JP2000188079A - 荷電粒子線観察装置 - Google Patents
荷電粒子線観察装置Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】収差のない良好な像を撮像素子面に形成する観
察精度の高い荷電粒子線観察装置を提供する。 【解決手段】照射用荷電粒子線Ｓを試料面１９に導く照
射手段１０〜１８と、試料面１９から放出された観察用
荷電粒子線Ｋを第１検出手段１、２に結像させた後に光
束に変換し、光束をリレー光学系４、５を介して第２検
出手段６に結像させる観察手段とを備えた荷電粒子線観
察装置において、リレー光学系は、無限系に対して収差
補正された正の焦点距離を有する２つのレンズ系４、５
によって形成され、２つのレンズ系４、５は、無限系側
が対向するように配置され、２つのレンズ系４、５のう
ちの前方のレンズ系４はその前側焦点面が第１検出手段
１、２の光束射出面となるように配置され、後方のレン
ズ系５はその後側焦点面が第２検出手段６の検出面とな
るように配置された。
察精度の高い荷電粒子線観察装置を提供する。 【解決手段】照射用荷電粒子線Ｓを試料面１９に導く照
射手段１０〜１８と、試料面１９から放出された観察用
荷電粒子線Ｋを第１検出手段１、２に結像させた後に光
束に変換し、光束をリレー光学系４、５を介して第２検
出手段６に結像させる観察手段とを備えた荷電粒子線観
察装置において、リレー光学系は、無限系に対して収差
補正された正の焦点距離を有する２つのレンズ系４、５
によって形成され、２つのレンズ系４、５は、無限系側
が対向するように配置され、２つのレンズ系４、５のう
ちの前方のレンズ系４はその前側焦点面が第１検出手段
１、２の光束射出面となるように配置され、後方のレン
ズ系５はその後側焦点面が第２検出手段６の検出面とな
るように配置された。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は荷電粒子線観察装置
に関し、特に電子ビームやイオンビーム等の荷電粒子線
を用いて物体面の観察、検査等を行う荷電粒子線観察装
置に関する。
に関し、特に電子ビームやイオンビーム等の荷電粒子線
を用いて物体面の観察、検査等を行う荷電粒子線観察装
置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来より微細化、高集積化した半導体素
子等の観察、検査をするために、電子ビーム等を用いた
荷電粒子線観察装置が多く用いられている。荷電粒子線
観察装置の中には、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）の他
に、写像型電子観察装置と呼ばれるものがある。走査型
電子顕微鏡が、いわゆる点から点への照明・結像を行う
観察装置であるのに対して、写像型電子観察装置は、面
から面への照明・結像が可能な観察装置である。近年、
こうした写像型電子観察装置の開発が盛んに行われてい
る。
子等の観察、検査をするために、電子ビーム等を用いた
荷電粒子線観察装置が多く用いられている。荷電粒子線
観察装置の中には、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）の他
に、写像型電子観察装置と呼ばれるものがある。走査型
電子顕微鏡が、いわゆる点から点への照明・結像を行う
観察装置であるのに対して、写像型電子観察装置は、面
から面への照明・結像が可能な観察装置である。近年、
こうした写像型電子観察装置の開発が盛んに行われてい
る。
【０００３】写像型電子観察装置の構成を、以下簡単に
説明する。まず、電子銃より発せられた１次電子ビーム
（照射用電子線）は、１次光学系（照射光学系）を通過
して、イー・クロス・ビー等の電磁プリズムに入射す
る。電磁プリズムを通過した後の１次電子ビームは、カ
ソードレンズ（対物光学系）を通過して、その断面形状
が線形状又は矩形状又は円、楕円状である電子ビームと
なって、試料を落射照明する。試料に１次電子ビームが
照射されると、試料で反射する比較的エネルギーの高い
反射電子ビームと、試料から放出される低エネルギーの
２次電子ビームとが発生する。これらの電子ビームのう
ち、通常、２次電子ビームが結像に用いられる。
説明する。まず、電子銃より発せられた１次電子ビーム
（照射用電子線）は、１次光学系（照射光学系）を通過
して、イー・クロス・ビー等の電磁プリズムに入射す
る。電磁プリズムを通過した後の１次電子ビームは、カ
ソードレンズ（対物光学系）を通過して、その断面形状
