JP2019057384A - Charged particle beam device and control method of the same - Google Patents
Charged particle beam device and control method of the same Download PDFInfo
- Publication number
- JP2019057384A JP2019057384A JP2017180228A JP2017180228A JP2019057384A JP 2019057384 A JP2019057384 A JP 2019057384A JP 2017180228 A JP2017180228 A JP 2017180228A JP 2017180228 A JP2017180228 A JP 2017180228A JP 2019057384 A JP2019057384 A JP 2019057384A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- current
- lens
- charged particle
- particle beam
- optical element
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Abstract
Description
本発明は、荷電粒子線装置および荷電粒子線装置の制御方法に関する。 The present invention relates to a charged particle beam apparatus and a method for controlling the charged particle beam apparatus.
透過電子顕微鏡(Transmission Electron Microscope、TEM)や、走査電子顕微鏡(Scanning Electron Microscope、SEM)などの電子顕微鏡は、電子線を用いて試料像を取得することができる装置である。このような電子顕微鏡には、複数の電磁レンズおよび複数の電磁偏向器を含む光学系が用いられている。 An electron microscope, such as a transmission electron microscope (TEM) or a scanning electron microscope (SEM), is an apparatus that can acquire a sample image using an electron beam. In such an electron microscope, an optical system including a plurality of electromagnetic lenses and a plurality of electromagnetic deflectors is used.
このような電磁レンズや電磁偏向器は、磁性体材料を含んで構成されているため、レンズ条件や偏向条件を大きく変えた場合などに、ヒステリシス(磁気ヒステリシス)が問題となる。 Since such an electromagnetic lens and an electromagnetic deflector are configured to include a magnetic material, hysteresis (magnetic hysteresis) becomes a problem when the lens condition and the deflection condition are greatly changed.
例えば、特許文献1には、モノクロメータのオンオフ時に、モノクロメータにおいて磁性体のヒステリシスに起因する残留磁場が発生し、この残留磁場がモノクロメータの収差を大きくする原因となると記載されている。 For example, Patent Document 1 describes that when the monochromator is turned on / off, a residual magnetic field is generated in the monochromator due to the hysteresis of the magnetic material, and this residual magnetic field increases the aberration of the monochromator.
また、例えば、特許文献2には、電磁偏向器において、最大偏向させる電流をコイルに流す工程と、最小偏向させる電流をコイルに流す工程と、を交互に複数回繰り返すことで、電磁偏向器おけるヒステリシスの影響を低減する技術が開示されている。
Further, for example, in
電磁レンズおよび電磁偏向器などの光学素子におけるヒステリシスの影響を低減する方法として、主に2つの方法が知られている。2つの方法のうちの一方は、電磁レンズ等に流す電流を周期的に振動させた後に、目標の電流値とする方法である。また、2つの方法のうちの他方は、電磁レンズ等に流す電流を一旦停止した後に(電流を「0」にした後に)、再度、目標の電流値とする方法である。このように光学素子におけるヒステリシスの影響を低減する処理を、レンズ緩和処理(レンズリラクゼーション、Lens Relaxation)、または単に緩和処理などという。 Two methods are mainly known as methods for reducing the influence of hysteresis in optical elements such as electromagnetic lenses and electromagnetic deflectors. One of the two methods is a method of setting a target current value after periodically oscillating a current flowing through an electromagnetic lens or the like. The other of the two methods is a method of once stopping the current flowing through the electromagnetic lens or the like (after setting the current to “0”), and then setting the target current value again. Such processing for reducing the influence of hysteresis in the optical element is referred to as lens relaxation processing (lens relaxation) or simply relaxation processing.
近年、球面収差補正装置の導入などによって電子顕微鏡に組み込まれるレンズの数が多くなった。多数のレンズを用いる電子顕微鏡では、特に高分解能観察において、事前に調整されたレンズ状態を再現し、最良の電子ビームを得ることが必要となる。したがって、各レンズのヒステリシスによる再現誤差を低減しなければならない。この再現誤差を低減する手法として、上述した緩和処理が用いられる。 In recent years, the number of lenses incorporated in an electron microscope has increased due to the introduction of spherical aberration correction devices. In an electron microscope using a large number of lenses, it is necessary to reproduce the lens state adjusted in advance and obtain the best electron beam, particularly in high-resolution observation. Therefore, the reproduction error due to the hysteresis of each lens must be reduced. As a technique for reducing this reproduction error, the above-described relaxation processing is used.
緩和処理は、TEM観察からSTEM観察(走査透過電子顕微鏡法による観察)に移行する時など、大きくレンズ電流が変更されるときに行われる。電磁レンズに対して緩和処理を行うことで、再現誤差を低減でき、事前に調整されたレンズ状態を再現できる。 The relaxation processing is performed when the lens current is largely changed, such as when shifting from TEM observation to STEM observation (observation by scanning transmission electron microscopy). By performing relaxation processing on the electromagnetic lens, reproduction errors can be reduced, and the lens state adjusted in advance can be reproduced.
