JP2003151484A - 走査型荷電粒子ビーム装置 - Google Patents
走査型荷電粒子ビーム装置Info
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- H01J2237/04—Means for controlling the discharge
- H01J2237/047—Changing particle velocity
- H01J2237/0475—Changing particle velocity decelerating
- H01J2237/04756—Changing particle velocity decelerating with electrostatic means
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- H01J2237/21—Focus adjustment
- H01J2237/216—Automatic focusing methods
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- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Electron Sources, Ion Sources (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 試料に電圧を印加した場合でも、調整を自動
的に行わせ、操作性が優れた走査型荷電粒子ビーム装置
を実現する。 【解決手段】 試料２に電圧を印加すると、電子ビーム
のフォーカスがずれてしまう。そのため、ＣＰＵ１５に
試料２への印加電圧に応じた信号が供給され、ＣＰＵ１
５の制御によって、自動的に電源１４から対物レンズ１
のコイルに電子ビームを再びフォーカスさせる励磁電流
が流される。この結果、試料２上に照射される電子ビー
ムＥＢは、試料２に電圧が印加されてもフォーカスがず
れることはなくなる。また、対物レンズ１のレンズ強度
が変えられたら、その変化分に応じて偏向コイル３、４
への走査信号が調整され、像倍率の変化や像の回転が補
正される。
的に行わせ、操作性が優れた走査型荷電粒子ビーム装置
を実現する。 【解決手段】 試料２に電圧を印加すると、電子ビーム
のフォーカスがずれてしまう。そのため、ＣＰＵ１５に
試料２への印加電圧に応じた信号が供給され、ＣＰＵ１
５の制御によって、自動的に電源１４から対物レンズ１
のコイルに電子ビームを再びフォーカスさせる励磁電流
が流される。この結果、試料２上に照射される電子ビー
ムＥＢは、試料２に電圧が印加されてもフォーカスがず
れることはなくなる。また、対物レンズ１のレンズ強度
が変えられたら、その変化分に応じて偏向コイル３、４
への走査信号が調整され、像倍率の変化や像の回転が補
正される。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、対物レンズにより
荷電粒子ビームを試料上に集束すると共に、荷電粒子ビ
ームを試料上で走査し、試料から発生した２次電子等の
信号を検出し、検出信号に基づいて試料像を表示するよ
うにした走査型荷電粒子ビーム装置に関する。
荷電粒子ビームを試料上に集束すると共に、荷電粒子ビ
ームを試料上で走査し、試料から発生した２次電子等の
信号を検出し、検出信号に基づいて試料像を表示するよ
うにした走査型荷電粒子ビーム装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】走査型荷電粒子ビーム装置の一種である
走査電子顕微鏡では、試料上に電子ビームを細く集束す
ると共に、試料上の所定範囲を電子ビームで走査するよ
うにしている。試料に電子ビームを照射することによっ
て２次電子が発生するが、この２次電子を検出し、この
検出信号を一次電子ビームの走査と同期した陰極線管に
供給し、試料の走査像を表示するようにしている。
走査電子顕微鏡では、試料上に電子ビームを細く集束す
ると共に、試料上の所定範囲を電子ビームで走査するよ
うにしている。試料に電子ビームを照射することによっ
て２次電子が発生するが、この２次電子を検出し、この
検出信号を一次電子ビームの走査と同期した陰極線管に
供給し、試料の走査像を表示するようにしている。
【０００３】このような走査電子顕微鏡の基本構成とし
て対物レンズがあり、対物レンズの上部には電子ビーム
を発生し加速する電子銃やコンデンサレンズなどが設け
られている。一次電子ビームはコンデンサレンズと対物
レンズとによって細く集束され、試料に照射される。ま
た、対物レンズの上部には、試料上で一次電子ビーム２
を２次元的に走査するための走査コイルが配置されてい
る。
て対物レンズがあり、対物レンズの上部には電子ビーム
を発生し加速する電子銃やコンデンサレンズなどが設け
られている。一次電子ビームはコンデンサレンズと対物
レンズとによって細く集束され、試料に照射される。ま
た、対物レンズの上部には、試料上で一次電子ビーム２
を２次元的に走査するための走査コイルが配置されてい
る。
【０００４】試料への電子ビームの照射によって２次電
子が発生するが、２次電子は１００Ｖ程度の電圧が印加
されたメッシュ状のコレクターに集められる。コレクタ
ーによって集められた２次電子は、２次電子検出器に導
かれる。２次電子検出器は、コロナリング電源から１０
ｋＶ程度の高電圧が印加されるコロナリングと、２次電
子が加速されて入射するシンチレータと、シンチレータ
の光を電気信号に変換する光電子増倍管より構成されて
いる。
子が発生するが、２次電子は１００Ｖ程度の電圧が印加
されたメッシュ状のコレクターに集められる。コレクタ
ーによって集められた２次電子は、２次電子検出器に導