が線形状又は矩形状又は円、楕円状である電子ビームと
なって、試料を落射照明する。試料に１次電子ビームが
照射されると、試料で反射する比較的エネルギーの高い
反射電子ビームと、試料から放出される低エネルギーの
２次電子ビームとが発生する。これらの電子ビームのう
ち、通常、２次電子ビームが結像に用いられる。
【０００４】２次電子ビーム（観察用電子線）は、カソ
ードレンズを通過して、電磁プリズムに入射する。電磁
プリズムを通過した２次電子ビームは、２次光学系（結
像光学系）を通過して、電子ビーム検出器に入射する。
ここで、電子ビーム検出器は、電子を増幅するためのＭ
ＣＰ（Micro Channel Plate）、電子を光に変換するた
めの蛍光板等から構成されている。電子ビーム検出器に
て電子信号から光信号に変換され、電子ビーム検出器を
射出した光束は、リレー光学系を透過して撮像素子に所
定の倍率で結像される。この撮像素子に入射した光束の
情報を基に、試料の観察、検査等を行うことになる。
ードレンズを通過して、電磁プリズムに入射する。電磁
プリズムを通過した２次電子ビームは、２次光学系（結
像光学系）を通過して、電子ビーム検出器に入射する。
ここで、電子ビーム検出器は、電子を増幅するためのＭ
ＣＰ（Micro Channel Plate）、電子を光に変換するた
めの蛍光板等から構成されている。電子ビーム検出器に
て電子信号から光信号に変換され、電子ビーム検出器を
射出した光束は、リレー光学系を透過して撮像素子に所
定の倍率で結像される。この撮像素子に入射した光束の
情報を基に、試料の観察、検査等を行うことになる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】上記従来の荷電粒子線
観察装置においては、既に説明したように、電子ビーム
検出器にて荷電粒子線を検出した後に光束に変換して、
その光束をリレー光学系を透過して撮像素子に所定の倍
率で結像する。従来より、リレー光学系には、２つのレ
ンズが用いられていた。しかし、このリレー光学系にお
いて、２つのレンズのうち前群レンズを透過した後の
光、及び、後群レンズに入射する光は、平行光になって
いなかった。すなわち、これらの２つのレンズは、全系
を通して有限系に対して収差補正されたレンズ群であっ
た。そのため、撮像素子上に形成される像を所定の倍率
に正しく合わせ、しかも収差がなく良好なものとするた
めに、２つのレンズの距離が所定値となり、偏芯のない
ような、各素子の精度良い配置が要求されていた。
観察装置においては、既に説明したように、電子ビーム
検出器にて荷電粒子線を検出した後に光束に変換して、
その光束をリレー光学系を透過して撮像素子に所定の倍
率で結像する。従来より、リレー光学系には、２つのレ
ンズが用いられていた。しかし、このリレー光学系にお
いて、２つのレンズのうち前群レンズを透過した後の
光、及び、後群レンズに入射する光は、平行光になって
いなかった。すなわち、これらの２つのレンズは、全系
を通して有限系に対して収差補正されたレンズ群であっ
た。そのため、撮像素子上に形成される像を所定の倍率
に正しく合わせ、しかも収差がなく良好なものとするた
めに、２つのレンズの距離が所定値となり、偏芯のない
ような、各素子の精度良い配置が要求されていた。
【０００６】また、ある結像倍率のリレー光学系の結像
倍率を変更するためにリレー光学系の後群レンズを交換
する場合等においては、良好な像を得るために、前群レ
ンズで生じる収差を打ち消すような収差をもった後群レ
ンズを、精度良く配置しなければならなかった。したが
って本発明は、電子ビーム検出器上に形成された荷電粒
子線による像を光による像に変換し、その光をリレー光
学系を介して、レンズ間距離や偏芯精度に依らず収差の
ない良好な像として撮像素子面に形成させ、又、リレー
光学系の結像倍率の変更も容易な観察精度の高い荷電粒
子線観察装置を提供することを課題とする。
倍率を変更するためにリレー光学系の後群レンズを交換
する場合等においては、良好な像を得るために、前群レ
ンズで生じる収差を打ち消すような収差をもった後群レ
ンズを、精度良く配置しなければならなかった。したが
って本発明は、電子ビーム検出器上に形成された荷電粒
子線による像を光による像に変換し、その光をリレー光
学系を介して、レンズ間距離や偏芯精度に依らず収差の
ない良好な像として撮像素子面に形成させ、又、リレー
光学系の結像倍率の変更も容易な観察精度の高い荷電粒
