JP2009087598A - Automatic correction method for electron beam device, computer program, record medium, and electron beam device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は電子線装置の自動補正方法、コンピュータプログラム、記録媒体及び電子線装置に係り、特に試料上の観察対象領域に電子線を照射して試料から発生する電子により試料像を形成する電子線装置の自動調整方法、コンピュータプログラム、記録媒体及び電子線装置に関する。 The present invention relates to an electron beam apparatus automatic correction method, a computer program, a recording medium, and an electron beam apparatus, and more particularly to an electron beam for irradiating an observation target region on a sample with an electron beam to form a sample image by electrons generated from the sample. The present invention relates to an apparatus automatic adjustment method, a computer program, a recording medium, and an electron beam apparatus.
従来から、電子線装置として、電子線を偏向器で走査すると共に対物レンズで半導体基板やフォトマスク等の試料に収束させて照射し、試料から発生する二次電子線などの荷電粒子を検出器で検出し、走査用の同期信号発生器の情報に基づいて試料像を取得し、この試料像から半導基板等の評価を行う基板観察装置が知られている。 Conventionally, as an electron beam device, an electron beam is scanned by a deflector and irradiated to a sample such as a semiconductor substrate or a photomask by an objective lens to detect charged particles such as a secondary electron beam generated from the sample. There is known a substrate observing apparatus that acquires a sample image based on information of a synchronization signal generator for scanning, and evaluates a semiconductor substrate or the like from the sample image.
このような電子線装置にあっては、レンズのアライメント補正、非点収差補正、及び、焦点調整が正しく行われていないと、得られる画像の精度が悪化する。このため、従来、電子線装置においては、非点収差補正及び焦点調整（オートフォーカス）については自動調整が行われている。
自動調整を行う場合には、調整する対象、即ち、アライメント補正を行うアライメントコイル、非点収差補正を行うスティグコイル、焦点調整を行う対物レンズから所定のコイル、レンズを選択し、選択された調整対象に印加する電圧等を変化させることにより、試料を走査して画像を取得し、この画像の良否に基づいて選択された調整項目の調整を行っていた。
In such an electron beam apparatus, if the lens alignment correction, astigmatism correction, and focus adjustment are not performed correctly, the accuracy of the obtained image deteriorates. For this reason, conventionally, in an electron beam apparatus, astigmatism correction and focus adjustment (autofocus) are automatically adjusted.
When performing automatic adjustment, select a target to be adjusted, that is, an alignment coil that performs alignment correction, a stig coil that performs astigmatism correction, and a predetermined coil and lens from an objective lens that performs focus adjustment. By changing the voltage applied to the object, the sample is scanned to acquire an image, and adjustment items selected based on the quality of the image are adjusted.
上述のような自動調整を行うものとして以下のものがある。特許文献１には、試料上に照射される電子ビームを細く集束するための集束レンズと、電子ビームを試料上でＸ方向とＹ方向へ二次元的に走査するための偏向手段と、電子ビーム通路に配置されたＸＹ方向の非点収差補正装置とを備えた電子ビーム装置において、試料上で二次元的に電子ビームを走査し、この走査によって得られた信号を積分するステップ、この電子ビーム走査を対物レンズの励磁強度を変化させながら多数回行うステップ、対物レンズの励磁強度の変化に伴う非点存在時における積分値の変化曲線の２つのピークの中心とピークとの間のフォーカスのずれ量Ｄを求めるステップ、このずれ量Ｄに応じて予め記憶された非点補正装置に供給する複数の非点補正値のうち、求められたずれ量Ｄに対応した非点補正値を読み出すステップ、各非点補正値を非点収差補正装置に供給してその都度電子ビームを走査し、この走査によって得られた信号を積分するステップ、非点補正値の変化に伴う積分値の変化曲線のピーク時における非点補正値を非点収差補正装置にセットするステップよりなる電子ビーム装置における非点収差補正方法が記載されている。 Examples of the automatic adjustment described above include the following. Patent Document 1 discloses a focusing lens for finely focusing an electron beam irradiated on a sample, deflection means for two-dimensionally scanning the electron beam in the X direction and the Y direction on the sample, and an electron beam. In an electron beam apparatus comprising an XY astigmatism correction device arranged in a passage, a step of scanning an electron beam two-dimensionally on a sample and integrating a signal obtained by the scanning, the electron beam Step of scanning a large number of times while changing the excitation intensity of the objective lens, focus shift between the two peak centers of the integration value change curve in the presence of astigmatism due to a change in the excitation intensity of the objective lens A step of obtaining an amount D, and reading out an astigmatism correction value corresponding to the obtained deviation amount D among a plurality of astigmatism correction values supplied to an astigmatism correction device stored in advance according to the deviation amount D Step, each astigmatic correction value supplied to the astigmatism correction device each time to scan the electron beam, the step of integrating the signal obtained by the scanning, the change curve of the integral value with changes in astigmatism correction value Describes an astigmatism correction method in an electron beam apparatus comprising the step of setting an astigmatism correction value at the peak of the astigmatism correction apparatus.
また、特許文献２には、電子線を偏向手段により偏向して走査し、任意の形状をなす試料上から発生する荷電粒子を検出して試料像を得るステップ、この走査を対物レンズの励磁強度を変化させながら得られる試料像に対し、任意の形状をなす試料形状の所定の方向におけるエッジ成分の鮮鋭度を求めるステップ、更に対物レンズの励磁強度の変化と得られた所定の方向ごとの鮮鋭度をもとに、所定の方向ごとにおける対物レンズの励磁強度に対応するピーク位置を算出するステップ、この所定の方向のピーク位置の距離により、対応する非点収差補正コイルを補正するかどうかを判断するステップを備えたものが記載されている。
しかしながら、アライメント補正を自動的に行うためには、アライメントずれ量を測定する必要性から、アライメント補正用のパターンが形成された試料の画像を使用しなければならず、このようなパターンが形成されていない試料ではアライメント補正を自動的に行えないという問題がある。 However, in order to automatically perform alignment correction, it is necessary to use an image of a sample on which a pattern for alignment correction is formed because of the necessity of measuring the amount of misalignment, and such a pattern is formed. There is a problem that alignment correction cannot be performed automatically for samples that are not.
そこで、本発明は、特にアライメント補正用のパターンを備えた試料でなくても、自動的にアライメント補正が行える場合にはアライメント補正を自動的に行う電子線装置の自動調整方法を提供することを目的とする。 Therefore, the present invention provides an automatic adjustment method for an electron beam apparatus that automatically performs alignment correction when alignment correction can be performed automatically even if the sample is not particularly provided with a pattern for alignment correction. Objective.
