JP2005174812A - Scanning electron microscope, control method of the same, and electron beam axis control method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、走査電子顕微鏡及び走査電子顕微鏡の制御方法並びに電子ビームの軸調整方法に関する。 The present invention relates to a scanning electron microscope, a scanning electron microscope control method, and an electron beam axis adjustment method.
走査電子顕微鏡を用いた試料の観察においては、電子銃から加速されて放出された電子ビームを対物レンズによって試料上に集束させて照射し、これにより検出される試料像(検出像)を取得して表示し、また必要に応じて記憶媒体に記録することが行われている。 In observation of a sample using a scanning electron microscope, an electron beam accelerated and emitted from an electron gun is focused on the sample by an objective lens and irradiated to obtain a detected sample image (detected image). Displayed and recorded on a storage medium as necessary.
このような走査電子顕微鏡においては、電子ビームの軸(光軸)を対物レンズの中心軸に合わせるための軸調整作業が必要となっている。このときには、電子銃と対物レンズとの間に位置する絞り孔を通過した電子ビームの軸と対物レンズの中心軸とを合わせることとなる。 In such a scanning electron microscope, an axis adjustment operation for aligning the axis (optical axis) of the electron beam with the central axis of the objective lens is required. At this time, the axis of the electron beam that has passed through the aperture hole located between the electron gun and the objective lens is aligned with the central axis of the objective lens.
この軸調整は、対物レンズの励磁電流を周期的に変動させて焦点位置を上下に振り、その状態で検出像の中心位置が静止するように絞りの位置を微調整することにより行われることがある。この場合、電子ビームが対物レンズの中心を通っていれば、対物レンズの励磁電流を微少変化させても、それによって検出像の中心が移動することはない。 This axis adjustment can be performed by periodically changing the excitation current of the objective lens to swing the focus position up and down, and finely adjusting the position of the stop so that the center position of the detected image remains stationary in that state. is there. In this case, if the electron beam passes through the center of the objective lens, even if the excitation current of the objective lens is slightly changed, the center of the detection image does not move.
一方、電子ビームが対物レンズの中心から外れた位置を通過していると、対物レンズの励磁電流を周期的に変化させたときに、検出像の中心位置も画面上で上下方向や左右方向に周期的に移動する。この現象を利用して、オペレータが、検出像を観察しながら手動にて絞りの位置の微調整を行ったり、軸調整用の電磁コイルの励磁条件の調整を行う。 On the other hand, if the electron beam passes through a position deviating from the center of the objective lens, the center position of the detected image also moves vertically and horizontally on the screen when the excitation current of the objective lens is periodically changed. Move periodically. Using this phenomenon, the operator manually fine-tunes the position of the diaphragm while observing the detected image, or adjusts the excitation condition of the electromagnetic coil for axis adjustment.
このような走査電子顕微鏡における電子ビームの軸調整方法において、対物レンズの励磁電流を周期的に変動させると検出像が回転することとなるが、電子ビームの走査方向を補正することにより検出像の回転を止めるものもある(例えば、特許文献1参照)。 In such an electron beam axis adjustment method in a scanning electron microscope, when the excitation current of the objective lens is periodically changed, the detection image rotates. However, by correcting the scanning direction of the electron beam, Some stop rotation (see, for example, Patent Document 1).
また、絞りの中心を検出し、電子ビームが絞りの中心を通るように偏向信号を変化させるものもある(例えば、特許文献2参照)。 Also, there is a technique that detects the center of the diaphragm and changes the deflection signal so that the electron beam passes through the center of the diaphragm (see, for example, Patent Document 2).
上述した走査電子顕微鏡における電子ビームの軸調整方法においては、調整作業に熟練を要するとともに、当該調整作業が煩雑なものとなっていた。 In the electron beam axis adjusting method in the scanning electron microscope described above, the adjustment work requires skill and the adjustment work is complicated.
本発明は、このような点に鑑みてなされたものであり、電子ビームの軸調整を容易に行うことができる走査電子顕微鏡及び走査電子顕微鏡の制御方法並びに電子ビームの軸調整方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above points, and provides a scanning electron microscope, a scanning electron microscope control method, and an electron beam axis adjustment method capable of easily adjusting an electron beam axis. With the goal.
