JP2019110132A - Image vibration reduction device - Google Patents

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Abstract

To reduce image vibration by an image vibration reduction device configured to reduce vibration of an image obtained from a specimen.SOLUTION: An image vibration reduction device comprises: a stage 6 on which a specimen 9 is moved in an X direction and a Y direction; and vibration reduction means for reducing vibration of an image on the basis of a first signal detected by a first sensor 8 mounted on the stage 6, over the specimen 9 placed on the stage 6 or in a holder 7 holding the specimen 9 for detecting vibration or positional fluctuation, or a second signal of a difference between the detected first signal and a signal detected by a second sensor 5 for detecting vibration or positional fluctuation mounted in a pole of an objective lens 3 focusing thin an electron beam 2 narrow to the specimen 9 or on a top plate holding the pole for detecting vibration or positional fluctuation.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、測定対象から得られる画像の振動を低減する画像振動低減装置に関するものである。   The present invention relates to an image vibration reduction apparatus that reduces the vibration of an image obtained from a measurement target.

従来、走査型電子顕微鏡はミクロン以下の物質の観察や測定に利用されている。走査型電子顕微鏡は細く絞った電子ビームを測定(観察)対象に平面走査して2次電子を発生させ、その2次電子を検出・増幅してその信号量をコントラストに変換して画像を形成する装置である。   Conventionally, scanning electron microscopes are used for observation and measurement of submicron materials. A scanning electron microscope planarly scans a narrowly focused electron beam on a measurement (observation) object to generate secondary electrons, detects and amplifies the secondary electrons, converts the signal amount to contrast, and forms an image. Device.

測定対象の揺れは形成される画像のボケ、つまり分解能劣化につながるためナノメートルの高分解能観察を行うためには、測定対象をナノメーターよりも小さな揺れになるようにする必要がある。   The fluctuation of the object to be measured leads to the blurring of the formed image, that is, to the deterioration of resolution. In order to perform high-resolution observation of the nanometer, the object to be measured needs to be smaller than the nanometer.

測定対象を揺らす振動は設置環境から来ることが多いため、現在は、設置環境から来る振動を遮断するためにアクティブサスを備えた除振台の上に装置を固定したり、遮音設備した部屋内に配置することが広く行われている。   Since the vibration that shakes the measurement target often comes from the installation environment, currently, the equipment is fixed on a vibration isolation table equipped with an active suspension to block the vibration coming from the installation environment, or in a room with sound insulation equipment. It is widely practiced to place on.

測定(観察)対象がnmオーダーになると、測定対象の揺れをnmオーダーよりも小さくすることが必要である。   When the measurement (observation) object is in the nm order, it is necessary to make the fluctuation of the measurement object smaller than the nm order.

しかしながら、外部の環境から来る振動や音を上述した除振台や遮音設備で徹底的に防振、除振、遮音しても、減衰量が十分でないため、どうしても画像に振動が現れるという問題があった。   However, even if vibration and sound coming from the external environment are thoroughly dampened, damped and isolated by the above-described vibration isolation table and sound insulation equipment, the amount of attenuation is not sufficient, so the problem is that vibration appears in the image. there were.

また、画像上に現れる振動は、画像のボケにつながり、結果的に電子顕微鏡の分解能劣化やSNR低下、画像品質低下、測定結果劣化、スループット低下などを引き起こすという問題につながっていた。   Moreover, the vibration appearing on the image leads to blurring of the image, resulting in problems such as deterioration in resolution of the electron microscope, deterioration in SNR, deterioration in image quality, deterioration in measurement results, and deterioration in throughput.

従来の画像振動を低減するためには装置外部から流入する振動や音波を完全に取り除くことが必須と思われてきたため、上述したように除振台、防音設備などを設置していた。   In order to reduce the conventional image vibration, it has been considered essential to completely remove the vibration and sound waves flowing in from the outside of the apparatus. Therefore, as described above, a vibration isolation table, a soundproofing device, etc. were installed.