本発明において、前記の課題は次の手段で解決することができる。請求項１の発明は、対物レンズの励磁を所定の複数の異なる値に設定し、偏向手段を所定の偏向値で駆動してパターンが表示された試料の観察領域を電子線で走査し、試料から発生する荷電粒子を検出して、対物レンズの励磁状態に対応した複数のパターン像データを取得するパターン像データ取得ステップと、前記複数のパターン像データに基づいて前記対物レンズの励磁の変化による前記試料における観察領域のシフト量を求めるシフト量取得ステップと、前記パターン像データが前記観察領域でレンズアライメントの補正に適しているかを判定する補正適否判定ステップと、前記シフト量取得ステップで求めたシフト量に基づいてレンズアライメント補正を実行する必要があるかどうかを判定する補正実行判定ステップと、前記シフト量からアライメント補正量を求める補正量算出ステップと、前記アライメント補正量に基づいてアライメント補正を行うアライメント補正ステップと、を備えることを特徴とする電子線装置の自動調整方法である。 In the present invention, the above problem can be solved by the following means. According to the first aspect of the present invention, the excitation of the objective lens is set to a predetermined plurality of different values, the deflection means is driven with a predetermined deflection value, and the observation area of the sample on which the pattern is displayed is scanned with the electron beam. A pattern image data acquisition step of detecting a charged particle generated from the laser beam and acquiring a plurality of pattern image data corresponding to the excitation state of the objective lens, and a change in excitation of the objective lens based on the plurality of pattern image data The shift amount acquisition step for obtaining the shift amount of the observation region in the sample, the correction suitability determination step for determining whether the pattern image data is suitable for correction of lens alignment in the observation region, and the shift amount acquisition step. A correction execution determining step for determining whether it is necessary to execute lens alignment correction based on the shift amount; and the shift A correction amount calculating step of calculating an alignment correction amount from the alignment correction step of performing an alignment correction based on said alignment correction amount, a method of automatic adjustment of the electron beam apparatus comprising: a.
請求項２の発明は、請求項１記載の電子線装置の自動調整方法において、前記試料データ取得ステップは、取得したパターン像データを投影処理してプロファイルデータを生成し、このプロファイルデータをパターン像データとする処理を含むことを特徴とする。 According to a second aspect of the present invention, in the automatic adjustment method for an electron beam apparatus according to the first aspect, the sample data acquisition step projects the acquired pattern image data to generate profile data, and the profile data is converted into a pattern image. It is characterized by including processing to make data.
請求項３の発明は、請求項１乃至３のいずれか記載の電子線装置の自動調整方法において、前記シフト量取得ステップは、取得した前記複数のパターン像データの鮮鋭度から最適フォーカス値を求め、得られた最適フォーカス値から、シフト量を求める複数枚の試料像を決定し、使用する試料像のパターンにプロファイルの重み付け処理を含むことを特徴とする。 According to a third aspect of the present invention, in the automatic adjustment method for an electron beam apparatus according to any one of the first to third aspects, the shift amount acquiring step obtains an optimum focus value from the sharpness of the acquired plurality of pattern image data. A plurality of sample images for determining the shift amount are determined from the obtained optimum focus value, and a profile weighting process is included in the pattern of the sample image to be used.
請求項４の発明は、前記請求項１乃至３のいずれか記載の電子線装置の自動調整方法によるアライメントの自動調整と、このアライメントの自動調整で獲得したパターン像データを使用した非点収差の自動補正及びフォーカスの自動補正の内少なくとも一方の自動補正とを行い、すべての自動補正が不必要となるまで前記アライメントの自動調整、前記非点収差の自動補正及びフォーカスの自動補正を繰り返して行うことを特徴とする電子線装置の自動調整方法である。 According to a fourth aspect of the present invention, astigmatism using the automatic adjustment of the alignment by the automatic adjustment method of the electron beam apparatus according to any one of the first to third aspects and pattern image data obtained by the automatic adjustment of the alignment is used. At least one of automatic correction and automatic correction of focus is performed, and automatic adjustment of the alignment, automatic correction of astigmatism, and automatic correction of focus are repeated until all automatic corrections are unnecessary. This is an automatic adjustment method for an electron beam apparatus.
請求項５の発明は、請求項４記載の電子線装置の自動補正方法において、前記アライメントの自動補正を実行したとき、前記フォーカスの自動補正のみを行い、前記アライメントの自動補正が不必要であると判断されたとき、前記取得した複数のパターン像データに基づいて非点収差の自動補正及びフォーカスの自動補正を順次行うことを特徴とする。 According to a fifth aspect of the invention, in the automatic correction method for an electron beam apparatus according to the fourth aspect, when the automatic alignment correction is performed, only the automatic focus correction is performed, and the automatic alignment correction is unnecessary. When it is determined, automatic correction of astigmatism and automatic correction of focus are sequentially performed based on the acquired plurality of pattern image data.
請求項６の発明は、前記請求項１乃至５のいずれか記載の電子線装置の自動補正方法をコンピュータで実行することを特徴とするコンピュータプログラムである。 A sixth aspect of the present invention is a computer program characterized in that the automatic correction method for an electron beam apparatus according to any one of the first to fifth aspects is executed by a computer.
請求項７の発明は、請求項６記載のプログラムを格納することを特徴とする記録媒体である。 A seventh aspect of the present invention is a recording medium that stores the program according to the sixth aspect.
請求項８の発明は、対物レンズの励磁を所定の複数の異なる値に設定し、偏向手段を所定の偏向値で駆動してパターンが表示された試料の観察領域を電子線で走査し、試料から発生する荷電粒子を検出して、対物レンズの励磁状態に対応した複数のパターン像データを取得するパターン像データ取得手段と、前記複数のパターン像データに基づいて前記対物レンズの励磁の変化による前記試料における観察領域のシフト量を求めるシフト量取得手段と、前記パターン像データが前記観察領域でレンズアライメントの補正に適しているかを判定する補正適否判定手段と、前記シフト量取得ステップで求めたシフト量に基づいてレンズアライメント補正を実行する必要があるかどうかを判定する補正実行判定手段と、前記シフト量からアライメント補正量を求める補正量算出手段と、前記アライメント補正量に基づいてアライメント補正を行うアライメント補正手段と、を備えることを特徴とする電子線装置である。 The invention according to claim 8 sets the excitation of the objective lens to a predetermined plurality of different values, drives the deflection means with a predetermined deflection value, scans the observation area of the sample on which the pattern is displayed, with an electron beam, Pattern image data acquisition means for detecting charged particles generated from the laser beam and acquiring a plurality of pattern image data corresponding to the excitation state of the objective lens, and a change in excitation of the objective lens based on the plurality of pattern image data The shift amount acquisition means for obtaining the shift amount of the observation region in the sample, the correction suitability determination means for determining whether the pattern image data is suitable for correction of lens alignment in the observation region, and the shift amount acquisition step. Correction execution determining means for determining whether it is necessary to execute lens alignment correction based on the shift amount; A correction amount calculating means for calculating a correction amount, and the alignment correction means for performing alignment correction on the basis of the alignment correction, an electron beam apparatus, characterized in that it comprises a.
請求項９の発明は、請求項８記載の電子線装置において、前記試料データ取得手段は、取得したパターン像データを投影処理してプロファイルデータを生成し、このプロファイルデータをパターン像データとする処理をなすことを特徴とする。 According to a ninth aspect of the present invention, in the electron beam apparatus according to the eighth aspect, the sample data acquisition unit projects the acquired pattern image data to generate profile data, and the profile data is used as the pattern image data. It is characterized by making.