かれる。２次電子検出器は、コロナリング電源から１０
ｋＶ程度の高電圧が印加されるコロナリングと、２次電
子が加速されて入射するシンチレータと、シンチレータ
の光を電気信号に変換する光電子増倍管より構成されて
いる。
【０００５】２次電子検出器によって検出された２次電
子信号は、図示していないが増幅器や輝度やコントラス
トを調整する信号処理回路等を経て一次電子ビームの走
査に同期した陰極線管に輝度変調信号として供給され
る。その結果、陰極線管の画面上には試料の特定の２次
元領域の２次電子走査像が表示されることになる。
子信号は、図示していないが増幅器や輝度やコントラス
トを調整する信号処理回路等を経て一次電子ビームの走
査に同期した陰極線管に輝度変調信号として供給され
る。その結果、陰極線管の画面上には試料の特定の２次
元領域の２次電子走査像が表示されることになる。
【０００６】さて、このような走査電子顕微鏡におい
て、対物レンズの形状は装置の分解能を決める重要な要
因を占めている。従って、分解能を向上させるために
は、対物レンズの収差係数を小さくしなければならな
い。そこで、試料上の磁界を強くしたインレンズ型、あ
るいは、セミインレンズ型の対物レンズ（強磁界対物レ
ンズ）を採用することにより、収差係数を３ｍｍ以下と
している。
て、対物レンズの形状は装置の分解能を決める重要な要
因を占めている。従って、分解能を向上させるために
は、対物レンズの収差係数を小さくしなければならな
い。そこで、試料上の磁界を強くしたインレンズ型、あ
るいは、セミインレンズ型の対物レンズ（強磁界対物レ
ンズ）を採用することにより、収差係数を３ｍｍ以下と
している。
【０００７】なお、インレンズ型の対物レンズでは、試
料が対物レンズの形成する磁場内に配置される。また、
セミインレンズ型の対物レンズでは、内側の磁極と外側
の磁極の下端面の下方に単一のレンズ磁場を形成するよ
うにし、試料はこのレンズ磁場の中に置かれる。
料が対物レンズの形成する磁場内に配置される。また、
セミインレンズ型の対物レンズでは、内側の磁極と外側
の磁極の下端面の下方に単一のレンズ磁場を形成するよ
うにし、試料はこのレンズ磁場の中に置かれる。
【０００８】また、対物レンズの収差の影響を小さくす
るために、一次電子ビームのエネルギーを高くして対物
レンズを通過させ、試料直前で電子ビームを減速させる
ことが行われている。このような方法はリターディング
法と呼ばれている。この方法により、低加速電圧におい
て、さらに分解能を向上させることができる。このリタ
ーディング法の一つとして、試料に負の電圧を印加する
場合がある。
るために、一次電子ビームのエネルギーを高くして対物
レンズを通過させ、試料直前で電子ビームを減速させる
ことが行われている。このような方法はリターディング
法と呼ばれている。この方法により、低加速電圧におい
て、さらに分解能を向上させることができる。このリタ
ーディング法の一つとして、試料に負の電圧を印加する
場合がある。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】リターディング法とし
て、試料に負の電圧を印加する方式を採用すると、走査
電子顕微鏡の像観察時に試料に電圧を印加することにな
るが、その場合、対物レンズのフォーカスが変化する。
従って、磁界型対物レンズの場合では、対物レンズの励
磁電流を変化させ、対物レンズのフォーカス条件を変え
る必要がある。
て、試料に負の電圧を印加する方式を採用すると、走査
電子顕微鏡の像観察時に試料に電圧を印加することにな
るが、その場合、対物レンズのフォーカスが変化する。
従って、磁界型対物レンズの場合では、対物レンズの励
磁電流を変化させ、対物レンズのフォーカス条件を変え
る必要がある。
【００１０】対物レンズのフォーカス条件を変えると、
それに連動して変化する項目がある。例えば、倍率、像
の回転角、開き角制御レンズの励磁電流などがそれに該
当する。現在の走査電子顕微鏡では、試料に電圧を印加
した場合でも、それらの値や条件は、試料に電圧を印加
していない状態のときの値や条件に維持されている。従
って、試料に電圧を印加した場合、それにともなって変
化する値や条件を手動で調整しなければならない。この
ような操作は、甚だ煩雑である。
それに連動して変化する項目がある。例えば、倍率、像
の回転角、開き角制御レンズの励磁電流などがそれに該
当する。現在の走査電子顕微鏡では、試料に電圧を印加
した場合でも、それらの値や条件は、試料に電圧を印加
していない状態のときの値や条件に維持されている。従
って、試料に電圧を印加した場合、それにともなって変
化する値や条件を手動で調整しなければならない。この
ような操作は、甚だ煩雑である。
【００１１】本発明は、このような点に鑑みてなされた
もので、その目的は、試料に電圧を印加した場合でも、
調整を自動的に行わせ、操作性が優れた走査型荷電粒子
ビーム装置を実現するにある。
もので、その目的は、試料に電圧を印加した場合でも、
調整を自動的に行わせ、操作性が優れた走査型荷電粒子
ビーム装置を実現するにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】本発明に基づく走査型荷
電粒子ビーム装置おいては、試料への印加電圧に応じて
対物レンズのレンズ強度を制御し、試料への電圧印加に
伴う荷電粒子ビームのフォーカスのズレを補正するよう
にした。
電粒子ビーム装置おいては、試料への印加電圧に応じて
対物レンズのレンズ強度を制御し、試料への電圧印加に
伴う荷電粒子ビームのフォーカスのズレを補正するよう
にした。
【００１３】また、試料への印加電圧に応じて偏向手段
を制御し、試料への印加電圧に伴う試料像の倍率の変化
および回転を補正するようにした。更に、試料に照射さ
