JP2015037028A - Charged particle beam device with function cancellation mode and function extension mode - Google Patents

Charged particle beam device with function cancellation mode and function extension mode Download PDF

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a charged particle beam device capable of setting precise observation conditions in the case where high-level observation is desired, although the charged particle beam device can be easily used even by a beginner for observation without consciousness of complicated observation conditions including a height or inclination of a specimen stage.SOLUTION: The charged particle beam device comprises: an extension cancellation mode for displaying, on an image display part, an operation area for e.g., maintaining a fixed height of the specimen stage, maintaining the horizontal inclination angle of the specimen stage and moving a field of view of a specimen image vertically/horizontally and in a direction of rotation; and a function extension mode for displaying, on the image display part, an operation area for e.g., operating the height and the inclination angle of the specimen stage and moving the field of view of the specimen image vertically/horizontally and in the direction of rotation. For example, the charged particle beam device comprises: the extension cancellation mode in which an interval between an end portion of a charged particle beam optical system and the specimen stage and the inclination of the specimen stage cannot be operated; and the function extension mode in which three-dimensional movement, inclination and rotation of the specimen stage can be arbitrarily operated, and switching between the extension cancellation mode and the function extension mode can be operated.

Description

本発明は、走査電子顕微鏡等の荷電粒子線装置に関する。   The present invention relates to a charged particle beam apparatus such as a scanning electron microscope.

従来、荷電粒子線装置のユーザは、研究機関における研究者または製造業における製造管理者もしくは分析担当者といった、いわゆる専門家に限られていた。このため、従来の荷電粒子線装置で使用されているグラフィックユーザーインターフェイス(GUI)は、専門家が使用することを前提に設計されている。そして、荷電粒子線装置は、様々な技術分野における専門化(顧客)の多種多様なニーズに対応するために、非常に多くの機能を搭載している。これら多くの機能において、細かな調整パラメータ(観察条件)の設定が可能であり、高度な観察に寄与している。   Conventionally, users of charged particle beam apparatuses have been limited to so-called specialists such as researchers in research institutions or manufacturing managers or analysts in the manufacturing industry. For this reason, the graphic user interface (GUI) used in the conventional charged particle beam apparatus is designed on the assumption that an expert uses it. The charged particle beam apparatus is equipped with a great number of functions in order to meet various needs of specialization (customers) in various technical fields. In many of these functions, fine adjustment parameters (observation conditions) can be set, which contributes to advanced observation.

一方、特許文献1においては、近年の技術進歩により、性能の割りには非常に低価格の荷電粒子線装置が実現可能となり、それに伴い、小中学校などの教育現場や自動車修理工場といった、従来では全く想定できなかった場所への荷電粒子線措置の導入が進んでいることを踏まえて、専門知識のない初心者であっても操作可能な、直感的で操作性に優れたGUIを開示している。特許文献1には、荷電粒子線装置微鏡における電子光学条件など観察条件を、固定値に限定してテーブル化することで、ユーザの操作手間を省き直感的で操作しやすくする技術を開示している。   On the other hand, in Patent Document 1, due to recent technological advancement, it is possible to realize a charged particle beam apparatus at a very low price for performance, and accordingly, in the past, such as educational sites such as elementary and junior high schools and automobile repair shops, etc. In light of the fact that charged particle beam measures are being introduced to places that could not have been envisaged, an intuitive and easy-to-operate GUI that can be operated even by beginners without specialized knowledge is disclosed. . Patent Document 1 discloses a technique that makes it easy to operate by reducing the user's operation by limiting the observation conditions such as the electro-optic conditions in the charged particle beam apparatus microscope to a fixed value as a table. ing.

特開2011−113776号公報JP 2011-1113776 A

本願発明者が、専門知識のない初心者であっても操作することができ、基本操作を習得して荷電粒子線装置への理解を深めたユーザが、細かに観察条件を設定して高度な観察をすることができる荷電粒子線装置について鋭意検討した結果、次の知見を得るに至った。   The inventor of the present application can operate even a beginner without specialized knowledge, and a user who has mastered basic operations and deepened their understanding of the charged particle beam device can set advanced observation conditions and perform advanced observations. As a result of intensive studies on a charged particle beam apparatus capable of performing the following, the following knowledge has been obtained.

試料を様々な位置や角度から観察可能としている試料ステージは、水平方向(XY軸)、高さ方向(Z軸)、傾斜(T軸)や回転(R軸)など多彩な調整が可能となっている。試料ステージはモータで制御されており、PC上に表示されている観察画面を見ながら、画面上で位置を調整できるなど、高い操作性と再現性を提供している。   The sample stage that enables observation of the sample from various positions and angles enables various adjustments such as horizontal direction (XY axis), height direction (Z axis), tilt (T axis), and rotation (R axis). ing. The sample stage is controlled by a motor, and provides high operability and reproducibility, such as being able to adjust the position on the screen while viewing the observation screen displayed on the PC.

その一方、試料ステージの位置を含めて観察条件の組合せは無限にあるが、特に、試料ステージの高さ(Z軸)や傾斜(T軸)は、その観察目的に応じた適切な設定を行う必要があり、一歩誤った条件の組合せを設定してしまうと、観察目的を全く達成できない場合がある。例えば、試料ステージの高さ(Z軸)が適切ではないと、非点が多くなったり、フォーカスが合わなくなったりして、観察像がぼけたり、歪んでしまったりする。また、試料ステージが離れすぎると、信号電子の収量低下によって像観察自体ができなくなる。また、試料ステージ(T軸)が傾斜していると、試料表面の一部が近すぎたり、離れすぎたりして、観察像がぼけたり、歪んでしまったり、像観察自体ができなくなったりする。   On the other hand, there are an infinite number of combinations of observation conditions including the position of the sample stage. In particular, the height (Z axis) and tilt (T axis) of the sample stage are set appropriately according to the observation purpose. If it is necessary to set a combination of conditions that is wrong one step, the observation purpose may not be achieved at all. For example, if the height (Z-axis) of the sample stage is not appropriate, astigmatism increases or the focus is lost, and the observation image is blurred or distorted. If the sample stage is too far away, the image observation itself cannot be performed due to a decrease in the yield of signal electrons. In addition, if the sample stage (T-axis) is tilted, part of the sample surface is too close or too far away, and the observation image may be blurred or distorted, or the image observation itself cannot be performed. .

これらを回避するためには、試料ステージの高さ(Z軸)や傾斜(T軸)のみならず、高さ(Z軸)や傾斜(T軸)に応じて、加速電圧、フォーカス、およびスティグマなどを調整する必要があるが、このような調整は、初心者にとって非常に敷居が高い。   In order to avoid these, not only the height (Z axis) and tilt (T axis) of the sample stage but also the acceleration voltage, focus, and stigma according to the height (Z axis) and tilt (T axis). It is necessary to adjust such as, but such adjustment is very threshold for beginners.

これに対して、特許文献1に開示されている荷電粒子線装置は基本的に初心者を含めた一般ユーザに特化した操作性を提供しており、ハードウェアもそれに見合った簡素な構成であり、一般ユーザに必要な機能のみしか搭載していない。   On the other hand, the charged particle beam device disclosed in Patent Document 1 basically provides operability specialized for general users including beginners, and the hardware has a simple configuration corresponding to it. Only functions necessary for general users are installed.

このため、基本操作を習得して荷電粒子線装置への理解を深めたユーザが、更に高度な操作を習得することができない。複雑な観察条件を細かに設定するなど高度な観察を行いたいという専門化のニーズを満たすこともできてはいない。   For this reason, the user who mastered basic operation and deepened the understanding to a charged particle beam apparatus cannot learn more advanced operation. It has not been able to meet the specialized needs for advanced observation, such as setting complicated observation conditions.

本発明の目的は、試料ステージの高さや傾斜を含めた複雑な観察条件を意識することなく観察でき、初心者でも簡単に使用できる荷電粒子線装置でありながら、高度な観察をしたい場合にも、細かな観察条件を設定できる荷電粒子線装置を実現することに関する。   The purpose of the present invention is a charged particle beam apparatus that can be observed without being conscious of complicated observation conditions including the height and inclination of the sample stage, and can be used easily even by beginners, but also for advanced observation. The present invention relates to realizing a charged particle beam apparatus capable of setting fine observation conditions.

本発明は、例えば、試料ステージの高さを所定に維持し、および試料ステージの傾斜角を水平に維持し、ならびに試料画像の視野を上下左右および回転方向に移動操作できる操作領域を画像表示部に表示する拡張解除モードと、試料ステージの高さおよび傾斜角を操作でき、ならびに試料画像の視野を上下左右および回転方向に移動操作できる操作領域を画像表示部に表示する機能拡張モードを有する荷電粒子線装置に関する。   The present invention provides, for example, an image display unit that maintains the height of the sample stage at a predetermined level, maintains the tilt angle of the sample stage horizontally, and can move and move the field of view of the sample image in the vertical and horizontal directions and in the rotation direction. Charging with an extended release mode that displays on the image display, and a function expansion mode that can operate the height and tilt angle of the sample stage and display an operation area on the image display unit that can move the visual field of the sample image up, down, left, and right and in the rotation direction The present invention relates to a particle beam apparatus.

また、本発明は、例えば、荷電粒子光学系の端部と試料ステージとの間隔および試料ステージの傾斜を任意に操作できない拡張解除モードと、試料ステージの三次元移動、傾斜および回転を任意に操作できる機能拡張モードを有し、拡張解除モードと機能拡張モードとの切り替えを操作できる荷電粒子線装置に関する。   In addition, the present invention provides, for example, an extension release mode in which the distance between the end of the charged particle optical system and the sample stage and the tilt of the sample stage cannot be operated arbitrarily, and the three-dimensional movement, tilt and rotation of the sample stage arbitrarily operated The present invention relates to a charged particle beam apparatus having a function expansion mode capable of switching between an expansion cancellation mode and a function expansion mode.

本発明によれば、試料ステージの高さや傾斜を含めた複雑な観察条件を意識することなく観察でき、初心者でも簡単に使用できる荷電粒子線装置でありながら、高度な観察をしたい場合にも、細かな観察条件を設定できる荷電粒子線装置を実現することができる。   According to the present invention, it is possible to observe without being aware of complicated observation conditions including the height and inclination of the sample stage, and even if it is a charged particle beam apparatus that can be used easily even by beginners, even if you want to make advanced observations, A charged particle beam apparatus that can set fine observation conditions can be realized.

実施例1にかかるSEMの基本構成を示す図である。1 is a diagram illustrating a basic configuration of an SEM according to Example 1. FIG. 実施例1にかかるSEMのシステム構成を示す図である。1 is a diagram showing a system configuration of an SEM according to Example 1. FIG. 実施例1にかかる拡張解除モードのGUIの具体的操作画面例を示す図である。FIG. 10 is a diagram illustrating a specific operation screen example of a GUI in an extended cancellation mode according to the first embodiment. 実施例1にかかる機能拡張モードのGUIの具体的操作画面例を示す図である。FIG. 10 is a diagram illustrating a specific operation screen example of a GUI in a function expansion mode according to the first embodiment. 実施例1にかかる拡張解除/機能拡張を切り替える場合の動作フローチャートである。6 is an operation flowchart when switching between extension cancellation / function extension according to the first embodiment; 実施例1にかかる拡張解除モード時の観察目的設定画面構成を示す図である。It is a figure which shows the observation purpose setting screen structure at the time of the expansion cancellation | release mode concerning Example 1. FIG. 実施例1にかかる観察目的に応じた観察条件を記録したテーブル構成を示す図である。It is a figure which shows the table structure which recorded the observation conditions according to the observation purpose concerning Example 1. FIG. 実施例1にかかる試料を設定させる画面を示す図である。It is a figure which shows the screen which sets the sample concerning Example 1. FIG. 実施例3にかかるアプリアシスト画面を示す図である。It is a figure which shows the application assistance screen concerning Example 3. FIG.

実施例では、荷電粒子線を放出する荷電粒子源と、荷電粒子線を試料に照射する荷電粒子光学系と、試料から発生した信号電子を検出する検出器と、試料を保持し、X軸、Y軸、Z軸、T軸およびR軸で駆動する試料ステージと、信号電子から形成された試料画像を表示する画像表示部と、荷電粒子源、荷電粒子光学系、検出器、試料ステージ、及び画像表示部を制御する制御部と、を備え、制御部が、試料ステージの高さを所定に維持し、および試料ステージの傾斜角を水平に維持し、ならびに試料画像の視野を上下左右および回転方向に移動操作できる操作領域を画像表示部に表示する拡張解除モードと、試料ステージの高さおよび傾斜角を操作でき、ならびに試料画像の視野を上下左右および回転方向に移動操作できる操作領域を画像表示部に表示する機能拡張モードを有し、拡張解除モードと機能拡張モードとを切り替える操作領域を画像表示部に表示する荷電粒子線装置を開示する。   In the embodiment, a charged particle source that emits a charged particle beam, a charged particle optical system that irradiates the sample with a charged particle beam, a detector that detects signal electrons generated from the sample, a sample, an X axis, A sample stage driven by the Y-axis, Z-axis, T-axis and R-axis, an image display unit for displaying a sample image formed from signal electrons, a charged particle source, a charged particle optical system, a detector, a sample stage, and A control unit that controls the image display unit. The control unit maintains the height of the sample stage at a predetermined level, maintains the tilt angle of the sample stage horizontally, and rotates the field of view of the sample image vertically and horizontally. An extension release mode that displays an operation area that can be moved in the direction on the image display unit, an operation area that can operate the height and tilt angle of the sample stage, and move the field of view of the sample image up and down, left and right, and in the rotation direction. It has the extension mode for displaying the radical 113 discloses a charged particle beam apparatus for displaying an operation area for switching the extended release mode and the extension mode to the image display unit.