本発明における走査電子顕微鏡は、電子ビーム源と、電子ビーム源から放出された電子ビームが通過する開口部を有し、該開口部の後方に配置された試料上に電子ビームを集束させる対物レンズと、電子ビームの軸を調整する軸調整手段と、電子ビームを走査する走査コイルと、対物レンズの該開口部より前方に位置する検出器とを備えた走査電子顕微鏡であって、前記対物レンズの開口部を電子ビームにより走査し、これにより検出される像に基づいて前記軸調整手段を制御するための制御手段を有することを特徴とする。 The scanning electron microscope according to the present invention has an electron beam source and an aperture through which the electron beam emitted from the electron beam source passes, and an objective lens that focuses the electron beam on a sample disposed behind the aperture A scanning electron microscope comprising: an axis adjusting unit that adjusts the axis of the electron beam; a scanning coil that scans the electron beam; and a detector that is positioned in front of the opening of the objective lens. And a control means for controlling the axis adjusting means based on an image detected by scanning the opening with an electron beam.
また、本発明における走査電子顕微鏡の制御方法は、電子ビーム源と、電子ビーム源から放出された電子ビームが通過する開口部を有し、該開口部の後方に配置された試料上に電子ビームを集束させる対物レンズと、電子ビームの軸を調整する軸調整手段と、電子ビームを走査する走査コイルと、対物レンズの該開口部より前方に位置する検出器とを備えた走査電子顕微鏡の制御方法であって、対物レンズの開口部を電子ビームによって第1の方向に走査することにより検出される第1の像と、当該開口部を電子ビームによって第1の方向とは逆方向となる第2の方向に走査することにより検出される第2の像とを取得し、これら第1及び第2の像を交互に表示することを特徴とする。 The scanning electron microscope control method according to the present invention includes an electron beam source and an opening through which the electron beam emitted from the electron beam source passes, and the electron beam is placed on a sample disposed behind the opening. Of a scanning electron microscope comprising an objective lens for focusing the light, an axis adjusting means for adjusting the axis of the electron beam, a scanning coil for scanning the electron beam, and a detector positioned in front of the opening of the objective lens A first image detected by scanning an opening of an objective lens in a first direction with an electron beam, and a first image in which the opening is opposite to the first direction by an electron beam. A second image detected by scanning in two directions is acquired, and the first and second images are alternately displayed.
さらに、本発明における他の走査電子顕微鏡の制御方法は、電子ビーム源と、電子ビーム源から放出された電子ビームが通過する開口部を有し、該開口部の後方に配置された試料上に電子ビームを集束させる対物レンズと、電子ビームの軸を調整する軸調整手段と、電子ビームを走査する走査コイルと、対物レンズの該開口部より前方に位置する検出器とを備えた走査電子顕微鏡の制御方法であって、対物レンズの開口部を電子ビームによって第1の方向に走査することにより検出される第1の像と、当該第1の像を像中心回りに180度回転させて得られる第2の像とを取得し、これら第1及び第2の像を交互に表示することを特徴とする。 Furthermore, another control method of the scanning electron microscope according to the present invention includes an electron beam source and an opening through which the electron beam emitted from the electron beam source passes, on a sample disposed behind the opening. A scanning electron microscope comprising an objective lens for focusing an electron beam, axis adjusting means for adjusting the axis of the electron beam, a scanning coil for scanning the electron beam, and a detector positioned in front of the opening of the objective lens The first image detected by scanning the aperture of the objective lens in the first direction with the electron beam and the first image obtained by rotating the first image by 180 degrees around the image center. A second image to be acquired, and the first and second images are alternately displayed.