れる一次荷電粒子ビームの開き角を制御する開き角制御
レンズを設け、試料への印加電圧に応じて開き角制御レ
ンズを制御し、試料への印加電圧に伴う一次荷電粒子ビ
ームの開き角の変化を補正するようにした。
を制御し、試料への印加電圧に伴う試料像の倍率の変化
および回転を補正するようにした。更に、試料に照射さ
れる一次荷電粒子ビームの開き角を制御する開き角制御
レンズを設け、試料への印加電圧に応じて開き角制御レ
ンズを制御し、試料への印加電圧に伴う一次荷電粒子ビ
ームの開き角の変化を補正するようにした。
【００１４】更に、一次荷電粒子ビームが電子ビームで
あり、対物レンズは磁界型レンズである場合、ｆ（ａ）
を試料２への印加電圧がａＶのときの対物レンズ１の励
磁電流、Ｅｏを一次電子ビームのエネルギー、αを係数
とすると、対物レンズ１の励磁電流ｆ（ａ）を次の式
あり、対物レンズは磁界型レンズである場合、ｆ（ａ）
を試料２への印加電圧がａＶのときの対物レンズ１の励
磁電流、Ｅｏを一次電子ビームのエネルギー、αを係数
とすると、対物レンズ１の励磁電流ｆ（ａ）を次の式
【００１５】
【数２】
【００１６】によって求めるようにした。
【００１７】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施の形態を詳細に説明する。図１は、本発明に基づく走
査電子顕微鏡の一例を示したもので、図示していない電
子銃から発生した電子ビームＥＢは、コンデンサレンズ
（図示せず）と対物レンズ１によって試料２上に細く集
束される。また、電子ビームＥＢは、偏向コイル３，４
によって偏向され、試料２上の電子ビームの照射位置は
走査される。なお、偏向コイル３，４には走査信号発生
電源５から２次元走査信号が供給される。偏向コイル
３，４の上部には、開き角制御レンズ６が配置されてい
る。この開き角制御レンズ６には、励磁電流電源７から
励磁電流が供給される。
施の形態を詳細に説明する。図１は、本発明に基づく走
査電子顕微鏡の一例を示したもので、図示していない電
子銃から発生した電子ビームＥＢは、コンデンサレンズ
（図示せず）と対物レンズ１によって試料２上に細く集
束される。また、電子ビームＥＢは、偏向コイル３，４
によって偏向され、試料２上の電子ビームの照射位置は
走査される。なお、偏向コイル３，４には走査信号発生
電源５から２次元走査信号が供給される。偏向コイル
３，４の上部には、開き角制御レンズ６が配置されてい
る。この開き角制御レンズ６には、励磁電流電源７から
励磁電流が供給される。
【００１８】対物レンズ１は、ヨーク８，内側磁極９，
外側磁極１０，コイル１１より構成されており、内側磁
極８の下端面に近い位置に開口１２が穿たれている。こ
の開口は、対物レンズの構造を軸対称とするために、２
カ所あるいは４カ所設けられている。内側磁極９の開口
１２部分の外側に、外側磁極１０に対して２次電子検出
器１３が取り付けられている。この対物レンズ１のコイ
ル１１には、励磁電流電源１４より励磁電流が供給され
る。なお、走査信号発生電源５，開き角制御レンズ６の
励磁電流電源７，対物レンズ１の励磁電流電源１４は、
ＣＰＵ１５によって制御される。
外側磁極１０，コイル１１より構成されており、内側磁
極８の下端面に近い位置に開口１２が穿たれている。こ
の開口は、対物レンズの構造を軸対称とするために、２
カ所あるいは４カ所設けられている。内側磁極９の開口
１２部分の外側に、外側磁極１０に対して２次電子検出
器１３が取り付けられている。この対物レンズ１のコイ
ル１１には、励磁電流電源１４より励磁電流が供給され
る。なお、走査信号発生電源５，開き角制御レンズ６の
励磁電流電源７，対物レンズ１の励磁電流電源１４は、
ＣＰＵ１５によって制御される。
【００１９】２次電子検出器１３は、シンチレータと光
電子増倍管とを組み合わせた構造を有しており、円形状
のシンチレータの周囲部分には、リング状の電極が設け
られ、その電極には２次電子を引き寄せる正の電圧が印
加される。この電圧値は、１０kV程度に設定されてい
る。２次電子検出器１３の検出信号は、増幅器（図示せ
ず）によって増幅された後、電子ビームＥＢの走査と同
期した陰極線管（図示せず）に供給される。
電子増倍管とを組み合わせた構造を有しており、円形状
のシンチレータの周囲部分には、リング状の電極が設け
られ、その電極には２次電子を引き寄せる正の電圧が印
加される。この電圧値は、１０kV程度に設定されてい
る。２次電子検出器１３の検出信号は、増幅器（図示せ
ず）によって増幅された後、電子ビームＥＢの走査と同
期した陰極線管（図示せず）に供給される。
【００２０】試料２には可変電圧電源１６が接続されて
おり、任意の電圧が試料に印加できるように構成されて
いる。このような構成の動作は次の通りである。走査２
次電子像を観察する場合、走査信号発生電源５から所定
の走査信号が偏向コイル３，４に供給され、試料２上の
任意の２次元領域が電子ビームＥＢによってラスター走
査される。
おり、任意の電圧が試料に印加できるように構成されて
いる。このような構成の動作は次の通りである。走査２
次電子像を観察する場合、走査信号発生電源５から所定
の走査信号が偏向コイル３，４に供給され、試料２上の
任意の２次元領域が電子ビームＥＢによってラスター走
査される。
【００２１】ここで、対物レンズ１は内側磁極９と外側
磁極１０の下端面より下方に単一のレンズ磁場が形成さ
れるように構成されており、このレンズ磁場の中に試料
２が配置されている。試料２への電子ビームの照射によ
って発生した２次電子等の２次発生電子の内、エネルギ
ーの低い電子（例えば３eV以下）は、レンズ磁場により
拘束されて螺旋状に上方に向かう。
磁極１０の下端面より下方に単一のレンズ磁場が形成さ
れるように構成されており、このレンズ磁場の中に試料