また、実施例では、荷電粒子線を放出する荷電粒子源と、荷電粒子線を試料に照射する荷電粒子光学系と、試料から発生した信号電子を検出する検出器と、試料を保持し、三次元移動、傾斜および回転できる試料ステージと、信号電子から形成された試料画像を表示する画像表示部と、荷電粒子源、荷電粒子光学系、検出器、試料ステージ、及び画像表示部を制御する制御部と、を備え、制御部が、荷電粒子光学系の端部と試料ステージとの間隔および試料ステージの傾斜を任意に操作できない拡張解除モードと、試料ステージの三次元移動、傾斜および回転を任意に操作できる機能拡張モードを有し、拡張解除モードと機能拡張モードとの切り替えを操作できる荷電粒子線装置を開示する。   In the embodiment, a charged particle source that emits a charged particle beam, a charged particle optical system that irradiates the sample with the charged particle beam, a detector that detects signal electrons generated from the sample, a sample, Sample stage that can be moved, tilted, and rotated, an image display unit that displays a sample image formed from signal electrons, and a control that controls the charged particle source, charged particle optical system, detector, sample stage, and image display unit And an extension release mode in which the interval between the end of the charged particle optical system and the sample stage and the tilt of the sample stage cannot be arbitrarily operated, and the three-dimensional movement, tilt and rotation of the sample stage. There is disclosed a charged particle beam device having a function expansion mode that can be operated on and switching between an expansion cancellation mode and a function expansion mode.

また、実施例では、制御部が、拡張解除モードにおいて試料ステージのR軸を一定に維持し、操作領域から試料画像の視野を回転方向に移動操作する指示が入力されたとき、ラスターローテーションによって試料画像の視野を回転させることを開示する。また、制御部が、拡張解除モードにおいて試料ステージの回転させず、試料画像の視野を回転方向に移動操作する指示が入力されたとき、ラスターローテーションによって試料画像の視野を回転させることを開示する。   Further, in the embodiment, the control unit keeps the R axis of the sample stage constant in the extension release mode, and when an instruction to move the sample image field of view in the rotation direction is input from the operation region, the sample rotation is performed by raster rotation. Rotating the field of view of an image is disclosed. Also disclosed is that the control unit rotates the field of view of the sample image by raster rotation when an instruction to move the field of view of the sample image in the rotation direction is input without rotating the sample stage in the extension cancellation mode.

また、実施例では、制御部が、拡張解除モードにおいて所定の観察条件を選択できる観察条件選択領域を画面表示部に表示し、選択された観察条件に応じて試料ステージの高さを制御することを開示する。   In the embodiment, the control unit displays an observation condition selection region in which a predetermined observation condition can be selected in the extension cancellation mode on the screen display unit, and controls the height of the sample stage according to the selected observation condition. Is disclosed.

また、実施例では、制御部が、拡張解除モードから機能拡張モードに切り替える場合に、観察条件を引き継ぐことを開示する。   Moreover, in an Example, when a control part switches from extended cancellation | release mode to function expansion mode, disclosing that observation conditions are taken over.

また、実施例では、制御部が、機能拡張モードから拡張解除モードに切り替える場合に、所定の観察条件を選択できる観察条件選択領域を画面表示部に表示し、選択された観察条件に再設定し、拡張解除モードに切り替えることを開示する。   Further, in the embodiment, when the control unit switches from the function expansion mode to the expansion cancellation mode, an observation condition selection area in which a predetermined observation condition can be selected is displayed on the screen display unit, and the selected observation condition is reset. , Switching to the extended release mode is disclosed.

また、実施例では、制御部が、機能拡張モードから拡張解除モードに切り替える場合に、試料ステージに保持される試料ホルダを設定する試料ホルダ選択領域を画像表示部に表示することを開示する。   Further, in the embodiment, it is disclosed that when the control unit switches from the function expansion mode to the expansion cancellation mode, a sample holder selection region for setting a sample holder held on the sample stage is displayed on the image display unit.

また、実施例では、制御部が、操作領域から試料画像の視野を上下左右に移動操作する指示が入力された場合に、試料ステージのX軸およびY軸の制御とイメージシフトによって試料画像の視野を上下左右に移動させ、当該試料の倍率が所定よりも低倍率のときにイメージシフトをリセットすることを開示する。   In the embodiment, when an instruction to move the view of the sample image up, down, left and right is input from the operation area, the control unit controls the X and Y axes of the sample stage and shifts the image of the sample image. Is moved up, down, left and right, and the image shift is reset when the magnification of the sample is lower than a predetermined magnification.

また、実施例では、制御部が、操作領域から試料画像の視野を上下左右に移動操作する指示が入力された場合に、試料ステージのX軸およびY軸の制御とイメージシフトによって試料画像の視野を上下左右に移動させ、当該試料ステージの移動に合わせてイメージシフトを複数回リセットすることを開示する。   In the embodiment, when an instruction to move the view of the sample image up, down, left and right is input from the operation area, the control unit controls the X and Y axes of the sample stage and shifts the image of the sample image. Is moved up, down, left and right, and the image shift is reset a plurality of times in accordance with the movement of the sample stage.

また、実施例では、制御部が、入力されたユーザ名又はパスワードに応じて拡張解除モードと機能拡張モードを切り替えることを開示する。   Further, in the embodiment, it is disclosed that the control unit switches between the extended release mode and the function extended mode according to the input user name or password.

以下、図面を用いて本発明を実施するための形態を説明する。なお、荷電粒子線装置の一例として走査電子顕微鏡(SEM)を説明するが、本発明はSEM以外にも、電子線を用いた外観検査装置、集束イオンビーム(FIB)装置等、計測、検査、加工を行う荷電粒子線装置一般に対して適用することができる。   Hereinafter, embodiments for carrying out the present invention will be described with reference to the drawings. Note that a scanning electron microscope (SEM) will be described as an example of a charged particle beam apparatus. However, in addition to the SEM, the present invention includes an appearance inspection apparatus using an electron beam, a focused ion beam (FIB) apparatus, etc. The present invention can be applied to general charged particle beam apparatuses that perform processing.

図1は、本実施例にかかるSEMの基本構成を示す図である。図1において、電子銃1より放出された一次電子線4(荷電粒子線)は、アノード2により制御および加速され、コンデンサレンズ3および対物レンズ6によって収束され、試料ステージ10に保持されている試料台9上に設置された試料8に照射される。   FIG. 1 is a diagram illustrating a basic configuration of the SEM according to the present embodiment. In FIG. 1, a primary electron beam 4 (charged particle beam) emitted from an electron gun 1 is controlled and accelerated by an anode 2, converged by a condenser lens 3 and an objective lens 6, and held by a sample stage 10. The sample 8 placed on the table 9 is irradiated.

試料ステージ10は、図示されていない試料室内に配置されている。試料室を大気開放や真空排気するために、試料室は、図示されていない真空ポンプを含む真空排気系に接続されている。   The sample stage 10 is disposed in a sample chamber (not shown). In order to open or evacuate the sample chamber, the sample chamber is connected to an evacuation system including a vacuum pump (not shown).

また、一次電子線4は、スティグマレンズ19により補正される。荷電粒子光学系を構成する、アノード2、コンデンサレンズ3、対物レンズ6およびスティグマレンズ19、ならびに試料ステージ10などのコントロールは、主制御部13によって行われる。なお、主制御部13とコンピュータ14とにより、動作制御部が構成される。   The primary electron beam 4 is corrected by the stigma lens 19. The main control unit 13 controls the anode 2, the condenser lens 3, the objective lens 6, the stigma lens 19, and the sample stage 10 that constitute the charged particle optical system. The main control unit 13 and the computer 14 constitute an operation control unit.

一次電子線4の経路には、偏向器5が設けてある。コンピュータ14に接続された、マウス、キーボードおよび/または操作パネルなどの入力装置17(指令入力部)から設定された任意の設定倍率にしたがって、主制御部13から所定の偏向電流が偏向器5に給される。これにより一次電子線4が偏向され、試料8の表面を二次的に走査する。   A deflector 5 is provided in the path of the primary electron beam 4. A predetermined deflection current is sent from the main control unit 13 to the deflector 5 according to an arbitrary setting magnification set from an input device 17 (command input unit) such as a mouse, a keyboard and / or an operation panel connected to the computer 14. Be paid. As a result, the primary electron beam 4 is deflected, and the surface of the sample 8 is secondarily scanned.

試料8の観察位置への移動は、主制御部13が試料ステージ10をコントロールして行われる。位置決めされた試料8の観察位置への電子線照射により発生した二次電子7は、二次電子検出器11によって検出され、増幅器12によって増幅され、主制御部13を介してコンピュータ14に供給される。   The main control unit 13 controls the sample stage 10 to move the sample 8 to the observation position. Secondary electrons 7 generated by electron beam irradiation to the observation position of the positioned sample 8 are detected by the secondary electron detector 11, amplified by the amplifier 12, and supplied to the computer 14 via the main controller 13. The

また、イメージシフトやラスターローテーションにより観察視野を変更できる。イメージシフトでは、主制御部13が偏向器5を制御して一次電子線4を偏向させ、走査領域を上下左右に変化させ、観察視野を上下左右に移動させる。観察視野の移動可能範囲が走査可能領域に限られてしまうものの、機械的動作を必要としないため、高精度な視野移動が可能である。ラスターローテーションでは、制御部13が偏向器5を制御して一次電子線4を偏向させ、走査方向を回転させ、観察視野を回転させる。試料ステージによる回転と異なり、観察視野を中心に観察視野を回転させることができる。   In addition, the field of view can be changed by image shift or raster rotation. In the image shift, the main control unit 13 controls the deflector 5 to deflect the primary electron beam 4 to change the scanning area vertically and horizontally and move the observation field vertically and horizontally. Although the movable range of the observation visual field is limited to the scannable region, it does not require a mechanical operation, so that the visual field can be moved with high accuracy. In raster rotation, the control unit 13 controls the deflector 5 to deflect the primary electron beam 4, rotate the scanning direction, and rotate the observation field. Unlike the rotation by the sample stage, the observation field can be rotated around the observation field.

そして、コンピュータ14のメモリ18に記憶される。二次電子検出器11によって検出された二次電子に基づく画像信号は、画像表示装置15に画像として表示される。なお、二次電子の他、反射電子、透過電子などを検出して画像として表示することもできる。さらには、試料8から発生した特性X線をX線検出器で検出して元素分析することも可能である。   Then, it is stored in the memory 18 of the computer 14. The image signal based on the secondary electrons detected by the secondary electron detector 11 is displayed as an image on the image display device 15. In addition to secondary electrons, reflected electrons and transmitted electrons can be detected and displayed as an image. Furthermore, it is also possible to perform elemental analysis by detecting characteristic X-rays generated from the sample 8 with an X-ray detector.

また、コンピュータ14には記憶装置16が接続されている。   A storage device 16 is connected to the computer 14.

上述した構成において、SEM装置全体の制御や、装置で得られたデータを解析処理するためのコンピュータ14では、制御やデータ解析処理を実施するための操作プログラム20が用いられる。この操作プログラム20はメモリ18に格納されている。   In the configuration described above, an operation program 20 for performing control and data analysis processing is used in the computer 14 for controlling the entire SEM apparatus and analyzing data obtained by the apparatus. This operation program 20 is stored in the memory 18.

操作プログラム20はGUIモードを有しており、様々な装置状態を視覚的に通知することや、装置制御やデータ解析処理のための指示をユーザから受けることが可能である。   The operation program 20 has a GUI mode, and can visually notify various device states and receive instructions for device control and data analysis processing from the user.

図2は、本実施例にかかるSEMのシステム構成を示す図である。図2において、コンピュータ14上で動作する操作プログラム20は、初心者を含めた一般的なユーザが使用するGUIモード(拡張解除モード201)と、熟練者ユーザや細かい観察条件設定を必要する高度な観察を行う場合に使用するGUIモード(機能拡張モード202)を有している。ユーザは自分の用途に応じて、拡張解除モード201と、機能拡張モード202とを相互に切り替えて使用することができる。   FIG. 2 is a diagram illustrating a system configuration of the SEM according to the present embodiment. In FIG. 2, an operation program 20 operating on a computer 14 includes a GUI mode (expansion cancellation mode 201) used by general users including beginners, and an advanced observation that requires expert users and detailed observation condition settings. It has a GUI mode (function expansion mode 202) used when The user can switch between the extended release mode 201 and the function extended mode 202 according to his / her application.

拡張解除モード201は、難しいことは考えずにとにかく試料を観察したいというユーザのためのモードであり、高度な観察時にしか使用しない機能を、GUI上(画像表示装置15上)に表示せず、操作も制限している。これによりシンプルで一般利用者に分かりやすい操作性を提供している。   The extended cancellation mode 201 is a mode for a user who wants to observe a sample anyway without thinking about difficulties, and does not display functions that are used only during advanced observation on the GUI (on the image display device 15). The operation is also restricted. This provides simple and easy-to-understand operability for general users.