子線観察装置を提供することを課題とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明は上記課題を解決
するためになされたものであり、すなわち、添付図面に
付した符号をカッコ内に付記すると、本発明は、照射用
荷電粒子線（Ｓ）を試料面（１９）に導く照射手段（１
０〜１８）と、試料面（１９）から放出された観察用荷
電粒子線（Ｋ）を第１検出手段（１、２）に結像させた
後に光束に変換し、光束をリレー光学系（４、５）を介
して第２検出手段（６）に結像させる観察手段とを備え
た荷電粒子線観察装置において、リレー光学系は、無限
系に対して収差補正された正の焦点距離を有する２つの
レンズ系（４、５）によって形成され、２つのレンズ系
（４、５）は、無限系側が対向するように配置され、２
つのレンズ系（４、５）のうちの前方のレンズ系（４）
はその前側焦点面が第１検出手段（１、２）の光束射出
面となるように配置され、後方のレンズ系（５）はその
後側焦点面が第２検出手段（６）の検出面となるように
配置されたことを特徴とする荷電粒子線観察装置であ
る。
するためになされたものであり、すなわち、添付図面に
付した符号をカッコ内に付記すると、本発明は、照射用
荷電粒子線（Ｓ）を試料面（１９）に導く照射手段（１
０〜１８）と、試料面（１９）から放出された観察用荷
電粒子線（Ｋ）を第１検出手段（１、２）に結像させた
後に光束に変換し、光束をリレー光学系（４、５）を介
して第２検出手段（６）に結像させる観察手段とを備え
た荷電粒子線観察装置において、リレー光学系は、無限
系に対して収差補正された正の焦点距離を有する２つの
レンズ系（４、５）によって形成され、２つのレンズ系
（４、５）は、無限系側が対向するように配置され、２
つのレンズ系（４、５）のうちの前方のレンズ系（４）
はその前側焦点面が第１検出手段（１、２）の光束射出
面となるように配置され、後方のレンズ系（５）はその
後側焦点面が第２検出手段（６）の検出面となるように
配置されたことを特徴とする荷電粒子線観察装置であ
る。
【０００８】また本発明は、照射線源（１０）から発し
た照射用荷電粒子線（Ｓ）を照射光学系（１１）を介し
て光路切換手段（１５）に入射させ、光路切換手段（１
５）を通過した照射用荷電粒子線（Ｓ）を対物光学系
（１８）を介して試料面（１９）に入射させ、試料面
（１９）から放出された観察用荷電粒子線（Ｋ）を対物
光学系（１８）を介して光路切換手段（１５）に入射さ
せ、光路切換手段（１５）によって照射線源（１０）に
至る方向とは異なる方向に観察用荷電粒子線（Ｋ）を導
き、光路切換手段（１５）を通過した後の観察用荷電粒
子線（Ｋ）を結像光学系（２０）を介して第１検出手段
（１、２）に入射させ、第１検出手段（１、２）によっ
て検出した観察用荷電粒子線（Ｋ）を光束に変換し、第
１検出手段（１、２）から発した光束をリレー光学系
（４、５）を介して第２検出手段（６）に入射させる荷
電粒子線観察装置において、リレー光学系（４、５）
は、無限系に対して収差補正された正の焦点距離を有す
る２つのレンズ系によって形成され、２つのレンズ系
（４、５）は、無限系側が対向するように配置され、２
つのレンズ系（４、５）のうちの前方のレンズ系（４）
はその前側焦点面が第１検出手段（１、２）の光束射出
面となるように配置され、後方のレンズ系（５）はその
後側焦点面が第２検出手段（６）の検出面となるように
配置されたことを特徴とする荷電粒子線観察装置であ
る。
た照射用荷電粒子線（Ｓ）を照射光学系（１１）を介し
て光路切換手段（１５）に入射させ、光路切換手段（１
５）を通過した照射用荷電粒子線（Ｓ）を対物光学系
（１８）を介して試料面（１９）に入射させ、試料面
（１９）から放出された観察用荷電粒子線（Ｋ）を対物
光学系（１８）を介して光路切換手段（１５）に入射さ
せ、光路切換手段（１５）によって照射線源（１０）に
至る方向とは異なる方向に観察用荷電粒子線（Ｋ）を導
き、光路切換手段（１５）を通過した後の観察用荷電粒
子線（Ｋ）を結像光学系（２０）を介して第１検出手段
（１、２）に入射させ、第１検出手段（１、２）によっ
て検出した観察用荷電粒子線（Ｋ）を光束に変換し、第
１検出手段（１、２）から発した光束をリレー光学系
（４、５）を介して第２検出手段（６）に入射させる荷
電粒子線観察装置において、リレー光学系（４、５）
は、無限系に対して収差補正された正の焦点距離を有す
る２つのレンズ系によって形成され、２つのレンズ系
（４、５）は、無限系側が対向するように配置され、２