近年の電子顕微鏡の機能は多様化しており、それぞれの機能を実行する際には、レンズ電流が大きく変更される。レンズ電流が大きく変更される例としては、TEM観察(TMEモード)とSTEM観察(STEMモード)との切り替えの他に、電子回折(electron diffraction、ED)モードへの切り替え、ナノビーム回折(nano−beam diffraction、NBD)モードへの切り替え、収束電子回折(convergent−beam electron diffraction、CBED)モードへの切り替え、収差補正装置(corrector)のON/OFF、加速電圧の変更などが挙げられる。 The functions of electron microscopes in recent years have been diversified, and the lens current is greatly changed when each function is executed. As an example in which the lens current is greatly changed, in addition to switching between TEM observation (TME mode) and STEM observation (STEM mode), switching to electron diffraction (ED) mode, nano-beam diffraction (nano-beam) Examples include switching to a diffraction (NBD) mode, switching to a convergent-beam electron diffraction (CBED) mode, ON / OFF of an aberration correction device (collector), and changing an acceleration voltage.
緩和処理を行うべき対象となる電磁レンズや電磁偏向器は、モードごとに異なる。そのため、モードを切り替えたタイミングで、対象となる電磁レンズや電磁偏向器に対して緩和処理を行わなければならない。また、モードによっては、複数の電磁レンズおよび複数の電磁レンズに対して、緩和処理を行わなければならない。 The electromagnetic lens and electromagnetic deflector to be subjected to the relaxation process are different for each mode. Therefore, relaxation processing must be performed on the target electromagnetic lens and electromagnetic deflector at the timing when the mode is switched. Further, depending on the mode, relaxation processing must be performed on the plurality of electromagnetic lenses and the plurality of electromagnetic lenses.
したがって、モードごとに、緩和処理を実行するトリガーをつけることは膨大な作業となる。すなわち、モードごとに緩和処理を行う光学素子やその組み合わせを登録することは手間がかかってしまう。さらに、新たなモードが追加されることもあり、モードが追加されるごとに、緩和処理を実行するトリガーをつけなければならない。すなわち、モードを追加するごとに、緩和処理を行う光学素子やその組み合わせを登録しなければならない。 Therefore, attaching a trigger for executing the relaxation processing for each mode is a huge work. That is, it takes time and effort to register the optical elements that perform relaxation processing for each mode and combinations thereof. Furthermore, a new mode may be added, and each time a mode is added, a trigger for executing the relaxation process must be attached. In other words, every time a mode is added, the optical elements to be subjected to relaxation processing and combinations thereof must be registered.
さらに、モードの変更は行われなくても、対物レンズの励磁を大きく変更する場合や、レンズ電源をON/OFFする場合など、レンズ電流を大きく変える場面は多数存在する。そのため、ヒステリシスの低減を必要とするすべての場面に対して、緩和処理を実行するトリガーをつけることには限界がある。 Furthermore, even if the mode is not changed, there are many scenes in which the lens current is greatly changed, such as when the excitation of the objective lens is greatly changed or when the lens power is turned on / off. For this reason, there is a limit to attaching a trigger for executing the relaxation process to all scenes that require hysteresis reduction.
本発明は、以上のような問題点に鑑みてなされたものであり、本発明のいくつかの態様に係る目的の1つは、複数の光学素子を備えた荷電粒子線装置において、容易に、光学素子のヒステリシスの影響を低減することができる荷電粒子線装置を提供することにある。また、本発明のいくつかの態様に係る目的の1つは、複数の光学素子を備えた荷電粒子線装置の制御方法であって、容易に、光学素子のヒステリシスの影響を低減することができる荷電粒子線装置の制御方法を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above-described problems, and one of the objects according to some aspects of the present invention is to provide a charged particle beam apparatus including a plurality of optical elements. An object of the present invention is to provide a charged particle beam apparatus capable of reducing the influence of hysteresis of an optical element. Further, one of the objects according to some aspects of the present invention is a method for controlling a charged particle beam apparatus including a plurality of optical elements, and can easily reduce the influence of hysteresis of the optical elements. An object of the present invention is to provide a method for controlling a charged particle beam apparatus.
本発明に係る荷電粒子線装置は、
電流が供給されることにより磁場を発生させる光学素子を複数備えた光学系と、
複数の前記光学素子の各々に供給される電流の変化を検出し、検出した電流の変化に応じて前記光学素子に対して緩和処理を行う制御部と、
を含む。
The charged particle beam apparatus according to the present invention is
An optical system including a plurality of optical elements that generate a magnetic field when supplied with an electric current;
A control unit that detects a change in current supplied to each of the plurality of optical elements, and performs relaxation processing on the optical element in accordance with the detected change in current;
including.
このような荷電粒子線装置では、検出した電流の変化に応じて光学素子に対して緩和処理を行うため、モードごとに緩和処理を行う光学素子や光学素子の組み合わせを設定する必要がなく、複数の光学素子を備えた荷電粒子線装置において、容易に、光学素子のヒステリシスの影響を低減することができる。さらに、このような荷電粒子線装置では、モードの切り替え時だけでなく、緩和処理が必要な様々な状況において、適切に緩和処理を実行することができる。 In such a charged particle beam apparatus, the relaxation process is performed on the optical element in accordance with the detected change in current, so there is no need to set an optical element or a combination of optical elements that perform the relaxation process for each mode. In the charged particle beam apparatus including the optical element, the influence of the hysteresis of the optical element can be easily reduced. Furthermore, in such a charged particle beam apparatus, the relaxation process can be appropriately executed not only when the mode is switched but also in various situations where the relaxation process is required.