２が配置されている。試料２への電子ビームの照射によ
って発生した２次電子等の２次発生電子の内、エネルギ
ーの低い電子（例えば３eV以下）は、レンズ磁場により
拘束されて螺旋状に上方に向かう。
【００２２】ところで、内側磁極９の開口１２付近に
は、検出器１３の前面に印加された電圧に基づく電界が
形成されている。この電界により、エネルギーの低い電
子は、検出器１３方向に向かい、そして２次電子検出器
１３のシンチレータに衝突して発光させる。この発光は
フォトマルチプライアによって検出される。フォトマル
チプライアの検出信号を、増幅器を介して走査信号と同
期した陰極線管に供給すれば、陰極線管には試料２の任
意の領域の２次電子像が表示される。
は、検出器１３の前面に印加された電圧に基づく電界が
形成されている。この電界により、エネルギーの低い電
子は、検出器１３方向に向かい、そして２次電子検出器
１３のシンチレータに衝突して発光させる。この発光は
フォトマルチプライアによって検出される。フォトマル
チプライアの検出信号を、増幅器を介して走査信号と同
期した陰極線管に供給すれば、陰極線管には試料２の任
意の領域の２次電子像が表示される。
【００２３】さて、試料２に電圧が印加されていない状
態で、対物レンズ１には、電子ビームＥＢのエネルギー
（加速電圧）に応じて、電子ビームＥＢが試料２の表面
にフォーカスされるように電源１４から所定の励磁電流
が供給される。また、偏向コイル３，４には、設定され
た倍率となるように電子ビームを走査する信号が電源５
から供給される。
態で、対物レンズ１には、電子ビームＥＢのエネルギー
（加速電圧）に応じて、電子ビームＥＢが試料２の表面
にフォーカスされるように電源１４から所定の励磁電流
が供給される。また、偏向コイル３，４には、設定され
た倍率となるように電子ビームを走査する信号が電源５
から供給される。
【００２４】この倍率は、走査信号の振幅の大きさによ
って決まるが、電子ビームのエネルギーが変化した場合
でも同一倍率とするためには、走査信号の振幅の大きさ
を電子ビームの加速電圧に応じて調節する必要がある。
また、開き角制御レンズ６には、電子ビームのエネルギ
ーに応じて、試料２に照射される電子ビームの開き角が
最適な状態に維持されるように、電源７から励磁電流が
供給される。
って決まるが、電子ビームのエネルギーが変化した場合
でも同一倍率とするためには、走査信号の振幅の大きさ
を電子ビームの加速電圧に応じて調節する必要がある。
また、開き角制御レンズ６には、電子ビームのエネルギ
ーに応じて、試料２に照射される電子ビームの開き角が
最適な状態に維持されるように、電源７から励磁電流が
供給される。
【００２５】ここで、試料２に電源１６から電圧を印加
すると、電子ビームEBは試料直前でエネルギーが減速す
る。例えば、電子ビームEBの加速電圧が５kVで、試料２
に電源１５から４kVの電圧を印加すると、電子ビームの
加速電圧は試料直前で１kVとなる。このようにすると、
電子ビームは高い加速電圧で対物レンズ１によって集束
されるので、収差の値を小さくできる。その一方で、試
料２には低加速の電子ビームが照射されることから、試
料が半導体や絶縁物の場合には、試料２表面の帯電を防
止できるか、帯電の量を著しく少なくすることができ
る。もちろん、試料２に照射される電子ビームのエネル
ギーが低くなるので、試料が電子ビームの照射によって
ダメージを受けることが大幅に減少する。
すると、電子ビームEBは試料直前でエネルギーが減速す
る。例えば、電子ビームEBの加速電圧が５kVで、試料２
に電源１５から４kVの電圧を印加すると、電子ビームの
加速電圧は試料直前で１kVとなる。このようにすると、
電子ビームは高い加速電圧で対物レンズ１によって集束
されるので、収差の値を小さくできる。その一方で、試
料２には低加速の電子ビームが照射されることから、試
料が半導体や絶縁物の場合には、試料２表面の帯電を防
止できるか、帯電の量を著しく少なくすることができ
る。もちろん、試料２に照射される電子ビームのエネル
ギーが低くなるので、試料が電子ビームの照射によって
ダメージを受けることが大幅に減少する。
【００２６】さて、試料２に電圧を印加すると、電圧印
加前に比べて電子ビームのフォーカスがずれてしまう。
そのため、試料２に電圧を印加した場合には、電源１４
を調節して、フォーカス合わせを行わねばならない。こ
のフォーカス合わせは、従来は手動で電源１４を調節す
ることによって行っていた。本発明においては、ＣＰＵ
１５に試料２への印加電圧に応じた信号が供給され、Ｃ
ＰＵ１５の制御によって、自動的に電源１４から対物レ
ンズ１のコイルに電子ビームを再びフォーカスさせる励
磁電流が流される。
加前に比べて電子ビームのフォーカスがずれてしまう。
そのため、試料２に電圧を印加した場合には、電源１４
を調節して、フォーカス合わせを行わねばならない。こ
のフォーカス合わせは、従来は手動で電源１４を調節す
ることによって行っていた。本発明においては、ＣＰＵ
１５に試料２への印加電圧に応じた信号が供給され、Ｃ
ＰＵ１５の制御によって、自動的に電源１４から対物レ
ンズ１のコイルに電子ビームを再びフォーカスさせる励
磁電流が流される。
【００２７】この試料２への印加電圧に応じた新たな励
磁電流は、次のような関数で変化させられる。すなわ
ち、ｆ（ａ）を試料２への印加電圧がａＶのときの対物
レンズ１の励磁電流、Ｅｏを一次電子ビームＥＢのエネ
ルギー、αを係数とすると、対物レンズ１の励磁電流ｆ
（ａ）は次のようにして求められる。
磁電流は、次のような関数で変化させられる。すなわ
ち、ｆ（ａ）を試料２への印加電圧がａＶのときの対物
レンズ１の励磁電流、Ｅｏを一次電子ビームＥＢのエネ
ルギー、αを係数とすると、対物レンズ１の励磁電流ｆ