つのレンズ系（４、５）のうちの前方のレンズ系（４）
はその前側焦点面が第１検出手段（１、２）の光束射出
面となるように配置され、後方のレンズ系（５）はその
後側焦点面が第２検出手段（６）の検出面となるように
配置されたことを特徴とする荷電粒子線観察装置であ
る。
【０００９】
【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を図面によっ
て説明する。図１は、本発明による荷電粒子線観察装置
の一実施例を示す。荷電粒子線観察装置は、大きく密閉
部と開放部によって構成される。荷電粒子線観察装置の
密閉部の外観部は、主に１次コラム７と２次コラム８と
チャンバー９とで構成されている。これらには、真空排
気系（不図示）が設置されている。そして、真空排気系
のターボポンプによる排気によって、荷電粒子線観察装
置の内部は真空状態になっている。チャンバー９の内部
には、Ｘステージ駆動部２４によってＸ方向に移動可能
なＸステージ２２と、Ｙステージ駆動部（不図示）によ
ってＹ方向に移動可能なＹステージ２３とが設置されて
いる。Ｘステージ２２上には、試料１９、移動鏡（不図
示）等が載置されている。
て説明する。図１は、本発明による荷電粒子線観察装置
の一実施例を示す。荷電粒子線観察装置は、大きく密閉
部と開放部によって構成される。荷電粒子線観察装置の
密閉部の外観部は、主に１次コラム７と２次コラム８と
チャンバー９とで構成されている。これらには、真空排
気系（不図示）が設置されている。そして、真空排気系
のターボポンプによる排気によって、荷電粒子線観察装
置の内部は真空状態になっている。チャンバー９の内部
には、Ｘステージ駆動部２４によってＸ方向に移動可能
なＸステージ２２と、Ｙステージ駆動部（不図示）によ
ってＹ方向に移動可能なＹステージ２３とが設置されて
いる。Ｘステージ２２上には、試料１９、移動鏡（不図
示）等が載置されている。
【００１０】図１に示すように、１次コラム７の内部に
設置された電子銃１０から照射される１次電子ビームＳ
は、１次光学系１１を通過して、電磁プリズム１５に入
射する。ここで、１次光学系１１は、電子レンズ、アラ
イナ、アパーチャ等で構成されている。１次電子ビーム
Ｓは、電磁プリズム１５によって、その光路が偏向され
た後、開口絞り１６に達し、この位置で電子銃１０のク
ロスオーバーの像を形成する。開口絞り１６を通過した
１次電子ビームＳは、アライナ１７を通過した後、カソ
ードレンズ１８によるレンズ作用を受けて、試料１９を
ケーラー照明する。
設置された電子銃１０から照射される１次電子ビームＳ
は、１次光学系１１を通過して、電磁プリズム１５に入
射する。ここで、１次光学系１１は、電子レンズ、アラ
イナ、アパーチャ等で構成されている。１次電子ビーム
Ｓは、電磁プリズム１５によって、その光路が偏向され
た後、開口絞り１６に達し、この位置で電子銃１０のク
ロスオーバーの像を形成する。開口絞り１６を通過した
１次電子ビームＳは、アライナ１７を通過した後、カソ
ードレンズ１８によるレンズ作用を受けて、試料１９を
ケーラー照明する。
【００１１】試料１９に１次電子ビームＳが照射される
と、試料１９からは、その表面形状、材質分布、電位の
変化等に応じた分布の２次電子ビームＫや反射電子ビー
ム等が発生する。このうち、主に２次電子ビームＫが観
察用電子ビームとなる。試料１９から放出された２次電
子ビームＫは、カソードレンズ１８、アライナ１７、開
口絞り１６、電磁プリズム１５、２次光学系２０の順に
通過した後、電子ビーム検出部に入射する。ここで２次
光学系２０は、電子レンズ、アライナ、アパーチャ等で
構成されている。また、電子ビーム検出部は、電子を増
幅するためのＭＣＰ１と、電子を光に変換するための蛍
光板２とから構成されている。
と、試料１９からは、その表面形状、材質分布、電位の
変化等に応じた分布の２次電子ビームＫや反射電子ビー
ム等が発生する。このうち、主に２次電子ビームＫが観
察用電子ビームとなる。試料１９から放出された２次電
子ビームＫは、カソードレンズ１８、アライナ１７、開
口絞り１６、電磁プリズム１５、２次光学系２０の順に
通過した後、電子ビーム検出部に入射する。ここで２次
光学系２０は、電子レンズ、アライナ、アパーチャ等で
構成されている。また、電子ビーム検出部は、電子を増
幅するためのＭＣＰ１と、電子を光に変換するための蛍
光板２とから構成されている。
【００１２】そして、電子ビーム検出部に２次電子ビー
ムＫが入射すると、その蛍光板２上には、２次光学系２