請求項１０の発明は、請求項９記載の電子線装置において、前記シフト量取得手段は、取得した前記複数のパターン像データの鮮鋭度から最適フォーカス値を求め、得られた最適フォーカス値から、シフト量を求める複数枚の試料像を決定し、使用する試料像のパターンにプロファイルの重み付け処理をなすことを特徴とする。 According to a tenth aspect of the present invention, in the electron beam apparatus according to the ninth aspect, the shift amount obtaining unit obtains an optimum focus value from the sharpness of the obtained plurality of pattern image data, and from the obtained optimum focus value, A plurality of sample images for obtaining the shift amount are determined, and a profile weighting process is performed on the pattern of the sample image to be used.
本発明によれば、電子線装置において、対物レンズの励磁を所定の複数の異なる値に設定し、偏向手段を所定の偏向値で駆動してパターンが表示された試料の観察領域を電子線で走査し、試料から発生する荷電粒子を検出して、対物レンズの励磁状態に対応した複数のパターン像データを取得し、前記複数のパターン像データに基づいて前記対物レンズの励磁の変化による前記試料における観察領域のシフト量を求め、前記パターン像データがレンズアライメントの補正に適するかを判定し、前記シフト量取得ステップで求めたシフト量に基づいてレンズアライメント補正を実行する必要があるかどうかを判定し、前記シフト量からアライメント補正量を求め、前記アライメント補正量に基づいてアライメント補正を行うようにしたので、特にアライメント補正用のパターンを備えた試料でなくても、試料のパターンにより自動的にアライメント補正が行えるかどうかを判定し、アライメント補正を自動的に行うことができ、電子線装置の自動調整を効率良く行うことができるという効果がある。 According to the present invention, in the electron beam apparatus, excitation of the objective lens is set to a plurality of predetermined different values, and the observation area of the sample on which the pattern is displayed by driving the deflecting means with the predetermined deflection value is an electron beam. Scanning, detecting charged particles generated from the sample, obtaining a plurality of pattern image data corresponding to the excitation state of the objective lens, and the sample based on the excitation change of the objective lens based on the plurality of pattern image data Determining whether or not the pattern image data is suitable for correction of lens alignment, and determining whether or not it is necessary to perform lens alignment correction based on the shift amount obtained in the shift amount acquisition step. Determination, an alignment correction amount is obtained from the shift amount, and alignment correction is performed based on the alignment correction amount. Even if the sample does not have a pattern for alignment correction, it can be determined whether alignment correction can be performed automatically based on the pattern of the sample, and alignment correction can be performed automatically. There is an effect that it can be performed well.
以下本発明の実施の形態例に係る電子線装置を走査電子顕微鏡に適用した例について説明する。図１は走査電子顕微鏡の概略構成を示す模式図である。この走査電子顕微鏡１０は、図１に示すように、鏡筒１１内上部の電子線源１２から発生した電子線４１を、アライメントコイル１３（第１補正手段）、スティグコイル１４（第２補正手段）で補正し、対物レンズコイル１５（フォーカス調整手段）でフォーカスを調整し、試料を走査する。試料２１から発生する二次電子、反射電子などの荷電粒子４２を検出器３０で検出し、図示しないモニター等の画像表示手段で試料像を表示し観察するものである。通常対物レンズに入射する電子ビームは、そのレンズ軸にアライメントすることで、収差を最小にすることができる。 Hereinafter, an example in which an electron beam apparatus according to an embodiment of the present invention is applied to a scanning electron microscope will be described. FIG. 1 is a schematic diagram showing a schematic configuration of a scanning electron microscope. As shown in FIG. 1, the scanning electron microscope 10 converts an electron beam 41 generated from an electron beam source 12 in the upper part of the lens barrel 11 into an alignment coil 13 (first correction means) and a stig coil 14 (second correction means). ), The focus is adjusted by the objective lens coil 15 (focus adjustment means), and the sample is scanned. Charged particles 42 such as secondary electrons and reflected electrons generated from the sample 21 are detected by a detector 30, and a sample image is displayed and observed by image display means such as a monitor (not shown). Normally, the aberration of an electron beam incident on the objective lens can be minimized by aligning with the lens axis.
本例に係る走査電子顕微鏡１０では、アライメントの補正、非点補正、フォーカス補正の３段階の補正を、記載の順序で行うものとしている。なお、これらの補正は、走査電子顕微鏡１０に内蔵され各部を制御するコンピュータにより、プログラムを実行することにより行われる。また、このプログラムはＦＤ、ＣＤ等の媒体に格納されたものをコンピュータのＨＤ、ＲＯＭ等にインストールされて実行される。 In the scanning electron microscope 10 according to the present example, three-stage corrections of alignment correction, astigmatism correction, and focus correction are performed in the order described. These corrections are performed by executing a program by a computer built in the scanning electron microscope 10 and controlling each unit. The program is stored in a medium such as an FD or CD and installed in a computer HD, ROM or the like and executed.
次に、前記補正の全体の手順について説明する。図２は走査顕微鏡における各補正コイル調整の全体の手順を示すフローチャートである。本例では、補正を開始するとまず観察対象となる試料の所定領域を、フォーカスを変えて走査し複数の画像を取得する（ＳＴ１）。ここで、試料にはパターンが形成されており、取得された複数の画像には観察領域に配されたパターン像が形成されている。ここで、電子ビームは、試料上において、プローブ径が可能な限り小さいほうが望ましく、また同時に、プローブ形は真円に近いほうが望ましい。 Next, the overall procedure of the correction will be described. FIG. 2 is a flowchart showing an overall procedure for adjusting each correction coil in the scanning microscope. In this example, when correction is started, first, a predetermined region of the sample to be observed is scanned while changing the focus to obtain a plurality of images (ST1). Here, a pattern is formed on the sample, and a pattern image arranged in the observation region is formed on the plurality of acquired images. Here, the electron beam desirably has a probe diameter as small as possible on the sample, and at the same time, the probe shape is desirably close to a perfect circle.
次に、このパターンがアライメント補正に適しているか、即ちアライメント補正が可能か否かを判定する（ＳＴ２）。アライメント補正が可能かどうかは、後述するようにパターンの状態により定まる。本例では、後述するように画像全体の状態と、パターンの状態を２回判定する。アライメント補正が可能である場合（ＳＴ２のＹｅｓ）には自動的にアライメントコイル１３を調整してアライメント補正（ＳＴ３，ＳＴ４）を実行し、アライメント補正ができない場合（ＳＴ２のＮｏ）には、次の補正である非点補正（ＳＴ５〜ＳＴ７）に移行する。 Next, it is determined whether this pattern is suitable for alignment correction, that is, whether alignment correction is possible (ST2). Whether or not alignment correction is possible depends on the state of the pattern as will be described later. In this example, as will be described later, the state of the entire image and the state of the pattern are determined twice. If alignment correction is possible (Yes in ST2), the alignment coil 13 is automatically adjusted to execute alignment correction (ST3, ST4). If alignment correction is not possible (No in ST2), the following The process proceeds to astigmatism correction (ST5 to ST7) as correction.