しかしながら、画像上に現れる振動と電子顕微鏡各部で起こる機械振動の相関を詳細に調査した結果、電子ビームを発生させて被測定対象に電子ビームを照射するために用いられる電子ビームコラムの振動と、被測定対象をXY平面上に移動させるステージ上に保持された被測定対象の振動との差が画像上の振動となって現れることが発明者によって実験で確かめられた。具体的には、対物レンズの下部に直接に測定対象を固定(XYステージ上ではない)し、この測定対象を撮影した画像にはほとんど振動が現れなく、極めて高精細な画像が取得できた。   However, as a result of investigating in detail the correlation between the vibration appearing on the image and the mechanical vibration occurring in each part of the electron microscope, the vibration of the electron beam column used to generate the electron beam and irradiate the object to be measured with the electron beam; It has been experimentally confirmed by the inventor that the difference between the object to be measured and the vibration of the object to be measured held on a stage for moving the object to be measured on the XY plane appears as a vibration on an image. Specifically, the measurement target was fixed directly to the lower part of the objective lens (not on the XY stage), and almost no vibration appeared in the image obtained by photographing the measurement target, and an extremely high-definition image could be obtained.

このことから、画像上の振動を低減するためには、必ずしも装置全体に対する振動を除去する必要は無く、電子ビームコラムを載せている天板あるいは電子ビームコラム自身あるいは更に対物レンズの振動と、被測定対象の振動とを一致させることが出来れば画像上の振動を除去できることが実験により判明した。それを実現するための、機械的方式、電気的制御方式、画像処理方式等を採用することが出来る。   From this, in order to reduce the vibration on the image, it is not necessary to remove the vibration for the entire apparatus, and the top plate on which the electron beam column is mounted or the vibration of the electron beam column itself or further the objective lens It has been experimentally found that the vibration on the image can be removed if the vibration to be measured can be matched. A mechanical method, an electrical control method, an image processing method, etc. can be adopted to realize that.

また、それを効果的に行うためには、周辺振動を含むXYステージ振動から測定対象(サンプル)への振動伝達を弱めることも効果的である。   Moreover, in order to do it effectively, it is also effective to weaken the vibration transmission from the XY stage vibration including the peripheral vibration to the measurement object (sample).

本発明は、環境からもたらされる振動を除振台や防音、遮音設備を用いて強制的に除去するという従来の発想とは逆に、周辺環境からもたらされる振動や音波に対応して天板やコラムと被測定対象が同じように振動するように、振動検出して電気的補正したり、コンピュータ上で画像振動補正したり、振動画像を除去ないし低減したりし、画像振動を低減することを目的としている。   Contrary to the conventional idea of using the vibration isolation table, sound insulation, and sound insulation equipment to forcibly remove the vibration caused by the environment, the present invention responds to the vibration and sound waves caused by the surrounding environment. It is necessary to perform vibration detection and electrical correction so that the column and the object to be measured vibrate in the same manner, to perform image vibration correction on a computer, to eliminate or reduce vibration images, and to reduce image vibration. The purpose is.

そのため、本発明は、試料から得られる画像の振動を低減する画像振動低減装置において、試料をX方向およびY方向に移動させるステージと、ステージあるいはステージに搭載した試料あるいは試料を保持するホルダに搭載する振動あるいは位置変動を検出する第1のセンサによって検出した第1の信号、あるいは検出した第1の信号と電子ビームを試料に細く絞る対物レンズの極あるいは極を保持する天板上に搭載する振動あるいは位置変動を検出する第2のセンサによって検出した信号との差分の第2の信号、をもとに画像の振動を低減する振動低減手段とを備る。   Therefore, the present invention is an image vibration reduction apparatus for reducing vibration of an image obtained from a sample, which is mounted on a stage for moving the sample in the X direction and Y direction, and on the stage or the holder for holding the sample mounted on the stage. The first signal detected by the first sensor that detects the vibration or position fluctuation or the detected first signal and the electron beam are mounted on the top plate holding the pole of the objective lens for narrowing the sample to the sample And a vibration reduction means for reducing the vibration of the image based on a second signal of the difference from the signal detected by the second sensor for detecting vibration or positional fluctuation.