０により拡大された試料１９の光学像が形成される。蛍
光板２に投影された試料１９の光学像は、真空窓３、リ
レーレンズ前群４、リレーレンズ後群５の順に透過し
て、ＣＣＤ等の撮像素子６に入射される。ここで、真空
窓３は、変換された光の光路において、真空状態に保た
れた観察装置の密閉部と、大気中の開放部との境界とな
る素子である。また、リレーレンズ前群４とリレーレン
ズ後群５は、無限系に対して収差補正された正の焦点距
離をもつレンズである。そして、リレーレンズ前群４と
リレーレンズ後群５は、その無限系側が互いに向かい合
わせになるように配置されている。更に、リレーレンズ
前群４の前側焦点位置が蛍光板２面となり、リレーレン
ズ後群５の後側焦点位置が撮像素子６面となるように配
置されている。
ムＫが入射すると、その蛍光板２上には、２次光学系２
０により拡大された試料１９の光学像が形成される。蛍
光板２に投影された試料１９の光学像は、真空窓３、リ
レーレンズ前群４、リレーレンズ後群５の順に透過し
て、ＣＣＤ等の撮像素子６に入射される。ここで、真空
窓３は、変換された光の光路において、真空状態に保た
れた観察装置の密閉部と、大気中の開放部との境界とな
る素子である。また、リレーレンズ前群４とリレーレン
ズ後群５は、無限系に対して収差補正された正の焦点距
離をもつレンズである。そして、リレーレンズ前群４と
リレーレンズ後群５は、その無限系側が互いに向かい合
わせになるように配置されている。更に、リレーレンズ
前群４の前側焦点位置が蛍光板２面となり、リレーレン
ズ後群５の後側焦点位置が撮像素子６面となるように配
置されている。
【００１３】そして、撮像素子６に入射した光は、光電
信号に変換された後、コントロールユニット２５、ＣＰ
Ｕ２６の順に伝達されて、ディスプレイ２７上に試料１
９の像を表示することになる。また、ＣＰＵ２６は、制
御信号を各電子光学系の電圧制御部（不図示）や、Ｘス
テージ駆動部２４及びＹステージ駆動部に送る。このよ
うにして、複数の試料の観察、検査を順次行っていく。
信号に変換された後、コントロールユニット２５、ＣＰ
Ｕ２６の順に伝達されて、ディスプレイ２７上に試料１
９の像を表示することになる。また、ＣＰＵ２６は、制
御信号を各電子光学系の電圧制御部（不図示）や、Ｘス
テージ駆動部２４及びＹステージ駆動部に送る。このよ
うにして、複数の試料の観察、検査を順次行っていく。
【００１４】次に、図２にて、本発明の一実施例による
荷電粒子線観察装置のリレー光学系について説明する。
前述したように、リレー光学系は、リレーレンズ前群４
とリレーレンズ後群５で構成されており、それぞれ無限
系に対して収差補正された正の焦点距離をもつ。そし
て、リレーレンズ前群４とリレーレンズ後群５は、無限
系側が対向するように配置されている。
荷電粒子線観察装置のリレー光学系について説明する。
前述したように、リレー光学系は、リレーレンズ前群４
とリレーレンズ後群５で構成されており、それぞれ無限
系に対して収差補正された正の焦点距離をもつ。そし
て、リレーレンズ前群４とリレーレンズ後群５は、無限
系側が対向するように配置されている。
【００１５】更に、リレーレンズ前群４の前側焦点位置
が蛍光板２面となり、リレーレンズ後群５の後側焦点位
置が撮像素子６面となるように配置されている。すなわ
ち、蛍光板２とリレーレンズ前群４との距離をｄ0と
し、リレーレン後群５と撮像素子６との距離をｄ1と
し、リレーレンズ前群４の焦点距離をｆ1とし、リレー
レンズ後群５の焦点距離をｆ2とすると、次式が成り立
つ。 ｄ0＝ｆ1 ｄ1＝ｆ2
が蛍光板２面となり、リレーレンズ後群５の後側焦点位
置が撮像素子６面となるように配置されている。すなわ
ち、蛍光板２とリレーレンズ前群４との距離をｄ0と
し、リレーレン後群５と撮像素子６との距離をｄ1と
し、リレーレンズ前群４の焦点距離をｆ1とし、リレー
レンズ後群５の焦点距離をｆ2とすると、次式が成り立
つ。 ｄ0＝ｆ1 ｄ1＝ｆ2
【００１６】図２に示すように、物体面である蛍光板２
を射出した光線は、リレーレンズ前群４を透過した後に
平行光となる。そして、リレーレンズ前群４は、無限系
に対して収差補正されているが、その無限系側がリレー
レンズ後群５と対向するように設置されている。そのた
め、リレーレンズ前群４を透過した後の光は、収差補正
されていることになる。リレーレンズ後群５には、リレ
ーレンズ前群４を透過した後の平行光が入射する。そし
て、リレーレンズ後群５は、リレーレンズ前群４と同様
に、無限系に対して収差補正されており、無限系側がリ