アライメント補正の実行に際しては、アライメント補正が必要かどうかを判定する（ＳＴ３）。アライメント補正が不必要な程度にアライメントが整っていれば、アライメント補正を行わず次の非点補正の処理に移行する（ＳＴ３のＮｏ）。アライメント補正が必要な場合、即ち、所定の値以上に軸がずれている場合（ＳＴ３のＹｅｓ）には、アライメント補正を実行する（ＳＴ４）。アライメント補正を実行した場合には、非点補正を行うことなく次のフォーカス補正（ＳＴ８〜ＳＴ１０）の処理に移行する。この場合非点補正を行わずフォーカス補正を行うのは、アライメント補正と非点補正とを続けて行うと、両補正が互いに影響をして、補正状態が収束しないからである。このため、本例では、非点補正は、アライメント補正を行わない場合、即ちアライメント補正ができない場合（ＳＴ２のＮｏ）と、アライメント補正を行う必要がない場合（ＳＴ３のＮｏ）に実行する。 When performing alignment correction, it is determined whether alignment correction is necessary (ST3). If the alignment is set to such an extent that alignment correction is unnecessary, alignment correction is not performed and the process proceeds to the next astigmatism correction process (No in ST3). If alignment correction is necessary, that is, if the axis is shifted beyond a predetermined value (Yes in ST3), alignment correction is executed (ST4). When alignment correction is performed, the process proceeds to the next focus correction (ST8 to ST10) without performing astigmatism correction. In this case, the focus correction is performed without performing the astigmatism correction because if the alignment correction and the astigmatism correction are continuously performed, both corrections influence each other and the correction state does not converge. For this reason, in this example, astigmatism correction is performed when alignment correction is not performed, that is, when alignment correction cannot be performed (No in ST2) and when alignment correction is not necessary (No in ST3).
非点補正では、まず前記取得した複数のパターンの画像から非点補正が可能かどうかを判定する（ＳＴ５）。非点補正が可能かどうかは、パターンの状態により定まり、非点補正が可能である場合（ＳＴ５のＹｅｓ）には自動的にスティグコイル１４を調整して非点補正（ＳＴ６，ＳＴ７）を実行し、非点補正ができない場合（ＳＴ５のＮｏ）には、次のフォーカス補正（ＳＴ８〜ＳＴ１０）に移行する。 In astigmatism correction, it is first determined whether or not astigmatism correction is possible from the acquired images of a plurality of patterns (ST5). Whether or not astigmatism correction is possible is determined by the state of the pattern. When astigmatism correction is possible (Yes in ST5), the stig coil 14 is automatically adjusted to perform astigmatism correction (ST6 and ST7). When astigmatism correction cannot be performed (No in ST5), the process proceeds to the next focus correction (ST8 to ST10).
非点補正の実行に際しては、まず非点補正が必要かどうかを判定する（ＳＴ６）。非点補正が不必要な程度に非点収差が補正されていれば、非点補正を行わず次のフォーカス補正の処理に移行する（ＳＴ６のＮｏ）。非点補正が必要な程度に非点収差がある場合（ＳＴ６のＹｅｓ）には、非点補正を実行する（ＳＴ７）。非点補正が終了した後、フォーカス補正（ＳＴ８〜ＳＴ１０）の処理に移行する。尚、非点収差の補正には、発明者らが提案している特開２００７−１０９４０８号公報に記載の方法を使用することができる。 When performing astigmatism correction, it is first determined whether or not astigmatism correction is necessary (ST6). If astigmatism is corrected to the extent that astigmatism correction is unnecessary, astigmatism correction is not performed and the process proceeds to the next focus correction process (No in ST6). If there is astigmatism that requires astigmatism correction (Yes in ST6), astigmatism correction is executed (ST7). After the astigmatism correction is completed, the process proceeds to focus correction (ST8 to ST10). For correcting astigmatism, the method described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2007-109408 proposed by the inventors can be used.
フォーカス補正では、まず前記取得した複数のパターンの画像からフォーカス補正が可能かどうかを判定する（ＳＴ８）。フォーカス補正が可能かどうかは、パターンの状態により定まり、フォーカス補正が可能である場合（ＳＴ８のＹｅｓ）には自動的に対物レンズコイル１５を調整してフォーカス補正（ＳＴ９）を実行し、フォーカス補正ができない場合（ＳＴ８のＮｏ）には一連の自動補正処理を終了する。 In focus correction, first, it is determined whether focus correction is possible from the acquired images of a plurality of patterns (ST8). Whether or not focus correction is possible is determined by the state of the pattern. When focus correction is possible (Yes in ST8), the objective lens coil 15 is automatically adjusted and focus correction (ST9) is executed, and focus correction is performed. If this is not possible (No in ST8), the series of automatic correction processing is terminated.
フォーカス補正を実行（ＳＴ９）後、フォーカス補正の前にアライメント補正あるいは非点補正が行われているかを判定し、アライメント補正あるいは非点補正が行われている場合には、再度フォーカスの必要な複数枚の画像を撮影（ＳＴ１）して、上述した処理を実行し、アライメント補正、非点補正、フォーカス補正のすべての補正が終了するまで、これらの処理（ＳＴ１〜ＳＴ１０）を繰り返す。 After focus correction is performed (ST9), it is determined whether alignment correction or astigmatism correction is performed before focus correction. If alignment correction or astigmatism correction is performed, a plurality of refocus required A single image is photographed (ST1), the above-described processing is executed, and these processing (ST1 to ST10) is repeated until all corrections of alignment correction, astigmatism correction, and focus correction are completed.
以下、実施の形態に係る電子線装置の自動調整方法により実行されるアライメント補正について説明する。まずアライメント補正の基本的な考え方について説明する。図３はオートフォーカス処理時における撮影領域のずれの状態を示す模式図である。 Hereinafter, alignment correction executed by the automatic adjustment method of the electron beam apparatus according to the embodiment will be described. First, the basic concept of alignment correction will be described. FIG. 3 is a schematic diagram showing a state of photographing area shift during autofocus processing.
通常上下極のポールピースの加工精度により、本来期待される軸に対してビームが入射されない。そのため対物レンズ上方に設置したアライメントコイルに偏向磁場もしくは偏向電界を与えることで、二次元的な最適アライメント位置に入射させることができる。 Usually, the beam is not incident on the originally expected axis due to the machining accuracy of the pole pieces of the upper and lower poles. For this reason, by applying a deflection magnetic field or a deflection electric field to the alignment coil installed above the objective lens, it can be made incident on the two-dimensional optimum alignment position.
またこのレンズアライメントが正しく調整されたかどうかを確認するには、ジャストフォーカスから前後にフォーカスを変化させて、試料上の対象物が移動しないことにより確認できる。すなわち、走査電子顕微鏡１０が備えているオートフォーカス機能を作動させ、対物レンズコイル１５の励磁を変えた状態で試料の撮影を行うのである。これにより、フォーカスを変更した複数の画像よりレンズアライメントを調整するかどうかの判定及び補正処理を行うことが可能となる。 Further, in order to confirm whether or not the lens alignment has been correctly adjusted, it can be confirmed by changing the focus from the just focus to the front and back, so that the object on the sample does not move. That is, the autofocus function provided in the scanning electron microscope 10 is activated, and the sample is photographed with the excitation of the objective lens coil 15 changed. Accordingly, it is possible to determine and correct whether or not to adjust the lens alignment from a plurality of images whose focus has been changed.