上記二つのGUIモードである拡張解除モード201と機能拡張モード202とは、共に観察条件を設定するための操作画面を有しており、その操作画面でユーザの操作に応じたハードウェアの制御がなされる。   Both of the above-described two GUI modes, the extension cancellation mode 201 and the function extension mode 202, have operation screens for setting observation conditions, and hardware control according to user operations can be performed on the operation screens. Made.

ユーザは、基本的な操作を行う操作ボタン206、複雑な機能ボタン211または目的に適した機能ボタン214により操作を指定する。ユーザの指定した操作情報は、ハードウェアを制御するためのコマンド情報に変換され、コマンド送受信部203Aを介して主制御部13へ伝達される。   The user designates an operation using an operation button 206 for performing a basic operation, a complicated function button 211, or a function button 214 suitable for the purpose. The operation information designated by the user is converted into command information for controlling the hardware and transmitted to the main control unit 13 via the command transmission / reception unit 203A.

主制御部13では、コマンド送受信部203Aから送信され、コマンド送受信部203Bで受信したコマンドに応じた制御を行い、最終的にはディジタル−アナログ変換回路(DAC)204やドライバ205を介して電流電圧信号やパルス信号に変換され、電子銃1、対物可動絞り、コンデンサレンズ3、対物レンズ6、およびスティグマレンズ19などの各電子レンズ、試料ステージのモータ、真空ポンプならびに検出器11などのハードウェアを制御し、様々な観察条件を設定する。ここで、コマンドとは主制御部13とコンピュータ14との間での情報受け渡しするためのデータフォーマットである。   The main control unit 13 performs control according to the command transmitted from the command transmission / reception unit 203A and received by the command transmission / reception unit 203B, and finally the current voltage via the digital-analog conversion circuit (DAC) 204 and the driver 205. Signals and pulse signals are converted into electronic lenses such as an electron gun 1, an objective movable diaphragm, a condenser lens 3, an objective lens 6 and a stigma lens 19, hardware such as a sample stage motor, a vacuum pump and a detector 11. Control and set various observation conditions. Here, the command is a data format for exchanging information between the main control unit 13 and the computer 14.

例えば、ユーザが観察視野を移動するために、位置情報を入力して基本的な操作を行う操作ボタン206、複雑な機能ボタン211、または目的に適した機能ボタン214を押下すると、それに対応したコマンドに変換され、主制御部13へ伝送される。   For example, when the user depresses the operation button 206 for performing basic operations by inputting position information, the complicated function button 211, or the function button 214 suitable for the purpose in order to move the observation field of view, a corresponding command Is transmitted to the main control unit 13.

主制御部13では受信したコマンドを解析し、それに応じて制御部群216のステージXY軸制御部はモータを駆動するためのパラメータをドライバ205に設定する。ドライバ205は、接続されたステップモータやサーボモータに対しパルス信号や電流電圧を制御して、モータを駆動する。   The main control unit 13 analyzes the received command, and accordingly, the stage XY axis control unit of the control unit group 216 sets parameters for driving the motor in the driver 205. The driver 205 drives the motor by controlling the pulse signal and current voltage for the connected step motor and servo motor.

これにより、試料ステージ10がXY方向に駆動し、試料ステージ10上の試料8が移動する。結果として、試料8に照射された一次電子線4の照射位置が変化し、それに応じた画像信号が生成される。生成された画像信号は、アナログ−ディジタル変換回路(ADC)207によってディジタル信号に変換され、画像データ生成部208により二次元の画像データとなる。   Thereby, the sample stage 10 is driven in the XY directions, and the sample 8 on the sample stage 10 moves. As a result, the irradiation position of the primary electron beam 4 irradiated on the sample 8 changes, and an image signal corresponding to the irradiation position is generated. The generated image signal is converted into a digital signal by an analog-digital conversion circuit (ADC) 207 and converted into two-dimensional image data by an image data generation unit 208.

この二次元画像データは、表示制御部209を介してGUI(画像表示装置15)の画像表示部210に表示されため、ユーザは像の移動を認識することができる。   Since the two-dimensional image data is displayed on the image display unit 210 of the GUI (image display device 15) via the display control unit 209, the user can recognize the movement of the image.

機能拡張モード202では、様々な観察条件を事細かに設定できるよう、多くのインタフェースを備えており、それに応じたコマンドも多く存在する。これに対して、拡張解除モード201ではシンプルで分かりやすいインタフェースとするために、基本的な操作を行う操作ボタン206は表示されるが、複雑な設定を行う複雑な機能ボタン211は表示されていない。   In the function expansion mode 202, many interfaces are provided so that various observation conditions can be set in detail, and there are many commands corresponding thereto. In contrast, in the extended cancellation mode 201, in order to provide a simple and easy-to-understand interface, the operation buttons 206 for performing basic operations are displayed, but the complicated function buttons 211 for performing complicated settings are not displayed. .

代わりに、拡張解除モード201では、観察目的によって最適となる設定値を組み合わせ、その組み合わせを自動的に設定することで、シンプルな機能だけで観察を可能としている。   Instead, in the extended cancellation mode 201, the optimum setting value is combined according to the observation purpose, and the combination is automatically set, so that the observation can be performed with only a simple function.

例えば、試料8の表面構造を観察したい場合には、加速電圧を低めに設定し、二次電子検出器11を用いることが望ましい。加速電圧が決まれば、それに応じて収束点や光軸を調整する電子レンズなどの調整値を決定することができる。このような、観察目的に応じた最適な観察条件を、あらかじめ観察条件のテーブル212として保持しておく。   For example, when the surface structure of the sample 8 is to be observed, it is desirable to set the acceleration voltage to be low and use the secondary electron detector 11. If the acceleration voltage is determined, it is possible to determine an adjustment value of an electron lens or the like that adjusts the convergence point and the optical axis. Such optimal observation conditions according to the observation purpose are held in advance as the observation condition table 212.

観察開始時には、後述する観察目的設定画面でユーザが観察目的を決定すると、切り替え制御部213が観察条件テーブル212から判断し、複数のコマンドに変換して観察条件を自動設定する。また、観察目的に適した機能214を観察条件テーブル212から判断し配置する。   At the start of observation, when the user determines the observation purpose on the observation purpose setting screen described later, the switching control unit 213 determines from the observation condition table 212, converts it into a plurality of commands, and automatically sets the observation condition. A function 214 suitable for the purpose of observation is determined from the observation condition table 212 and arranged.

ユーザは、観察目的に適した機能214からボタンKを押下すれば、目的別最適制御部215が現在設定されている観察目的に応じて、観察条件テーブル212から判断しコマンドに変換して、観察目的に適した観察条件を設定する。   When the user presses the button K from the function 214 suitable for the observation purpose, the optimum control unit 215 for each purpose determines from the observation condition table 212 according to the currently set observation purpose, converts it to a command, and observes it. Set observation conditions suitable for the purpose.

これにより、ユーザは特に難しいパラメータを調整しなくても簡単に観察することができる。また、目的に応じた最適な機能を統合して一つの機能とて表示することで、不要な機能を表示しないことを実現している。   As a result, the user can easily observe without adjusting particularly difficult parameters. In addition, by combining optimal functions according to the purpose and displaying them as a single function, it is possible to prevent unnecessary functions from being displayed.

このように機能拡張モード202と拡張解除モード201とは、コンピュータ14上で動作するプログラムのみで互いの違いを設けているため、ハードウェアを変えることなく、ログイン時の設定や切り替えボタンの操作で選択することができる。   As described above, since the function expansion mode 202 and the expansion cancellation mode 201 are different from each other only in the program that operates on the computer 14, the setting at the time of login and the operation of the switching button can be performed without changing the hardware. You can choose.

図3は、拡張解除モード201のGUIの具体的操作画面例を示す図である。図3に示した操作画面は、画像表示画面210と、拡張解除/機能拡張切り替えボタン300と、観察をスタートやストップする観察スタート/ストップボタン301と、観察目的を再設定する観察目的変更ボタン302と、倍率や視野移動を操作する操作領域303と、表示モード(Scan)を変更する表示モード変更領域304と、画像の保存を決定する画像保存ボタン305と、オート画像調整領域306とを有している。   FIG. 3 is a diagram illustrating a specific operation screen example of the GUI in the extended cancellation mode 201. The operation screen shown in FIG. 3 includes an image display screen 210, an extension cancellation / function extension switching button 300, an observation start / stop button 301 for starting and stopping observation, and an observation purpose change button 302 for resetting the observation purpose. A display mode changing area 304 for changing the display mode (Scan), an image saving button 305 for determining image saving, and an auto image adjustment area 306. ing.

拡張解除モード201の操作画面は、試料ステージ10のZ軸(高さ)、R軸(回転)、T軸(傾き)を直接設定する画面は有しておらず、ユーザが任意に操作することを制限している。   The operation screen of the extended release mode 201 does not have a screen for directly setting the Z-axis (height), R-axis (rotation), and T-axis (tilt) of the sample stage 10, and can be arbitrarily operated by the user. Is limiting.

なお、試料ステージ10のR軸移動(回転)とラスターローテーションの併用を可能とすると、初心者が混乱するおそれがあるため、拡張解除モード201では、ユーザによるR軸(回転)を制限し、ラスターローテーションのみを操作可能としている。一方、試料ステージ10をR軸移動(回転)させると、試料と検出器の相対的な位置関係(方向)が
変わり、試料の見え方が変わる場合があるので、必要に応じて、R軸移動(回転)可能な構成としてもよい。
Note that if the R-axis movement (rotation) of the sample stage 10 and the raster rotation can be used together, a beginner may be confused. Therefore, in the extended release mode 201, the R-axis (rotation) by the user is limited and the raster rotation is performed. Only can be operated. On the other hand, if the sample stage 10 is moved (rotated) along the R axis, the relative positional relationship (direction) between the sample and the detector may change, and the appearance of the sample may change. It is good also as a structure which can be rotated.

また、一般的な荷電粒子線装置では、電子ビームを制御するために加速電圧値やスポット強度を設定する画面を有しているが、本発明の一実施例における拡張解除モード201の操作画面では、電子ビームを制御するために加速電圧値やスポット強度を設定する画面領域を有さず、ユーザによる直接の設定を制限している。   In addition, a general charged particle beam apparatus has a screen for setting an acceleration voltage value and a spot intensity to control an electron beam. However, in the operation screen of the extended cancellation mode 201 in one embodiment of the present invention, In order to control the electron beam, there is no screen area for setting the acceleration voltage value and the spot intensity, and the direct setting by the user is limited.

これにより、誤って観察条件を変更し、像観察できなくなってしまう状態や、意図しない像となることを防ぐと同時に、非常にシンプルで分かりやすいGUIをユーザに提供している。   As a result, it is possible to prevent a situation in which the observation conditions are erroneously changed and the image cannot be observed or an unintended image, and at the same time, provide a user with a very simple and easy-to-understand GUI.

例えば、加速電圧値を設定する画面が存在すると、ユーザがそれらの意図を理解せずに闇雲に変更してしまえば、試料表面構造を観察していたつもりが、内部構造を観察してしまっていたり、試料自体にダメージを負わせてしまったりする恐れもある。   For example, if there is a screen for setting the acceleration voltage value, if the user changes to a dark cloud without understanding their intention, the intention is to observe the sample surface structure, but the internal structure is observed. There is also a risk of damaging the sample itself.

また、極端に収量が低下してしまい像観察すらできなくなってしまう恐れもある。試料ステージに関して言えば、極端に試料ステージのZ軸(高さ)やT軸(傾き)を変更してしまうと、分解能や収量が低下してしまったり、観察像が歪んでしまったりもする。   In addition, the yield may be extremely reduced, and even image observation may not be possible. Regarding the sample stage, if the Z-axis (height) or T-axis (tilt) of the sample stage is changed extremely, the resolution and yield may be reduced, and the observation image may be distorted.

本実施例においては、上記のような状態になる可能性を一切排除することができる。本実施例では、後述する観察目的に応じて観察条件を自動設定する機能を備えているので、このようなシンプルな調整画面だけでユーザの観察目的を満たすことができる。   In the present embodiment, the possibility of being in the above state can be completely eliminated. In this embodiment, since a function for automatically setting observation conditions according to the observation purpose described later is provided, the user's observation purpose can be satisfied with only such a simple adjustment screen.

つまり、図3の観察目的変更ボタン302を押すと、図6に示した観察目的設定画面600が表示され、観察目的設定画面600の観察目的601うちのいずれかをユーザが選択すると、選択した目的に応じて図7に示した条件が自動的に設定される。   That is, when the observation purpose change button 302 in FIG. 3 is pressed, the observation purpose setting screen 600 shown in FIG. 6 is displayed. When the user selects one of the observation purposes 601 on the observation purpose setting screen 600, the selected purpose is displayed. Accordingly, the conditions shown in FIG. 7 are automatically set.

次に、拡張解除モード201において、ユーザが調整し、画像を保存するまでの手順を説明する。   Next, a procedure until the user adjusts and saves an image in the extended cancellation mode 201 will be described.

