明，但能够在不变更发明的主旨的范围内进行构成要素的置换、追加、删除、处理顺序的更换等。
附图标记的说明
1…灯丝，2…维纳尔，3…阳极，4…一次电子束，5…上级枪对准线圈，6…下级枪对准线圈，7…第一聚焦透镜，8…第二聚焦透镜，9…物镜光圈，10…对准器，11…上级偏转线圈，12…下级偏转线圈，13…物镜，14…样本，15…工作台，16…信号，17…检测器，18…放大器，19…高电压控制电路，20…枪对准控制电路，21…第一聚焦透镜控制电路，22…第二聚焦透镜控制电路，23…对准器控制电路，24…偏转控制电路，25…物镜控制电路，26…信号控制电路，27…工作台控制电路，28…计算机，29…显示装置，30…存储单元，31…输入单元，32…光轴，33…第一中心轨道，34…第二中心轨道，35…主面，36…虚拟位置，37…圆形像，38…圆形像37的中心，39…整个图像的中心，40…第三中心轨道，41…X滑动条，42…Y滑动条，43…复位按钮，44…下一步迁移按钮，45…调整完成按钮。

Claims (3)

1.一种带电粒子束装置，其特征在于，具有：
带电粒子源，其释放出照射到样本的带电粒子束；
聚焦透镜系统，其包括至少一个将上述带电粒子束以预定的缩小率聚焦的聚焦透镜；
光圈，其配置在上述聚焦透镜系统与物镜之间；
偏转器，其位于上述聚焦透镜系统中最下游的聚焦透镜与上述带电粒子源之间，使上述聚焦透镜系统的焦点能够向离开上述物镜的光轴的方向移动；以及
控制单元，其控制上述偏转器以及上述聚焦透镜系统，
上述控制单元控制上述偏转器使上述焦点移动到抑制由上述聚焦透镜系统的缩小率的变化引起的、上述聚焦透镜系统的下游的上述带电粒子束的中心轨道的偏移的位置，
上述控制单元以使第一中心轨道与第二中心轨道一致的方式进行上述偏转器的控制，其中，上述第一中心轨道是上述聚焦透镜系统具有第一缩小率时的上述聚焦透镜系统的下游的上述带电粒子束的中心轨道，上述第二中心轨道是上述聚焦透镜系统具有小于上述第一缩小率的第二缩小率时的上述聚焦透镜系统的下游的上述带电粒子束的中心轨道。
2.根据权利要求1所述的带电粒子束装置，其特征在于，
上述控制单元进行偏转器的控制使上述焦点向离开上述物镜的光轴的方向移动以抑制第二中心轨道相对于第一中心轨道的偏移。
3.一种带电粒子束装置，其特征在于，具有：
带电粒子源，其释放出照射到样本的带电粒子束；
聚焦透镜系统，其包括至少一个将上述带电粒子束以预定的缩小率聚焦的聚焦透镜；
调整单元，其调整上述带电粒子束对上述样本的照射条件；
物镜，其将上述带电粒子束聚焦到上述样本；
光圈，其配置在上述聚焦透镜系统与物镜之间；
偏转器，其位于上述聚焦透镜系统中最下游的聚焦透镜与上述带电粒子源之间，使上述聚焦透镜系统的焦点能够向离开上述物镜的光轴方向移动；
检测器，其输出通过上述带电粒子束与物体碰撞而得到的信号；
信号处理单元，其根据上述检测器的信号，收集上述物镜的中心轴与上述聚焦透镜系统的下游的上述带电粒子束的中心轨道的位置关系的信息；
显示器；以及
条件操作单元，其操作上述调整单元以及上述偏转器的动作条件，
上述信号处理单元使上述显示器显示在上述信号处理单元收集到的上述物镜的中心轴与上述带电粒子束的中心轨道的位置关系的信息，
上述信号处理单元在显示器显示用户界面，提示以使第一中心轨道与第二中心轨道一致的方式操作上述条件操作单元来移动上述焦点，其中，上述第一中心轨道是上述聚焦透镜系统具有第一缩小率时的上述聚焦透镜系统的下游的上述带电粒子束的中心轨道，上述第二中心轨道是上述聚焦透镜系统具有小于上述第一缩小率的第二缩小率时的上述聚焦透镜系统的下游的上述带电粒子束的中心轨道。
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