レンズアライメントがずれている状態（図３（ａ））では、フォーカスを変更した際、即ち対物レンズコイル１５の励磁を変更した際に、パターンの位置ずれ（図３（ａ）中Ａ１、Ａ２）が生じる。一方、レンズアライメントがずれていない状態（図３（ｂ））では、フォーカスを変更しても、パターンのずれが発生しない（図３（ｂ）中Ａ）。本発明は、この現象を利用してアライメントのずれ量を検出し、アライメントの補正を行う。 In a state where the lens alignment is deviated (FIG. 3A), when the focus is changed, that is, when the excitation of the objective lens coil 15 is changed, the positional deviation of the pattern (A1, A2 in FIG. 3A). Occurs. On the other hand, in a state where the lens alignment is not shifted (FIG. 3B), even if the focus is changed, the pattern does not shift (A in FIG. 3B). The present invention uses this phenomenon to detect the amount of misalignment and correct the alignment.
次に本例に係るアライメントの補正の手順について説明する。オートフォーカス処理時に取得するフォーカスの異なる複数の画像より、レンズアライメントを調整するかどうかの判定及び補正処理は、以下の手順で算出する。図４はアライメントの補正の手順を示すフローチャートである。まず、オートフォーカス時にフォーカスの異なるそれぞれの画像データを取得して保存する（ＳＴ１１）このとき、データをその一部を投影処理したものとして保存することや、画像全部を保存することができる。次に、画像の鮮鋭度より最適フォーカス値を得る（ＳＴ１２）。このときパターンの有無を判定する（ＳＴ１３）。この判定は前記アライメント適否判定の（ＳＴ２）の最初の判定となる。 Next, an alignment correction procedure according to this example will be described. Judgment and correction processing for determining whether or not to adjust the lens alignment from a plurality of images with different focus acquired at the time of autofocus processing are calculated according to the following procedure. FIG. 4 is a flowchart showing the alignment correction procedure. First, each image data with different focus is acquired and stored at the time of autofocus (ST11). At this time, the data can be stored as a part of the projection processing, or the entire image can be stored. Next, an optimum focus value is obtained from the sharpness of the image (ST12). At this time, the presence or absence of a pattern is determined (ST13). This determination is the first determination in the alignment suitability determination (ST2).
パターンがないと判断された場合（ＳＴ１３のＮｏ）には、アライメント補正に適さないものとして終了し、パターンがあると判断された場合（ＳＴ１３のＹｅｓ）には、得られた最適フォーカス値より、複数枚のパターンシフト量算出画像を決定する（ＳＴ１４）。そして、使用するプロファイルの重み付け処理を行う（ＳＴ１５）。そして、この処理されたプロファイルからアライメント補正に適するかの２回目の判定を行う。この判定は、アライメント補正量を検出できるパターンであるかで判定を行う（ＳＴ１６）。 If it is determined that there is no pattern (No in ST13), the process is terminated as not suitable for alignment correction. If it is determined that there is a pattern (Yes in ST13), the obtained optimum focus value is A plurality of pattern shift amount calculation images are determined (ST14). Then, the weighting process of the profile to be used is performed (ST15). Then, a second determination is made as to whether it is suitable for alignment correction from the processed profile. This determination is performed based on whether the pattern can detect the alignment correction amount (ST16).
このアライメント補正ができない場合（ＳＴ１６のＮｏ）にはアライメント補正は終了する。アライメント補正ができる場合（ＳＴ１６のＹｅｓ）には、パターンシフト量を算出し（ＳＴ１７）、更にアライメント補正量を算出し（ＳＴ１８）アライメント補正が必要かどうか判定し（ＳＴ１９）、アライメント補正が必要であれば（ＳＴ１９のＹｅｓ）アライメントの自動補正（ＳＴ２０）を実行し、アライメント補正が不必要、即ちアライメントが整っていれば（ＳＴ１９のＮｏ）、アライメント補正は終了する。 If this alignment correction cannot be performed (No in ST16), the alignment correction ends. If alignment correction can be performed (Yes in ST16), the pattern shift amount is calculated (ST17), the alignment correction amount is further calculated (ST18), and it is determined whether alignment correction is necessary (ST19). If there is (Yes in ST19), automatic alignment correction (ST20) is executed, and if alignment correction is unnecessary, that is, if alignment is ready (No in ST19), the alignment correction ends.
以下各処理について説明する。まず、フォーカスの異なるそれぞれの画像データの取得（ＳＴ１１）について説明する。本例では、オートフォーカス時に得られるフォーカスの異なる複数画像についてそれぞれ画像の一部を投影処理したプロファイルを保存しておく。このように投影処理を行う場合には画像に対し、電子線ビームの回転角に合わせ、格子状に取得する、あるいはＣＡＤデータよりパターン量の多い箇所を抽出するなどの方法を採ることができる。 Each process will be described below. First, acquisition of each image data with different focus (ST11) will be described. In this example, profiles obtained by projecting a part of each of a plurality of images with different focus obtained during autofocus are stored. When projection processing is performed in this way, it is possible to adopt a method such as acquiring an image in a lattice shape in accordance with the rotation angle of the electron beam, or extracting a portion having a larger pattern amount than CAD data.
図５はフォーカスの異なる複数の画像から取得されるプロファイルデータを示す図である。フォーカスの異なる画像に付いての画像データは、図５（ａ）に示すようにフォーカスの状態に応じて複数得られる。本例では、得られた各画像データについて３×３の格子状領域のプロファイルデータを取得する。例えば、図５（ｂ）に示すように、縦横それぞれ３個所において各位置における画像データの輝度を取得して各個所におけるプロファイルデータ（図５（ｃ）、（ｄ））を取得するのである。尚、このプロファイルデータの取得領域は前記格子状領域に限ることなく適宜設定することができる。 FIG. 5 is a diagram showing profile data acquired from a plurality of images with different focus. As shown in FIG. 5A, a plurality of image data for images with different focus are obtained according to the focus state. In this example, profile data of a 3 × 3 grid area is acquired for each obtained image data. For example, as shown in FIG. 5B, the brightness of the image data at each position is acquired at three positions in the vertical and horizontal directions, and profile data at each position (FIGS. 5C and 5D) is acquired. The profile data acquisition area is not limited to the grid area and can be set as appropriate.
このように、プロファイルデータを用いることで、複数の原画像のデータを保持する場合に比べ、メモリやＨＤＤ等の記憶デバイスの使用量を大幅に減らせ、かつ処理を高速化できる。尚、対象画像が小さく、フォーカスの異なる画像を保存が可能な場合には画像全部を保存するようにしてもよい。 In this way, by using profile data, it is possible to greatly reduce the amount of storage devices such as a memory and an HDD, and to speed up the processing, as compared with the case of holding a plurality of original image data. If the target image is small and images with different focus can be stored, the entire image may be stored.
次に画像の鮮鋭度より最適フォーカス値を得る処理（ＳＴ１２）について説明する。
本例では、先ほど取得したプロファイルを保存すると同時に、各プロファイルの鮮鋭度を求める。得られた鮮鋭度より、パターンが存在するかどうかの判断を行い、パターンが存在すると判断した場合には最適フォーカス値を求める。パターンの有無の判断は、レンズアライメントが補正できるかどうかの判定（ＳＴ２）のうち最初の判定である。このように、パターンの有無によりアライメント補正が可能であるかを判定しているので、試料にパターンがない場合には以下の処理を行うことなく、アライメント補正の実行を停止するので、無駄な処理を行うことなく迅速に処理を続行することができる。
Next, the process (ST12) for obtaining the optimum focus value from the sharpness of the image will be described.