本発明に係る荷電粒子線装置の制御方法は、
電流が供給されることにより磁場を発生させる光学素子を複数備えた光学系を含む荷電粒子線装置の制御方法であって、
複数の前記光学素子の各々に供給される電流の変化を検出し、検出した電流の変化に応じて前記光学素子に対して緩和処理を行う。
The charged particle beam device control method according to the present invention includes:
A method for controlling a charged particle beam apparatus including an optical system including a plurality of optical elements that generate a magnetic field by being supplied with an electric current,
A change in current supplied to each of the plurality of optical elements is detected, and relaxation processing is performed on the optical element in accordance with the detected change in current.
このような荷電粒子線装置の制御方法では、検出した電流の変化に応じて光学素子に対して緩和処理を行うため、モードごとに緩和処理を行う光学素子や光学素子の組み合わせを設定する必要がなく、複数の光学素子を備えた荷電粒子線装置において、容易に、光学素子のヒステリシスの影響を低減することができる。さらに、このような荷電粒子線装置の制御方法では、モードの切り替え時だけでなく、緩和処理が必要な様々な状況において、適切に緩和処理を実行することができる。 In such a charged particle beam device control method, since the optical element is subjected to relaxation processing in accordance with the detected current change, it is necessary to set an optical element or a combination of optical elements for which relaxation processing is performed for each mode. In the charged particle beam apparatus including a plurality of optical elements, the influence of the hysteresis of the optical elements can be easily reduced. Furthermore, in such a control method of the charged particle beam apparatus, the relaxation process can be appropriately executed not only when the mode is switched but also in various situations where the relaxation process is required.
以下、本発明の好適な実施形態について図面を用いて詳細に説明する。なお、以下に説明する実施形態は、特許請求の範囲に記載された本発明の内容を不当に限定するものではない。また、以下で説明される構成の全てが本発明の必須構成要件であるとは限らない。 DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. The embodiments described below do not unduly limit the contents of the present invention described in the claims. In addition, not all of the configurations described below are essential constituent requirements of the present invention.
また、以下では、本発明に係る荷電粒子線装置として、電子顕微鏡を例に挙げて説明するが、本発明に係る荷電粒子線装置は電子顕微鏡に限定されない。 Hereinafter, an electron microscope will be described as an example of the charged particle beam apparatus according to the present invention, but the charged particle beam apparatus according to the present invention is not limited to the electron microscope.
1. 電子顕微鏡
まず、本実施形態に係る電子顕微鏡について図面を参照しながら説明する。図1は、本実施形態に係る電子顕微鏡100の構成を示す図である。
1. First, an electron microscope according to the present embodiment will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a diagram illustrating a configuration of an
電子顕微鏡100は、図1に示すように、電子顕微鏡本体2と、駆動装置4と、制御装置6(制御部の一例)と、を含む。電子顕微鏡100は、透過電子顕微鏡(TEM)である。電子顕微鏡100は、走査透過電子顕微鏡(STEM)としても機能する。
As shown in FIG. 1, the
電子顕微鏡本体2は、電子源(電子銃)、電子線を試料に照射するための照射系、および試料を透過した電子で結像するための結像系、を含む光学系を備えている。光学系は、電流が供給されることにより磁場を発生させる光学素子(電磁レンズや電磁偏向器など)を複数備えている。電子顕微鏡本体2は、さらに、試料を保持する試料ステージ、試料を透過した電子を検出してTEM像やSTEM像を取得するための検出器などを含んで構成されている。
The electron microscope
駆動装置4は、電子顕微鏡本体2の各部を動作させる。駆動装置4は、例えば、制御装置6からの制御信号に応じて、電子顕微鏡本体2の各部に駆動電流(レンズ電流など)を供給する。また、駆動装置4は、電子顕微鏡本体2に搭載された検出器から出力された信号を受け取り、TEM像やSTEM像を画像データとして記憶する。駆動装置4は、LANやネットワークを介して、制御装置6に接続されている。
The drive device 4 operates each part of the electron microscope
制御装置6(コンピューター)は、電子顕微鏡本体2を制御する。具体的には、制御装置6は、例えば、電子顕微鏡本体2を動作させるための制御信号を生成して、駆動装置4に送る。これにより、電子顕微鏡本体2の各部を動作させることができる。また、制御装置6は、ユーザーの操作を受け付けて、ユーザーの操作に応じた制御を行うことができる。
The control device 6 (computer) controls the electron microscope