（ａ）は次のようにして求められる。
【００２８】
【数３】
【００２９】ＣＰＵ１５は試料２への印加電圧が変えら
れたら、上記式に基づいて新たな励磁電流を求め、電源
１４を制御して、対物レンズの印加電圧を求められた値
に設定する。この結果、試料２上に照射される電子ビー
ムＥＢは、試料２に電圧が印加されてもフォーカスがず
れることはなくなる。
れたら、上記式に基づいて新たな励磁電流を求め、電源
１４を制御して、対物レンズの印加電圧を求められた値
に設定する。この結果、試料２上に照射される電子ビー
ムＥＢは、試料２に電圧が印加されてもフォーカスがず
れることはなくなる。
【００３０】上記した自動的な対物レンズ１の制御は、
試料２への印加電圧を変える都度、所定の計算を行って
新たな励磁電流値を求めるようにしたが、それ以外の方
式として、ＣＰＵ１５内に一次電子ビームＥＢの加速電
圧と試料への印加電圧に応じた最適な対物レンズの励磁
電流のテーブルを用意し、試料２に電圧を印加した場合
には、そのテーブルから最適な対物レンズ１の励磁電流
データを読み出し、そのデータに基づいて電源１４を制
御するようにしても良い。
試料２への印加電圧を変える都度、所定の計算を行って
新たな励磁電流値を求めるようにしたが、それ以外の方
式として、ＣＰＵ１５内に一次電子ビームＥＢの加速電
圧と試料への印加電圧に応じた最適な対物レンズの励磁
電流のテーブルを用意し、試料２に電圧を印加した場合
には、そのテーブルから最適な対物レンズ１の励磁電流
データを読み出し、そのデータに基づいて電源１４を制
御するようにしても良い。
【００３１】このようにして、試料へ電圧を印加した場
合、対物レンズ１の励磁電流が変えられ、一次電子ビー
ムは試料２の表面上にフォーカスされる。しかしなが
ら、対物レンズ１への励磁電流を変えることにより、レ
ンズ強度が変化し、その結果、一次電子ビームＥＢの偏
向角が変化し、電子ビームの走査領域が変化して倍率が
変わってしまう。
合、対物レンズ１の励磁電流が変えられ、一次電子ビー
ムは試料２の表面上にフォーカスされる。しかしなが
ら、対物レンズ１への励磁電流を変えることにより、レ
ンズ強度が変化し、その結果、一次電子ビームＥＢの偏
向角が変化し、電子ビームの走査領域が変化して倍率が
変わってしまう。
【００３２】また、対物レンズ１のレンズ強度が変わる
ことにより、対物レンズ１による磁場内での一次電子ビ
ームＥＢが回転し、電子ビームの走査領域が回転する。
その結果、得られる２次電子像が回転することになる。
更に、対物レンズ１のレンズ強度の変化に応じて、試料
２に照射される電子ビームＥＢの開き角も変化する。
ことにより、対物レンズ１による磁場内での一次電子ビ
ームＥＢが回転し、電子ビームの走査領域が回転する。
その結果、得られる２次電子像が回転することになる。
更に、対物レンズ１のレンズ強度の変化に応じて、試料
２に照射される電子ビームＥＢの開き角も変化する。
【００３３】このため、本実施の形態では、試料２への
電圧印加にともなって、偏向コイル３、４に走査信号を
供給する電源５を制御し、走査信号の振幅を調整して倍
率の変化分を補正するようにしている。また、試料２へ
の電圧印加にともなって対物レンズ１のレンズ強度が変
化し、一次電子ビームの磁場内の回転角が変化し、得ら
れる像も回転するが、この回転の変化分は、電源５から
偏向コイル３、４に供給されるラスター走査の方向を前
記回転の変化分だけ変化させることによって補正され
る。従って、試料２への電圧印加に伴う対物レンズ１の
レンズ強度の変化に伴う倍率の変化と像の回転は防止さ
れる。
電圧印加にともなって、偏向コイル３、４に走査信号を
供給する電源５を制御し、走査信号の振幅を調整して倍
率の変化分を補正するようにしている。また、試料２へ
の電圧印加にともなって対物レンズ１のレンズ強度が変
化し、一次電子ビームの磁場内の回転角が変化し、得ら
れる像も回転するが、この回転の変化分は、電源５から
偏向コイル３、４に供給されるラスター走査の方向を前
記回転の変化分だけ変化させることによって補正され
る。従って、試料２への電圧印加に伴う対物レンズ１の
レンズ強度の変化に伴う倍率の変化と像の回転は防止さ
れる。
【００３４】更に、対物レンズ１のレンズ強度の変化に
より、試料２に照射される一次電子ビームＥＢの開き角
も変化するが、ＣＰＵ１５の制御により、電源７が制御
され、開き角の変化分を補正する励磁電流が電源７から
開き角制御レンズ６に供給される。
より、試料２に照射される一次電子ビームＥＢの開き角
も変化するが、ＣＰＵ１５の制御により、電源７が制御
され、開き角の変化分を補正する励磁電流が電源７から
開き角制御レンズ６に供給される。
【００３５】上記した対物レンズ１のレンズ強度の変化
に伴う偏向コイル３、４への走査信号の最適化や、開き
角制御レンズ６の強度の変化は、ＣＰＵ１５によって制
御される。すなわち、例えば、ＣＰＵ１５は、一次電子
ビームＥＢの各加速電圧の下で、対物レンズ１の強度変
化に対する偏向コイル３、４に供給される走査信号の変
化分がテーブル化して記憶されており、試料２への電圧
印加に伴って、対物レンズ１のレンズ強度が変化させら
れたら、ＣＰＵ１５はテーブルから走査信号の変化分の
データを読み出し、走査信号を発生する電源５を制御す
る。
に伴う偏向コイル３、４への走査信号の最適化や、開き
角制御レンズ６の強度の変化は、ＣＰＵ１５によって制
御される。すなわち、例えば、ＣＰＵ１５は、一次電子
ビームＥＢの各加速電圧の下で、対物レンズ１の強度変
化に対する偏向コイル３、４に供給される走査信号の変
化分がテーブル化して記憶されており、試料２への電圧
印加に伴って、対物レンズ１のレンズ強度が変化させら
れたら、ＣＰＵ１５はテーブルから走査信号の変化分の
データを読み出し、走査信号を発生する電源５を制御す