In this example, the profile acquired earlier is saved, and at the same time, the sharpness of each profile is obtained. From the obtained sharpness, it is determined whether or not a pattern exists. If it is determined that a pattern exists, an optimum focus value is obtained. The determination of the presence / absence of the pattern is the first determination in the determination (ST2) as to whether the lens alignment can be corrected. As described above, since it is determined whether or not alignment correction is possible based on the presence or absence of a pattern, if there is no pattern in the sample, the execution of alignment correction is stopped without performing the following processing. It is possible to continue the processing quickly without performing.
この画像からパターンが存在するかどうかの判定（ＳＴ１３）を行うには、例えば各画像の鮮鋭度をもとに近似した場合の相関係数が一定値以上であるかどうかに行う。最適フォーカス値も同様に各画像の鮮鋭度をもとに近似した値により算出することができる。 In order to determine whether or not there is a pattern from this image (ST13), for example, it is determined whether or not the correlation coefficient when approximated based on the sharpness of each image is a certain value or more. Similarly, the optimum focus value can be calculated by an approximate value based on the sharpness of each image.
次に、得られた最適フォーカス値より、複数枚のパターンシフト量算出画像を決定する処理（ＳＴ１４）について説明する。ここでは、上述した処理で求めた最適フォーカスより、パターンシフト量算出画像を決定する。求められた最適フォーカスからフォーカスのずれ量が近い複数の画像を抽出する。図６は最適フォーカス値を得るための複数の画像を示す模式図である。本例では画像Ｆ１から画像７まで７つの画像を取得している。 Next, a process (ST14) for determining a plurality of pattern shift amount calculation images from the obtained optimum focus value will be described. Here, the pattern shift amount calculation image is determined from the optimum focus obtained by the above-described processing. A plurality of images whose focus shift amounts are close to the obtained optimum focus are extracted. FIG. 6 is a schematic diagram showing a plurality of images for obtaining the optimum focus value. In this example, seven images from image F1 to image 7 are acquired.
ここでは、得られた最適フォーカス値を挟む２つの画像のうち所定の量以上ずれている２つの画像を選択する。例えば、得られた最適フォーカス値と、画像Ｆ４のフォーカス値が近い場合には、この画像Ｆ４を挟む画像Ｆ３と画像Ｆ５とのプロファイルを比較する。また、最適フォーカスが画像Ｆ３と画像Ｆ４との間にあるような場合には画像Ｆ３と画像Ｆ４とを比較する。このようにフォーカスのずれ量の近い画像を選択することにより、高精度なパターンずれ量抽出が可能となる。ここで、最適フォーカスからのずれ量によりプロファイルが変化するため、比較する画像は最適フォーカスからのずれ量が近いことが望ましい。 Here, two images that are shifted by a predetermined amount or more are selected from the two images sandwiching the obtained optimum focus value. For example, when the obtained optimum focus value is close to the focus value of the image F4, the profiles of the image F3 and the image F5 sandwiching the image F4 are compared. When the optimum focus is between the image F3 and the image F4, the image F3 and the image F4 are compared. By selecting an image with a close focus shift amount in this way, it is possible to extract a pattern shift amount with high accuracy. Here, since the profile changes depending on the shift amount from the optimum focus, it is desirable that the images to be compared have a close shift amount from the optimum focus.
次に、使用するプロファイルの重み付け処理（ＳＴ１５）について説明する。プロファイル位置によっては、このデータ上に像がまったくなかった場合など、不良なデータが存在することも考えられるので、情報量が少ないプロファイルは排除あるいは、重み付けする必要がある。即ち、ステップＳＴ１４で得られた最適フォーカス値に最も近い画像を使用して、各プロファイルの情報量を算出して、重み付けを行う。
この重み付けは、次の手順で行う。
Next, profile weighting processing (ST15) to be used will be described. Depending on the profile position, there may be defective data such as when there is no image on the data. Therefore, a profile with a small amount of information needs to be excluded or weighted. That is, using the image closest to the optimum focus value obtained in step ST14, the information amount of each profile is calculated and weighted.
This weighting is performed by the following procedure.
各プロファイルにおける値に重み付け係数Ｗを乗じて重み付けを行う、この場合、複数あるプロファイルの分散の平均をσａ、対象プロファイルの分散をσｍとし、ＤＤ＝σｍ／σａを求める。そして、このＤが閾値以下である場合にはＷ＝０、閾値以上ではＷ＝１とする処理を行う。 Weighting is performed by multiplying the value in each profile by a weighting coefficient W. In this case, DD = σm / σa is obtained by setting σa as the average of the variances of a plurality of profiles and σm as the variance of the target profile. When D is equal to or smaller than the threshold value, W = 0, and when equal to or larger than the threshold value, W = 1 is performed.
この処理では、アライメント補正ができるパターンがあるかの判定（ＳＴ１６）も行う。即ち対象プロファイルの重み付け係数Ｗが１となる部分が一定値を超える場合にはパターンがあるとしてアライメント補正が可能であると判断し、一定値以下であればアライメント補正ができないものとして以下の計算対象から除外し、次の非点補正処理に移行する（ＳＴ２のＮｏ、ＳＴ５）。尚、この重み付けの処理は上述したものに限らず、また、重み付け処理を省略することができる。 In this process, it is also determined whether there is a pattern that can be aligned (ST16). That is, if the portion where the weighting coefficient W of the target profile is greater than a certain value, it is determined that alignment correction is possible because there is a pattern. And shift to the next astigmatism correction process (No in ST2, ST5). The weighting process is not limited to the above-described one, and the weighting process can be omitted.
次にパターンシフト量の算出（ＳＴ１７）及び補正が必要かどうかの判定（ＳＴ１８）について説明する。本例では、ステップＳＴ１４で求めたパターンシフト量の比較対象となる画像の同一位置におけるプロファイルごとにずれ量を算出する。 Next, calculation of the pattern shift amount (ST17) and determination of whether correction is necessary (ST18) will be described. In this example, the shift amount is calculated for each profile at the same position of the image to be compared with the pattern shift amount obtained in step ST14.
図７は比較対象となる画像データを示す模式図である。例えば図７（ａ）に示す画像Ｆａの水平方向最上位置におけるプロファイルＦａ（ｔ）と、図７（ｂ）に示す画像Ｆｂの水平方向最上位置におけるプロファイルＦｂ（ｔ）とを比較する。 FIG. 7 is a schematic diagram showing image data to be compared. For example, the profile Fa (t) at the horizontal top position of the image Fa shown in FIG. 7A is compared with the profile Fb (t) at the horizontal top position of the image Fb shown in FIG.
