JP2000294183A - 走査電子顕微鏡及び試料撮影方法 - Google Patents
走査電子顕微鏡及び試料撮影方法Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 容易に広視野観察を行い、高精度なつなぎ写
真を作成することのできるようにする。 【解決手段】 試料表面の最大寸法Ｌx，Ｌy及び写真上
における２視野の重なり合う範囲を入力し、倍率Ｍにお
けるＳＥＭ観察始点座標点を指定する。制御装置６は、
観察始点の座標及び対物レンズ３のフォーカス電流Ｉs
の値を記憶する。試料ＸＹ駆動モータを制御して自動で
視野移動を行い、ステージ移動後にオートフォーカスを
作動させ対物レンズ３のレンズ電流値Ｉaを検出する。
Ｉa及びＩsよりフォーカスずれを算出し、Ｚ軸駆動部１
３によって試料ステージ９をＺ軸方向に駆動してフォー
カスを合わせたのちＳＥＭ像を取り込む。
真を作成することのできるようにする。 【解決手段】 試料表面の最大寸法Ｌx，Ｌy及び写真上
における２視野の重なり合う範囲を入力し、倍率Ｍにお
けるＳＥＭ観察始点座標点を指定する。制御装置６は、
観察始点の座標及び対物レンズ３のフォーカス電流Ｉs
の値を記憶する。試料ＸＹ駆動モータを制御して自動で
視野移動を行い、ステージ移動後にオートフォーカスを
作動させ対物レンズ３のレンズ電流値Ｉaを検出する。
Ｉa及びＩsよりフォーカスずれを算出し、Ｚ軸駆動部１
３によって試料ステージ９をＺ軸方向に駆動してフォー
カスを合わせたのちＳＥＭ像を取り込む。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、走査電子顕微鏡及
び走査電子顕微鏡を用いたつなぎ写真の観察・撮影方法
に関する。
び走査電子顕微鏡を用いたつなぎ写真の観察・撮影方法
に関する。
【０００２】
【従来の技術】故障解析は製品の品質保持や歩留まり向
上の面において非常に重要である。しかし、近年におけ
る製品の小型化に伴い材料の微細化が急速に進み、それ
によって生じる故障解析や不良解析はより正確さが要求
されてきている。その解析手法の１つとして走査電子顕
微鏡（Scannig electron Microscope：ＳＥＭ）が広く
用いられている。不良の多くは材料の破壊によるもので
あり、破面解析を行なう場合、破面を観察して破壊の起
点を知る必要がある。その起点を倍率を高くして観察す
るためには、焦点深度の深いＳＥＭが有効である。
上の面において非常に重要である。しかし、近年におけ
る製品の小型化に伴い材料の微細化が急速に進み、それ
によって生じる故障解析や不良解析はより正確さが要求
されてきている。その解析手法の１つとして走査電子顕
微鏡（Scannig electron Microscope：ＳＥＭ）が広く
用いられている。不良の多くは材料の破壊によるもので
あり、破面解析を行なう場合、破面を観察して破壊の起
点を知る必要がある。その起点を倍率を高くして観察す
るためには、焦点深度の深いＳＥＭが有効である。
【０００３】ＳＥＭは光学顕微鏡より焦点深度が深いた
め、破面のような凹凸の大きい試料においても容易に観
察出来る。また、破面全体を観察することにより、疲労
による破壊、脆性的な破壊など破壊原因究明のための情
報を得ることが出来る。場合によっては、Ｘ線分析を用
いて組成の比較を行なうこともある。
め、破面のような凹凸の大きい試料においても容易に観
察出来る。また、破面全体を観察することにより、疲労
による破壊、脆性的な破壊など破壊原因究明のための情
報を得ることが出来る。場合によっては、Ｘ線分析を用
いて組成の比較を行なうこともある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、ＳＥＭ
の観察領域は非常に狭いため、ＳＥＭ観察で故障解析を
行うには一定倍率で連続写真を撮りその写真をつなぎ合
せて全体像を作成する必要がある。その際、以下に示す
ように作業が煩雑になり、広視野でのＳＥＭ観察は経験
を必要とする。
の観察領域は非常に狭いため、ＳＥＭ観察で故障解析を
行うには一定倍率で連続写真を撮りその写真をつなぎ合
せて全体像を作成する必要がある。その際、以下に示す
ように作業が煩雑になり、広視野でのＳＥＭ観察は経験
を必要とする。
【０００５】まず、最初の観察視野の写真撮影が終了し
たら、その観察視野の右側につなぎ目の目印を決めて、
この目印が観察視野の左側にくるように試料をＸ方向へ
水平移動する。試料移動後、フォーカス調整を行い写真
撮影するが、フォーカス電流を変えるとそれに伴い倍率
が僅かであるが変化するため、移動前と移動後でつなぎ
目が合わなくなることが生じる。このため、わずかなフ
ォーカス調整でもフォーカス電流制御による調整ではな
く、試料ステージをＺ軸駆動することによって行う必要
がある。そして、先の操作同様、観察視野の右側につな
ぎ目の目印を決めてこの目印が観察視野の左側にくるよ
うに試料をＸ方向へ水平移動する。この操作をＸ方向に
対して試料の末端が観察できるまで行う。次に、その列
の最初の観察位置に戻り、観察視野の下側に目印を決め
ておき、目印が上側にくるように試料をＹ方向へ移動す
る。移動後、Ｘ方向への観察を前記方法を繰り返すこと