この際、第1のセンサ、第2のセンサは、振動を検出する加速度センサあるいは位置変動を検出するミラーを用いたレーザ干渉計とするようにしている。   At this time, the first sensor and the second sensor are configured as a laser interferometer that uses an acceleration sensor that detects vibration or a mirror that detects positional fluctuation.

また、第1のセンサおよび第2のセンサは、必要に応じて1つあるいは複数設けるようにしている。   Also, one or more of the first sensor and the second sensor may be provided as needed.

また、第1のセンサおよび第2のセンサを試料の外側に必要に応じて複数設けて電子ビームが試料を照射する位置における振動あるいは位置変動を算出するようにしている。   In addition, a plurality of first sensors and second sensors are provided outside the sample as needed to calculate the vibration or position fluctuation at the position where the electron beam irradiates the sample.

また、振動低減手段は、検出した第1の信号あるいは差分の第2の信号をもとに、対物レンズで電子ビームを細く絞って照射しつつ平面走査した試料から放出あるいは吸収された信号を検出する検出器で検出された信号をもとに生成される画像の画素あるいは所定連続画素あるいは1ライン分の画素あるいは複数ライン分の画素を、検出した第1の信号あるいは差分の第2の信号に相当する距離だけシフトして振動を低減するようにしている。   Also, the vibration reduction means detects a signal emitted or absorbed from the sample scanned in a plane while narrowing and irradiating the electron beam with an objective lens based on the detected first signal or the second signal of the difference. A pixel of an image generated based on a signal detected by the detector, or a predetermined continuous pixel, or a pixel for one line, or a plurality of pixels for a plurality of lines into a detected first signal or a second signal of a difference The shift is made by a corresponding distance to reduce the vibration.

また、振動低減手段は、検出した第1の信号あるいは差分の第2の信号をもとに、対物レンズで電子ビームを細く絞って試料に対して照射しつつ平面走査する電子ビームを、検出した第1の信号あるいは差分の第2の信号に相当する距離だけシフトして振動を低減するようにしている。   Further, the vibration reducing means detects the electron beam to be planarly scanned while irradiating the sample with the electron beam finely narrowed by the objective lens based on the detected first signal or the second signal of the difference. The vibration is reduced by shifting by a distance corresponding to the first signal or the second signal of the difference.

また、振動低減手段は、装置を強制加振あるいは自然振動加振によって得られる第1の信号あるいは差分の第2の信号から算出した装置の周波数スペクトラム、あるいは第1の信号あるいは差分の第2の信号の振動成分を含む画像と振動成分を含まない画像との空間周波数の差、を用いて画像から振動を除去する周波数マスクを予め作成してフィルタに設定し、対物レンズで電子ビームを細く絞って照射しつつ平面走査した試料から放出あるいは吸収された信号を検出する検出器で検出された信号から生成された画像に、設定した周波数マスクを掛け、画像から振動を低減するようにしている。   Also, the vibration reduction means may include the frequency spectrum of the device calculated from the first signal obtained by forced excitation or natural vibration excitation of the device or the second signal of the difference, or the second signal of the first signal or the difference The difference in spatial frequency between the image containing the vibration component of the signal and the image not containing the vibration component is used to create in advance a frequency mask to remove the vibration from the image, set it as a filter, and narrow the electron beam with the objective lens A set frequency mask is applied to an image generated from a signal detected by a detector that detects a signal emitted or absorbed from a sample scanned in a plane while being illuminated, and vibration is reduced from the image.

本発明は、(1)nmオーダーの画像振動が低減できるため、電子ビームがサブnmに絞れていれば、サブnmオーダー分解能の電子顕微鏡を実現できる。   According to the present invention, (1) image vibration on the order of nm can be reduced, so if the electron beam is narrowed to sub-nm, an electron microscope having sub-nm resolution can be realized.

(2)従来のような大掛かりな除振台や防音、遮音装置を採用しなくても画像上の振動が除去できる。   (2) The vibration on the image can be removed without adopting the conventional large-scale isolation table, sound insulation, and sound insulation device.

(3)画像振動を除去する装置全体がシンプルになり小型化できるのでコストダウンが出来る。   (3) Since the entire apparatus for removing image vibration is simplified and miniaturized, cost can be reduced.