る。
【００３６】開き角制御レンズ６の強度の変化の制御も
同様に、ＣＰＵ１５内に対物レンズ１の強度変化に対す
る開き角制御レンズ６に供給される励磁電流の変化分の
値がテーブル化して記憶されており、試料２への電圧印
加に伴って、対物レンズ１のレンズ強度が変化させられ
たら、ＣＰＵ１５はテーブルから開き角制御レンズ６の
励磁電流の変化分のデータを読み出し、開き角制御レン
ズ６の電源７を制御する。
同様に、ＣＰＵ１５内に対物レンズ１の強度変化に対す
る開き角制御レンズ６に供給される励磁電流の変化分の
値がテーブル化して記憶されており、試料２への電圧印
加に伴って、対物レンズ１のレンズ強度が変化させられ
たら、ＣＰＵ１５はテーブルから開き角制御レンズ６の
励磁電流の変化分のデータを読み出し、開き角制御レン
ズ６の電源７を制御する。
【００３７】上記では、試料２への電圧印加に伴う対物
レンズ１のレンズ強度の変化により、偏向コイル３、４
に供給する走査信号と開き角制御レンズの制御について
説明したが、対物レンズ１の強度変化に伴って調整が必
要となる非点補正や軸合わせ用の偏向系についても、Ｃ
ＰＵ１５の制御によって自動的な最適化が行われる。
レンズ１のレンズ強度の変化により、偏向コイル３、４
に供給する走査信号と開き角制御レンズの制御について
説明したが、対物レンズ１の強度変化に伴って調整が必
要となる非点補正や軸合わせ用の偏向系についても、Ｃ
ＰＵ１５の制御によって自動的な最適化が行われる。
【００３８】以上本発明の実施の形態を説明したが、本
発明はこの実施の形態に限定されず幾多の変形が可能で
ある。例えば、走査電子顕微鏡を例に説明したが、イオ
ンビームを試料上で走査する走査型イオン顕微鏡等のイ
オンビーム装置にも本発明を適用することができる。ま
た、対物レンズ１として磁界型レンズを用いたが、静電
型レンズを対物レンズとして用いる場合にも本発明を適
用することができる。その場合、試料への電圧の印加に
伴って、静電型対物レンズの電界強度を変化させること
になる。更に、対物レンズを磁界と電界を重畳するタイ
プのレンズを使用した場合には、試料への電圧の印加に
伴って、磁界か電界、あるいは、その両者の強度を変化
させることになる。
発明はこの実施の形態に限定されず幾多の変形が可能で
ある。例えば、走査電子顕微鏡を例に説明したが、イオ
ンビームを試料上で走査する走査型イオン顕微鏡等のイ
オンビーム装置にも本発明を適用することができる。ま
た、対物レンズ１として磁界型レンズを用いたが、静電
型レンズを対物レンズとして用いる場合にも本発明を適
用することができる。その場合、試料への電圧の印加に
伴って、静電型対物レンズの電界強度を変化させること
になる。更に、対物レンズを磁界と電界を重畳するタイ
プのレンズを使用した場合には、試料への電圧の印加に
伴って、磁界か電界、あるいは、その両者の強度を変化
させることになる。
【００３９】
【発明の効果】以上説明したように、本発明に基づく走
査型荷電粒子ビーム装置おいては、試料への印加電圧に
応じて対物レンズのレンズ強度を制御し、試料への電圧
印加に伴う荷電粒子ビームのフォーカスのズレを補正す
るようにしたので、操作性を格段に向上させることがで
きる。
査型荷電粒子ビーム装置おいては、試料への印加電圧に
応じて対物レンズのレンズ強度を制御し、試料への電圧
印加に伴う荷電粒子ビームのフォーカスのズレを補正す
るようにしたので、操作性を格段に向上させることがで
きる。
【００４０】また、試料への印加電圧に応じて偏向手段
を制御し、試料への印加電圧に伴う試料像の倍率の変化
および回転を補正するようにしたので、操作性を更に向
上させることができる。
を制御し、試料への印加電圧に伴う試料像の倍率の変化
および回転を補正するようにしたので、操作性を更に向
上させることができる。
【００４１】更に、試料に照射される一次荷電粒子ビー
ムの開き角を制御する開き角制御レンズを設け、試料へ
の印加電圧に応じて開き角制御レンズを制御し、試料へ
の印加電圧に伴う一次荷電粒子ビームの開き角の変化を
補正するようにしたので、操作性を更に向上させること
ができる。
ムの開き角を制御する開き角制御レンズを設け、試料へ
の印加電圧に応じて開き角制御レンズを制御し、試料へ
の印加電圧に伴う一次荷電粒子ビームの開き角の変化を
補正するようにしたので、操作性を更に向上させること
ができる。
【図１】本発明に基づく走査電子顕微鏡の一例を示す図
である。
である。
１ 対物レンズ
２ 試料
３、４ 偏向コイル
５、７、１４、１６ 電源
６ 開き角制御レンズ
８ ヨーク
９ 内側磁極
１０ 外側磁極
１１ コイル
１２ 開口
１３ 検出器
１５ ＣＰＵ
Claims (4)
- 【請求項１】 一次荷電粒子ビームを対物レンズによっ
て試料上に集束し、偏向手段によって一次荷電粒子ビー
ムを試料上の所望領域を走査し、試料への荷電粒子ビー
ムの照射によって発生した信号に基づいて試料像を得る
ようにした走査型荷電粒子ビーム装置において、試料に
電圧を印加する手段を設け、試料への印加電圧に応じて
対物レンズのレンズ強度を制御し、試料への電圧印加に
伴う荷電粒子ビームのフォーカスのズレを補正するよう
にした走査型荷電粒子ビーム装置。 - 【請求項２】 試料への印加電圧に応じて偏向手段を制
御し、試料への印加電圧に伴う試料像の倍率の変化およ
び回転を補正するようにした請求項１記載の走査型荷電
粒子ビーム装置。 - 【請求項３】 試料に照射される一次荷電粒子ビームの
開き角を制御する開き角制御レンズを設け、試料への印
加電圧に応じて開き角制御レンズを制御し、試料への印
加電圧に伴う一次荷電粒子ビームの開き角の変化を補正
するようにした請求項１記載の走査型荷電粒子ビーム装
置。 - 【請求項４】 一次荷電粒子ビームは電子ビームであ