そして、本発明における電子ビームの軸調整方法は、電子ビーム源と、電子ビーム源から放出された電子ビームが通過する開口部を有し、該開口部の後方に配置された試料上に電子ビームを集束させる対物レンズと、電子ビームの軸を調整する軸調整手段と、電子ビームを走査する走査コイルと、対物レンズの該開口部より前方に位置する検出器とを備えた走査電子顕微鏡における電子ビームの軸調整方法であって、前記対物レンズの開口部を電子ビームにより走査し、これにより検出される像に基づいて前記軸調整手段の制御を行うことを特徴とする。 The electron beam axis adjusting method according to the present invention includes an electron beam source and an opening through which the electron beam emitted from the electron beam source passes, and the electron beam is placed on a sample disposed behind the opening. An electron in a scanning electron microscope comprising an objective lens for focusing the light, an axis adjusting means for adjusting the axis of the electron beam, a scanning coil for scanning the electron beam, and a detector positioned in front of the opening of the objective lens A method for adjusting the axis of a beam, wherein the opening of the objective lens is scanned with an electron beam, and the axis adjusting means is controlled based on an image detected thereby.
本発明においては、対物レンズの開口部を電子ビームにより走査し、これにより検出される像をもとに電子ビームの軸調整を行う。このとき、電子ビームを第1の方向に走査することにより検出される第1の像と、当該第1の像における像中心での反転像に相当する第2の像とを取得すれば電子ビームの軸調整を容易に行うことができる。 In the present invention, the aperture of the objective lens is scanned with an electron beam, and the axis of the electron beam is adjusted based on the image detected thereby. At this time, if a first image detected by scanning the electron beam in the first direction and a second image corresponding to an inverted image at the image center of the first image are obtained, the electron beam is acquired. Can be easily adjusted.
以下、図面を参照して、本発明における走査電子顕微鏡について説明する。 Hereinafter, a scanning electron microscope according to the present invention will be described with reference to the drawings.
図1は、本発明における走査電子顕微鏡を示す概略構成図である。同図において、100は走査電子顕微鏡であり、この走査電子顕微鏡100は、電子ビーム10を加速して放出するための電子銃(電子ビーム源)1を有する。
FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing a scanning electron microscope in the present invention. In FIG. 1,
電子銃1から放出された電子ビーム10は、集束レンズ3と対物レンズ6とにより細く集束されて試料8上に照射される。このとき、走査コイル5によって電子ビーム10は試料8上の所定領域を走査される。ここで、対物レンズ6はセミインタイプの対物レンズとなっており、励磁コイル6bを備えるとともに、試料8と対向する先端部に電子ビーム10が通過するための開口部6cが設けられている。走査コイル5は、電子銃1側に配置された上段走査コイル5bと、試料8側に配置された下段走査コイル5cとからなっている。
The
試料8上に電子ビーム10が照射されると、試料8からは2次電子等の被検出電子(図示せず)が発生する。試料8から発生した被検出電子は対物レンズ6の開口部6cを通過する。対物レンズ6の開口部6cを通過した被検出電子は、検出器11によって検出される。
When the