(4)振動減衰率をコンピュータ上で自由に設定できる。   (4) The vibration damping rate can be freely set on the computer.

(5)外部振動による画像の揺れのみならず、電子ビーム装置自身が発生する振動(真空排気装置などの機械的駆動部分の振動など)による画像の揺れも除去できる。   (5) It is possible to remove not only the shaking of the image due to the external vibration, but also the shaking of the image due to the vibration generated by the electron beam device itself (such as the vibration of a mechanical drive part such as a vacuum evacuation device).

本発明は、周辺環境からもたらされる振動や音波に対応して天板やコラムと被測定対象が全く同じように振動するように電気的制御を行う。さらにはコンピュータ上で同等の画像処理を行ったり、振動画像を除去あるいは低減したりし、画像振動を簡単な構成で低減することを実現した。   According to the present invention, electrical control is performed such that the top plate or column and the object to be measured vibrate in the same manner in response to the vibration or sound wave generated from the surrounding environment. Furthermore, equivalent image processing was performed on a computer, vibration images were removed or reduced, and image vibrations were reduced with a simple configuration.

図1は、本発明の1実施例構成図を示す。   FIG. 1 shows a block diagram of one embodiment of the present invention.

図1において、電子ビームコラム1は、電子ビーム2を発生する鏡筒であって、図示外の電子ビーム2を発生する電子銃、電子銃で発生された電子ビーム2を集束する集束レンズ、集束レンズで集束した電子ビーム2を細く絞ってフォトマスク(試料)9に照射しつつ図示外の2段偏向器でXY走査させる対物レンズ4、およびフォトマスク9で発生した2次電子を検出する検出器などから構成される公知のものである。典型的な電子ビームコラム1は直径が10cm程度、長さが数十センチ程度である。   In FIG. 1, an electron beam column 1 is a lens barrel that generates an electron beam 2 and includes an electron gun that generates an electron beam 2 not shown, a focusing lens that focuses the electron beam 2 generated by the electron gun, and focusing Detection of secondary electrons generated by the objective lens 4 and the photomask 9 which are scanned by a two-stage deflector (not shown) while narrowing down the electron beam 2 focused by the lens and irradiating the photomask (sample) 9 It is a well-known thing comprised from a container. A typical electron beam column 1 has a diameter of about 10 cm and a length of several tens of centimeters.

振動モード解析上では、電子ビームコラム1の色々な屈曲運動が算出されるが、剛性が非常に大きい、あるいは電子レンズの特性によって画像上には100分の1以下に縮小投影されるため電子ビームコラム1自身の屈曲振動が画像揺れに与える影響は無視できるほど小さく、電子ビームコラム1の振動は、事実上電子ビームコラム1が設置されている天板の振動とほぼ同じと見なせることが判明している。   Although various bending movements of the electron beam column 1 are calculated on the vibration mode analysis, the electron beam is projected to be reduced to 1/100 or less on the image due to the extremely large rigidity or the characteristics of the electron lens. It was found that the influence of the bending vibration of the column 1 itself on the image fluctuation is negligible, and that the vibration of the electron beam column 1 can be regarded as virtually the same as the vibration of the top plate on which the electron beam column 1 is installed. ing.

電子ビーム2は、電子ビームコラム1を構成する図示外の電子銃で発生された電子ビームである。   The electron beam 2 is an electron beam generated by an electron gun (not shown) constituting the electron beam column 1.

対物レンズ3は、電子ビームコラム1を構成するものであって、電子ビーム2を細く絞ってフォトマスク(試料)9に照射するものである。照射された細く絞られた電子ビーム2は図示外の2段偏向器でXY走査される。   The objective lens 3 constitutes the electron beam column 1 and narrows the electron beam 2 so as to irradiate the photomask (sample) 9. The irradiated narrowed electron beam 2 is XY scanned by a two-stage deflector (not shown).