制御装置6は、図示はしないが、CPU(Central Processing Unit)等のプロセッサー、およびROM(Read Only Memory)やRAM(Random access Memory)、ハードディスク等の記憶装置を含む。記憶装置には電子顕微鏡本体2を制御するための各種プログラム、データ等が記憶されている。
Although not shown, the
図2は、電子顕微鏡本体2の光学系の構成を示す図である。電子顕微鏡本体2の光学系は、図2に示すように、電子銃20と、3段のレンズからなる第1収束レンズ22と、転送レンズ24と、偏向コイル25a,25bと、第2収束レンズ26と、対物レンズ27と、中間レンズ28と、投影レンズ29と、を含んで構成されている。なお、図示はしないが、電子顕微鏡本体2の光学系は、走査コイルを含んでいてもよい。
FIG. 2 is a diagram showing the configuration of the optical system of the electron microscope
また、電子顕微鏡本体2の光学系には、収差補正装置40が組み込まれている。収差補正装置40は、第1多極子41と、第1転送レンズ42と、偏向コイル44a,44b,44cと、第2転送レンズ46と、第2多極子48と、を含んで構成されている。収差補正装置40では、第1多極子41および第2多極子48が発生させる2段の多極子場で照射系の球面収差を補正する。
In addition, an
第1収束レンズ22、転送レンズ24、第2収束レンズ26、対物レンズ27、中間レンズ28、投影レンズ29、第1転送レンズ42、および第2転送レンズ46は、例えば、電磁レンズである。電磁レンズは、磁場により電子線を収束または発散させる。電磁レンズは、例えば、コイル(ソレノイド)に電流を流すことによって発生する磁場により電子線を曲げる。電磁レンズでは、コイルに流れる電流を変化させると発生する磁場の強さが変わり、焦点距離や倍率等が変わる。電磁レンズには、磁性体材料が用いられている。
The first converging
偏向コイル25a,25b、走査コイル、偏向コイル44a,44b,44cは、例えば、電磁偏向器である。電磁偏向器は、磁場により電子線を偏向させる。電磁偏向器は、例えば、コイル(ソレノイド)に電流を流すことによって発生する磁場により電子線を曲げる。電磁偏向器では、コイルに流れる電流を変化させると発生する磁場の強さが変わり、電子線の偏向量が変わる。電磁偏向器には、磁性体材料が用いられている。 The deflection coils 25a and 25b, the scanning coil, and the deflection coils 44a, 44b, and 44c are, for example, electromagnetic deflectors. The electromagnetic deflector deflects an electron beam by a magnetic field. The electromagnetic deflector bends an electron beam by a magnetic field generated by passing a current through a coil (solenoid), for example. In the electromagnetic deflector, when the current flowing through the coil is changed, the strength of the generated magnetic field changes, and the amount of deflection of the electron beam changes. A magnetic material is used for the electromagnetic deflector.
電子顕微鏡100が走査透過電子顕微鏡として機能する場合(STEMモードの場合)、電子銃20から放出された電子線は、第1収束レンズ22で収束されて、収差補正装置40に入射する。収差補正装置40では、収差(球面収差)が補正される。収差補正装置40を通過した電子線は、転送レンズ24によって転送され、第2収束レンズ26および対物レンズ27で収束されて、試料Sに照射される。電子顕微鏡100は、走査コイル(図示せず)を備えており、走査コイルによって電子線を試料S上で走査する。試料Sを透過した電子線は、中間レンズ28、投影レンズ29を通り、検出器(図示せず)で検出される。これにより、STEM像を取得することができる。
When the
電子顕微鏡100が透過電子顕微鏡として機能する場合(TEMモードの場合)、電子銃20から放出された電子線は、第1収束レンズ22および第2収束レンズ26で収束されて試料Sに照射される。試料Sを透過した電子線は、対物レンズ27、中間レンズ28
、および投影レンズ29を通り、検出器上にTEM像が結像される。これにより、TEM像を取得することができる。
When the
, And through the
2. 電子顕微鏡の動作
次に、電子顕微鏡100の動作について説明する。まず、電磁レンズおよび電磁偏向器などの光学素子における緩和処理について説明する。緩和処理とは、電磁レンズおよび電磁偏向器などの光学素子において、ヒステリシス(磁気ヒステリシス)の影響を低減するための処理である。
2. Next, the operation of the
図3および図4は、緩和処理を説明するためのグラフである。図3および図4に示すグラフにおいて、横軸は時間であり、縦軸は電流(レンズ電流)である。 3 and 4 are graphs for explaining the relaxation processing. In the graphs shown in FIGS. 3 and 4, the horizontal axis is time, and the vertical axis is current (lens current).
緩和処理として、図3に示すように、電磁レンズに流す電流を周期的に振動させた後に、目標電流値とする処理を行う。図3に示す例では、目標電流値を中心として、電流の振幅を漸次減少させている。より具体的には、図3に示す例では、目標電流値を中心として、電流を一定の周波数で振り、その振幅を時間の経過とともに漸次減少させ、最終的に振幅が零となるようにする。この処理により、電磁レンズにおけるヒステリシスの影響を低減することができる。 As the relaxation process, as shown in FIG. 3, a process for obtaining a target current value is performed after the current flowing through the electromagnetic lens is periodically oscillated. In the example shown in FIG. 3, the amplitude of the current is gradually reduced around the target current value. More specifically, in the example shown in FIG. 3, the current is swung at a constant frequency with the target current value as the center, and the amplitude is gradually decreased with the passage of time so that the amplitude finally becomes zero. . By this processing, the influence of hysteresis in the electromagnetic lens can be reduced.