検出器11は、被検出電子の検出結果に基づいて検出信号を出力する。検出器11から出力された検出信号は、増幅されてA/D変換部12に送られ、ディジタル信号に変換される。A/D変換部12によりディジタル信号に変換された検出信号はバスライン13に出力される。
The detector 11 outputs a detection signal based on the detection result of the detected electrons. The detection signal output from the detector 11 is amplified and sent to the A /
バスライン13には画像形成部16が接続されている。この画像形成部16は、ディジタル化された検出信号をバスライン13を介して受け、走査像となる画像(像)を形成する。画像形成部16により形成された画像は、LCDやCRT等からなる表示部19に送られて試料像として表示される。また、この形成された画像は、必要に応じて記憶部17に送られて記憶される。
An
電子銃1の下方(後方)であって、電子銃1と集束レンズ3との間には、電子銃1から放出された電子ビーム10の軸を調整するためのガンアライメントコイル(軸調整手段)2が配置されている。また、集束レンズ3と走査コイル5との間には、絞り9と当該絞り9の下方に位置するビームアライメントコイル4(軸調整手段)とが配置されている。
A gun alignment coil (axis adjusting means) for adjusting the axis of the
絞り9には、電子ビーム10が通過する絞り孔9aが形成されている。ビームアライメントコイル4は、絞り9の絞り孔9aを通過した電子ビーム10の軸を調整するためのものである。
The
試料8は、試料ステージ機構7に載置されている。この試料ステージ機構7は、載置した試料8を水平方向(X−Y方向)、垂直方向(Z方向)、回転方向、及び傾斜方向に移動する。
The
電子銃1、ガンアライメントコイル2、集束レンズ3、ビームアライメントコイル4、走査コイル5、対物レンズ6、及び試料ステージ機構7は、それぞれ対応する各駆動部1a〜7aによって被駆動部1〜7として駆動制御される。各駆動部1a〜7aはバスライン13に接続されている。そして、これら各駆動部1a〜7aを含むバスライン13に接続された各構成ブロックは、制御部(制御手段)14によって制御される。
The
また、バスライン13には演算部15及び画像作成部18が接続されている。演算部15は、走査電子顕微鏡100を制御するために必要となる演算を行うためのものである。画像作成部18は、記憶部17に記憶された画像を読み出して、当該画像を変換処理して新たな画像を作成するためのものである。なお、画像作成部18により作成された画像も、表示部19によって表示されるとともに、必要に応じて記憶部17に記憶される。
In addition, a calculation unit 15 and an
さらに、バスライン13には入力部20が接続されている。入力部20は、ジョイスティックやマウス等のポインティングデバイス及びキーボード等からなる。
Further, an
このような構成からなる走査電子顕微鏡における電子ビームの軸調整方法について、以下に説明する。なお、本実施例においては、電子ビーム1から放出された電子ビーム10の軸は、ガンアライメントコイル2によってその後方にある集束レンズ3の中心軸に合わされており、集束レンズ3の後方に配置された絞り9の絞り孔9aを通過した電子ビーム10の軸を対物レンズ6の中心軸に合わせる例を説明する。
A method for adjusting the axis of the electron beam in the scanning electron microscope having such a configuration will be described below. In this embodiment, the axis of the
電子銃1から放出されて絞り9の絞り孔9aを通過した電子ビーム10は対物レンズ6の開口部6cを通ることとなるが、このときに走査コイル5を駆動制御して当該開口部6cを含む対物レンズ6内の所定領域を走査領域として電子ビーム10を走査する。このときに、対物レンズ6の励磁コイル6bへの励磁電流の供給は停止しておく。
The
以下、図2を参照して、このときの対物レンズ6内における電子ビーム10の走査について説明する。ここで、図2は、図1の対物レンズ6における要部の拡大図である。
Hereinafter, scanning of the
図2において、対物レンズ6の先端部には、上述のごとく電子ビーム10が通過するための開口部6cが形成されている。この先端部は、対物レンズ6の後方に配置される試料8(図1参照)と対向するようになっている。これにより試料8は当該開口部6cの後方に位置することとなる。対物レンズ6は、この位置に配置される試料8上に電子ビーム10を集束する作用を有する。なお、対物レンズ6と試料8との位置関係は上述のごとくであるが、本実施例において説明する電子ビーム10の軸調整においては、試料8を配置する必要はない。
In FIG. 2, an opening 6c through which the
対物レンズ6は内側磁極6dと外側磁極6eとを備えている。電子ビーム10は対物レンズ6内において、電子ビーム通過空間6fを通って開口部6cに向かう。内側磁極6dと外側磁極6eとには、電子ビーム通過空間6fに連通して面するように形成された貫通孔6gが設けられている。