により行う。以上の操作を試料表面全体が観察できるま
で繰り返し行う。
たら、その観察視野の右側につなぎ目の目印を決めて、
この目印が観察視野の左側にくるように試料をＸ方向へ
水平移動する。試料移動後、フォーカス調整を行い写真
撮影するが、フォーカス電流を変えるとそれに伴い倍率
が僅かであるが変化するため、移動前と移動後でつなぎ
目が合わなくなることが生じる。このため、わずかなフ
ォーカス調整でもフォーカス電流制御による調整ではな
く、試料ステージをＺ軸駆動することによって行う必要
がある。そして、先の操作同様、観察視野の右側につな
ぎ目の目印を決めてこの目印が観察視野の左側にくるよ
うに試料をＸ方向へ水平移動する。この操作をＸ方向に
対して試料の末端が観察できるまで行う。次に、その列
の最初の観察位置に戻り、観察視野の下側に目印を決め
ておき、目印が上側にくるように試料をＹ方向へ移動す
る。移動後、Ｘ方向への観察を前記方法を繰り返すこと
により行う。以上の操作を試料表面全体が観察できるま
で繰り返し行う。
【０００６】このように従来、ＳＥＭによる広視野の観
察あるいはつなぎ写真の撮影は、試料の移動及び焦点距
離の調整が微妙であるため、時間及び経験を要する作業
であった。本発明は、このような従来技術の問題点に鑑
み、容易に広視野観察を行うことができ高精度なつなぎ
写真を作成することのできる走査電子顕微鏡を提供する
ことを目的とする。本発明はまた、容易に高精度なつな
ぎ写真を作成することのできる試料撮影方法を提供する
ことを目的とする。
察あるいはつなぎ写真の撮影は、試料の移動及び焦点距
離の調整が微妙であるため、時間及び経験を要する作業
であった。本発明は、このような従来技術の問題点に鑑
み、容易に広視野観察を行うことができ高精度なつなぎ
写真を作成することのできる走査電子顕微鏡を提供する
ことを目的とする。本発明はまた、容易に高精度なつな
ぎ写真を作成することのできる試料撮影方法を提供する
ことを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するた
め、本発明においては、試料サイズと観察倍率における
試料上の電子線照射範囲とに基づいて、観察開始点のＸ
座標からＸ方向への移動距離及びＹ座標からＹ方向への
移動距離を算出し、それによって試料ステージを自動駆
動することにより広視野観察あるいはつなぎ写真のため
の視野移動を自動的に行う。また、各観察位置における
オートフォーカスのフォーカス電流が一定になるように
試料ステージのＺ軸駆動を制御することにより各視野像
の倍率を一定に保つ。
め、本発明においては、試料サイズと観察倍率における
試料上の電子線照射範囲とに基づいて、観察開始点のＸ
座標からＸ方向への移動距離及びＹ座標からＹ方向への
移動距離を算出し、それによって試料ステージを自動駆
動することにより広視野観察あるいはつなぎ写真のため
の視野移動を自動的に行う。また、各観察位置における
オートフォーカスのフォーカス電流が一定になるように
試料ステージのＺ軸駆動を制御することにより各視野像
の倍率を一定に保つ。
【０００８】すなわち、本発明による走査電子顕微鏡
は、試料に走査される電子線を収束する対物レンズと、
対物レンズに励磁電流を供給するレンズ電源と、試料を
保持して移動可能な試料ステージと、試料ステージを光
軸に垂直な方向に駆動する第１の駆動手段と、試料ステ
ージを光軸に平行な方向に駆動する第２の駆動手段と、
レンズ電源及び第１，第２の駆動手段を制御する制御装
置とを含む走査電子顕微鏡において、制御装置は、試料
の所望観察範囲と観察倍率の入力を受けて、当該観察倍
率における試料上の電子線照射範囲及び該電子線照射範
囲で所望観察範囲をカバーするのに必要な試料ステージ
の移動回数を算出する機能と、算出された移動回数に従
い第１の駆動手段を制御して試料ステージを自動的に移
動させる機能とを有することを特徴とする。
は、試料に走査される電子線を収束する対物レンズと、
対物レンズに励磁電流を供給するレンズ電源と、試料を
保持して移動可能な試料ステージと、試料ステージを光
軸に垂直な方向に駆動する第１の駆動手段と、試料ステ
ージを光軸に平行な方向に駆動する第２の駆動手段と、
レンズ電源及び第１，第２の駆動手段を制御する制御装
置とを含む走査電子顕微鏡において、制御装置は、試料
の所望観察範囲と観察倍率の入力を受けて、当該観察倍
率における試料上の電子線照射範囲及び該電子線照射範
囲で所望観察範囲をカバーするのに必要な試料ステージ
の移動回数を算出する機能と、算出された移動回数に従
い第１の駆動手段を制御して試料ステージを自動的に移
動させる機能とを有することを特徴とする。
【０００９】また、前記制御装置は、つなぎ写真を得る
ために必要な隣接する写真間の重なり部分の寸法入力を
受けたとき、重なり部分の寸法に相当する試料上の重な
り長さを算出する機能と、第１の駆動手段を制御して試
料ステージを観察倍率における試料上での電子線照射範
囲から前記重なり長さを引いた距離だけ移動させる機能
とを有することを特徴とする。これらの機能により、例
えば試料ステージ移動前の観察視野の右側とステージ移
動後の観察視野の左側が自動的に重なるようになる。