また、緩和処理として、図4に示すように、電磁レンズに流す電流の供給を所定時間だけ停止した後に(電流を「0」にした後に)、再度、目標電流値とする処理を行ってもよい。この処理により、電磁レンズにおけるヒステリシスの影響を低減することができる。 Further, as the relaxation processing, as shown in FIG. 4, after the supply of the current flowing through the electromagnetic lens is stopped for a predetermined time (after the current is set to “0”), the processing for setting the target current value again may be performed. Good. By this processing, the influence of hysteresis in the electromagnetic lens can be reduced.
なお、ここでは、電磁レンズの緩和処理について説明したが、電磁偏向器などの他の光学素子の緩和処理についても、同様である。 Here, the relaxation processing of the electromagnetic lens has been described, but the same applies to the relaxation processing of other optical elements such as an electromagnetic deflector.
次に、電子顕微鏡100の動作について説明する。電子顕微鏡100では、複数の光学素子(電磁レンズや電磁偏向器)の各々に供給される電流の変化を検出し、検出した電流の変化に応じて光学素子に対して緩和処理を行う。
Next, the operation of the
以下では、対物レンズ27に対する緩和処理について説明する。図5は、制御装置6の処理の流れの一例を示すフローチャートである。図6〜図9は、対物レンズ27に供給される電流(レンズ電流)の変化(時間変化)を示すグラフである。図6〜図9に示すグラフにおいて、横軸は時間(経過時間)であり、縦軸はレンズ電流である。
Below, the relaxation process with respect to the
制御装置6は、対物レンズ27に供給される電流(レンズ電流)の情報を所与の時間間隔で取得する処理を開始する(S100)。
The
駆動装置4は、対物レンズ27に対する指令電圧(制御信号)を出力している。指令電圧は、対物レンズ27のレンズ電流を指定するための電圧である。制御装置6は、図示の例では、この指令電圧を0.5秒ごとに取得する。これにより、対物レンズ27のレンズ電流の情報を取得することができる。
The driving device 4 outputs a command voltage (control signal) for the
なお、制御装置6は、対物レンズ27のレンズ電流を検出する検出器(図示せず)の出力信号を受け付けて、対物レンズ27のレンズ電流の情報を取得してもよい。すなわち、制御装置6は、駆動装置4から出力される指令電圧(制御信号)から対物レンズ27のレンズ電流の情報を取得してもよいし、対物レンズ27のレンズ電流を実際に測定した結果を取得して、レンズ電流の情報を取得してもよい。
The
制御装置6は、取得した対物レンズ27のレンズ電流の情報(指令電圧)から特定され
るレンズ電流(n回目に取得されたレンズ電流)と、その直前に取得された対物レンズ27のレンズ電流の情報(指令電圧)から特定されるレンズ電流(n−1回目に取得されたレンズ電流)と、の差Dが閾値Tを超えたか否かを判定する(S102)。閾値Tは、対物レンズ27のヒステリシス特性に応じて適宜設定される。ステップS102の処理により、対物レンズ27のレンズ電流の変化を検出することができる。制御装置6は、取得されたレンズ電流が閾値Tを超えるまで、この処理を繰り返し行う(S102のNo)。
The
制御装置6は、図7に示すように、差Dが閾値Tを超えたと判定した場合(S102のYes)、取得した対物レンズ27のレンズ電流の情報から特定されるレンズ電流(n回目に取得されたレンズ電流)と次に取得した対物レンズ27のレンズ電流の情報から特定されるレンズ電流(n+1回目に取得されたレンズ電流)との差Dが所定値A以下(例えば差が0)であるか否かを判定する(S104)。制御装置6は、n回目に取得された電流とn+1回目に取得された電流との差Dが所定値A以下(例えば差が0)になるまで、この処理を繰り返し行う(S104のNo)。図8では、n回目に取得された電流とn+1回目に取得された電流との差Dが所定値Aより大きい場合を図示している。
As illustrated in FIG. 7, when the
制御装置6は、n回目に取得されたレンズ電流とn+1回目に取得されたレンズ電流との差Dが所定値A以下になったと判定した場合(S104のYes、図9参照)、対物レンズ27に対して緩和処理を行う(S106)。緩和処理は、例えば、図3に示す方法または図4に示す方法のいずれかで行われる。
When the
制御装置6は、緩和処理を行った後(S106の後)、ステップS102に戻る。制御装置6は、ステップS102の処理、ステップS104の処理、およびステップS106の処理を繰り返し行う。
After performing the relaxation process (after S106), the
上記では、制御装置6は、対物レンズ27に対する処理について説明したが、制御装置6は、例えば、電子顕微鏡本体2の光学系を構成する複数の電磁レンズおよび複数の電磁偏向器のすべてについて、上記の処理を行う。
In the above description, the
電子顕微鏡100は、例えば、以下の特徴を有する。
The
電子顕微鏡100では、制御装置6は、複数の光学素子の各々に供給される電流の変化を検出し、検出した電流の変化に応じて、光学素子に対して緩和処理を行う。そのため、電子顕微鏡100では、モードごとに緩和処理を行う光学素子や光学素子の組み合わせを設定する必要がなく、複数の光学素子を備えた電子顕微鏡100において、容易に、光学素子のヒステリシスの影響を低減することができる。さらに、電子顕微鏡100では、モードの切り替え時だけでなく、緩和処理が必要な様々な状況において、適切に緩和処理を実行することができる。
In the
例えば、一般的な電子顕微鏡では、切り替え時に緩和処理が必要なモードが、多数(例えば50以上)、存在することがある。これらのモードごとに緩和処理を行う光学素子やその組み合わせを登録することは手間がかかってしまう。さらに、モードを追加するごとに、緩和処理を行う光学素子やその組み合わせを登録しなければならない。 For example, in a general electron microscope, there may be a large number (for example, 50 or more) of modes that require relaxation processing at the time of switching. It takes time and effort to register optical elements that perform relaxation processing and combinations thereof for each mode. Furthermore, each time a mode is added, an optical element that performs relaxation processing and a combination thereof must be registered.