ユーザは後述する観察目的を設定済みの状態から、観察スタート/ストップボタン301を押下すると、加速電圧が印加され観察がスタートする。このとき、観察目的に応じた最適な加速電圧値が自動的に設定され、同時に、スポット強度、フォーカス値、スティグマ値、アライメント値、およびステージ位置も自動的に設定される。試料ステージ10の移動は、移動完了までに時間を有する場合があるため、観察目的を設定すると同時に自動的に移動するように構成することもできる。   When the user presses the observation start / stop button 301 from a state in which an observation purpose to be described later has been set, an acceleration voltage is applied and observation starts. At this time, the optimum acceleration voltage value according to the observation purpose is automatically set, and at the same time, the spot intensity, the focus value, the stigma value, the alignment value, and the stage position are also automatically set. Since the movement of the sample stage 10 may take time until the movement is completed, it can be configured to automatically move simultaneously with setting the observation purpose.

次に、試料8に一次電子線4(一次電子ビーム)が印加され、試料8から発生した二次電子が、二次電子検出器11により検出されると、画像表示画面210に試料画像が表示される。   Next, when the primary electron beam 4 (primary electron beam) is applied to the sample 8 and secondary electrons generated from the sample 8 are detected by the secondary electron detector 11, a sample image is displayed on the image display screen 210. Is done.

ユーザは、画像表示画面210に表示された試料画像を見ながらスライダや操作パネル等の入力装置17を用いて、明るさやコントラストを調整し、同様にフォーカスを調整して目的の視野を探すための像出しを行う。   The user adjusts the brightness and contrast using the input device 17 such as a slider or an operation panel while looking at the sample image displayed on the image display screen 210, and similarly adjusts the focus to find the target field of view. Perform image output.

明るさ、コントラストおよびフォーカス調整は、オート画像調整領域306のボタンを押下し自動調整してもよいし、観察スタートボタン301を押下した時の電子ビーム印加処理に連動して自動調整を実施してもよい。また、本実施例におけるオートフォーカス処理は、全ワーキングディスタンス範囲を探索するのではく、ユーザが設定する観察目的と試料設定で決まるワーキングディスタンスを中心とし、探索範囲を限定することで高速化したオートフォーカス処理としても良い。   The brightness, contrast, and focus adjustment may be automatically adjusted by pressing the button of the auto image adjustment area 306, or automatically adjusted in conjunction with the electron beam application process when the observation start button 301 is pressed. Also good. In addition, the autofocus process in this embodiment does not search the entire working distance range, but focuses on the working distance determined by the user's observation purpose and sample setting, and limits the search range to increase the speed. Focus processing may be used.

次に、所望の観察視野を探すために倍率調整や視野移動を実施する。倍率調整はスライダや操作パネルを用いて調整する。このとき、表示画像上でのマウスドラッグや、マウスホイールスクロールにより倍率調整ができるように構成することもできる。   Next, magnification adjustment and visual field movement are performed in order to search for a desired observation visual field. The magnification is adjusted using a slider or an operation panel. At this time, it is also possible to configure so that the magnification can be adjusted by mouse drag on the display image or mouse wheel scroll.

画像表示画面210上の視野を上下左右(X/Y)方向に移動させたい場合は、画像表示画面210を、例えば移動したい方向へドラッグする。また、中心へ移動させたい箇所をクリックするなど、移動させたい位置を直接画像上で指定して動かすこともできる。   To move the field of view on the image display screen 210 in the up / down / left / right (X / Y) direction, the image display screen 210 is dragged in the direction of movement, for example. It is also possible to specify and move the position to be moved directly on the image, for example, by clicking on the position to be moved to the center.

このときコンピュータ14は、入力された情報をもとに、試料ステージ10の移動や、偏向器5を制御して一次電子線4を偏向させることによるイメージシフトを行う。視野の移動量がイメージシフト移動可能な範囲内であればイメージシフトによる移動を実施し、イメージシフト移動不可能な移動量であればステージ移動を実施する。イメージシフトやステージ移動は、ラスタローテーションを加味して制御され、ユーザは観察視野上の方向(上下左右)のみを指定すれば良い。   At this time, the computer 14 performs image shift by moving the sample stage 10 and controlling the deflector 5 to deflect the primary electron beam 4 based on the input information. If the movement amount of the visual field is within the range in which the image shift is possible, the movement by the image shift is performed, and if the movement amount is not the image shift movement, the stage is moved. Image shift and stage movement are controlled in consideration of raster rotation, and the user need only specify the direction (up / down / left / right) on the observation field.

これにより、ユーザはステージ移動とイメージシフトによる移動を意識することなく視野移動を行うことができる。実施例では、イメージシフトを意識させないために、イメージシフトを直接操作する画面を有さず、直接操作も制限する。   As a result, the user can perform visual field movement without being aware of movement due to stage movement and image shift. In the embodiment, in order not to be aware of image shift, there is no screen for directly operating image shift, and direct operation is also restricted.

さらに、画像表示画面上、視野を回転したい場合には操作画面表示上に設定された回転ボタン308を押下することで、任意の像回転を実施する。拡張解除モード201では、ステージR軸の操作を制限しているため、ラスターローテーションして視野回転を行う。   Furthermore, when it is desired to rotate the field of view on the image display screen, arbitrary image rotation is performed by pressing the rotation button 308 set on the operation screen display. In the extended cancellation mode 201, since the operation of the stage R axis is restricted, the field of view is rotated by raster rotation.

このとき、回転ボタン308だけでなく回転角度を直接入力したり、スライダで回転角度を入力したり、また、操作画面表示上に水平定規のようなコンピュータで描画したオブジェクトを重ねて表示し、水平にしたい観察像の位置と照らし合わせながら回転させても良い。   At this time, not only the rotation button 308 but also the rotation angle can be directly input, the rotation angle can be input using a slider, and an object drawn by a computer such as a horizontal ruler can be superimposed on the operation screen display to display the horizontal It may be rotated while checking the position of the observation image desired.

所望の観察視野を表示できたら、表示モード設定領域304で表示モードを切り替え、S/Nが高く、像調整に優れたスキャンでフォーカスや明るさの最終調整を行う。   When a desired observation visual field can be displayed, the display mode is switched in the display mode setting area 304, and final adjustment of focus and brightness is performed by scanning with high S / N and excellent image adjustment.

表示モード設定領域304の表示モード変更ボタンは、「視野探し」と、「画像確認」と、「画像調整」とがあり、これらは以下のような用途で利用される。   The display mode change button in the display mode setting area 304 includes “view field search”, “image confirmation”, and “image adjustment”, and these are used for the following purposes.

まず、「視野探し」は、スピードの速いスキャンを行い、画像の質は低下するものの画像の更新速度を上げ、視野移動に対する追従性を向上させるモードである。   First, “field-of-view search” is a mode in which high-speed scanning is performed and the image update speed is increased, but the follow-up property to the movement of the field of view is improved although the image quality is lowered.

また、「画像確認」は、逆にスピードが遅いスキャンを行うことで、画像更新速度は遅いものの画像の質を上げることで、画像記録前の最終確認などに用いるモードである。そして、「画像調整」は、フォーカスや非点を調整するときに用いるモードであり、スピードが遅いスキャンであるため画像の質が優れており、かつスキャン領域を削減することで更新速度をあげたモードである。   “Image confirmation” is a mode used for final confirmation before recording an image by scanning at a low speed to improve the quality of the image although the image update speed is slow. “Image adjustment” is a mode used to adjust focus and astigmatism. The scan is slow, so the quality of the image is excellent, and the update speed is increased by reducing the scan area. Mode.

これらは、意味のわかりやすいボタン名とし、直感的に操作できるものとしている。   These buttons have easy-to-understand meanings and can be operated intuitively.

調整が完了すれば、ユーザは、画像保存ボタン305を押下し、画像を電子データ(ファイル)としてコンピュータ14に接続された記憶装置16へ保存する。   When the adjustment is completed, the user presses the image save button 305 to save the image as electronic data (file) in the storage device 16 connected to the computer 14.

このとき、画像保存時のスキャンスピードや、各表示モードにおけるスキャンスピードは、観察目的によって大きく異なってくる。例えば、試料の組成を観察するような観察目的を選択すれば、半導体検出器を利用するBSE検出器が自動設定される。   At this time, the scan speed at the time of image storage and the scan speed in each display mode vary greatly depending on the observation purpose. For example, if an observation purpose for observing the composition of a sample is selected, a BSE detector using a semiconductor detector is automatically set.

しかし、半導体検出器と増幅器は応答性が悪いため、視野探しの表示モードを選択時には、二次電子検出器と変わって、少し遅いスキャンスピードとしなければならない。   However, since the semiconductor detector and the amplifier are poor in responsiveness, when the display mode for searching the field of view is selected, the scanning speed must be set a little slower than the secondary electron detector.

また、帯電しやすい試料を観察するような目的の場合、スキャンスピードが遅いと試料の帯電により像が歪んだり、輝度が極端に上がってしまったりなど、正しく観察できない場合がある。よって、スキャン速度を落として像質の良い観察を行う「画像確認」時は、上記のような問題が発生しやすくなるため、帯電による影響を受けづらいライン単位積算するスキャンモード(CSS)とすることが望ましい。   Also, in the case of observing a sample that is easily charged, if the scan speed is slow, the image may be distorted due to charging of the sample, or the brightness may be extremely increased. Therefore, when performing “image confirmation” in which observation is performed with good image quality at a reduced scanning speed, the above-described problems are likely to occur. Therefore, a scan mode (CSS) that integrates line units that are not easily affected by charging is used. It is desirable.

これは、上述した観察条件テーブル212によって自動的に判断設定され、同じ名前のついたボタンでありながら、実際は異なる機能を割り当てることで、ユーザは細かいことを気にすることなく目的を果たすことができる。   This is automatically determined and set by the observation condition table 212 described above, and although the buttons have the same name, the user can achieve the purpose without worrying about the details by actually assigning different functions. it can.

図4は、機能拡張モード202のGUIの具体的操作画面例を示す図である。機能拡張モード202では、上述した拡張解除モード201とは対照的に全ての条件を設定可能としており、さまざまな設定画面領域を有している。例えば、電子光学系の加速電圧、スポッド強度を細かな数値で設定できる目的設定画面領域400を有している。   FIG. 4 is a diagram illustrating a specific operation screen example of the GUI in the function expansion mode 202. In the function expansion mode 202, in contrast to the above-described expansion cancellation mode 201, all conditions can be set and have various setting screen areas. For example, it has a purpose setting screen area 400 in which the acceleration voltage and pod intensity of the electron optical system can be set with fine numerical values.

また、電子ビームのアライメント調整を行う画面およびそれを開くボタン401を有している。また、検出器切り替え機能ボタン402も有している。さらに、複数信号を同時に表示することも可能であり、1画面で観察するだけでなく2画面や4画面に異なる検出器を同時に表示し、像を比較しながらの観察や、信号の合成も可能である。   In addition, a screen for adjusting the alignment of the electron beam and a button 401 for opening the screen are provided. It also has a detector switching function button 402. Furthermore, it is possible to display multiple signals at the same time. In addition to observing on one screen, different detectors can be displayed on two or four screens at the same time, allowing observation while comparing images and synthesizing signals. It is.

また、試料ステージ10に関しては、X軸、Y軸だけでなく、R軸、Z軸、T軸をそれぞれ任意に制御することが可能となっており、イメージシフトも個別に制御可能である。また、座標値を直接入力して移動することもできる。   Further, regarding the sample stage 10, not only the X axis and Y axis but also the R axis, Z axis, and T axis can be arbitrarily controlled, and the image shift can also be individually controlled. It is also possible to move by directly inputting coordinate values.

表示モード変更領域304に関しては、図示した4つのボタンに対して、Rapid1〜2、Fast1〜2、CSS1〜5、Slow1〜5、Reduce1〜3というように、計17種類以上の複数のスキャンスピードを割り当てて使用している。   Regarding the display mode change area 304, a total of 17 types or more of scan speeds such as Rapid 1-2, Fast 1-2, CSS 1-5, Slow 1-5, Reduce 1-3 are applied to the illustrated four buttons. Assigned and used.

図5は、本実施例における拡張解除/機能拡張を切り替える場合の動作フローチャートである。拡張解除モード201と機能拡張モード202のいずれかが、ログイン時に初期設定される。また、図3や図4に示す切り替えボタン300によってモードを切り替えることができる。初心者を含めた一般ユーザは、拡張解除モード201により観察を続けていく中で、さらに高度な観察が必要になった場合、切り替えボタン300を押下して機能拡張モード202へ切り換える。   FIG. 5 is an operation flowchart in the case of switching extension cancellation / function expansion in this embodiment. Either the extension cancellation mode 201 or the function extension mode 202 is initialized at the time of login. Further, the mode can be switched by a switching button 300 shown in FIG. 3 or FIG. General users including beginners switch to the function expansion mode 202 by pressing the switch button 300 when more advanced observation is necessary while continuing the observation in the expansion cancellation mode 201.

ユーザ(又はパスワード)毎に拡張解除モード201か機能拡張モード202かを指定するテーブルが、予めメモリ18に登録されている。荷電粒子線装置の入力装置17からユーザ名又はパスワードが入力されると、自動的にそのモードが設定される。なお、ログイン後に、拡張解除モード201か機能拡張モード202を選択する画面が表示し、ユーザに選択させてもよい。   A table for specifying whether the extension cancellation mode 201 or the function expansion mode 202 is specified for each user (or password) is registered in the memory 18 in advance. When a user name or password is input from the input device 17 of the charged particle beam apparatus, the mode is automatically set. Note that a screen for selecting the extension cancellation mode 201 or the function extension mode 202 may be displayed after login, and may be selected by the user.