ために必要な隣接する写真間の重なり部分の寸法入力を
受けたとき、重なり部分の寸法に相当する試料上の重な
り長さを算出する機能と、第１の駆動手段を制御して試
料ステージを観察倍率における試料上での電子線照射範
囲から前記重なり長さを引いた距離だけ移動させる機能
とを有することを特徴とする。これらの機能により、例
えば試料ステージ移動前の観察視野の右側とステージ移
動後の観察視野の左側が自動的に重なるようになる。
【００１０】このとき、重なり部分の範囲を走査電子顕
微鏡の表示装置の表示画面上及び／又は写真上に例えば
白線等で表示するようにしてもよい。また、前記制御装
置は、第１の駆動手段による試料ステージの移動後にレ
ンズ電源を制御して行うオートフォーカスのフォーカス
電流が等しくなるように第２の駆動手段を制御して試料
ステージを移動させる機能を有することを特徴とする。
この機能により、各観察視野における倍率を一定にする
ことができる。
微鏡の表示装置の表示画面上及び／又は写真上に例えば
白線等で表示するようにしてもよい。また、前記制御装
置は、第１の駆動手段による試料ステージの移動後にレ
ンズ電源を制御して行うオートフォーカスのフォーカス
電流が等しくなるように第２の駆動手段を制御して試料
ステージを移動させる機能を有することを特徴とする。
この機能により、各観察視野における倍率を一定にする
ことができる。
【００１１】また、前記制御装置は、第１及び第２の駆
動手段による試料ステージ駆動後所定時間経過後に観察
視野の画像を記憶媒体に記憶させる機能と、画像の記憶
後第１の駆動手段を制御して試料ステージを移動させる
機能とを有することを特徴とする。この機能により、試
料ステージが完全に停止した状態で観察視野の画像を記
憶して次の試料位置へ視野移動する一連の動作を連続的
に行うことができる。
動手段による試料ステージ駆動後所定時間経過後に観察
視野の画像を記憶媒体に記憶させる機能と、画像の記憶
後第１の駆動手段を制御して試料ステージを移動させる
機能とを有することを特徴とする。この機能により、試
料ステージが完全に停止した状態で観察視野の画像を記
憶して次の試料位置へ視野移動する一連の動作を連続的
に行うことができる。
【００１２】本発明による試料撮影方法は、走査電子顕
微鏡によりつなぎ写真を得るための試料撮影方法におい
て、試料の所望観察範囲、観察倍率及び隣接する写真間
の重なり部分の寸法を入力する第１ステップと、前記観
察倍率における試料上の電子線照射範囲及び前記重なり
部分の寸法に相当する試料上の重なり長さを算出する第
２ステップと、重なり部分を重複させながら電子線照射
範囲によって所望観察範囲をカバーするのに必要な試料
ステージの移動回数を算出する第３ステップと、観察視
野においてオートフォーカスを行い、そのフォーカス電
流を記憶する第４ステップと、観察視野の画像を撮影又
は記憶する第５ステップと、試料ステージを移動して次
の観察視野に移動する第６ステップと、当該観察視野に
おけるオートフォーカスのフォーカス電流が記憶値とな
るように試料ステージを光軸方向に移動する第７ステッ
プと、観察視野の画像を撮影又は記憶する第８ステップ
とを含み、第６ステップから第８ステップまでの処理を
第３ステップで算出された移動回数だけ反復することを
特徴とする。
微鏡によりつなぎ写真を得るための試料撮影方法におい
て、試料の所望観察範囲、観察倍率及び隣接する写真間
の重なり部分の寸法を入力する第１ステップと、前記観
察倍率における試料上の電子線照射範囲及び前記重なり
部分の寸法に相当する試料上の重なり長さを算出する第
２ステップと、重なり部分を重複させながら電子線照射
範囲によって所望観察範囲をカバーするのに必要な試料
ステージの移動回数を算出する第３ステップと、観察視
野においてオートフォーカスを行い、そのフォーカス電
流を記憶する第４ステップと、観察視野の画像を撮影又
は記憶する第５ステップと、試料ステージを移動して次
の観察視野に移動する第６ステップと、当該観察視野に
おけるオートフォーカスのフォーカス電流が記憶値とな
るように試料ステージを光軸方向に移動する第７ステッ
プと、観察視野の画像を撮影又は記憶する第８ステップ
とを含み、第６ステップから第８ステップまでの処理を
第３ステップで算出された移動回数だけ反復することを
特徴とする。
【００１３】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施の形態を説明する。図１は、本発明による走査電子顕
微鏡の一例を示す概略図である。図１は走査電子顕微鏡
の対物レンズより下方の構成を模式的に図示したもの
で、電子銃や電子線走査用の偏向コイル等は図示を省略
してある。
施の形態を説明する。図１は、本発明による走査電子顕
微鏡の一例を示す概略図である。図１は走査電子顕微鏡
の対物レンズより下方の構成を模式的に図示したもの
で、電子銃や電子線走査用の偏向コイル等は図示を省略
してある。
【００１４】図示しない偏向コイルにより走査される入
射電子線１は、レンズ電源４により励磁される対物レン
ズ３により収束されて、試料２の表面に照射される。試
料２は試料ステージ９上に保持され、試料ステージ９は
ＸＹ駆動モータ１０によって光軸方向すなわち入射電子