The objective lens 6 includes an inner magnetic pole 6d and an outer
この貫通孔6g内には、2次電子等の被検出電子10aを検出するための検出器11が配置されている。この検出器11は、電子ビーム10が通過する開口部6cより上方(前方)に位置することとなる。検出器11は、被検出電子10aを受けて検知するためのシンチレータ11aとコロナリング11bと光電子増倍管11cとを備える。
A detector 11 for detecting the detected electrons 10a such as secondary electrons is disposed in the through hole 6g. The detector 11 is positioned above (front) the opening 6c through which the
このような構成からなる対物レンズ6の開口部6cを走査コイル5(図1参照)によって走査する。このときには、駆動部5a(図1参照)により走査コイル5が駆動制御されることとなり、電子ビーム10は、対物レンズ6における開口部6cを含む内側磁極6dの内面6hの所定領域を走査領域として走査する。また、走査する条件としては、X方向での走査における偏向量は、電子ビーム10の軸を中心として対称とする。また、Y方向での走査における偏向量も、電子ビーム10の軸を中心として対称とする。なお、X方向での偏向量とY方向での偏向量とを一致させる必要はない。
The opening 6c of the objective lens 6 having such a configuration is scanned by the scanning coil 5 (see FIG. 1). At this time, the
このときの電子ビーム10の走査方向について、図3を参照してさらに説明する。ここで、図3は、対物レンズ6における開口部6cとその周囲に位置する内側磁極6dの内面6hの一部とを示す概略図である。すなわち、図3は、対物レンズ6内において、電子ビーム通過空間6f側から開口部6cに向かう方向(すなわち、電子ビーム10の進行方向)で見たときの図であり、この図中における内側磁極6dの内面6h上を電子ビーム10が走査することとなる。
The scanning direction of the
図3において、点線で囲んだ領域30は、電子ビーム10の軸と対物レンズ6の中心軸とが合っていない場合での走査領域の一例を示す。電子ビーム10の走査条件は、上述のごとく、X方向での偏向量及びY方向での偏向量がそれぞれ軸を中心として対称となるようにしているので、電子ビーム10の当該軸は走査領域30の中心33に一致する。また、対物レンズ6の中心軸は、開口部6cの中心34に一致する。従って、軸調整を実施することにより、当該走査条件での電子ビーム10による走査領域30の中心33と開口部6cの中心34とが一致するようになれば、電子ビーム10の軸と対物レンズ6の中心軸とが合うこととなる。なお、電子ビーム10と対物レンズ6の中心軸とのプリアライメント(粗調整)は済まされており、走査領域30には開口部34が含まれているものとする。
上記走査条件で、先ず初めは、図3中において一点鎖線の矢印31で示す方向を電子ビーム10の走査方向とする。すなわち、図3での走査領域30において、左上部から矢印31方向(同図でのX方向)に電子ビーム10を走査する。そして、1走査ラインでの走査が終了後、順次上部から下部へ向かう方向(同図での−Y方向)に走査ラインをずらして矢印31で示す方向での電子ビーム10による走査を実行していく。
In FIG. 3, a
Under the above scanning conditions, first, the direction indicated by the one-dot
このようにして開口部6cを含む走査領域30を電子ビーム10で走査すると、開口部6cの部分を除く内側磁極6dの内面6hにおける走査領域30からは被検出電子10aが発生する。発生した被検出電子10aは検出器11により検出され、検出器11は検出結果に基づいて検出信号を出力する。検出器11から出力された検出信号は、増幅されてA/D変換部12に送られ、ディジタル信号に変換される。なお、対物レンズ6の励磁コイル6bへの励磁電流の供給は停止しているので、対物レンズ6は励磁されていない状態となっており、仮に対物レンズ6の後方に試料8が配置されていたとしても、試料8上に電子ビーム10が集束されて照射されることはなく、検出器11によって試料8から被検出電子が検出されることはない。
When the
A/D変換部12によりディジタル信号に変換された検出信号は、バスライン13を介して画像形成部16に送られる。画像形成部16は、当該検出信号を受けて走査像となる画像を形成する。これにより形成された画像は表示部19に送られて表示されるとともに、記憶部17に送られて記憶される。
The detection signal converted into a digital signal by the A /
このときの走査像の一例を図4(A)に示す。ここで、図4は、電子ビーム10の軸と対物レンズ6の中心軸との間にずれが生じている場合での走査像の一例を示す図である。図4(A)に示すように、走査像(第1の像)41は、図3における走査領域30に対応して形成されている。