真空チャンバー4は、真空に図示外の真空排気系で排気される容器であって、底板、天板を有する真空容器であり、図示のように、XYステージ6、マスクパレット7、フォトマスク9などを真空中に収納する容器である。真空チャンバー4の上部の天板には電子ビーム2を照射するための電子ビームコラム1が配置されている。真空チャンバー4は純鉄など磁気シールド効果がある材料で出来ており、その厚みは大凡3cm、天板の厚みは6cm程度ある。   The vacuum chamber 4 is a container evacuated to a vacuum by a vacuum evacuation system (not shown), and is a vacuum vessel having a bottom plate and a top plate, and as shown, the XY stage 6, the mask pallet 7, the photomask 9 and the like. In a vacuum. An electron beam column 1 for irradiating the electron beam 2 is disposed on a top plate at the top of the vacuum chamber 4. The vacuum chamber 4 is made of a material having a magnetic shield effect such as pure iron, and its thickness is approximately 3 cm, and the thickness of the top plate is about 6 cm.

XYステージ6は、底板上に固定され、上部に搭載されたマスクパレット7、フォトマスク9などをXY方向に精密に移動させるものである。XY方向の移動は、図示外のレーザー干渉計によりリアルタイムにX、Y方向の位置を測定しつつ所望の位置(指定された位置)に移動制御する。   The XY stage 6 is fixed on the bottom plate, and precisely moves the mask pallet 7 mounted on the top, the photomask 9 and the like in the XY direction. The movement in the XY directions is controlled to move to a desired position (designated position) while measuring the positions in the X and Y directions in real time by a laser interferometer (not shown).

マスクパレット7は、フォトマスク9を保持するものであって、アルミなどの金属や低熱膨張セラミックなどで出来ており、電子ビーム2が近傍を通過するため、非磁性材料が使用されている。   The mask pallet 7, which holds the photomask 9, is made of metal such as aluminum or low thermal expansion ceramic, and non-magnetic material is used because the electron beam 2 passes in the vicinity.

天板は、真空チャンバー(試料室)4の上側の頑丈な天板であって、対物レンズ3と剛性接続(固定)されたものである。通常は、磁気シールドを行うために、純鉄などが利用される。   The top plate is a strong top plate on the upper side of the vacuum chamber (sample chamber) 4 and is rigidly connected (fixed) to the objective lens 3. Usually, pure iron or the like is used to perform magnetic shielding.

底板は、真空チャンバー(試料室)4の下側の頑丈な底板である。   The bottom plate is a strong bottom plate under the vacuum chamber (sample chamber) 4.

次に、構成および動作を説明する。   Next, the configuration and operation will be described.

(1)フォトマスク9を装着したマスクパレット7を、図示外の試料交換ロボットにより図示の位置に搬送して固定する。   (1) The mask pallet 7 on which the photomask 9 is mounted is transported and fixed to the illustrated position by a sample exchange robot not shown.

(2)XYステージ6を図示外のレーザー干渉計でリアルタイムに計測しつつ移動制御し、指定された位置に対物レンズ3により細く絞られてXY走査される電子ビーム2が照射される位置に移動させる。これにより、フォトマスク9上の所望の場所(測長場所)に、電子ビーム2がXY走査する位置に対応づけられたこととなる。   (2) Move and control the XY stage 6 while measuring it in real time with a laser interferometer (not shown), move it to the position where the electron beam 2 which is narrowed by the objective lens 3 and XY scanned at the designated position is irradiated Let As a result, the electron beam 2 is made to correspond to a position where the electron beam 2 scans in the desired position (measurement position) on the photomask 9.

(3)次に、電子ビーム2を対物レンズ3で細く絞った状態でXY走査し、そのときに放出された2次電子を図示外の検出器で検出・増幅し、画像を記録する。この際、同期してセンサ(2)8、(3)8によってフォトマスク9の振動検出して記録すると共にセンサ(1)5によって対物レンズ3(あるいは天板)の振動検出して記録する。   (3) Next, XY scanning is performed in a state where the electron beam 2 is finely narrowed by the objective lens 3, secondary electrons emitted at that time are detected and amplified by a detector not shown, and an image is recorded. At this time, the vibration of the photomask 9 is detected and recorded by the sensors (2) 8 and (3) 8 in synchronization, and the vibration of the objective lens 3 (or the top) is detected and recorded by the sensor (1) 5.