線１の照射方向と垂直方向に移動可能であると共に、Ｚ
軸駆動部１３によって光軸方向に移動可能である。ＸＹ
駆動モータ１０は駆動電源８から給電され、Ｚ軸駆動部
１３は駆動電源１２から給電される。制御装置６は、Ｄ
／Ａ変換器７ａ，７ｂ，７ｃを介してレンズ電源４、駆
動電源８，１２を制御する。また、Ａ／Ｄ変換器５ａを
介して対物レンズ電流（フォーカス電流）を読み取る。
制御装置６には、キーボードやマウス等の入力デバイス
１４、表示装置１８及び記憶装置１９が接続されてい
る。
射電子線１は、レンズ電源４により励磁される対物レン
ズ３により収束されて、試料２の表面に照射される。試
料２は試料ステージ９上に保持され、試料ステージ９は
ＸＹ駆動モータ１０によって光軸方向すなわち入射電子
線１の照射方向と垂直方向に移動可能であると共に、Ｚ
軸駆動部１３によって光軸方向に移動可能である。ＸＹ
駆動モータ１０は駆動電源８から給電され、Ｚ軸駆動部
１３は駆動電源１２から給電される。制御装置６は、Ｄ
／Ａ変換器７ａ，７ｂ，７ｃを介してレンズ電源４、駆
動電源８，１２を制御する。また、Ａ／Ｄ変換器５ａを
介して対物レンズ電流（フォーカス電流）を読み取る。
制御装置６には、キーボードやマウス等の入力デバイス
１４、表示装置１８及び記憶装置１９が接続されてい
る。
【００１５】入射電子線１の照射により試料２から放出
された二次電子１５は、二次電子検出器１６によって検
出される。二次電子検出器１６の検出信号は、増幅器１
７で増幅されたのちＡ／Ｄ変換器５ｂを介して画像信号
として制御装置６に取り込まれる。制御装置６は、取り
込まれた画像信号を図示しない偏向コイルの走査信号と
同期して表示装置１８に出力することで、表示装置１８
に試料像が画像表示される。表示装置１８に表示された
画像は、必要に応じて記憶装置１９に記憶される。
された二次電子１５は、二次電子検出器１６によって検
出される。二次電子検出器１６の検出信号は、増幅器１
７で増幅されたのちＡ／Ｄ変換器５ｂを介して画像信号
として制御装置６に取り込まれる。制御装置６は、取り
込まれた画像信号を図示しない偏向コイルの走査信号と
同期して表示装置１８に出力することで、表示装置１８
に試料像が画像表示される。表示装置１８に表示された
画像は、必要に応じて記憶装置１９に記憶される。
【００１６】図２は試料表面と電子線照射範囲の関係を
示す図であり、図２を用いて本発明による広視野観察あ
るいはつなぎ写真撮影のための試料ステージの移動につ
いて説明する。図２において、領域２１は試料２の所望
観察範囲を表し、Ｌx×Ｌyの大きさを有する。また、寸
法ｌx×ｌyの矩形領域２２は、倍率Ｍにおける試料上の
電子線照射範囲を表す。すなわち、走査電子顕微鏡の倍
率をＭに設定したとき、領域２２の範囲の拡大像が表示
装置１８上に画像表示される。つなぎ写真において隣り
合う２枚の写真（２つの観察視野）が長さαの重なり部
分２３を有するとき、写真の上での長さαは試料２上で
は長さＡ＝α／Ｍになる。従って、重なり部分２３を確
保してつなぎ写真を撮るとき、隣接する観察視野へ視野
移動するのに必要な試料ステージ９のＸ方向移動量は
（ｌx−Ａ）であり、Ｙ方向移動量は（ｌy−Ａ）であ
る。また、観察範囲２１を全て観察（撮影）するのに必
要な試料ステージ９のＸ方向への移動回数ｎx及びＹ方
向への移動回数ｎyは、それぞれ次式（１）を満たす最
小の整数ｎx及び次式（２）を満たす最小の整数ｎyとし
て算出することができる。
示す図であり、図２を用いて本発明による広視野観察あ
るいはつなぎ写真撮影のための試料ステージの移動につ
いて説明する。図２において、領域２１は試料２の所望
観察範囲を表し、Ｌx×Ｌyの大きさを有する。また、寸
法ｌx×ｌyの矩形領域２２は、倍率Ｍにおける試料上の
電子線照射範囲を表す。すなわち、走査電子顕微鏡の倍
率をＭに設定したとき、領域２２の範囲の拡大像が表示
装置１８上に画像表示される。つなぎ写真において隣り
合う２枚の写真（２つの観察視野）が長さαの重なり部
分２３を有するとき、写真の上での長さαは試料２上で
は長さＡ＝α／Ｍになる。従って、重なり部分２３を確
保してつなぎ写真を撮るとき、隣接する観察視野へ視野
移動するのに必要な試料ステージ９のＸ方向移動量は
（ｌx−Ａ）であり、Ｙ方向移動量は（ｌy−Ａ）であ
る。また、観察範囲２１を全て観察（撮影）するのに必
要な試料ステージ９のＸ方向への移動回数ｎx及びＹ方
向への移動回数ｎyは、それぞれ次式（１）を満たす最
小の整数ｎx及び次式（２）を満たす最小の整数ｎyとし
て算出することができる。
【００１７】ｎx×（ｌx−Ａ）＋Ａ≧Ｌx （１） ｎy×（ｌy−Ａ）＋Ａ≧Ｌy （２） 従って、試料２上の観察範囲２１を倍率Ｍで観察（撮
影）するには、例えば試料ステージ９をＹ方向に移動量
（ｌy−Ａ）でｎy回間欠的に移動し、Ｙ方向へ１回ステ
ージ移動する毎に、試料ステージ９をＸ方向に移動量
（ｌx−Ａ）でｎx回間欠的に移動すればよいことにな
る。もちろん、ステージ移動のたび毎にその観察視野の
画像を写真撮影する、あるいはメモリや磁気ディスク等
の記憶装置１９に画像データとして記憶することにな
る。
影）するには、例えば試料ステージ９をＹ方向に移動量