観察が開始されると、試料が設定されているか否かが判断される(ステップ501)。試料が設定されていなければ、試料設定シーケンスにより試料が設定される(ステップ502)。その後、モード判定が行われる(ステップ503)。   When observation is started, it is determined whether or not a sample is set (step 501). If the sample is not set, the sample is set by the sample setting sequence (step 502). Thereafter, mode determination is performed (step 503).

拡張解除モード201が設定されていると、観察目的が設定され(ステップ504)、自動的に観察条件が設定される(ステップ505)。そして、拡張解除モード201による試料像の観察が行われる(ステップ506)。ステップ506において、観察目的を変更する場合は、ステップ504に戻る。   If the extended cancellation mode 201 is set, the observation purpose is set (step 504), and the observation conditions are automatically set (step 505). Then, the sample image is observed in the extension cancellation mode 201 (step 506). If the observation purpose is changed in step 506, the process returns to step 504.

ステップ506において、切り替えボタン300が押下されて機能拡張モード202が選択されると(ステップ509)、機能拡張モード202に切り替わり、機能拡張モード202による試料像の観察が行われる(ステップ507)。   In step 506, when the switching button 300 is pressed and the function expansion mode 202 is selected (step 509), the function expansion mode 202 is switched to and the specimen image is observed in the function expansion mode 202 (step 507).

拡張解除モード201から機能拡張モード202に切り替えられた場合、機能拡張モード202は、機能の制限を一切行っていないので、拡張解除モード201での観察条件を全て再現できる。よって、拡張解除モード201で観察していた状態を基準にして、そこから機能拡張モード202での高度な観察へ、スムーズに移行することができる。   When the extended release mode 201 is switched to the extended function mode 202, the extended function mode 202 can reproduce all the observation conditions in the extended release mode 201 because no function is restricted. Therefore, it is possible to smoothly shift from the observation in the extended cancellation mode 201 to the advanced observation in the function expansion mode 202 with reference to the state observed in the extended cancellation mode 201.

上述のように機能拡張モード202に切り替えられたり、モード判定(ステップ503)において機能拡張モード202と判定されていると、機能拡張モード202による試料像の観察が行われる。機能拡張モード202の場合に、ユーザが切り替えボタン300を押下すると、拡張解除モード201への移行処理がスタートする。   As described above, when the mode is switched to the function expansion mode 202 or when it is determined as the function expansion mode 202 in the mode determination (step 503), the sample image is observed in the function expansion mode 202. In the case of the function expansion mode 202, when the user presses the switching button 300, the transition process to the expansion cancellation mode 201 starts.

切り替えボタン300により拡張解除モード201が選択された場合、現在設定済みのホルダに応じて、特殊試料ホルダが設定されていれば試料設定シーケンス502へ進み、試料再設定が行われ、通常試料ホルダが設定されていればモード判定503へ直接進む。そして、拡張解除モード201に移行する。   When the extension cancellation mode 201 is selected by the switching button 300, if a special sample holder is set according to the currently set holder, the process proceeds to the sample setting sequence 502, the sample is reset, and the normal sample holder is If set, the process proceeds directly to mode determination 503. Then, the process proceeds to the extended cancellation mode 201.

機能拡張モード202による観察中に、拡張解除モード201に移行する場合には、拡張解除モード201で制限している機能があったり、設定値の制限範囲を超えていたりなど、全ての観察条件を再現できない可能性がある。   When shifting to the extension cancellation mode 201 during observation in the function expansion mode 202, all the observation conditions such as a function restricted in the extension cancellation mode 201 or exceeding the limit range of the set value are set. It may not be possible to reproduce.

そこで、拡張解除ボタン300を押下された後、ステップ503からステップ504に進み、観察目的設定画面を表示し、再度ユーザに観察目的を設定させる。   Therefore, after the extension cancel button 300 is pressed, the process proceeds from step 503 to step 504, where an observation purpose setting screen is displayed, and the user is again required to set the observation purpose.

これにより、拡張解除モード201で再現可能な観察条件が再設定される。また、試料ステージ10の駆動範囲が大きく制限されるような特殊なホルダが設定されている場合、拡張解除モード201で制限しているステージの範囲を超えてしまうなど、モード移行ができない可能性がある。このため、試料を再設定するために試料設定シーケンス502へ移行し、試料設定画面を表示して、試料を再設定させている。   As a result, the observation conditions that can be reproduced in the extended cancellation mode 201 are reset. In addition, when a special holder is set so that the driving range of the sample stage 10 is greatly limited, there is a possibility that mode transition cannot be performed, for example, the range of the stage limited in the extension cancellation mode 201 is exceeded. is there. Therefore, in order to reset the sample, the process proceeds to the sample setting sequence 502, the sample setting screen is displayed, and the sample is reset.

このとき、観察条件が大きく変わる場合もあるため、観察をリセットするという意味から電子ビーム印加を自動的にOFFしても良い。また、誤って拡張解除ボタン300を押下してしまい、観察条件が変わってしまうのを防ぐために、確認メッセージを表示してユーザ確認を行ってもよい。また、アプリケーションでユーザのログイン管理を実施し、ユーザによっては機能拡張モードへの移行を禁止し、パスワードなどによる承認を実施してもよい。   At this time, since the observation condition may change greatly, the electron beam application may be automatically turned off in the sense of resetting the observation. In addition, in order to prevent the observation condition from being changed by pressing the extension cancellation button 300 by mistake, a confirmation message may be displayed to confirm the user. Further, login management of a user may be performed by an application, and the transition to the function expansion mode may be prohibited depending on the user, and approval by a password or the like may be performed.

図8は、本実施例にかかる試料を設定させる画面900を示す図である。図8において、試料設定は、「試料台の選択」、「試料高さの調整」、「試料ステージの引出し」、「試料高さの確認・試料ステージの挿入」、「真空引き」というように、順を追ってウィザード形式で進められる。特に、拡張解除モード201の選択状態の場合は、「試料台の選択」901において、拡張解除モード201で使用できない試料台が設定されないようにする必要がある。   FIG. 8 is a diagram illustrating a screen 900 for setting a sample according to the present embodiment. In FIG. 8, sample settings are “selection of sample stage”, “adjustment of sample height”, “drawing of sample stage”, “confirmation of sample height / insertion of sample stage”, “evacuation”, etc. You will be guided through a wizard step by step. In particular, in the selection state of the extension cancellation mode 201, it is necessary to prevent a sample stage that cannot be used in the extension cancellation mode 201 from being set in the “selection of sample stage” 901.

通常、試料台の選択は、表示される試料台選択リスト902から使用する試料台を選択して行うが、拡張解除モード201で使用できない項目903をこのリストから非表示とし、誤って設定されることを防いでいる。このとき、選択した試料台の原寸大の大きさをユーザに表示領域904に表示し、実物と比較可能とすることで、誤って設定されることを防いでいる。   Normally, the sample stage is selected by selecting the sample stage to be used from the displayed sample stage selection list 902, but the items 903 that cannot be used in the extended release mode 201 are hidden from this list and are set erroneously. It prevents that. At this time, the full size of the selected sample stage is displayed on the display area 904 to the user so that it can be compared with the actual product, thereby preventing erroneous setting.

ここで、図6に示した、拡張解除モード201における観察目的変更画面600について説明する。観察目的設定画面600は、図3における観察目的変更ボタン302が押下されると表示される。また、図4における拡張解除ボタン300を押下し、機能拡張モード202から拡張解除モード201へ移行する場合にも表示される。   Here, the observation purpose change screen 600 in the extended cancellation mode 201 shown in FIG. 6 will be described. The observation purpose setting screen 600 is displayed when the observation purpose change button 302 in FIG. 3 is pressed. The screen is also displayed when the extension release button 300 in FIG. 4 is pressed to shift from the function extension mode 202 to the extension release mode 201.

観察目的変更画面600では、ユーザの目的に合わせた観察目的601を複数表示する。観察目的601は、初心者ユーザにもわかりやすく、文章や実際の画像、また、レーダチャートで特徴を現してもよい。   The observation purpose change screen 600 displays a plurality of observation purposes 601 that match the user's purpose. The observation purpose 601 is easy to understand even for a novice user, and the feature may be expressed by a sentence, an actual image, or a radar chart.

図6に示した観察目的設定画面600において、ユーザが観察目的601を一意に選択すると、目的に応じた適切な観察条件が自動設定される。自動設定される観察条件は、図7に示すようにテーブル化され、選ばれた観察目的601に対応付けられて、コンピュータ14に接続されたメモリ18もしくは記憶装置16に観察条件ファイルとして格納されている。   When the user uniquely selects the observation purpose 601 on the observation purpose setting screen 600 shown in FIG. 6, an appropriate observation condition according to the purpose is automatically set. The automatically set observation conditions are tabulated as shown in FIG. 7, and are stored as an observation condition file in the memory 18 or the storage device 16 connected to the computer 14 in association with the selected observation purpose 601. Yes.

図7に示したテーブルのレコード700は、検出器、加速電圧値、スポット強度、アライメント値、フォーカス値、スティグマ値、スキャンモード(表示モード)、ステージXYZTR座標値であり、これらを選択された観察目的に応じて自動設定する。   A record 700 in the table shown in FIG. 7 includes a detector, an acceleration voltage value, a spot intensity, an alignment value, a focus value, a stigma value, a scan mode (display mode), and a stage XYZTR coordinate value. Automatically set according to the purpose.

高真空の観察目的について説明すれば、一番上の観察目的「標準の観察」は、デフォルトの観察目的であり、かつ、SEM観察の基本である、高倍率でもシャープで試料表面の凹凸構造を得られる観察条件となっている。つまり、「標準の観察」は、導電性のある試料に対して、どの条件が適切な観察条件であるか判らない初心者でも悩まずに容易に満足なデータを得ることができる条件である。このような観察条件を用いることで、初心者は容易に撮影ができるということを経験することによって、装置使用に対して意欲的になり、さらに向上心が生まれるきっかけとなることが期待される。高倍率でもシャープで試料表面の凹凸構造を得られる観察条件とは、高分解能が得られる条件である。このような観察条件を用いることで、ユーザは倍率を意識せずに比較的容易に高倍率、例えば10万倍の画像を取得することができる。具体的なパラメータ設定値は、例えば、加速電圧は15kV、試料ステージの高さZ(ワーキングディスタンス)は5mm、試料ステージの傾斜Tは0度、コンデンサレンズは強励磁、対物可動絞りの孔径は小、真空度は高真空、および検出信号は二次電子である。なお、二次電子は、エネルギーが数eVと弱く、試料表面約10nmからしか発生することができないため、二次電子を用いれば、表面の凹凸構造をより反映した画像を得ることができる。また、分解能は理論上、加速電圧が高いほど高くなり、SEMは通常加速電圧30kVまで観察可能であるが、加速電圧が高すぎると、実際の試料では、一次電子ビーム2による電子線が試料内部に侵入する深さが深くなる。その結果、電子線の照射によって放出される二次電子に内部情報が混じってしまい、試料表面の凹凸構造を反映した画像が得にくくなる。   Explaining the purpose of high-vacuum observation, the top observation purpose “standard observation” is the default observation purpose, and is the basis of SEM observation. The observation conditions are obtained. In other words, “standard observation” is a condition that allows a beginner who does not know which condition is appropriate for a conductive sample to easily obtain satisfactory data. By using such observation conditions, it is expected that beginners will be able to take pictures easily, and will be motivated to use the apparatus, and further improve their will. The observation conditions that can provide a sharp concavo-convex structure on the surface of the sample even at high magnifications are conditions that provide high resolution. By using such observation conditions, the user can acquire an image at a high magnification, for example, 100,000 times relatively easily without being aware of the magnification. Specific parameter settings include, for example, an acceleration voltage of 15 kV, a sample stage height Z (working distance) of 5 mm, a sample stage tilt T of 0 degrees, a condenser lens with strong excitation, and a small aperture diameter of the objective movable aperture. The degree of vacuum is high vacuum, and the detection signal is secondary electrons. Since secondary electrons have a weak energy of several eV and can be generated only from about 10 nm of the sample surface, using secondary electrons can obtain an image that more reflects the uneven structure of the surface. Theoretically, the resolution becomes higher as the acceleration voltage is higher, and the SEM can usually be observed up to an acceleration voltage of 30 kV. However, if the acceleration voltage is too high, the electron beam from the primary electron beam 2 is generated inside the sample if the acceleration voltage is too high. The depth to invade becomes deeper. As a result, internal information is mixed with secondary electrons emitted by electron beam irradiation, making it difficult to obtain an image reflecting the uneven structure of the sample surface.