レーレンズ前群４と対向するように設置されている。し
たがって、最終的に、撮像素子６には蛍光板２上の像
が、収差なく良好に結像されることになる。
を射出した光線は、リレーレンズ前群４を透過した後に
平行光となる。そして、リレーレンズ前群４は、無限系
に対して収差補正されているが、その無限系側がリレー
レンズ後群５と対向するように設置されている。そのた
め、リレーレンズ前群４を透過した後の光は、収差補正
されていることになる。リレーレンズ後群５には、リレ
ーレンズ前群４を透過した後の平行光が入射する。そし
て、リレーレンズ後群５は、リレーレンズ前群４と同様
に、無限系に対して収差補正されており、無限系側がリ
レーレンズ前群４と対向するように設置されている。し
たがって、最終的に、撮像素子６には蛍光板２上の像
が、収差なく良好に結像されることになる。
【００１７】また、リレー光学系の結像倍率βは、 β＝−ｆ2／ｆ1 となるため、リレーレンズ前群４やリレーレンズ後群５
とは焦点距離の異なるリレーレンズを用意しておき、リ
レーレンズ前群４又はリレーレンズ後群５をそのリレー
レンズに交換することで、結像倍率βを任意に変更する
ことができる。その際、交換するリレーレンズも、リレ
ーレンズ前群４やリレーレンズ後群５と同様に、無限系
に対して収差補正された正の焦点距離をもつレンズであ
るため、収差なく良好な像が撮像素子６上で得ることが
できる。また、前述したように、本実施例のリレー光学
系は、リレーレンズ前群４を透過した後の光と、リレー
レンズ後群５に入射する光が、共に平行光である。した
がって、リレーレンズ前群４とリレーレンズ後群５の距
離については、精度良く設定する必要がなく、リレーレ
ンズの交換性の良いリレー光学系を提供することができ
る。
とは焦点距離の異なるリレーレンズを用意しておき、リ
レーレンズ前群４又はリレーレンズ後群５をそのリレー
レンズに交換することで、結像倍率βを任意に変更する
ことができる。その際、交換するリレーレンズも、リレ
ーレンズ前群４やリレーレンズ後群５と同様に、無限系
に対して収差補正された正の焦点距離をもつレンズであ
るため、収差なく良好な像が撮像素子６上で得ることが
できる。また、前述したように、本実施例のリレー光学
系は、リレーレンズ前群４を透過した後の光と、リレー
レンズ後群５に入射する光が、共に平行光である。した
がって、リレーレンズ前群４とリレーレンズ後群５の距
離については、精度良く設定する必要がなく、リレーレ
ンズの交換性の良いリレー光学系を提供することができ
る。
【００１８】なお、本実施例のリレー光学系に用いるリ
レーレンズ前群４、リレーレンズ後群５等のリレーレン
ズは、無限系に対して収差補正された正の焦点距離をも
つものであり、カメラ用レンズとして用いられているレ
ンズと同じ光学的特性をもつ。したがって、一般的に、
工業的に量産され比較的安価なカメラ用レンズを、本実
施例のリレー光学系のリレーレンズに簡単に転用するこ
とができる。この場合、より安価な荷電粒子線観察装置
が提供されることになる。例えば、リレーレンズ前群４
にＡｉニッコール３５ｍｍＦ２Ｓを用い、リレーレンズ
後群５にＡｉニッコール１３５ｍｍＦ２．８Ｓを用い
る。また、本実施例では、リレー光学系をリレーレンズ
前群４とリレーレンズ後群５の２つのレンズで構成した
が、これらのリレーレンズのうちの少なくとも１つに、
ズームレンズを用いることで、任意の結像倍率を設定で
きる可変のリレー光学系とすることができる。
レーレンズ前群４、リレーレンズ後群５等のリレーレン
ズは、無限系に対して収差補正された正の焦点距離をも
つものであり、カメラ用レンズとして用いられているレ
ンズと同じ光学的特性をもつ。したがって、一般的に、
工業的に量産され比較的安価なカメラ用レンズを、本実
施例のリレー光学系のリレーレンズに簡単に転用するこ
とができる。この場合、より安価な荷電粒子線観察装置
が提供されることになる。例えば、リレーレンズ前群４
にＡｉニッコール３５ｍｍＦ２Ｓを用い、リレーレンズ
後群５にＡｉニッコール１３５ｍｍＦ２．８Ｓを用い
る。また、本実施例では、リレー光学系をリレーレンズ
前群４とリレーレンズ後群５の２つのレンズで構成した
が、これらのリレーレンズのうちの少なくとも１つに、
ズームレンズを用いることで、任意の結像倍率を設定で
きる可変のリレー光学系とすることができる。
【００１９】また、本実施例では、観察用電子ビームと
して、試料１９から放出される２次電子ビームＫを用い
たが、その代わりに、反射電子や透過電子やオージェ電