これに対して、電子顕微鏡100では、このような手間を省くことができ、容易に、光学素子のヒステリシスの影響を低減することができる。
On the other hand, in the
また、電子顕微鏡の観察では、対物レンズ27を用いて、試料にフォーカスを合わせることが多くある。一般的な電子顕微鏡では、フォーカスが大きくずれた場合に、対物レンズ27のレンズ電流を変化させてフォーカスを合わせる。その後に、再び、対物レンズ2
7をニュートラルボタンなどでニュートラルの励磁に戻すと(すなわち、レンズ電流を初期状態に戻すと)、ヒステリシスの影響により、球面収差補正装置においてアライメントがずれてしまうことが多い。電子顕微鏡100では、同じモードであっても(すなわちモードが切り替えられなくても)、レンズ電流の変化に応じて緩和処理が行われるため、このような問題が生じない。
In observation with an electron microscope, the
When 7 is returned to neutral excitation with a neutral button or the like (that is, when the lens current is returned to the initial state), alignment is often shifted in the spherical aberration correction device due to the influence of hysteresis. In the
電子顕微鏡100では、制御装置6は、複数の光学素子の各々に対して、所与の時間間隔で光学素子に供給される電流の情報を取得する処理を開始する処理(S100)と、n回目に取得された電流とn−1回目に取得された電流との差が閾値Tを超えたか否かを判定する処理(S102)と、閾値Tを超えたと判定した場合(S102のYes)に、n回目に取得された電流とn+1回目に取得された電流との差が所定値A以下であるか否かを判定する処理(S104)と、所定値A以下と判定した場合(S104のYes)に、光学素子に対して緩和処理を行う処理と、を行う。そのため、電子顕微鏡100では、モードの切り替え時だけでなく、緩和処理が必要な様々な状況において、適切に緩和処理を実行することができる。
In the
例えば、モードが切り替えられることで、対物レンズ27のレンズ電流が大きく変化した場合、モードが切り替えられた直後には、電流の変化が0(所定値A以下)となる。したがって、ステップS102の処理およびステップS104の処理により、モードが切り替えられた直後に、対物レンズ27に対して緩和処理が行われる。
For example, when the mode is switched and the lens current of the
また、例えば、ユーザーがTEM像を確認しながらフォーカスを合わせるために、フォーカスを大きく変更する操作を行った場合、対物レンズ27のレンズ電流は、制御装置6が電流の情報を取得する時間間隔(ステップS100の所与の時間間隔、例えば0.5秒)よりも長い時間変化する。この場合、仮に、ステップS102の処理のみで、緩和処理を行うか否かを判断すると、ユーザーがフォーカスを合わせている最中に、緩和処理が行われてしまう。ステップS102の処理に加えてステップS104の処理を行うことで、対物レンズ27のレンズ電流が、制御装置6が電流の情報を取得する時間間隔よりも長い時間にわたって変化した場合でも、適切なタイミングで(電流の変化が0(所定値以下)となったタイミングで)、緩和処理を行うことができる。
Further, for example, when the user performs an operation of changing the focus greatly in order to adjust the focus while confirming the TEM image, the lens current of the
電子顕微鏡100では、緩和処理(S106)を、光学素子への電流の供給を所定時間停止させることで行う。また、電子顕微鏡100では、緩和処理(S106)を、光学素子に供給される電流を周期的に振動させることで行う。これにより、光学素子におけるヒステリシスの影響を低減することができる。
In the
本実施形態に係る電子顕微鏡の制御方法は、光学素子を複数備えた光学系を含む電子顕微鏡の制御方法であって、複数の光学素子の各々に供給される電流の変化を検出し、検出した電流の変化に応じて光学素子に対して緩和処理を行う。具体的には、本実施形態に係る電子顕微鏡の制御方法では、複数の光学素子の各々に対して、所与の時間間隔で光学素子に供給される電流の情報の取得する処理を開始する工程と、n回目に取得された電流とn−1回目に取得された電流との差が閾値Tを超えたか否かを判定する工程と、閾値Tを超えたと判定した場合に、n回目に取得された電流とn+1回目に取得された電流との差が所定値以下であるか否かを判定する工程と、所定値以下と判定した場合に、光学素子に対して緩和処理を行う工程と、を含む。そのため、モードごとに緩和処理を行う光学素子や光学素子の組み合わせを設定する必要がなく、複数の光学素子を備えた電子顕微鏡100において、容易に、光学素子のヒステリシスの影響を低減することができる。
An electron microscope control method according to the present embodiment is an electron microscope control method including an optical system including a plurality of optical elements, and detects and detects a change in current supplied to each of the plurality of optical elements. A relaxation process is performed on the optical element in accordance with a change in current. Specifically, in the control method of the electron microscope according to the present embodiment, the process of starting the process of acquiring information on the current supplied to the optical element at a given time interval for each of the plurality of optical elements. And the step of determining whether or not the difference between the current acquired at the nth time and the current acquired at the (n-1) th time exceeds the threshold value T, and if it is determined that the threshold value T has been exceeded, acquired at the nth time A step of determining whether or not a difference between the obtained current and the current acquired at the n + 1th time is equal to or less than a predetermined value, and a step of performing relaxation processing on the optical element when it is determined to be equal to or less than the predetermined value; including. Therefore, there is no need to set an optical element or a combination of optical elements for performing relaxation processing for each mode, and in the
なお、本発明は上述した実施形態に限定されず、本発明の要旨の範囲内で種々の変形実施が可能である。 In addition, this invention is not limited to embodiment mentioned above, A various deformation | transformation implementation is possible within the range of the summary of this invention.