（ｌy−Ａ）でｎy回間欠的に移動し、Ｙ方向へ１回ステ
ージ移動する毎に、試料ステージ９をＸ方向に移動量
（ｌx−Ａ）でｎx回間欠的に移動すればよいことにな
る。もちろん、ステージ移動のたび毎にその観察視野の
画像を写真撮影する、あるいはメモリや磁気ディスク等
の記憶装置１９に画像データとして記憶することにな
る。
【００１８】次に、本発明による広視野観察方法あるい
はつなぎ写真の作成方法について、図３及び図４に示し
たフローチャートを参照してその手順の一例を説明す
る。まず、ステップ１１において試料２の観察範囲２１
中の観察始点（Ｘ1，Ｙ1）を指定する。この指定は、表
示装置１８に表示されたＳＥＭ像を観察しながら制御装
置６の入力デバイス１４を操作してＸＹ駆動モータ１０
を駆動し、試料ステージ９を移動して試料２の観察位置
を確定することで行われる。続くステップ１２で制御装
置６は、その観察始点においてオートフォーカスによる
フォーカス合わせを行う。このオートフォーカスは、例
えば、入射電子線１を試料２上で決められたパターンを
描くようにして照射しながらレンズ電源４を制御して対
物レンズ３の励磁電流を変化させ、試料２から放出され
る二次電子１５の発生効率が最良となるように対物レン
ズ３の励磁電流を調整することによって行われる。ステ
ップ１３で制御装置６は、試料２にフォーカスが合った
状態におけるフォーカス電流Ｉsを記憶する。
はつなぎ写真の作成方法について、図３及び図４に示し
たフローチャートを参照してその手順の一例を説明す
る。まず、ステップ１１において試料２の観察範囲２１
中の観察始点（Ｘ1，Ｙ1）を指定する。この指定は、表
示装置１８に表示されたＳＥＭ像を観察しながら制御装
置６の入力デバイス１４を操作してＸＹ駆動モータ１０
を駆動し、試料ステージ９を移動して試料２の観察位置
を確定することで行われる。続くステップ１２で制御装
置６は、その観察始点においてオートフォーカスによる
フォーカス合わせを行う。このオートフォーカスは、例
えば、入射電子線１を試料２上で決められたパターンを
描くようにして照射しながらレンズ電源４を制御して対
物レンズ３の励磁電流を変化させ、試料２から放出され
る二次電子１５の発生効率が最良となるように対物レン
ズ３の励磁電流を調整することによって行われる。ステ
ップ１３で制御装置６は、試料２にフォーカスが合った
状態におけるフォーカス電流Ｉsを記憶する。
【００１９】次に、オペレータはステップ１４で入力デ
バイス１４を用いて観察倍率Ｍを指定する。倍率Ｍの指
定を受けた制御装置６は、その倍率における試料上の電
子線照射範囲の大きさｌx×ｌy（図２参照）を算出す
る。また、オペレータは、ステップ１５において試料最
大寸法Ｌx，Ｌyを入力し、ステップ１６においてつなぎ
写真の糊代（重なり部分）の大きさαを入力する。これ
らのパラメータの入力を受けて制御装置６は、ステップ
１７において前述の式（１）及び式（２）により試料ス
テージ９のＸ方向への移動回数ｎx及びＹ方向への移動
回数ｎyを算出する。続くステップ１８で、カウンタ
ｎa，ｎbをｎa＝１，ｎb＝１に初期化する。
バイス１４を用いて観察倍率Ｍを指定する。倍率Ｍの指
定を受けた制御装置６は、その倍率における試料上の電
子線照射範囲の大きさｌx×ｌy（図２参照）を算出す
る。また、オペレータは、ステップ１５において試料最
大寸法Ｌx，Ｌyを入力し、ステップ１６においてつなぎ
写真の糊代（重なり部分）の大きさαを入力する。これ
らのパラメータの入力を受けて制御装置６は、ステップ
１７において前述の式（１）及び式（２）により試料ス
テージ９のＸ方向への移動回数ｎx及びＹ方向への移動
回数ｎyを算出する。続くステップ１８で、カウンタ
ｎa，ｎbをｎa＝１，ｎb＝１に初期化する。
【００２０】次に、ステップ１９に進み、観察始点の座
標（Ｘna，Ｙnb）すなわち（Ｘ1，Ｙ1）を記憶する。ス
テップ２０では、ＳＥＭ像を取り込み、そのＳＥＭ像を
画像No.１として記憶装置１９に記憶する。あるいはそ
のＳＥＭ像を写真撮影する。このとき、図５（ａ）に示
すように、表示装置１８上に表示されている試料のＳＥ
Ｍ像３０に例えば白線等の糊代（重なり部分）の範囲を
表すマーク３１を表示するようにしてもよい。この糊代
の範囲を示すマークは、つなぎ写真を構成する１枚１枚
の写真に写し込むようにしてもよい。例えば図５（ｂ）
に示すように、つなぎ写真を構成する各視野の写真３５
1〜３５6に糊代の範囲を示す線等のマーク３６1〜３６5
を写し込むことで、図に矢印で示すように複数の写真の
縁部を重ね合わせてつなぎ写真を作成する作業負担が軽
減される。
標（Ｘna，Ｙnb）すなわち（Ｘ1，Ｙ1）を記憶する。ス
テップ２０では、ＳＥＭ像を取り込み、そのＳＥＭ像を
画像No.１として記憶装置１９に記憶する。あるいはそ
のＳＥＭ像を写真撮影する。このとき、図５（ａ）に示
すように、表示装置１８上に表示されている試料のＳＥ
Ｍ像３０に例えば白線等の糊代（重なり部分）の範囲を
表すマーク３１を表示するようにしてもよい。この糊代
の範囲を示すマークは、つなぎ写真を構成する１枚１枚
の写真に写し込むようにしてもよい。例えば図５（ｂ）
に示すように、つなぎ写真を構成する各視野の写真３５