り、対物レンズは磁界型レンズであり、ｆ（ａ）を試料
２への印加電圧がａＶのときの対物レンズ１の励磁電
流、Ｅｏを一次電子ビームのエネルギー、αを係数とす
ると、対物レンズ１の励磁電流ｆ（ａ）を次の式 【数１】 によって求めるようにした請求項１〜３記載の走査型荷
電粒子ビーム装置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001349715A JP2003151484A (ja) | 2001-11-15 | 2001-11-15 | 走査型荷電粒子ビーム装置 |
| US10/295,000 US6653632B2 (en) | 2001-11-15 | 2002-11-14 | Scanning-type instrument utilizing charged-particle beam and method of controlling same |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001349715A JP2003151484A (ja) | 2001-11-15 | 2001-11-15 | 走査型荷電粒子ビーム装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003151484A true JP2003151484A (ja) | 2003-05-23 |
Family
ID=19162343
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001349715A Pending JP2003151484A (ja) | 2001-11-15 | 2001-11-15 | 走査型荷電粒子ビーム装置 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6653632B2 (ja) |
| JP (1) | JP2003151484A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007012544A (ja) * | 2005-07-04 | 2007-01-18 | Jeol Ltd | 収差補正装置を備えた荷電粒子ビーム装置 |
| JP2009043936A (ja) * | 2007-08-09 | 2009-02-26 | Hitachi High-Technologies Corp | 電子顕微鏡 |
| JP2012066847A (ja) * | 2010-09-24 | 2012-04-05 | Suntory Holdings Ltd | 電子線殺菌方法および電子線殺菌装置 |
| WO2013187115A1 (ja) * | 2012-06-15 | 2013-12-19 | 株式会社 日立ハイテクノロジーズ | 荷電粒子線装置 |
| KR20180097597A (ko) * | 2015-11-30 | 2018-08-31 | 헤르메스 마이크로비젼, 인코포레이티드 | 복수의 하전된 입자 빔의 장치 |
| JP2019169433A (ja) * | 2018-03-26 | 2019-10-03 | 株式会社島津製作所 | 荷電粒子ビーム軸合わせ装置、荷電粒子ビーム照射装置および荷電粒子ビーム軸合わせ方法 |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3968334B2 (ja) * | 2002-09-11 | 2007-08-29 | 株式会社日立ハイテクノロジーズ | 荷電粒子線装置及び荷電粒子線照射方法 |
| US20060196853A1 (en) * | 2005-03-04 | 2006-09-07 | The Regents Of The University Of California | Micro-joining using electron beams |
| DE102015001292A1 (de) | 2015-02-02 | 2016-08-04 | Carl Zeiss Microscopy Gmbh | Teilchenstrahlmikroskop und Verfahren zum Betreiben eines Teilchenstrahlmikroskops |
| DE102015001297B4 (de) | 2015-02-02 | 2023-03-30 | Carl Zeiss Microscopy Gmbh | Teilchenstrahlmikroskop und Verfahren zum Betreiben eines Teilchenstrahlmikroskops |
| WO2022013918A1 (ja) * | 2020-07-13 | 2022-01-20 | 株式会社日立ハイテク | 荷電粒子線装置、およびスキャン波形生成方法 |
| DE102021125639A1 (de) * | 2021-10-04 | 2023-04-06 | Carl Zeiss Microscopy Gmbh | Teilchenstrahlsystem |
Family Cites Families (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH10334844A (ja) | 1997-06-03 | 1998-12-18 | Jeol Ltd | 走査電子顕微鏡 |
| US6107637A (en) * | 1997-08-11 | 2000-08-22 | Hitachi, Ltd. | Electron beam exposure or system inspection or measurement apparatus and its method and height detection apparatus |