例えば、上述した実施形態では、本発明に係る荷電粒子線装置が電子顕微鏡である例について説明したが、本発明に係る荷電粒子線装置は、荷電粒子線(電子線やイオンビーム等)を用いて、試料の観察や分析、加工などを行うことが可能な装置であればよい。本発明に係る荷電粒子線装置は、例えば、走査電子顕微鏡(SEM)、電子プローブマイクロアナライザー(EPMA)、集束イオンビーム装置(FIB装置)などであってもよい。 For example, in the above-described embodiment, an example in which the charged particle beam apparatus according to the present invention is an electron microscope has been described. However, the charged particle beam apparatus according to the present invention uses a charged particle beam (such as an electron beam or an ion beam). Any apparatus that can observe, analyze, and process a sample may be used. The charged particle beam apparatus according to the present invention may be, for example, a scanning electron microscope (SEM), an electron probe microanalyzer (EPMA), a focused ion beam apparatus (FIB apparatus), or the like.
なお、上述した実施形態及び変形例は一例であって、これらに限定されるわけではない。例えば各実施形態及び各変形例は、適宜組み合わせることが可能である。 In addition, embodiment mentioned above and a modification are examples, Comprising: It is not necessarily limited to these. For example, each embodiment and each modification can be combined as appropriate.
本発明は、実施の形態で説明した構成と実質的に同一の構成(例えば、機能、方法および結果が同一の構成、あるいは目的及び効果が同一の構成)を含む。また、本発明は、実施の形態で説明した構成の本質的でない部分を置き換えた構成を含む。また、本発明は、実施の形態で説明した構成と同一の作用効果を奏する構成又は同一の目的を達成することができる構成を含む。また、本発明は、実施の形態で説明した構成に公知技術を付加した構成を含む。 The present invention includes configurations that are substantially the same as the configurations described in the embodiments (for example, configurations that have the same functions, methods, and results, or configurations that have the same objects and effects). In addition, the invention includes a configuration in which a non-essential part of the configuration described in the embodiment is replaced. In addition, the present invention includes a configuration that exhibits the same operational effects as the configuration described in the embodiment or a configuration that can achieve the same object. Further, the invention includes a configuration in which a known technique is added to the configuration described in the embodiment.
2…電子顕微鏡本体、4…駆動装置、6…制御装置、20…電子銃、22…第1収束レンズ、24…転送レンズ、25a…偏向コイル、25b…偏向コイル、26…第2収束レンズ、27…対物レンズ、28…中間レンズ、29…投影レンズ、40…収差補正装置、41…第1多極子、42…第1転送レンズ、44a…偏向コイル、44b…偏向コイル、44c…偏向コイル、46…第2転送レンズ、48…第2多極子、100…電子顕微鏡
DESCRIPTION OF
Claims (7)
複数の前記光学素子の各々に供給される電流の変化を検出し、検出した電流の変化に応じて前記光学素子に対して緩和処理を行う制御部と、
を含む、荷電粒子線装置。 An optical system including a plurality of optical elements that generate a magnetic field when supplied with an electric current;
A control unit that detects a change in current supplied to each of the plurality of optical elements, and performs relaxation processing on the optical element in accordance with the detected change in current;
A charged particle beam apparatus.
前記制御部は、複数の前記光学素子の各々に対して、
所与の時間間隔で前記光学素子に供給される電流の情報の取得する処理を開始する処理と、
n回目に取得された電流とn−1回目に取得された電流との差が閾値を超えたか否かを判定する処理と、
前記閾値を超えたと判定した場合に、n回目に取得された電流とn+1回目に取得された電流との差が所定値以下であるか否かを判定する処理と、
前記所定値以下と判定した場合に、前記光学素子に対して緩和処理を行う処理と、
を行う、荷電粒子線装置。 In claim 1,
The control unit, for each of the plurality of optical elements,
A process of starting a process of acquiring information on the current supplied to the optical element at a given time interval;
a process of determining whether or not a difference between the current acquired at the nth time and the current acquired at the (n-1) th time exceeds a threshold;
A process of determining whether or not a difference between the current acquired at the nth time and the current acquired at the (n + 1) th time is equal to or less than a predetermined value when it is determined that the threshold value has been exceeded;
A process of performing relaxation processing on the optical element when it is determined that the predetermined value or less;
A charged particle beam device.