1〜３５6に糊代の範囲を示す線等のマーク３６1〜３６5
を写し込むことで、図に矢印で示すように複数の写真の
縁部を重ね合わせてつなぎ写真を作成する作業負担が軽
減される。
【００２１】制御装置６は、画像No.１のＳＥＭ像を記
憶あるいは写真撮影の後、ステップ２１においてカウン
タｎaを１だけインクリメントし、ステップ２２におい
てＸＹ駆動モータ１０を駆動して試料ステージ９をＸ方
向に（ｌx−Ａ）だけ移動する。ステップ２３では、移
動後の座標（Ｘna，Ｙnb）すなわち（Ｘ2，Ｙ1）を記憶
する。
憶あるいは写真撮影の後、ステップ２１においてカウン
タｎaを１だけインクリメントし、ステップ２２におい
てＸＹ駆動モータ１０を駆動して試料ステージ９をＸ方
向に（ｌx−Ａ）だけ移動する。ステップ２３では、移
動後の座標（Ｘna，Ｙnb）すなわち（Ｘ2，Ｙ1）を記憶
する。
【００２２】次に、制御装置６はステップ２４におい
て、対物レンズ３のコイル電源４を制御してオートフォ
ーカスを行い、その時のフォーカス電流Ｉaを読み取
る。次に、ステップ２５において、ステップ１３にて記
憶したフォーカス電流Ｉsとステップ２４にて読み取っ
たフォーカス電流Ｉaとの差を算出し、その差から焦点
距離の差を算出する。その後、制御装置６はステップ２
６において、Ｚ軸駆動部１３をフィードバック制御して
フォーカス電流がＩsになるようにする。こうして試料
ステージ９をＺ軸移動してフォーカス合わせを行うこと
で、観察倍率ＭのＳＥＭ像を取り込み、そのＳＥＭ像を
画像No.２として記憶装置１９に記憶する。あるいはそ
のＳＥＭ像を写真撮影する。ステップ２８では、試料ス
テージのＸ方向移動回数ｎaがステップ１７で算出した
移動回数ｎxに達しているかどうかを検査し、ｎxに達し
ていなければステップ２１に戻り、Ｘ方向移動回数ｎa
がｎxになるまでステップ２１からステップ２７の処理
を反復する。
て、対物レンズ３のコイル電源４を制御してオートフォ
ーカスを行い、その時のフォーカス電流Ｉaを読み取
る。次に、ステップ２５において、ステップ１３にて記
憶したフォーカス電流Ｉsとステップ２４にて読み取っ
たフォーカス電流Ｉaとの差を算出し、その差から焦点
距離の差を算出する。その後、制御装置６はステップ２
６において、Ｚ軸駆動部１３をフィードバック制御して
フォーカス電流がＩsになるようにする。こうして試料
ステージ９をＺ軸移動してフォーカス合わせを行うこと
で、観察倍率ＭのＳＥＭ像を取り込み、そのＳＥＭ像を
画像No.２として記憶装置１９に記憶する。あるいはそ
のＳＥＭ像を写真撮影する。ステップ２８では、試料ス
テージのＸ方向移動回数ｎaがステップ１７で算出した
移動回数ｎxに達しているかどうかを検査し、ｎxに達し
ていなければステップ２１に戻り、Ｘ方向移動回数ｎa
がｎxになるまでステップ２１からステップ２７の処理
を反復する。
【００２３】ステップ２８の判定でＸ方向移動回数ｎa
がｎxになったなら、ステップ２９からステップ３０に
進み、制御装置６はＸＹ駆動モータ１０を制御して試料
ステージ９を座標（Ｘ1，Ｙnb）に戻す。そして、ステ
ップ３１においてカウンタｎaを１に初期化し、ステッ
プ３２においてカウンタｎbを１だけインクリメントし
た上で、ステップ３３に進んで試料ステージ９をＹ方向
に（ｌy−Ａ）移動する。その後、ステップ１９に戻り
前述の処理を反復する。この処理は、ステップ２９の判
定で試料ステージ９のＹ方向移動回数ｎbがステップ１
７で算出した移動回数ｎyに達していると判定されるま
で行われる。こうしてつなぎ写真の作成に必要な倍率Ｍ
のＳＥＭ像がｎx×ｎx枚得られる。
がｎxになったなら、ステップ２９からステップ３０に
進み、制御装置６はＸＹ駆動モータ１０を制御して試料
ステージ９を座標（Ｘ1，Ｙnb）に戻す。そして、ステ
ップ３１においてカウンタｎaを１に初期化し、ステッ
プ３２においてカウンタｎbを１だけインクリメントし
た上で、ステップ３３に進んで試料ステージ９をＹ方向
に（ｌy−Ａ）移動する。その後、ステップ１９に戻り
前述の処理を反復する。この処理は、ステップ２９の判
定で試料ステージ９のＹ方向移動回数ｎbがステップ１
７で算出した移動回数ｎyに達していると判定されるま
で行われる。こうしてつなぎ写真の作成に必要な倍率Ｍ
のＳＥＭ像がｎx×ｎx枚得られる。
【００２４】
【発明の効果】本発明によると、ＳＥＭによる高倍率広
視野観察あるいはつなぎ写真の作成作業が簡便化され、
常に倍率を一定にした高精度な観察あるいはつなぎ写真
を作成することができると共に作業効率の向上を図るこ
とができる。
視野観察あるいはつなぎ写真の作成作業が簡便化され、
常に倍率を一定にした高精度な観察あるいはつなぎ写真
を作成することができると共に作業効率の向上を図るこ
とができる。
【図１】本発明による走査電子顕微鏡の一例を示す概略
図。
図。
【図２】試料表面と電子線照射範囲の関係を示す図。
【図３】本発明による広視野観察方法あるいはつなぎ写
真の作成方法の手順を示すフローチャート。
真の作成方法の手順を示すフローチャート。
【図４】本発明による広視野観察方法あるいはつなぎ写
真の作成方法の手順を示すフローチャート。
真の作成方法の手順を示すフローチャート。
【図５】糊代の範囲を表示したＳＥＭ像及びつなぎ写真