An example of the scanned image at this time is shown in FIG. Here, FIG. 4 is a diagram illustrating an example of a scanned image in a case where there is a deviation between the axis of the
当該走査像41においては、開口部6cの開口部像6iは、走査像41の像中心35(走査領域30の中心33に対応)から、同図における左上方向にずれて検出されている。ここで、開口部6cからは被検出電子10aは発生しないので、その開口部像6iは暗状態となっている。
In the
このように、第1の像となる走査像41を検出して取得し、これを表示するとともに記憶部17に記憶した後、今度は当該走査像41の反転像に相当する第2の像を以下のように検出して取得する。
As described above, after the
駆動部5aによる走査コイル5の駆動条件を変えて、走査領域30は変化させずに電子ビーム10の走査方向を逆方向に変える。なお、電子ビーム10の当該軸に対するX方向での偏向量及びY方向での偏向量は、第1の像を取得するときの条件から変化させない。第2の像を取得する際での電子ビーム10の走査方向について、図3を参照して説明する。
By changing the driving condition of the
図3において、二点鎖線の矢印32を、第2の像を取得する際での電子ビーム10の走査方向とする。すなわち、図3での走査領域30(第1の像を取得する際での走査領域と一致する)において、右下部から矢印32の方向(同図での−X方向)に電子ビーム10を走査する。そして、1走査ラインでの走査が終了後、順次下部から上部へ向かう方向(同図でのY方向)に走査ラインをずらして矢印32の方向での電子ビーム10による走査を実行していく。
In FIG. 3, a two-dot
このようにして走査領域30を電子ビーム10で走査すると、上述と同様に、当該走査領域30からは被検出電子10a(図2参照)が発生する。発生した被検出電子10aは検出器11により検出され、検出器11は検出結果に基づいて検出信号を出力する。検出器11から出力された検出信号は、増幅されてA/D変換部12に送られ、ディジタル信号に変換される。このときも、対物レンズ6の励磁コイル6bへの励磁電流の供給は停止しているので、対物レンズ6は励磁されていない状態となっており、仮に対物レンズ6の後方に試料8が配置されていたとしても、試料8に電子ビーム10が集束されて照射されることはなく、検出器11によって試料8から被検出電子が検出されることはない。
When the
A/D変換部12によりディジタル信号に変換された検出信号は、バスライン13を介して画像形成部16に送られる。画像形成部16は、当該検出信号を受けて走査像となる画像を形成する。これにより形成された画像は表示部19に送られて表示されるとともに、記憶部17に送られて記憶される。
The detection signal converted into a digital signal by the A /
このときの走査像を図4(B)に示す。図4(B)に示すように、走査像(第2の像)42は、図3における走査領域30に対応して形成されているが、上記第1の像41の反転像に相当する像となっている。なお、ここでの反転像とは、第1の像41をその像中心回りに180度回転させた像のことをいう。
A scanned image at this time is shown in FIG. As shown in FIG. 4B, the scanning image (second image) 42 is formed corresponding to the
図4(B)に示す走査像42においては、開口部6cの開口部像6iは、走査像41の像中心35(走査領域30の中心33に対応)から、同図における右下方向にずれて検出されている。なお、ここにおいても開口部6cからは被検出電子10aは発生しないので、その開口部像6iは暗状態となっている。
In the scanned
このように、第2の像となる走査像42を検出して取得し、これを表示するとともに記憶部17に記憶する。その後、第1の像41と第2の像42との比較を以下のようにして実行する。
In this manner, the
制御部14(図1参照)の制御により、記憶部17に記憶された第1の像41及び第2の像42を読み出して演算部15に送る。演算部15は、第1の像41における開口部像6iの中心位置6j(図4(A)参照)の画像上での座標を算出するとともに、第2の像42における開口部像6iの中心位置6j(図4(B)参照)の画像上での座標を算出する。
Under the control of the control unit 14 (see FIG. 1), the
そして、演算部15は、双方の当該中心位置6jの座標から、これら2つの中心位置6jの座標の差分量をX方向及びY方向についてそれぞれ算出する。 And the calculating part 15 calculates the difference amount of the coordinate of these two center positions 6j about the X direction and the Y direction from the coordinates of both the said center positions 6j, respectively.