(4)ここでは、振動測定あるいは位置測定を行うためにセンサ5,8として加速度センサを利用する。加速度センサは、フォトマスク8の側と、電子ビームコラム1の側(対物レンズ3の磁極あるいはその近傍)にそれぞれ配置する。   (4) Here, an acceleration sensor is used as the sensors 5 and 8 to perform vibration measurement or position measurement. The acceleration sensors are disposed on the side of the photomask 8 and the side of the electron beam column 1 (the magnetic pole of the objective lens 3 or in the vicinity thereof).

(5)(3)で記録したフォトマスク9の振動信号(第1の信号)、あるいは該振動信号と対物レンズ3(あるいは天板)の振動信号との差分の振動信号(第2の信号)を算出し、(3)で記録したフォトマスク9の画像について、第1の信号あるいは第2の信号をもとに画素あるいは所定連続画素あるいは1ライン画素あるいは複数ライン画素を当該第1の信号あるいは第2の信号に相当する距離だけシフト(X方向およびY方向の両者にシフト)し、画像振動を補正して画像の揺れを低減する。これにより、たとえフォトマスク9が振動(例えば電源周波数の2倍の110Hz,100Hzで振動)しても当該フォトマスク9の振動を直接検出して該振動分に相当する距離だけ画像中の該当する画素あるいは連続画素あるいは1ライン分の画素あるいは複数ライン分の画素をシフトし、当該画像の振動を低減することができる。   (5) The vibration signal (first signal) of the photomask 9 recorded in (3), or the vibration signal (second signal) of the difference between the vibration signal and the vibration signal of the objective lens 3 (or the top plate) In the image of the photomask 9 recorded in (3), pixels or predetermined continuous pixels or one-line pixels or plural-line pixels are calculated based on the first signal or the second signal. The image signal is shifted by a distance corresponding to the second signal (shifted in both the X direction and the Y direction) to correct the image vibration and reduce the image vibration. Thereby, even if the photomask 9 vibrates (for example, vibrates at 110 Hz and 100 Hz, which is twice the power supply frequency), the vibration of the photomask 9 is directly detected, and the image corresponds by the distance corresponding to the vibration. The vibration of the image can be reduced by shifting pixels or continuous pixels or pixels for one line or pixels for a plurality of lines.

(6)尚、画像信号を取得しつつ、かつ第1の信号あるいは第2の信号をリアルタイムに検出して第1の信号あるいは第2の信号を算出し、画像信号中の該当画素の部分をシフト(X方向およびY方向にシフト)して振動を除去するようにしてもよい。ここでは、画像信号中の該当画素の部分をシフトしたが、これに限らず、電子ビームを該当画素の部分でシフトして振動を低減するようにしてもよい(図13など参照)。   (6) Incidentally, while acquiring the image signal, the first signal or the second signal is detected in real time to calculate the first signal or the second signal, and a portion of the corresponding pixel in the image signal is obtained. The vibration may be eliminated by shifting (shifting in the X direction and Y direction). Here, the portion of the corresponding pixel in the image signal is shifted, but the present invention is not limited to this, and the electron beam may be shifted at the portion of the corresponding pixel to reduce the vibration (see FIG. 13 etc.).

次に、図2の説明図をもとに図1の構成の動作を詳細に説明する。   Next, the operation of the configuration of FIG. 1 will be described in detail based on the explanatory diagram of FIG.

図2は、本発明の動作説明図(画像振動低減)を示す。ここでは、図1で、マスクパレット7に加速度センサ8を搭載してフォトマスク9の振動を検出(更に加速度センサ5を搭載して対物レンズ3の極などの振動を検出)し、その検出値(あるいは差分の検出値)を用いて、画像の振動の除去について説明する。   FIG. 2 shows an operation explanatory diagram (image vibration reduction) of the present invention. Here, in FIG. 1, the acceleration sensor 8 is mounted on the mask pallet 7 and the vibration of the photomask 9 is detected (and the acceleration sensor 5 is mounted to detect the vibration of the pole of the objective lens 3). The removal of the vibration of the image will be described using (or the detection value of the difference).