| DE69806897T2 (de) * | 1998-04-24 | 2002-11-28 | Advantest Corp., Tokio/Tokyo | Dynamisch kompensierte Objektivlinse-Detektor-Vorrichtung und Verfahren |
| JP3508622B2 (ja) * | 1999-05-20 | 2004-03-22 | 株式会社日立製作所 | 電子ビーム描画装置および電子ビームを用いた描画方法 |
| JP2002245960A (ja) * | 2001-02-20 | 2002-08-30 | Nikon Corp | 荷電粒子ビーム装置及びそのような装置を用いたデバイス製造方法 |
| US6723997B2 (en) * | 2001-10-26 | 2004-04-20 | Jeol Ltd. | Aberration corrector for instrument utilizing charged-particle beam |
-
2001
- 2001-11-15 JP JP2001349715A patent/JP2003151484A/ja active Pending
-
2002
- 2002-11-14 US US10/295,000 patent/US6653632B2/en not_active Expired - Lifetime
Cited By (17)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007012544A (ja) * | 2005-07-04 | 2007-01-18 | Jeol Ltd | 収差補正装置を備えた荷電粒子ビーム装置 |
| JP2009043936A (ja) * | 2007-08-09 | 2009-02-26 | Hitachi High-Technologies Corp | 電子顕微鏡 |
| JP2012066847A (ja) * | 2010-09-24 | 2012-04-05 | Suntory Holdings Ltd | 電子線殺菌方法および電子線殺菌装置 |
| WO2013187115A1 (ja) * | 2012-06-15 | 2013-12-19 | 株式会社 日立ハイテクノロジーズ | 荷電粒子線装置 |
| JP2014002835A (ja) * | 2012-06-15 | 2014-01-09 | Hitachi High-Technologies Corp | 荷電粒子線装置 |
| KR20140143441A (ko) * | 2012-06-15 | 2014-12-16 | 가부시키가이샤 히다치 하이테크놀로지즈 | 하전 입자선 장치 |
| US9324540B2 (en) | 2012-06-15 | 2016-04-26 | Hitachi High-Technologies Corporation | Charged particle beam device |
| KR101685274B1 (ko) * | 2012-06-15 | 2016-12-09 | 가부시키가이샤 히다치 하이테크놀로지즈 | 하전 입자선 장치 |
| KR20180097597A (ko) * | 2015-11-30 | 2018-08-31 | 헤르메스 마이크로비젼, 인코포레이티드 | 복수의 하전된 입자 빔의 장치 |
| CN108738343A (zh) * | 2015-11-30 | 2018-11-02 | 汉民微测科技股份有限公司 | 多个带电粒子束的设备 |
| JP2018535525A (ja) * | 2015-11-30 | 2018-11-29 | エルメス マイクロビジョン, インコーポレーテッドHermes Microvision Inc. | 複数の荷電粒子ビームの装置 |
| KR102068206B1 (ko) * | 2015-11-30 | 2020-01-20 | 에이에스엠엘 네델란즈 비.브이. | 복수의 하전된 입자 빔의 장치 |
| US10811222B2 (en) | 2015-11-30 | 2020-10-20 | Asml Netherlands B.V. | Apparatus of plural charged-particle beams |
| CN108738343B (zh) * | 2015-11-30 | 2022-02-01 | Asml荷兰有限公司 | 多个带电粒子束的设备 |
| US11398368B2 (en) | 2015-11-30 | 2022-07-26 | Asml Netherlands B.V | Apparatus of plural charged-particle beams |
| JP2019169433A (ja) * | 2018-03-26 | 2019-10-03 | 株式会社島津製作所 | 荷電粒子ビーム軸合わせ装置、荷電粒子ビーム照射装置および荷電粒子ビーム軸合わせ方法 |
| JP7047523B2 (ja) | 2018-03-26 | 2022-04-05 | 株式会社島津製作所 | 荷電粒子ビーム軸合わせ装置、荷電粒子ビーム照射装置および荷電粒子ビーム軸合わせ方法 |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US20030116709A1 (en) | 2003-06-26 |
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