上から2番目の観察目的「表面構造を強調する観察」は、「標準の観察」では観察困難であった試料表面の微細な凹凸をより立体的に表示できる観察条件である。具体的なパラメータ設定値は、例えば、加速電圧は5kV、試料ステージの高さZ(ワーキングディスタンス)は5mm、試料ステージの傾斜Tは0度、コンデンサレンズは強励磁、対物可動絞りの孔径は小、真空度は高真空、および検出信号は二次電子である。「標準の観察」と異なる点は、加速電圧を15kVから5kVに変更したことである。加速電圧を15kVから5kVにすると、分解能は低くなるが、一次電子線4による電子線が試料内部に侵入する深さが浅くなるため、より試料表面の凹凸構造を強調した画像になる。また、この観察目的では、チャージアップしにくい方法に設定している。例えば、早いスキャンで取り込んだ画像を重ねて像を形成する積算などを用いる。   The second observation purpose “observation that emphasizes the surface structure” from the top is an observation condition in which fine unevenness on the sample surface, which is difficult to observe by “standard observation”, can be displayed more three-dimensionally. Specific parameter settings include, for example, an acceleration voltage of 5 kV, a sample stage height Z (working distance) of 5 mm, a sample stage tilt T of 0 degrees, a condenser lens with strong excitation, and a small aperture diameter of the objective movable aperture. The degree of vacuum is high vacuum, and the detection signal is secondary electrons. The difference from the “standard observation” is that the acceleration voltage is changed from 15 kV to 5 kV. When the acceleration voltage is changed from 15 kV to 5 kV, the resolution is lowered, but the depth at which the electron beam from the primary electron beam 4 penetrates into the sample becomes shallow, so that an image in which the uneven structure on the sample surface is further emphasized is obtained. In addition, for the purpose of this observation, a method that makes it difficult to charge up is set. For example, an integration for forming an image by superimposing images taken in a fast scan is used.

上から3番目の観察目的「表面構造と材料分布を強調する観察」は、「材料分布を強調する観察」で得られる画像より分解能は低くなるが、材料の違いを明暗のコントラストなどで表示することができる観察条件である。さらに、「表面構造と材料分布を強調する観察」は試料表面の微細な凹凸をより立体的に観察できる観察条件である。具体的なパラメータ設定値は、例えば、加速電圧は5kV、試料ステージの高さZ(ワーキングディスタンス)は5mm、試料ステージの傾斜Tは0度、コンデンサレンズは中励磁、対物可動絞りの孔径は小、真空度は高真空、および検出信号は後方散乱電子である。「標準の観察」と異なる点は、加速電圧を15kVから5kVに変更し、検出信号を後方散乱電子とし、コンデンサレンズの励磁をやや弱くしたことである。加速電圧を15kVから5kVにすることにより、分解能は低くなるが、より試料表面の凹凸構造を強調した画像となる。   The third observation purpose from the top, “Observation that emphasizes the surface structure and material distribution”, is lower in resolution than the image obtained by “Observation that emphasizes the material distribution”, but displays the difference in material with contrast of light and dark. It is an observation condition that can be. Furthermore, “observation that emphasizes the surface structure and material distribution” is an observation condition in which fine irregularities on the sample surface can be observed more stereoscopically. Specific parameter setting values are, for example, an acceleration voltage of 5 kV, a sample stage height Z (working distance) of 5 mm, a sample stage tilt T of 0 degrees, a condenser lens with medium excitation, and a small aperture diameter of the objective movable diaphragm. The degree of vacuum is high vacuum, and the detection signal is backscattered electrons. The difference from “standard observation” is that the acceleration voltage is changed from 15 kV to 5 kV, the detection signal is backscattered electrons, and the excitation of the condenser lens is slightly weakened. When the acceleration voltage is changed from 15 kV to 5 kV, the resolution is lowered, but an image in which the uneven structure on the sample surface is more emphasized is obtained.

上から4番目の観察目的「材料分布を強調する観察」は、複合材料や異物など異なった材料で構成されている試料において、材料の違いを明暗のコントラストなどで表示できる観察条件である。具体的なパラメータ設定値は、例えば、加速電圧は15kV、試料ステージの高さZ(ワーキングディスタンス)は5mm、試料ステージの傾斜Tは0度、コンデンサレンズは中励磁、対物可動絞りの孔径は小、真空度は高真空、および検出信号は後方散乱電子である。「標準の観察」と異なる点は、検出信号を後方散乱電子とし、コンデンサレンズの励磁をやや弱くして照射電流を増やしたことである。後方散乱電子の特徴は、材料の違いをコントラスト差で表すことができることである。重い材料ほど反射率が高くなり、多くの信号を発生するため、より明るい像となり、材料の違いを明暗のコントラストで表示することが可能となる。一方で、後方散乱電子は入射電子とほぼ同じエネルギーを持っているため、試料内部で発生した後方散乱電子も検出されてしまう。このため、二次電子に比べて内部情報が混じり、分解能は悪くなる。   The fourth observation purpose “observation that emphasizes material distribution” from the top is an observation condition in which a difference in material can be displayed with contrast of light and dark in a sample composed of different materials such as a composite material and foreign matter. Specific parameter setting values include, for example, an acceleration voltage of 15 kV, a sample stage height Z (working distance) of 5 mm, a sample stage tilt T of 0 degree, a condenser lens with medium excitation, and a small aperture diameter of the objective movable diaphragm. The degree of vacuum is high vacuum, and the detection signal is backscattered electrons. The difference from “standard observation” is that the detection signal is backscattered electrons, and the excitation current of the condenser lens is slightly weakened to increase the irradiation current. A feature of backscattered electrons is that the difference in materials can be expressed by a contrast difference. The heavier the material, the higher the reflectivity and the more signals are generated, resulting in a brighter image and the difference in material can be displayed with a contrast of light and dark. On the other hand, since the backscattered electrons have substantially the same energy as the incident electrons, backscattered electrons generated inside the sample are also detected. For this reason, internal information is mixed as compared with secondary electrons, and the resolution is deteriorated.

一番下の観察目的「元素を分析する観察」は、一次電子線4を太くし、照射電流を多くして、EDX分析を行うための観察条件である。また、「元素を分析する観察」では、材料の違いを明暗のコントラストなどで表示することができる。この観察条件でEDX分析する箇所を探して、フォーカスなどを合わせた後に、EDX装置側で操作を行うことにより、元素分析を行うことができる。具体的なパラメータ設定値は、例えば、加速電圧は15kV、試料ステージの高さZ(ワーキングディスタンス)は10mm、試料ステージの傾斜Tは0度、コンデンサレンズは弱励磁、対物可動絞りの孔径は小、真空度は高真空、および検出信号は後方散乱電子である。「標準の観察」と異なる点は、試料から発生するX線のカウントを上げるため、コンデンサレンズの励磁を非常に弱くして照射電流を増やしている。また、元素分析は材料の違いを反映して行うため、検出信号として後方散
乱電子が用いられ、ワーキングディスタンスは試料から発生したX線を効率よく取り込むため10mmに変更している。ただし、後方散乱電子検出器が装着されていない場合などは、検出信号として二次電子を用いてもよい。
The bottom observation purpose “observation for analyzing element” is an observation condition for performing EDX analysis by increasing the thickness of the primary electron beam 4 and increasing the irradiation current. In “observation for analyzing elements”, the difference in materials can be displayed with contrast of light and dark. Elemental analysis can be performed by searching for a location for EDX analysis under these observation conditions, adjusting the focus, etc., and then performing an operation on the EDX apparatus side. Specific parameter settings include, for example, an acceleration voltage of 15 kV, a sample stage height Z (working distance) of 10 mm, a sample stage tilt T of 0 degrees, a condenser lens with weak excitation, and a small aperture diameter of the objective movable aperture. The degree of vacuum is high vacuum, and the detection signal is backscattered electrons. The difference from “standard observation” is that the irradiation current is increased by making the excitation of the condenser lens very weak in order to increase the count of X-rays generated from the sample. In addition, since elemental analysis reflects the difference in materials, backscattered electrons are used as detection signals, and the working distance is changed to 10 mm in order to efficiently capture X-rays generated from the sample. However, when the backscattered electron detector is not mounted, secondary electrons may be used as the detection signal.

このとき、チップ交換、ベーキングなどのメンテナンスなどにより生じる機種差などにより最適値が異なる可能性のあるフォーカス値、スティグマ値、アライメント値は、サービスマンが調整することができる。また、サービスマンに限らず、ユーザが自動キャリブレーション機能を用いて事前に調整した値に置き換えることもできる。また、試料ステージのXY座標などは、自動設定するだけでなく、設定可能な範囲内であれば、観察視野を継続して観察できるように現在座標値を維持しても良い。   At this time, a service person can adjust a focus value, a stigma value, and an alignment value, which may have different optimum values due to a difference in models caused by maintenance such as chip replacement and baking. Moreover, it is possible to replace the value with a value previously adjusted by the user using the automatic calibration function, not limited to the service person. The XY coordinates of the sample stage are not only automatically set, but the current coordinate values may be maintained so that the observation field of view can be continuously observed as long as it is within a settable range.

なお、EBSD(Electron Backscattered Diffraction)検出器を用いた試料の結晶方位や結晶構造の解析など、試料ステージを傾斜させる観察目的を設けておき、当該観察目的を選択することにより、試料ステージが所定の角度傾斜するようにしてもよい。   It should be noted that an observation purpose for tilting the sample stage, such as analysis of the crystal orientation and crystal structure of the sample using an EBSD (Electron Backscattered Diffraction) detector, is provided, and by selecting the observation purpose, the sample stage becomes a predetermined one. The angle may be inclined.

本実施例によれば、試料の高さや傾斜を含めた複雑な観察条件設定を意識することなく観察可能とし、初心者でも簡単に使用できる荷電粒子線装置でありながら、高度な観察をしたい場合にも、細かな観察条件を設定可能とする荷電粒子線装置を実現することができ、直感的な操作で初心者でも簡単に観察することができる。   According to the present embodiment, it is possible to perform observation without being aware of complicated observation condition settings including the height and inclination of the sample, and even if it is a charged particle beam apparatus that can be used easily even by beginners, it is necessary to perform advanced observation. In addition, it is possible to realize a charged particle beam apparatus that can set fine observation conditions, and even a beginner can easily observe by an intuitive operation.

また、さらに細かな設定が必要な高度な観察を行いたい場合にも、シームレスに高度な観察を実施することができる。   Moreover, even when it is desired to perform advanced observation that requires finer settings, advanced observation can be performed seamlessly.

以上本実施例を説明したが、本発明は、上述した一実施例に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、視野移動に関して言えば、試料ステージのXY軸方向への実際の移動と、試料ステージの実際の移動を伴わず荷電粒子線を移動させて視野を移動させるイメージシフトによる移動とを併用し、イメージシフトと実際のステージ移動の違いをユーザに意識させない方法を述べたが、ステージXY軸方向への移動のためのハードウェアを持たない装置であればイメージシフトのみを実施してもよい。逆に、イメージシフト量が少なく、低倍で多用するような装置であればイメージシフトの利便性は少ないため、実際のステージによる移動のみとしても良い。   Although the present embodiment has been described above, the present invention is not limited to the above-described embodiment, and includes various modifications. For example, regarding the field of view movement, the actual movement of the sample stage in the XY axis direction and the movement by image shift that moves the field of view by moving the charged particle beam without actually moving the sample stage, Although a method has been described in which the user is not aware of the difference between the image shift and the actual stage movement, only the image shift may be performed as long as the apparatus does not have hardware for movement in the stage XY axis direction. On the other hand, if the apparatus has a small image shift amount and is frequently used at a low magnification, the convenience of the image shift is small, so that only the movement by the actual stage may be performed.

また、上記実施例では所謂シングルSEMについて説明したが、SEMとFIB装置を組み合わせた所謂FIB−SEMとしてもよい。FIB装置が垂直に配置され、SEMが傾斜配置されているFIB−SEM装置においては、SEMの光軸に対し載置面が垂直となるように試料ステージを傾斜させ、SEMに対するワーキングディスタンスが常に一定となるように試料ステージを制御する。FIB装置による加工や観察を行うため、所定のボタンを押下することにより、試料ステージが水平に切り替わるようにしてもよい。   Moreover, although what was called single SEM was demonstrated in the said Example, it is good also as what is called FIB-SEM which combined SEM and the FIB apparatus. In the FIB-SEM apparatus in which the FIB apparatus is arranged vertically and the SEM is inclined, the sample stage is inclined so that the mounting surface is perpendicular to the optical axis of the SEM, and the working distance with respect to the SEM is always constant. The sample stage is controlled so that In order to perform processing or observation by the FIB apparatus, the sample stage may be switched horizontally by pressing a predetermined button.

一般的に、高倍率での微小な観察視野の移動は、ステージ移動による視野移動の場合、バックラッシュやドリフトなどの影響から、ユーザの意図した視野位置からずれが生じる場合がある。そのため、ユーザが指定した視野移動距離が、イメージシフト移動範囲内であれば、上記のような影響の無いイメージシフトで視野移動することが望ましい。   In general, movement of a minute observation visual field at a high magnification may cause a deviation from the visual field position intended by the user due to the influence of backlash, drift, and the like in the case of visual field movement due to stage movement. Therefore, if the visual field movement distance designated by the user is within the image shift movement range, it is desirable to move the visual field with an image shift having no influence as described above.

しかしながら、イメージシフトによる視野移動の可能な距離は、ステージ移動に対して非常に小さく、且つイメージシフト済みの方向へさらにイメージシフトしたい場合には、既に移動済みの量を差し引いた分しか移動できない。このため、イメージシフトによる移動可能距離が最大となるように、可能な限りイメージシフトが移動可能範囲の中点位置となるように、言い換えると、一次電子線4の走査領域が、走査可能領域の中心に位置していることが望ましい。   However, the distance that the visual field can be moved by the image shift is very small with respect to the stage movement, and when it is desired to further shift the image in the image shifted direction, the distance can be moved only by subtracting the already moved amount. For this reason, in order to maximize the movable distance by the image shift, the image shift is as possible as the midpoint position of the movable range. It is desirable to be in the center.