の説明図。
の説明図。
１…入射電子線、２…試料、３…対物レンズ、４…レン
ズ電源、５ａ，５ｂ…Ａ／Ｄ変換機、６…制御装置、７
ａ，７ｂ，７ｃ…Ｄ／Ａ変換機、８…駆動電源、９…試
料ステージ、１０…ＸＹ駆動モータ、１２…駆動電源、
１３…Ｚ軸駆動部、１４…入力デバイス、１５…二次電
子、１６…二次電子検出器、１７…増幅器、１８…表示
装置、１９…記憶装置、２１…試料表面、２２…電子線
照射範囲、２３…つなぎ目（重なり部）、３０…ＳＥＭ
像、３１…糊代の範囲を表すマーク、３５1〜３５6…各
視野の写真、３６1〜３６5…糊代の範囲を示すマーク
ズ電源、５ａ，５ｂ…Ａ／Ｄ変換機、６…制御装置、７
ａ，７ｂ，７ｃ…Ｄ／Ａ変換機、８…駆動電源、９…試
料ステージ、１０…ＸＹ駆動モータ、１２…駆動電源、
１３…Ｚ軸駆動部、１４…入力デバイス、１５…二次電
子、１６…二次電子検出器、１７…増幅器、１８…表示
装置、１９…記憶装置、２１…試料表面、２２…電子線
照射範囲、２３…つなぎ目（重なり部）、３０…ＳＥＭ
像、３１…糊代の範囲を表すマーク、３５1〜３５6…各
視野の写真、３６1〜３６5…糊代の範囲を示すマーク
フロントページの続き (72)発明者 渡邉 俊哉 茨城県ひたちなか市大字市毛1040番地 株 式会社日立サイエンスシステムズ内 Ｆターム(参考） 5C001 AA03 AA04 CC04
Claims (6)
- 【請求項１】 試料に走査される電子線を収束する対物
レンズと、前記対物レンズに励磁電流を供給するレンズ
電源と、試料を保持して移動可能な試料ステージと、前
記試料ステージを光軸に垂直な方向に駆動する第１の駆
動手段と、前記試料ステージを光軸に平行な方向に駆動
する第２の駆動手段と、前記レンズ電源及び前記第１，
第２の駆動手段を制御する制御装置とを含む走査電子顕
微鏡において、 前記制御装置は、試料の所望観察範囲と観察倍率の入力
を受けて、当該観察倍率における試料上の電子線照射範
囲及び該電子線照射範囲で前記所望観察範囲をカバーす
るのに必要な試料ステージの移動回数を算出する機能
と、前記算出された移動回数に従い前記第１の駆動手段
を制御して前記試料ステージを自動的に移動させる機能
とを有することを特徴とする走査電子顕微鏡。 - 【請求項２】 請求項１記載の走査電子顕微鏡におい
て、前記制御装置は、つなぎ写真を得るために必要な隣
接する写真間の重なり部分の寸法入力を受けたとき、前
記重なり部分の寸法に相当する試料上の重なり長さを算
出する機能と、前記第１の駆動手段を制御して前記試料
ステージを前記観察倍率における試料上での電子線照射
範囲から前記重なり長さを引いた距離だけ移動させる機
能とを有することを特徴とする走査電子顕微鏡。 - 【請求項３】 請求項２記載の走査電子顕微鏡におい
て、前記重なり部分の範囲を表示画面上及び／又は写真
上に表示することを特徴とする走査電子顕微鏡。 - 【請求項４】 請求項１，２又は３記載の走査電子顕微
鏡において、前記制御装置は、前記第１の駆動手段によ
る前記試料ステージの移動後に前記レンズ電源を制御し
て行うオートフォーカスのフォーカス電流が等しくなる
ように前記第２の駆動手段を制御して前記試料ステージ
を移動させる機能を有することを特徴とする走査電子顕
微鏡。 - 【請求項５】 請求項１〜４のいずれか１項記載の走査
電子顕微鏡において、前記制御装置は、前記第１及び第
２の駆動手段による前記試料ステージ駆動後所定時間経
過後に観察視野の画像を記憶媒体に記憶させる機能と、
前記画像の記憶後前記第１の駆動手段を制御して前記試
料ステージを移動させる機能とを有することを特徴とす
る走査電子顕微鏡。 - 【請求項６】 走査電子顕微鏡によりつなぎ写真を得る
ための試料撮影方法において、 試料の所望観察範囲、観察倍率及び隣接する写真間の重
なり部分の寸法を入力する第１ステップと、 前記観察倍率における試料上の電子線照射範囲及び前記
重なり部分の寸法に相当する試料上の重なり長さを算出
する第２ステップと、 前記重なり部分を重複させながら前記電子線照射範囲に
よって前記所望観察範囲をカバーするのに必要な試料ス
テージの移動回数を算出する第３ステップと、 観察視野においてオートフォーカスを行い、そのフォー
カス電流を記憶する第４ステップと、 観察視野の画像を撮影又は記憶する第５ステップと、 試料ステージを移動して次の観察視野に移動する第６ス
テップと、 当該観察視野におけるオートフォーカスのフォーカス電
流が前記記憶値となるように前記試料ステージを光軸方
向に移動する第７ステップと、 観察視野の画像を撮影又は記憶する第８ステップとを含
み、 前記第６ステップから第８ステップまでの処理を前記第
３ステップで算出された移動回数だけ反復することを特
徴とする試料撮影方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11100042A JP2000294183A (ja) | 1999-04-07 | 1999-04-07 | 走査電子顕微鏡及び試料撮影方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11100042A JP2000294183A (ja) | 1999-04-07 | 1999-04-07 | 走査電子顕微鏡及び試料撮影方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000294183A true JP2000294183A (ja) | 2000-10-20 |