この比較は例えば以下のように行う。Ｆａ（ｔ）と、Ｆｂ（ｔ）の２つのプロファイルを比較するとき、例えば所定の値（２ｃ）の範囲で両プロファイルを比較するものとする。図８は２つのプロファイルの類似度判定処理における処理を示すものであり、（ａ）は類似度取得の開始状態を示す模式図、（ｂ）は類似度取得の終了状態を示す模式図である。
まず、比較のため２つのプロファイルが領域〔０〜１〕の間であって、Ｆａ（ｔ）が〔０〜（ｗ−２ｃ）〕に、Ｆｂ（ｔ）が〔（ｃ）〜（ｗ―ｃ）〕に分布するようにパラメータを変換する。そして、Ｆｂ（ｔ）を固定して、Ｆａ（ｔ）の始点を０とした状態から（図８（ａ））から２ｃとなる状態（（図８）ｂ））になるまでシフトしつつ、比較し類似度Ｓ（ｔ）が最大となる個所を求める。下記式（１）に従ってＳｎ（ｔ）を求め、前記プロファイルＦａ（ｔ）及びＦｂ（ｔ）で、類似度Ｓ（ｔ）が最大となる位置ｔを求める。ここで、ｗはプロファイルの幅、ｃは上述したマッチングの無効領域とする。
This comparison is performed as follows, for example. When two profiles Fa (t) and Fb (t) are compared, for example, both profiles are compared within a predetermined value (2c). FIG. 8 shows processing in similarity determination processing of two profiles, (a) is a schematic diagram showing a start state of similarity acquisition, and (b) is a schematic diagram showing an end state of similarity acquisition. .
First, for comparison, two profiles are between regions [0-1], Fa (t) is [0- (w-2c)], and Fb (t) is [(c)-(w- c)] to be distributed. Then, while fixing Fb (t) and shifting from the state where the starting point of Fa (t) is 0 (FIG. 8 (a)) to 2c ((FIG. 8b)), The part where the similarity S (t) is maximum is obtained by comparison. Sn (t) is obtained according to the following equation (1), and a position t at which the similarity S (t) is maximum is obtained from the profiles Fa (t) and Fb (t). Here, w is the width of the profile, and c is an invalid area for matching described above.
そして、ここで得られたｔの精度を高めるために、ｔを中心として近傍のＳ（ｔ−ｋ）からＳ（ｔ＋ｋ）のデータを用い二次近似などによりずれ量Ｄを算出する（ｋは任意の定数）。 Then, in order to improve the accuracy of t obtained here, a deviation amount D is calculated by quadratic approximation or the like using data of S (t−k) to S (t + k) in the vicinity with t as the center (k is Any constant).
これを各プロファイルについて繰り返し、水平方向のずれ量Ｘと、垂直方向のずれ量Ｙとを求める。図９は画像の各方向におけるずれ量取得位置を示す模式図である。例えばスキャンローテーションが０°で、３×３で格子状にプロファイルを取得した場合に得られたずれ量の水平方向距離をＤＨ１，ＤＨ２，ＤＨ３、鉛直方向距離をＤＶ１，ＤＶ２，ＤＶ３としたとき（図９参照）、水平方向のずれ量Ｘ及び鉛直方向のずれ量Ｙは、上述の重み付け係数Ｗより以下の式（２）に基づいて算出できる。
ここで、
ｎＨ：計算に採用する水平方向のプロファイル数
ｎＶ：計算に採用する垂直方向のプロファイル数
とする。
This is repeated for each profile, and a horizontal shift amount X and a vertical shift amount Y are obtained. FIG. 9 is a schematic diagram showing the shift amount acquisition position in each direction of the image. For example, when the scan rotation is 0 ° and the profile is acquired in a 3 × 3 lattice pattern, the horizontal distances of the shift amounts obtained are D H1 , D H2 , D H3 , and the vertical distances are D V1 , D V2 , When DV3 is set (see FIG. 9), the horizontal shift amount X and the vertical shift amount Y can be calculated from the weighting coefficient W based on the following equation (2).
here,
n H : number of horizontal profiles adopted for calculation n V : number of vertical profiles adopted for calculation
次いで、得られたずれ量（Ｘ，Ｙ）に基づいてフォーカス１カウントあたりの像の移動量を求める。取得した画像のピクセルサイズＰ（１Ｐｉｘｅｌあたりの大きさ）と、オートフォーカスのフォーカスステップ値Ｆｓ、得られたフォーカス値により算出される高さ補正係数ｈ、焦点深度係数を用いて、式（３）に基づいて、フォーカス１カウントあたりの像の移動量を示すベクトル（Ｘ’，Ｙ’）を算出する Next, based on the obtained shift amount (X, Y), the amount of movement of the image per focus count is obtained. Using the obtained image pixel size P (size per pixel), autofocus focus step value F s , height correction coefficient h calculated from the obtained focus value, and depth of focus coefficient, the equation (3 ) To calculate a vector (X ′, Y ′) indicating the amount of movement of the image per focus count.
そして、取得した画像回転角度θとコイルの取り付けずれ角αに基づいて、（Ｘ’，Ｙ’）を回転角度補正し、計算結果に対してゲインとオフセットで補正し、アライメントコイルの補正値を算出する（ＳＴ１８）。
ここで、
（ＬＸ，ＬＹ）：現在のレンズアライメント値
（ＧＬＸ，ＧＬＹ）：レンズアライメント補正ゲイン値
（ＯＬＸ，ＯＬＹ）：レンズアライメント補正オフセット値
とすると、補正後のレンズアライメント値（ΔＬＸ、ΔＬＹ）は、式（４）に基づいて得られる。
Then, based on the acquired image rotation angle θ and coil attachment deviation angle α, (X ′, Y ′) is corrected for the rotation angle, the calculation result is corrected with the gain and the offset, and the correction value of the alignment coil is calculated. Calculate (ST18).
here,
(L X , L Y ): current lens alignment value (G LX , G LY ): lens alignment correction gain value (O LX , O LY ): lens alignment correction offset value, corrected lens alignment value (ΔL X , ΔL Y ) is obtained based on the equation (4).
そして、アライメント補正が必要かどうかの判定を行う（ＳＴ１９）。この判定は、（ΔＬｘ２＋ΔＬｙ２）１／２が、閾値内かどうかにより行う。当該値が閾値内であれば、アライメントが許容される程度に正しく、当該値が閾値以上であればアライメントが狂っており補正が必要であると判定される。そして、閾値外であれば現在のアライメントコイルの値にそれぞれΔＬｘ、ΔＬｙを加算し、レンズアライメント補正を自動実行する（ＳＴ１９）。 Then, it is determined whether alignment correction is necessary (ST19). This determination is made based on whether (ΔLx 2 + ΔLy 2 ) 1/2 is within the threshold value. If the value is within the threshold value, it is correct to the extent that alignment is allowed. If the value is equal to or greater than the threshold value, it is determined that the alignment is out of order and correction is necessary. If it is outside the threshold value, ΔLx and ΔLy are added to the current value of the alignment coil, respectively, and lens alignment correction is automatically executed (ST19).
これにより、走査電子顕微鏡１０のアライメント補正は終了し、前記図２に示した手順により他の補正、即ち非点補正及びフォーカス補正を所定の手順に従って行い、すべての補正が終了した状態で試料の観察を行うこととなる。 Thereby, the alignment correction of the scanning electron microscope 10 is completed, and other corrections, that is, astigmatism correction and focus correction, are performed according to a predetermined procedure according to the procedure shown in FIG. Observation will be performed.