子等を用いても良い。また、本実施例では、荷電粒子線
として電子ビームを用いたが、その代わりに、イオンビ
ームを用いても良い。また、本実施例では、本発明を電
磁プリズムを用いた荷電粒子線観察装置に適用したが、
リレー光学系を有するものであれば他の荷電粒子線観察
装置にも、例えば、電磁プリズムを用いない荷電粒子線
観察装置にも簡単に適用することができる。
して、試料１９から放出される２次電子ビームＫを用い
たが、その代わりに、反射電子や透過電子やオージェ電
子等を用いても良い。また、本実施例では、荷電粒子線
として電子ビームを用いたが、その代わりに、イオンビ
ームを用いても良い。また、本実施例では、本発明を電
磁プリズムを用いた荷電粒子線観察装置に適用したが、
リレー光学系を有するものであれば他の荷電粒子線観察
装置にも、例えば、電磁プリズムを用いない荷電粒子線
観察装置にも簡単に適用することができる。
【００２０】
【発明の効果】以上のように本発明では、リレー光学系
のレンズ間距離や偏芯精度に依らず収差のない良好な像
を撮像素子面に形成でき、又、リレー光学系の結像倍率
の変更も容易な観察精度の高い荷電粒子線観察装置を提
供し、更には、リレー光学系のリレーレンズの交換性が
良く比較的安価な荷電粒子線観察装置を提供することが
できる。
のレンズ間距離や偏芯精度に依らず収差のない良好な像
を撮像素子面に形成でき、又、リレー光学系の結像倍率
の変更も容易な観察精度の高い荷電粒子線観察装置を提
供し、更には、リレー光学系のリレーレンズの交換性が
良く比較的安価な荷電粒子線観察装置を提供することが
できる。
【図１】本発明の一実施例による荷電粒子線観察装置を
示す図である。
示す図である。
【図２】本発明の一実施例によるリレー光学系を示す図
である。
である。
１…ＭＣＰ ２…蛍光板 ３…真空窓 ４…リレーレンズ前群 ５…リレーレンズ後
群 ６…撮像素子 ７…１次コラム ８…２次コラム ９…チャンバー １０…電子銃 １１…１次光学系 １５…電磁プリズム １６…開口絞り １７…アライナ １８…カソードレン
ズ １９…試料 ２０…２次光学系 ２２…Ｘステージ ２３…Ｙステージ ２４…Ｘステージ駆動部 ２５…コントロール
ユニット ２６…ＣＰＵ ２７…ディスプレイ Ｓ…１次電子ビーム Ｋ…２次電子ビーム
群 ６…撮像素子 ７…１次コラム ８…２次コラム ９…チャンバー １０…電子銃 １１…１次光学系 １５…電磁プリズム １６…開口絞り １７…アライナ １８…カソードレン
ズ １９…試料 ２０…２次光学系 ２２…Ｘステージ ２３…Ｙステージ ２４…Ｘステージ駆動部 ２５…コントロール
ユニット ２６…ＣＰＵ ２７…ディスプレイ Ｓ…１次電子ビーム Ｋ…２次電子ビーム
Claims (2)
- 【請求項１】照射用荷電粒子線を試料面に導く照射手段
と、 該試料面から放出された観察用荷電粒子線を第１検出手
段に結像させた後に光束に変換し、該光束をリレー光学
系を介して第２検出手段に結像させる観察手段とを備え
た荷電粒子線観察装置において、 前記リレー光学系は、無限系に対して収差補正された正
の焦点距離を有する２つのレンズ系によって形成され、 前記２つのレンズ系は、前記無限系側が対向するように
配置され、 前記２つのレンズ系のうちの前方のレンズ系はその前側
焦点面が前記第１検出手段の光束射出面となるように配
置され、後方のレンズ系はその後側焦点面が前記第２検
出手段の検出面となるように配置されたことを特徴とす
る荷電粒子線観察装置。 - 【請求項２】照射線源から発した照射用荷電粒子線を照
射光学系を介して光路切換手段に入射させ、該光路切換
手段を通過した前記照射用荷電粒子線を対物光学系を介
して試料面に入射させ、該試料面から放出された観察用
荷電粒子線を前記対物光学系を介して前記光路切換手段
に入射させ、該光路切換手段によって前記照射線源に至
る方向とは異なる方向に前記観察用荷電粒子線を導き、
前記光路切換手段を通過した後の前記観察用荷電粒子線
を結像光学系を介して第１検出手段に入射させ、該第１
検出手段によって検出した前記観察用荷電粒子線を光束
に変換し、前記第１検出手段から発した前記光束をリレ
ー光学系を介して第２検出手段に入射させる荷電粒子線
観察装置において、 前記リレー光学系は、無限系に対して収差補正された正
の焦点距離を有する２つのレンズ系によって形成され、 前記２つのレンズ系は、前記無限系側が対向するように
配置され、 前記２つのレンズ系のうちの前方のレンズ系はその前側
焦点面が前記第１検出手段の光束射出面となるように配