Family
ID=14263471
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11100042A Pending JP2000294183A (ja) | 1999-04-07 | 1999-04-07 | 走査電子顕微鏡及び試料撮影方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000294183A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE102011001984A1 (de) | 2010-04-12 | 2011-10-13 | Advantest Corp. | Maskenuntersuchungsgerät und Bilderzeugungsverfahren |
| US8071943B2 (en) | 2009-02-04 | 2011-12-06 | Advantest Corp. | Mask inspection apparatus and image creation method |
| DE112010001324T5 (de) | 2009-06-19 | 2012-06-21 | Advantest Corporation | Strukturbetrachtungsgerät und Strukturbetrachtungsverfahren |
| JP2013089431A (ja) * | 2011-10-18 | 2013-05-13 | Hitachi High-Technologies Corp | 荷電粒子線装置及び試料加工・観察方法 |
| CN114740032A (zh) * | 2022-03-28 | 2022-07-12 | 上海聚跃检测技术有限公司 | 一种失效分析无缓冲图像采集的方法和系统 |
| CN118050941A (zh) * | 2024-04-16 | 2024-05-17 | 上海隐冠半导体技术有限公司 | 一种自动对焦方法、系统、装置以及计算机程序产品 |
-
1999
- 1999-04-07 JP JP11100042A patent/JP2000294183A/ja active Pending
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8071943B2 (en) | 2009-02-04 | 2011-12-06 | Advantest Corp. | Mask inspection apparatus and image creation method |
| DE112010000466T5 (de) | 2009-02-04 | 2012-05-24 | Advantest Corporation | Maskeninspektionsgerät und Bilderzeugungsverfahren |
| DE112010001324T5 (de) | 2009-06-19 | 2012-06-21 | Advantest Corporation | Strukturbetrachtungsgerät und Strukturbetrachtungsverfahren |
| US8698081B2 (en) | 2009-06-19 | 2014-04-15 | Advantest Corp. | Pattern inspection apparatus and pattern inspection method |
| DE102011001984A1 (de) | 2010-04-12 | 2011-10-13 | Advantest Corp. | Maskenuntersuchungsgerät und Bilderzeugungsverfahren |
| US8559697B2 (en) | 2010-04-12 | 2013-10-15 | Advantest Corp. | Mask inspection apparatus and image generation method |
| JP2013089431A (ja) * | 2011-10-18 | 2013-05-13 | Hitachi High-Technologies Corp | 荷電粒子線装置及び試料加工・観察方法 |
| CN114740032A (zh) * | 2022-03-28 | 2022-07-12 | 上海聚跃检测技术有限公司 | 一种失效分析无缓冲图像采集的方法和系统 |
| CN118050941A (zh) * | 2024-04-16 | 2024-05-17 | 上海隐冠半导体技术有限公司 | 一种自动对焦方法、系统、装置以及计算机程序产品 |
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