その後、制御部14は、駆動部4aを制御してビームアライメントコイル4の励磁条件を調整して、絞り9からの電子ビーム10の軸を移動させ、改めて上述の工程を実行し、第1の像41及び第2の像42を取得して、上記差分量を算出するように装置を制御する。そして、制御部14はこの動作制御を繰り返し、当該差分量が零となるように電子ビーム10の軸を制御する。
Thereafter, the
上記差分量が零となり、第1の像41における開口部像6iの中心位置6jと、第2の像42における開口部像6iの中心位置6jとが一致したときの第1及び第2の像41,42を図5に示す。ここで、図5は、第1の像41における開口部像6iと第2の像42における開口部像6iとが重なり合った状態を示す図である。
The first and second images when the difference amount becomes zero and the center position 6j of the opening image 6i in the
図5に示すごとく、第1及び第2の像42における両開口部像6iが重なり合い、双方の当該中心位置6jが一致した状態においては、この中心位置6jがそのときの電子ビーム10による走査領域30の中心33に対応する。よって、この状態では、電子ビーム10による走査領域30の中心33と対物レンズ6における開口部6cの中心34とが一致することとなり、電子ビーム10の軸と対物レンズ6の中心軸とが合うこととなる。
As shown in FIG. 5, in a state where both the opening images 6i in the first and
このように、本発明においては、対物レンズ6の開口部6cを電子ビーム10により走査し、これにより検出される像をもとに電子ビームの軸調整を行う。このとき、電子ビーム10を第1の方向31(図3中の矢印31参照)に走査することにより検出される第1の像41と、当該第1の像における像中心での反転像に相当する第2の像41とを取得し、これらの像41,42を比較して軸調整を行うので電子ビーム10の軸調整を容易に行うことができる。
Thus, in the present invention, the opening 6c of the objective lens 6 is scanned with the
ここで、第1の像41を取得する際及び第2の像42を取得する際での走査コイル5の駆動制御方法について説明する。
Here, the drive control method of the
第1の像41を取得する際には、上述のごとく、図3における矢印31の方向に電子ビーム10を走査することとなる。このときには、例えば、走査コイル5を構成する上段走査コイル5bによって電子ビーム10を走査する。
When acquiring the
また、第2の像42を取得する際には、上述のごとく、図3における矢印32の方向(矢印31の逆方向)に電子ビーム10を走査することとなる。このときには、例えば、走査コイル5を構成する下段走査コイル5cによって電子ビーム10を走査する。
Further, when the
このように、電子ビーム10の走査方向によって、電子ビーム10を走査する上段/下段走査コイル5b,5cをその都度選択して駆動するようにすることにより、走査条件の設定を簡易なものとすることができる。なお、電子ビーム10の走査方向に応じて上段/下段走査コイル5b,5cを選択するようにせずに、これら上段/下段走査コイル5b,5cからなる走査コイル5全体を駆動制御して、電子ビーム10の走査方向を変えるようにしても差し支えはない。
As described above, the upper /
また、上述の例においては、第1の像41を取得した後、改めて電子ビーム10を逆方向に走査して第2の像を取得しているが、第2の像の取得方法としては上記例には限定されない。
In the above-described example, after acquiring the
すなわち、第1の像41を取得して記憶部17に当該像41を一旦記憶した後、制御部14の制御により記憶部17から当該像41を読み出して画像作成部18に送る。画像作成部18は、像41を変換処理し、当該像41を像中心回りに180度回転させて得られる反転像を第2の像として作成する。
That is, after acquiring the
その後、演算部15は、記憶部17に記憶されている第1の像41と、画像作成部18により作成された第2の像とをもとに上述の演算処理を実行する。
Thereafter, the calculation unit 15 performs the above-described calculation process based on the
このように、第1の像41を変換処理することにより第2の像を取得するようにすれば、第2の像を取得するために改めて電子ビーム10を逆方向に走査して走査像を得る必要がない。よって、この場合は、走査コイル5を駆動制御する条件がより簡易なものとなるとともに、処理時間の短縮を図ることができる。
In this way, if the second image is obtained by converting the
上述の各実施例においては、自動的に電子ビーム10の軸調整を行う例であったが、当該軸調整を手動で実行する際においても、対物レンズ6の開口部6cを含む走査像を取得して電子ビーム10の軸調整を行うことができる。以下に、手動での電子ビーム10の軸調整における実施例について説明する。
In each of the above-described embodiments, the axis adjustment of the
この場合には、上述の実施例と同様の方法により得られた第1の像41と、電子ビーム10を逆方向に走査して得られた第2の像42もしくは第1の像を変換処理して得られた第2の像とを取得したのち、これら第1及び第2の像を表示部19によって交互に繰り返して表示する。
In this case, the
このときの表示部19による表示像を図6に示す。ここで、図6は、第1及び第2の像を交互に繰り返して表示したときの表示像を示す図である。 A display image by the display unit 19 at this time is shown in FIG. Here, FIG. 6 is a diagram showing a display image when the first and second images are alternately and repeatedly displayed.