置され、後方のレンズ系はその後側焦点面が前記第２検
出手段の検出面となるように配置されたことを特徴とす
る荷電粒子線観察装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10364418A JP2000188079A (ja) | 1998-12-22 | 1998-12-22 | 荷電粒子線観察装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10364418A JP2000188079A (ja) | 1998-12-22 | 1998-12-22 | 荷電粒子線観察装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000188079A true JP2000188079A (ja) | 2000-07-04 |
Family
ID=18481762
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10364418A Pending JP2000188079A (ja) | 1998-12-22 | 1998-12-22 | 荷電粒子線観察装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000188079A (ja) |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6177819A (ja) * | 1984-09-25 | 1986-04-21 | Olympus Optical Co Ltd | 像伝達光学系 |
| JPH05118994A (ja) * | 1991-05-17 | 1993-05-14 | Internatl Business Mach Corp <Ibm> | 繰返しパターンをもつ表面の欠陥検査方法及び装置 |
| JPH10197463A (ja) * | 1997-01-08 | 1998-07-31 | Nikon Corp | パターン検査装置 |
| JPH10269982A (ja) * | 1997-03-26 | 1998-10-09 | Nikon Corp | 検査装置のレンズ電圧設定方法及び検査装置 |
-
1998
- 1998-12-22 JP JP10364418A patent/JP2000188079A/ja active Pending
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6177819A (ja) * | 1984-09-25 | 1986-04-21 | Olympus Optical Co Ltd | 像伝達光学系 |
| JPH05118994A (ja) * | 1991-05-17 | 1993-05-14 | Internatl Business Mach Corp <Ibm> | 繰返しパターンをもつ表面の欠陥検査方法及び装置 |
| JPH10197463A (ja) * | 1997-01-08 | 1998-07-31 | Nikon Corp | パターン検査装置 |
| JPH10269982A (ja) * | 1997-03-26 | 1998-10-09 | Nikon Corp | 検査装置のレンズ電圧設定方法及び検査装置 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20050603 |
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Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7422 Effective date: 20050610 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20080814 |
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Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20080826 |
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| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20081224 |