前記緩和処理では、前記光学素子への電流の供給を所定時間停止させる、荷電粒子線装置。 In claim 1 or 2,
In the relaxation process, a charged particle beam apparatus that stops supplying current to the optical element for a predetermined time.
前記緩和処理では、前記光学素子に供給される電流を周期的に振動させる、荷電粒子線装置。 In claim 1 or 2,
In the relaxation process, a charged particle beam apparatus that periodically vibrates a current supplied to the optical element.
前記光学素子は、磁場により電子線を収束または発散させる電磁レンズ、または磁場により電子線を偏向させる電磁偏向器である、荷電粒子線装置。 In any one of Claims 1 thru | or 4,
The charged particle beam device, wherein the optical element is an electromagnetic lens that converges or diverges an electron beam by a magnetic field, or an electromagnetic deflector that deflects the electron beam by a magnetic field.
複数の前記光学素子の各々に供給される電流の変化を検出し、検出した電流の変化に応じて前記光学素子に対して緩和処理を行う、荷電粒子線装置の制御方法。 A method for controlling a charged particle beam apparatus including an optical system including a plurality of optical elements that generate a magnetic field by being supplied with an electric current,
A method for controlling a charged particle beam apparatus, comprising: detecting a change in current supplied to each of the plurality of optical elements; and performing relaxation processing on the optical element in accordance with the detected change in current.
複数の前記光学素子の各々に対して、
所与の時間間隔で前記光学素子に供給される電流の情報の取得する処理を開始する工程と、
n回目に取得された電流とn−1回目に取得された電流との差が閾値を超えたか否かを判定する工程と、
前記閾値を超えたと判定した場合に、n回目に取得された電流とn+1回目に取得された電流との差が所定値以下であるか否かを判定する工程と、
前記所定値以下と判定した場合に、前記光学素子に対して緩和処理を行う工程と、
を含む、荷電粒子線装置の制御方法。 In claim 6,
For each of the plurality of optical elements,
Starting the process of obtaining information on the current supplied to the optical element at given time intervals;
determining whether the difference between the current acquired at the nth time and the current acquired at the (n-1) th time exceeds a threshold;
A step of determining whether or not a difference between the current acquired at the nth time and the current acquired at the (n + 1) th time is equal to or less than a predetermined value when it is determined that the threshold value has been exceeded;
A step of performing relaxation processing on the optical element when it is determined that the predetermined value or less;
A method for controlling a charged particle beam apparatus, comprising:
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2017180228A JP2019057384A (en) | 2017-09-20 | 2017-09-20 | Charged particle beam device and control method of the same |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2017180228A JP2019057384A (en) | 2017-09-20 | 2017-09-20 | Charged particle beam device and control method of the same |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2019057384A true JP2019057384A (en) | 2019-04-11 |
Family
ID=66107556
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2017180228A Pending JP2019057384A (en) | 2017-09-20 | 2017-09-20 | Charged particle beam device and control method of the same |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2019057384A (en) |
-
2017
- 2017-09-20 JP JP2017180228A patent/JP2019057384A/en active Pending
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP6554288B2 (en) | Charged particle beam equipment | |
US7442929B2 (en) | Scanning electron microscope | |
JP3985057B2 (en) | Correction device for lens aberration correction of particle optical equipment | |
US20080179536A1 (en) | Changed particle beam emitting device and method for adjusting the optical axis | |
JP3932894B2 (en) | Electron beam equipment | |
JP6134145B2 (en) | Charged particle beam apparatus and trajectory correction method in charged particle beam apparatus | |
US10504694B2 (en) | Scanning electron microscope and method of use thereof | |
JP5188846B2 (en) | Aberration correction apparatus and aberration correction method for scanning transmission electron microscope | |
JP2000500913A (en) | Correction device for correcting chromatic aberration of particle optics | |
JP6077960B2 (en) | Spherical aberration correction device, spherical aberration correction method, and charged particle beam device | |
JP2007184139A (en) | Scanning electron microscope equipped with monochromator | |
JP4851268B2 (en) | Aberration correction method and electron beam apparatus | |
CN111033677B (en) | Charged particle beam device | |
US6307312B1 (en) | Immersion lens and electron beam projection system using the same | |
US6653632B2 (en) | Scanning-type instrument utilizing charged-particle beam and method of controlling same | |
JP2019057384A (en) | Charged particle beam device and control method of the same | |
JP4328192B2 (en) | Multipole field generating device and aberration correcting device in charged particle optical system | |
US11776786B2 (en) | Focus adjustment method for charged particle beam device and charged particle beam device | |
JP6163255B2 (en) | Charged particle beam apparatus and spherical aberration correction method | |
WO2022269757A1 (en) | Charged particle beam device and method for demagnetizing magnetic lens | |
JPH08138600A (en) | Charged particle optical system | |
CN117672786A (en) | Magnetic multipole device, charged particle beam apparatus and method of influencing a charged particle beam propagating along an optical axis | |
JP2009140893A (en) | Electron beam apparatus, electron beam shape measuring method and image processing method | |
JP2020030897A (en) | Charged particle beam device | |
JP2004111404A (en) | Charged particle beam irradiation device |