そこで、自動的にイメージシフトが中点位置となるようにする(中点リセット)方法を説明する。以下、実施例1との相違点を中心に説明する。   Therefore, a method of automatically setting the image shift to the midpoint position (midpoint reset) will be described. Hereinafter, the difference from the first embodiment will be mainly described.

イメージシフトが中点位置となるようにするためには、イメージシフトすることにより生ずる視野ズレ量を、ステージ移動で補正する必要がある。視野移動させたい目標位置をクリックやドラッグで指定するような視野移動方式であれば、移動距離があらかじめ分かるため、イメージシフトを中点位置にリセットし、リセットした分の移動量に対してオフセットする位置へステージを移動すれば良い。つまり、視野の移動量が指令されたとき、移動量の中点位置にイメージシフトした後、目的位置にステージを移動させればよい。   In order to set the image shift to the midpoint position, it is necessary to correct the amount of visual field shift caused by the image shift by moving the stage. If the visual field movement method is such that the target position to be moved is specified by clicking or dragging, the movement distance is known in advance, so the image shift is reset to the midpoint position and offset with respect to the reset movement amount. Move the stage to the position. That is, when the movement amount of the visual field is commanded, the stage may be moved to the target position after the image shift to the midpoint position of the movement amount.

しかし、移動したい方向とスピードを指定し、任意の時間だけ移動させるようなジョイスティックやトラックボールを使用した視野移動の場合、あらかじめ移動する距離が不定であることから、イメージシフト量をオフセットしてステージ移動させることができず、イメージシフトリセットが行えない。   However, in the case of visual field movement using a joystick or trackball that specifies the direction and speed to move and moves for an arbitrary time, the distance to move in advance is indefinite, so the image shift amount is offset and the stage It cannot be moved, and image shift reset cannot be performed.

しかし、上途のとおり、イメージシフトによる視野移動量は、ステージ移動による移動量に対して非常に小さく、イメージシフトによる視野移動を画面上で認識できないような条件が存在する。このため、これらの条件に該当するとき、つまり、画面上で視野移動を認識できないときに、イメージシフトを自動リセットしてしまうことが考えられる。   However, as described above, the amount of visual field movement due to image shift is very small compared to the amount of movement due to stage movement, and there are conditions that prevent visual field movement due to image shift from being recognized on the screen. For this reason, it is conceivable that the image shift is automatically reset when these conditions are met, that is, when visual field movement cannot be recognized on the screen.

例えば、表示ディスプレイ上の1画素幅に相当する試料上の幅よりも、イメージシフトによる移動幅が小さければ、イメージシフトによる視野移動をユーザは認識することはできない。低倍観察時などはこの条件を満たすため、イメージシフトをリセットしても問題無い。ただし、視野移動を全く行わず、倍率のみを切り替えた場合に、イメージシフトを自動リセットしてしまうと、高倍から低倍(自動イメージシフトリセット)から高倍のような観察時に、視野が意図せずに変わってしまう可能性がある。   For example, if the movement width by the image shift is smaller than the width on the sample corresponding to one pixel width on the display, the user cannot recognize the visual field movement by the image shift. Since this condition is satisfied during low-magnification observation, there is no problem even if the image shift is reset. However, if the image shift is automatically reset when the field of view is not moved at all and only the magnification is switched, the field of view is not intended when observing from high magnification to low magnification (automatic image shift reset) to high magnification. May change.

このため、低倍観察時においてユーザがXY視野移動を指示したときに、これをトリガとしてイメージシフトをリセットすることが望ましい。このときのリセット判断条件は、イメージシフトによる視野移動が1画素未満の距離になる低倍観察時に限る必要は無く、ユーザが気にならなければ、条件に応じて可変としても良い。   For this reason, it is desirable to reset the image shift by using this as a trigger when the user instructs to move the XY visual field during low magnification observation. The reset determination condition at this time does not have to be limited to the low-magnification observation in which the visual field movement due to the image shift is a distance of less than one pixel.

視野移動量があらかじめ分かる場合のイメージシフトリセット方法を説明したが、イメージシフトをリセットしてからステージ移動する場合や、ステージ移動してからイメージシフトをリセットする場合、イメージシフトリセットによる急な視野移動により、現在の観察位置を見失う場合がある。   The image shift reset method when the amount of visual field movement is known in advance has been explained. However, when moving the stage after resetting the image shift, or when resetting the image shift after moving the stage, sudden visual field movement by image shift reset is performed. Therefore, the current observation position may be lost.

これに対し、ステージ移動を開始してからステージ移動が完了するまでの間、ステージ移動に合わせて少しずつイメージシフトリセットを分割して実行し、ステージ移動完了に合わせてイメージシフトの中点リセット処理を完了させると、急な視野移動による観察位置の喪失を防止できる。   In contrast, during the period from the start of the stage movement to the completion of the stage movement, the image shift reset is divided and executed little by little according to the stage movement. By completing the step, it is possible to prevent the observation position from being lost due to sudden visual field movement.

このとき、ステージ移動に合わせて分割して実施するイメージシフトのリセット処理は、視野が急に移動しない程度の分割数であれば固定値で良い。しかし、観察視野の更新周期やステージ移動時間など、条件によって大きく見え方が変わるようであれば、分割数を可変としても良い。例えば、視野位置を見失わないためには、観察画像の更新周期に合わせるのが良い。観察画像の更新周期をRefreshTime、ステージ移動時間をStageMoveTimeとすると、イメージシフト中点処理の分割数は、StageMoveTime/RefreshTimeとなる。そのため、観察視野更新タイミングで行われる1回のイメージシフト移動量は、イメージシフト中点処理全体の移動量 /(StageMoveTime/RefreshTime)となる。   At this time, the image shift reset process performed by dividing in accordance with the stage movement may be a fixed value as long as the number of divisions is such that the field of view does not move suddenly. However, if the appearance changes greatly depending on conditions such as the observation field update period and stage movement time, the number of divisions may be variable. For example, in order not to lose sight of the visual field position, it is preferable to match the observation image update cycle. If the observation image update cycle is RefreshTime and the stage moving time is StageMoveTime, the number of divisions in the image shift midpoint processing is StageMoveTime / RefreshTime. Therefore, the image shift movement amount performed once at the observation visual field update timing is the movement amount of the entire image shift midpoint processing / (StageMoveTime / RefreshTime).

実施例1において、図3の機能拡張ボタンや拡張解除ボタン300を押下することで、ユーザがモードを自在に切り替えられることを示した。   In the first embodiment, it is shown that the user can freely switch the mode by pressing the function expansion button or the expansion cancellation button 300 in FIG.

しかし、モードを切り替えなければ観察目的が達成されないこと自体を、初心者などは把握できない場合もある。   However, beginners may not be able to grasp that the observation purpose cannot be achieved unless the mode is switched.

そこで、現在観察中または保存した画像に対し、問題が無いかをウィザード形式で確認し、問題があった場合には、問題解決へと導く機能があると望ましい。以下、問題解決のために機能拡張モード202へ切り替えをユーザに促すアプリアシスト機能を備えた荷電粒子線装置について、実施例1または2との相違点を中心に説明する。   Therefore, it is desirable to check whether there is a problem with an image currently being observed or stored in a wizard format, and if there is a problem, there is a function that leads to problem solving. Hereinafter, a charged particle beam apparatus having an application assist function that prompts the user to switch to the function expansion mode 202 to solve the problem will be described focusing on differences from the first or second embodiment.

図9は、アプリアシスト機能800の画面を示す図である。アプリアシスト機能では、ユーザが画像を保存したときに、その画像に不満がないかを問い合わせし、不満があると回答した場合に、図9の画面を起動する。   FIG. 9 is a diagram showing a screen of the application assist function 800. In the application assist function, when the user saves an image, the user inquires whether there is dissatisfaction with the image, and when the user replies that the image is dissatisfied, the screen of FIG. 9 is activated.

または、現在観察中の画像にユーザが不満を持ち、アプリアシストボタン801を直接押下した場合にも、図9の画面は起動される。   Alternatively, the screen of FIG. 9 is also activated when the user is dissatisfied with the currently observed image and directly presses the application assist button 801.

アプリアシスト画面800では、現在の観察像や、画像を保存したときにそのときの観察像の状態に応じて、「画像がぼける」、「立体感が無い」、「その他」などのボタンが選択されたとき、その目的と解決策を導く画面を表示する。このとき、「画像がぼける」、「立体感が無い」などのボタンの上方に、実際の特徴ある画像(例えば、ぼけた画像)を表示し、現状の観察像との比較を行いやすくしてもよい。   On the application assist screen 800, buttons such as “image is blurred”, “no stereoscopic effect”, “other” are selected according to the current observation image and the state of the observation image when the image is saved When it is done, it displays a screen that guides its purpose and solution. At this time, an actual characteristic image (for example, a blurred image) is displayed above the buttons such as “blurred image” and “no three-dimensional effect” to facilitate comparison with the current observed image. Also good.

そして、その画像の状態に応じて、その目的と解決策とを表示する。解決策の表示中の解決するボタン802を押下すると、機能拡張モード202へ移行することができる。   Then, the purpose and solution are displayed according to the state of the image. When the solution button 802 is displayed while the solution is being displayed, the function expansion mode 202 can be entered.

上述のように構成すれば、モードを変更することにより問題解決できることをユーザが容易に理解でき、初心者であっても、荷電粒子線装置を有効に活用することができる。   With the configuration described above, the user can easily understand that the problem can be solved by changing the mode, and even a beginner can effectively use the charged particle beam apparatus.

1・・・電子銃、 2・・・アノード、 3・・・コンデンサレンズ、4・・・一次電子線、 5・・・偏向器、 6・・・対物レンズ、 7・・・二次電子、 8・・・試料、 9・・・試料台、 10・・・試料ステージ、 11・・・二次電子検出器、 12・・・増幅器、 13・・・主制御部、 14・・・コンピュータ部、 15・・・画像表示装置、 16・・・記憶装置、 17・・・入力装置、 18・・・メモリ、 19・・・スティグマレンズ、 20・・・操作プログラム、 201・・・拡張解除モード、 202・・・機能拡張モード、 203A、203B・・・コマンド送受信部、 204・・・ディジタル−アナログ変換回路(DAC)、 205・・・ドライバ、 206・・・操作ボタン、 207・・・アナログ−ディジタル変換回路(ADC)、 208・・・画像データ生成部、 209・・・表示制御部、 210・・・画像表示部、 211・・・複雑な機能ボタン、 212・・・観察条件テーブル、 213・・・切り替え制御部、 214・・・目的に適した機能ボタン、 215・・・目的別最適制御部、 300・・・拡張解除/機能拡張切り替えボタン、 301・・・観察スタート/ストップボタン、 302・・・観察目的変更ボタン、 303・・・視野設定操作領域、 304・・・表示モード変更領域、 305・・・画像保存ボタン、 306・・・オート画像調整領域、 400・・・加速電圧・スポッド強度設定画面、 401・・・ビーム調整ボタン、 402・・・検出器切り替え機能、 600・・・観察目的設定画面、 601・・・観察目的、700・・・レコード、800・・・アプリアシスト機能、 801・・・アプリアシストボタン、 802・・・解決ボタン、 900・・・料設定画面、 901・・・試料設定のウィザード進捗(試料台の選択)、 902・・・料台選択リスト、 903・・・張解除モードで設定不可な試料台、 904・・・選択試料台原寸大表示   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Electron gun, 2 ... Anode, 3 ... Condenser lens, 4 ... Primary electron beam, 5 ... Deflector, 6 ... Objective lens, 7 ... Secondary electron, 8 ... Sample, 9 ... Sample stand, 10 ... Sample stage, 11 ... Secondary electron detector, 12 ... Amplifier, 13 ... Main control unit, 14 ... Computer unit 15 ... Image display device 16 ... Storage device 17 ... Input device 18 ... Memory 19 ... Stigma lens 20 ... Operation program 201 ... Extension release mode 202 ... Function expansion mode, 203A, 203B ... Command transmission / reception unit, 204 ... Digital-analog conversion circuit (DAC), 205 ... Driver, 206 ... Operation button, 207 ... Analog − Digital conversion circuit (ADC), 208: Image data generation unit, 209: Display control unit, 210: Image display unit, 211: Complex function button, 212: Observation condition table, 213・ ・ ・ Switch control unit, 214 ... Function button suitable for purpose, 215 ... Optimum control unit for each purpose, 300 ... Extension release / function expansion switch button, 301 ... Observation start / stop button, 302 ... Observation purpose change button, 303 ... Field of view setting operation area, 304 ... Display mode change area, 305 ... Image save button, 306 ... Auto image adjustment area, 400 ... Acceleration voltage・ Spod intensity setting screen 401... Beam adjustment button 402. Detector switching function 600. Observation purpose setting screen 01 ... Observation purpose, 700 ... Record, 800 ... Application assist function, 801 ... Application assist button, 802 ... Resolution button, 900 ... Fee setting screen, 901 ... Sample setting Progress of the wizard (selection of the sample stage), 902... The selection table of the charge stage, 903... The sample stage that cannot be set in the tension release mode, and 904.