以上説明したように、本例に係る電子線装置の自動補正方法によれば、特にアライメント補正用のパターンを備えた試料でなくても、試料のパターンにより自動的にアライメント補正が行えるかどうかを判定し、アライメント補正を自動的に行うことができ、電子線装置の自動調整を効率良く行うことができる。 As described above, according to the automatic correction method of the electron beam apparatus according to the present example, whether or not alignment correction can be automatically performed according to the pattern of the sample, even if the sample is not particularly provided with the pattern for alignment correction. Determination and alignment correction can be automatically performed, and automatic adjustment of the electron beam apparatus can be efficiently performed.
１０ 走査電子顕微鏡
１１ 鏡筒
１２ 電子線源
１３ アライメントコイル
１４ スティグコイル
１５ 対物レンズコイル
２１ 試料
３０ 検出器
４１ 電子線
４２ 荷電粒子
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Scanning electron microscope 11 Lens tube 12 Electron beam source 13 Alignment coil 14 Stig coil 15 Objective lens coil 21 Sample 30 Detector 41 Electron beam 42 Charged particle
Claims (10)
前記複数のパターン像データに基づいて前記対物レンズの励磁の変化による前記試料における観察領域のシフト量を求めるシフト量取得ステップと、
前記パターン像データが前記観察領域でレンズアライメントの補正に適しているかを判定する補正適否判定ステップと、
前記シフト量取得ステップで求めたシフト量に基づいてレンズアライメント補正を実行する必要があるかどうかを判定する補正実行判定ステップと、
前記シフト量からアライメント補正量を求める補正量算出ステップと、
前記アライメント補正量に基づいてアライメント補正を行うアライメント補正ステップと、
を備えたことを特徴とする電子線装置の自動調整方法。 The excitation of the objective lens is set to a plurality of different predetermined values, the deflection means is driven with a predetermined deflection value, and the observation area of the sample on which the pattern is displayed is scanned with an electron beam to detect charged particles generated from the sample A pattern image data acquisition step for acquiring a plurality of pattern image data corresponding to the excitation state of the objective lens;
A shift amount obtaining step for obtaining a shift amount of an observation region in the sample due to a change in excitation of the objective lens based on the plurality of pattern image data;
A correction suitability determination step for determining whether the pattern image data is suitable for correction of lens alignment in the observation region;
Correction execution determination step for determining whether it is necessary to execute lens alignment correction based on the shift amount obtained in the shift amount acquisition step;
A correction amount calculating step for obtaining an alignment correction amount from the shift amount;
An alignment correction step for performing alignment correction based on the alignment correction amount;
A method for automatically adjusting an electron beam apparatus, comprising:
取得したパターン像データを投影処理してプロファイルデータを生成し、このプロファイルデータをパターン像データとする処理を含むことを特徴とする請求項１記載の電子線装置の自動調整方法。 The sample data acquisition step includes
2. The method of automatically adjusting an electron beam apparatus according to claim 1, further comprising a process of generating profile data by projecting the acquired pattern image data and using the profile data as pattern image data.
取得した前記複数のパターン像データの鮮鋭度から最適フォーカス値を求め、
得られた最適フォーカス値から、シフト量を求める複数枚の試料像を決定し、
使用する試料像のパターンにプロファイルの重み付け処理を含むことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか記載の電子線装置の自動調整方法。 The shift amount acquisition step includes:
Obtain an optimum focus value from the sharpness of the acquired pattern image data,
From the obtained optimum focus value, determine multiple sample images for obtaining the shift amount,
4. The method for automatically adjusting an electron beam apparatus according to claim 1, further comprising a profile weighting process for the pattern of the sample image to be used.
前記複数のパターン像データに基づいて前記対物レンズの励磁の変化による前記試料における観察領域のシフト量を求めるシフト量取得手段と、
前記パターン像データが前記観察領域でレンズアライメントの補正に適しているかを判定する補正適否判定手段と、
前記シフト量取得ステップで求めたシフト量に基づいてレンズアライメント補正を実行する必要があるかどうかを判定する補正実行判定手段と、
前記シフト量からアライメント補正量を求める補正量算出手段と、
前記アライメント補正量に基づいてアライメント補正を行うアライメント補正手段と、
を備えたことを特徴とする電子線装置。 The excitation of the objective lens is set to a plurality of different predetermined values, the deflection means is driven with a predetermined deflection value, and the observation area of the sample on which the pattern is displayed is scanned with an electron beam to detect charged particles generated from the sample A pattern image data acquisition means for acquiring a plurality of pattern image data corresponding to the excitation state of the objective lens;
A shift amount obtaining means for obtaining a shift amount of an observation region in the sample due to a change in excitation of the objective lens based on the plurality of pattern image data;
Correction suitability determination means for determining whether the pattern image data is suitable for correction of lens alignment in the observation region;
Correction execution determination means for determining whether it is necessary to execute lens alignment correction based on the shift amount obtained in the shift amount acquisition step;
A correction amount calculating means for obtaining an alignment correction amount from the shift amount;
Alignment correction means for performing alignment correction based on the alignment correction amount;
An electron beam apparatus comprising:
取得したパターン像データを投影処理してプロファイルデータを生成し、このプロファイルデータをパターン像データとする処理をなすことを特徴とする請求項８記載の電子線装置。 The sample data acquisition means includes
9. The electron beam apparatus according to claim 8, wherein the obtained pattern image data is projected to generate profile data, and the profile data is processed as pattern image data.
取得した前記複数のパターン像データの鮮鋭度から最適フォーカス値を求め、
得られた最適フォーカス値から、シフト量を求める複数枚の試料像を決定し、
使用する試料像のパターンにプロファイルの重み付け処理をなすことを特徴とする請求項９記載の電子線装置。
The shift amount acquisition means includes
Obtain an optimum focus value from the sharpness of the acquired pattern image data,
From the obtained optimum focus value, determine multiple sample images for obtaining the shift amount,
10. The electron beam apparatus according to claim 9, wherein a profile weighting process is performed on a pattern of a sample image to be used.
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Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000294184A (en) * | 1999-04-05 | 2000-10-20 | Univ Osaka | Electron microscope device |
| JP2002216685A (en) * | 2001-01-19 | 2002-08-02 | Horon:Kk | Apparatus and method for adjusting axis |
| JP2006108123A (en) * | 2006-01-16 | 2006-04-20 | Hitachi Ltd | Charged particle beam device |
| JP2007109408A (en) * | 2005-10-11 | 2007-04-26 | Topcon Corp | Automatic regulation method of electron beam device and electron beam device |
-
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Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000294184A (en) * | 1999-04-05 | 2000-10-20 | Univ Osaka | Electron microscope device |
| JP2002216685A (en) * | 2001-01-19 | 2002-08-02 | Horon:Kk | Apparatus and method for adjusting axis |
| JP2007109408A (en) * | 2005-10-11 | 2007-04-26 | Topcon Corp | Automatic regulation method of electron beam device and electron beam device |
| JP2006108123A (en) * | 2006-01-16 | 2006-04-20 | Hitachi Ltd | Charged particle beam device |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011014303A (en) * | 2009-06-30 | 2011-01-20 | Topcon Corp | Auto-focus image determination method and device of charged particle beam apparatus, charged particle beam apparatus, computer program, and recording medium |
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