図6において50は表示像であり、この表示像50は、上記第1の像と第2の像とを交互に繰り返して表示してなるものであるので、第1の像における開口部像6iと、第2の像における開口部像6iとが交互に繰り返して表示されることとなる。 In FIG. 6, reference numeral 50 denotes a display image. The display image 50 is formed by alternately and repeatedly displaying the first image and the second image, and therefore the opening image 6i in the first image. And the opening image 6i in the second image are alternately and repeatedly displayed.
このとき、表示部19による第1の像と第2の像との繰り返し表示の周期を短くすると、表示部19を目視にて確認しているオペレータの目には、双方の像における開口部像6iが短い周期で交互に入ってくることとなる。この結果、オペレータの目には、第1の像における開口部像6iに対応する残像51と、第2の像における開口部像6iに対応する残像52とが残ることとなる。オペレータは、双方の残像51,52を確認しながら、残像51と残像52とが互いに重なり合うように、ビームアライメントコイル4の励磁による電子ビーム10の軸調整を入力部20を操作して行う。
At this time, if the cycle of the repeated display of the first image and the second image by the display unit 19 is shortened, the eyes of the operator who is visually confirming the display unit 19 will see the opening image in both images. 6i will alternately enter in a short cycle. As a result, an
このように、本発明においては、対物レンズ6の開口部6cを電子ビーム10により走査し、これにより検出される像をもとにビームアライメントコイル4を制御して電子ビーム10の軸調整を行う。このとき、電子ビームを第1の方向に走査することにより検出される第1の像と、その像中心での反転像に相当する第2の像とを取得して比較し、当該比較結果に基づいてビームアライメントコイル4の制御を行うので、電子ビーム10の軸調整を容易に実行することができる。そして、手動操作による電子ビーム10の軸調整においても、オペレータの熟練を必要とせず、容易に軸調整を行うことができる。
Thus, in the present invention, the opening 6c of the objective lens 6 is scanned with the
なお、上述の各実施例においては、絞り9の絞り孔9aを通過した電子ビーム10の軸を、ビームアライメントコイル4の励磁条件を調整することによって対物レンズ6の中心軸に合わせる例を説明したが、本発明はこのような例に限定されるものではない。この例の他に、例えば、電子銃1から放出された電子ビーム10の軸を、ガンアライメントコイル2の励磁条件を調整することによって集束レンズ3の中心軸に合わせる場合においても本発明は適用することができる。
In each of the above-described embodiments, an example in which the axis of the
1…電子銃(電子ビーム源)、2…ガンアライメントコイル(軸調整手段)、3…集束レンズ、4…ビームアライメントコイル(軸調整手段)、5…走査コイル、6…対物レンズ、7…試料ステージ機構、8…試料、9…絞り、10…電子ビーム、11…検出器、12…A/D変換部、13…バスライン、14…制御部(制御手段)、15…演算部、16…画像形成部、17…記憶部、18…画像作成部、19…表示部、20…入力部
DESCRIPTION OF
Claims (8)
A first image detected by scanning the aperture of the objective lens in the first direction with an electron beam, and a second image obtained by rotating the first image by 180 degrees around the image center 7. The electron beam axis adjusting method according to claim 6, wherein the axis adjusting unit is controlled based on a comparison between the first and second images.
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