Claims (18)

荷電粒子線を放出する荷電粒子源と、
前記荷電粒子線を試料に照射する荷電粒子光学系と、
前記試料から発生した信号電子を検出する検出器と、
前記試料を保持し、X軸、Y軸、Z軸、T軸およびR軸で駆動する試料ステージと、
前記信号電子から形成された試料画像を表示する画像表示部と、
前記荷電粒子源、前記荷電粒子光学系、前記検出器、前記試料ステージ、及び前記画像表示部を制御する制御部と、
を備え、
前記制御部が、前記試料ステージの高さを所定に維持し、および前記試料ステージの傾斜角を水平に維持し、ならびに前記試料画像の視野を上下左右および回転方向に移動操作できる操作領域を前記画像表示部に表示する拡張解除モードと、前記試料ステージの高さおよび傾斜角を操作でき、ならびに前記試料画像の視野を上下左右および回転方向に移動操作できる操作領域を前記画像表示部に表示する機能拡張モードを有し、
前記拡張解除モードと前記機能拡張モードとを切り替える操作領域を前記画像表示部に表示することを特徴とする荷電粒子線装置。
A charged particle source that emits a charged particle beam;
A charged particle optical system that irradiates the sample with the charged particle beam; and
A detector for detecting signal electrons generated from the sample;
A sample stage that holds the sample and is driven by the X-axis, Y-axis, Z-axis, T-axis, and R-axis;
An image display unit for displaying a sample image formed from the signal electrons;
A controller that controls the charged particle source, the charged particle optical system, the detector, the sample stage, and the image display unit;
With
The control unit maintains the height of the sample stage at a predetermined level, maintains the tilt angle of the sample stage horizontally, and has an operation area in which the visual field of the sample image can be moved up and down, left and right, and in the rotation direction. An extension cancellation mode to be displayed on the image display unit, an operation area in which the height and tilt angle of the sample stage can be operated, and an operation area in which the field of view of the sample image can be moved up and down, left and right and in the rotation direction are displayed on the image display unit. Has a function expansion mode,
The charged particle beam apparatus characterized by displaying the operation area | region which switches the said expansion cancellation | release mode and the said function expansion mode on the said image display part.
請求項1に記載の荷電粒子線装置において、
前記制御部は、前記拡張解除モードにおいて前記試料ステージのR軸を一定に維持し、前記操作領域から前記試料画像の視野を回転方向に移動操作する指示が入力されたとき、ラスターローテーションによって前記試料画像の視野を回転させることを特徴とする荷電粒子線装置。
The charged particle beam apparatus according to claim 1,
The control unit maintains the R axis of the sample stage constant in the extension release mode, and when an instruction to move the visual field of the sample image in the rotation direction is input from the operation region, the sample rotation is performed by raster rotation. A charged particle beam apparatus characterized by rotating a field of view of an image.
請求項1または2のいずれかに記載の荷電粒子線装置において、
前記制御部は、前記拡張解除モードにおいて所定の観察条件を選択できる観察条件選択領域を前記画面表示部に表示し、選択された観察条件に応じて前記試料ステージの高さを制御することを特徴とする荷電粒子線装置。
In the charged particle beam device according to claim 1 or 2,
The control unit displays an observation condition selection region in which a predetermined observation condition can be selected in the extension cancellation mode on the screen display unit, and controls the height of the sample stage according to the selected observation condition. A charged particle beam device.
請求項1〜3のいずれかに記載の荷電粒子線装置において、
前記制御部は、前記拡張解除モードから前記機能拡張モードに切り替える場合に、観察条件を引き継ぐことを特徴とする荷電粒子線装置。
In the charged particle beam device according to any one of claims 1 to 3,
The charged particle beam apparatus, wherein the control unit takes over the observation conditions when switching from the extended cancellation mode to the functional extended mode.
請求項1〜4のいずれかに記載の荷電粒子線装置において、
前記制御部は、前記機能拡張モードから前記拡張解除モードに切り替える場合に、所定の観察条件を選択できる観察条件選択領域を前記画面表示部に表示し、選択された観察条件に再設定し、前記拡張解除モードに切り替えることを特徴とする荷電粒子線装置。
In the charged particle beam device according to any one of claims 1 to 4,
When switching from the function expansion mode to the expansion cancellation mode, the control unit displays an observation condition selection area in which a predetermined observation condition can be selected on the screen display unit, and resets the selected observation condition. A charged particle beam apparatus characterized by switching to an extended release mode.
請求項1〜4のいずれかに記載の荷電粒子線装置において、
前記制御部は、前記機能拡張モードから前記拡張解除モードに切り替える場合に、前記試料ステージに保持される試料ホルダを設定する試料ホルダ選択領域を前記画像表示部に表示することを特徴とする荷電粒子線装置。
In the charged particle beam device according to any one of claims 1 to 4,
When the control unit switches from the function expansion mode to the expansion cancellation mode, the control unit displays a sample holder selection region for setting a sample holder held on the sample stage on the image display unit. Wire device.
請求項1〜6のいずれかに記載の荷電粒子線装置において、
前記制御部は、前記操作領域から前記試料画像の視野を上下左右に移動操作する指示が入力された場合に、前記試料ステージのX軸およびY軸の制御とイメージシフトによって前記試料画像の視野を上下左右に移動させ、当該試料の倍率が所定よりも低倍率のときにイメージシフトをリセットすることを特徴とする荷電粒子線装置。
In the charged particle beam device according to any one of claims 1 to 6,
When an instruction to move the visual field of the sample image up, down, left, or right is input from the operation area, the control unit controls the visual axis of the sample image by controlling the X axis and the Y axis of the sample stage and image shifting. A charged particle beam apparatus characterized in that the image shift is reset when the sample is moved vertically and horizontally and the magnification of the sample is lower than a predetermined magnification.
請求項1〜7のいずれかに記載の荷電粒子線装置において、
前記制御部は、前記操作領域から前記試料画像の視野を上下左右に移動操作する指示が入力された場合に、前記試料ステージのX軸およびY軸の制御とイメージシフトによって前記試料画像の視野を上下左右に移動させ、当該試料ステージの移動に合わせてイメージシフトを複数回リセットすることを特徴とする荷電粒子線装置。
In the charged particle beam device according to any one of claims 1 to 7,
When an instruction to move the visual field of the sample image up, down, left, or right is input from the operation area, the control unit controls the visual axis of the sample image by controlling the X axis and the Y axis of the sample stage and image shifting. A charged particle beam apparatus characterized in that it is moved up and down and left and right, and the image shift is reset a plurality of times in accordance with the movement of the sample stage.
請求項1〜8のいずれかに記載の荷電粒子線装置において、
前記制御部は、入力されたユーザ名又はパスワードに応じて前記拡張解除モードと前記機能拡張モードを切り替えることを特徴とする荷電粒子線装置。
In the charged particle beam device according to any one of claims 1 to 8,
The charged particle beam device, wherein the control unit switches between the extended cancellation mode and the functional extended mode according to an input user name or password.
荷電粒子線を放出する荷電粒子源と、
前記荷電粒子線を試料に照射する荷電粒子光学系と、
前記試料から発生した信号電子を検出する検出器と、
前記試料を保持し、三次元移動、傾斜および回転できる試料ステージと、
前記信号電子から形成された試料画像を表示する画像表示部と、
前記荷電粒子源、前記荷電粒子光学系、前記検出器、前記試料ステージ、及び前記画像表示部を制御する制御部と、
を備え、
前記制御部が、前記荷電粒子光学系の端部と前記試料ステージとの間隔および前記試料ステージの傾斜を任意に操作できない拡張解除モードと、前記試料ステージの三次元移動、傾斜および回転を任意に操作できる機能拡張モードを有し、
前記拡張解除モードと前記機能拡張モードとの切り替えを操作できることを特徴とする荷電粒子線装置。
A charged particle source that emits a charged particle beam;
A charged particle optical system that irradiates the sample with the charged particle beam; and
A detector for detecting signal electrons generated from the sample;
A sample stage that holds the sample and is capable of three-dimensional movement, tilting and rotation;
An image display unit for displaying a sample image formed from the signal electrons;
A controller that controls the charged particle source, the charged particle optical system, the detector, the sample stage, and the image display unit;
With
The control unit arbitrarily controls the interval between the end of the charged particle optical system and the sample stage and the extension release mode in which the sample stage tilt cannot be arbitrarily operated, and the three-dimensional movement, tilt and rotation of the sample stage. It has a function expansion mode that can be operated,
A charged particle beam apparatus capable of operating switching between the extension cancellation mode and the function extension mode.
請求項10に記載の荷電粒子線装置において、
前記制御部は、前記拡張解除モードにおいて前記試料ステージの回転させず、前記試料画像の視野を回転方向に移動操作する指示が入力されたとき、ラスターローテーションによって前記試料画像の視野を回転させることを特徴とする荷電粒子線装置。
The charged particle beam device according to claim 10,
The controller rotates the field of view of the sample image by raster rotation when an instruction to move the field of view of the sample image in the rotation direction is input without rotating the sample stage in the extension cancellation mode. Characterized charged particle beam device.
請求項10または11のいずれかに記載の荷電粒子線装置において、
前記制御部は、前記拡張解除モードにおいて所定の観察条件を選択できる観察条件選択領域を前記画面表示部に表示し、選択された観察条件に応じて前記試料ステージの高さを制御することを特徴とする荷電粒子線装置。
In the charged particle beam device according to claim 10 or 11,
The control unit displays an observation condition selection region in which a predetermined observation condition can be selected in the extension cancellation mode on the screen display unit, and controls the height of the sample stage according to the selected observation condition. A charged particle beam device.
請求項10〜12のいずれかに記載の荷電粒子線装置において、
前記制御部は、前記拡張解除モードから前記機能拡張モードに切り替える場合に、観察条件を引き継ぐことを特徴とする荷電粒子線装置。
In the charged particle beam device according to any one of claims 10 to 12,
The charged particle beam apparatus, wherein the control unit takes over the observation conditions when switching from the extended cancellation mode to the functional extended mode.
請求項10〜13のいずれかに記載の荷電粒子線装置において、
前記制御部は、前記機能拡張モードから前記拡張解除モードに切り替える場合に、所定の観察条件を選択できる観察条件選択領域を前記画面表示部に表示し、選択された観察条件に再設定し、前記拡張解除モードに切り替えることを特徴とする荷電粒子線装置。
In the charged particle beam device according to any one of claims 10 to 13,
When switching from the function expansion mode to the expansion cancellation mode, the control unit displays an observation condition selection area in which a predetermined observation condition can be selected on the screen display unit, and resets the selected observation condition. A charged particle beam apparatus characterized by switching to an extended release mode.
請求項10〜13のいずれかに記載の荷電粒子線装置において、
前記制御部は、前記機能拡張モードから前記拡張解除モードに切り替える場合に、前記試料ステージに保持される試料ホルダを設定する試料ホルダ選択領域を前記画像表示部に表示することを特徴とする荷電粒子線装置。
In the charged particle beam device according to any one of claims 10 to 13,
When the control unit switches from the function expansion mode to the expansion cancellation mode, the control unit displays a sample holder selection region for setting a sample holder held on the sample stage on the image display unit. Wire device.
請求項10〜15のいずれかに記載の荷電粒子線装置において、
前記制御部は、前記操作領域から前記試料画像の視野を上下左右に移動操作する指示が入力された場合に、前記試料ステージのX軸およびY軸の制御とイメージシフトによって前記試料画像の視野を上下左右に移動させ、当該試料の倍率が所定よりも低倍率のときにイメージシフトをリセットすることを特徴とする荷電粒子線装置。
In the charged particle beam device according to any one of claims 10 to 15,
When an instruction to move the visual field of the sample image up, down, left, or right is input from the operation area, the control unit controls the visual axis of the sample image by controlling the X axis and the Y axis of the sample stage and image shifting. A charged particle beam apparatus characterized in that the image shift is reset when the sample is moved vertically and horizontally and the magnification of the sample is lower than a predetermined magnification.
請求項10〜16のいずれかに記載の荷電粒子線装置において、
前記制御部は、前記操作領域から前記試料画像の視野を上下左右に移動操作する指示が入力された場合に、前記試料ステージのX軸およびY軸の制御とイメージシフトによって前記試料画像の視野を上下左右に移動させ、当該試料ステージの移動に合わせてイメージシフトを複数回リセットすることを特徴とする荷電粒子線装置。
In the charged particle beam device according to any one of claims 10 to 16,
When an instruction to move the visual field of the sample image up, down, left, or right is input from the operation area, the control unit controls the visual axis of the sample image by controlling the X axis and the Y axis of the sample stage and image shifting. A charged particle beam apparatus characterized in that it is moved up and down and left and right, and the image shift is reset a plurality of times in accordance with the movement of the sample stage.
請求項10〜17のいずれかに記載の荷電粒子線装置において、
前記制御部は、入力されたユーザ名又はパスワードに応じて前記拡張解除モードと前記機能拡張モードを切り替えることを特徴とする荷電粒子線装置。
In the charged particle beam device according to any one of claims 10 to 17,
The charged particle beam device, wherein the control unit switches between the extended cancellation mode and the functional extended mode according to an input user name or password.
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