加速度センサ8は、例えば、現在では、MEMS技術の発展により、重さが1gよりも小さく、1cmよりも小さい高精度高感度半導体加速度センサが入手できる。一般に入手可能な半導体センサは100μg以下の加速度を検出することが可能である。開発レベルでは1μgが測定できるものもある。このような高感度センサを利用すると、共振によるフォトマスク9の揺れなどを検出することが可能で、X方向、Y方向に成分に分離された信号を2重積分することでマスクのXY変位量を知ることが出来る。   For example, with the development of MEMS technology, the acceleration sensor 8 can now obtain a high-precision high-sensitivity semiconductor acceleration sensor whose weight is less than 1 g and less than 1 cm. Generally available semiconductor sensors can detect accelerations of 100 μg or less. At the development level, some products can measure 1 μg. By using such a high sensitivity sensor, it is possible to detect shaking of the photomask 9 due to resonance, etc., and XY integration of the mask is performed by double integration of the signals separated into components in the X and Y directions. You can know

加速度センサが1軸の場合は、マスクパレット7に複数置くことで、その差分計測からX,Y,X-rot, Y-rotを独立に知ることが出来る。多軸センサ(X,Y,X-rot,Y-rot一体型等)を使用する場合は、マスクパレット7に1つセンサを配置することでX、Y軸変位量を抽出するために必要な振動情報を検出できる。   When the acceleration sensor has one axis, multiple X, Y, X-rot, and Y-rot can be known from the difference measurement by placing a plurality on the mask pallet 7. When using multi-axis sensors (X, Y, X-rot, Y-rot integrated type, etc.), arranging one sensor on the mask pallet 7 is necessary to extract the X and Y axis displacements Vibration information can be detected.

図2において、S1は、同期信号を発生する。これは、図1の対物レンズ4側のセンサ(1)5、フォトマスク9側のセンサ(2)8に供給する同期信号、および画像を取得する同期信号を発生する。   In FIG. 2, S1 generates a synchronization signal. This generates a synchronization signal to be supplied to the sensor (1) 5 on the objective lens 4 side of FIG. 1 and the sensor (2) 8 on the photomask 9 side, and a synchronization signal to acquire an image.

S2からS5は、振動センサ(X1)、(X2)、(Y1)、(Y2)が同期信号に同期してフォトマスク9の側および対物レンズ3の側の振動を検出する。ここで、振動センサ(X1)、(Y1)は対物レンズ4の側の振動を検出し、振動センサ(X2)、(Y2)はフォトマスク8の側の振動を検出する。   In S2 to S5, the vibration sensors (X1), (X2), (Y1) and (Y2) synchronize with the synchronization signal to detect the vibration on the photomask 9 side and the objective lens 3 side. Here, the vibration sensors (X1) and (Y1) detect the vibration on the side of the objective lens 4, and the vibration sensors (X2) and (Y2) detect the vibration on the side of the photomask 8.

S6は、XY位置差を計算する。これは、フォトマスク9側の振動センサ(X2)、(Y2)で検出した振動信号と、対物レンズ4側の振動センサ(X1)、(Y1)で検出した振動信号との差分の位置差を計算する。   S6 calculates the XY position difference. This is the difference in position between the vibration signal detected by the vibration sensor (X2) and (Y2) on the photomask 9 side and the vibration signal detected by the vibration sensor (X1) and (Y1) on the objective lens 4 side. calculate.

S7は、倍率調整する。これは、S6で計算した位置差が、現在取得した画像上の倍率に対応する距離となるように当該倍率に応じた調整を行う。   S7 adjusts magnification. The adjustment according to the magnification is performed such that the position difference calculated in S6 becomes a distance corresponding to the magnification on the currently acquired image.

S8は、同期信号に同期して画像を取得する。これは、対物レンズ4で細く絞った電子ビーム2をフォトマスク9に照射しつつX方向およびY方向に平面走査し、その時に放出された2次電子を検出器で検出・増幅し、画像を取得する。   S8 acquires an image in synchronization with the synchronization signal. In this process, the electron beam 2 finely narrowed by the objective lens 4 is irradiated on the photomask 9 in a plane to scan in the X and Y directions, and the secondary electrons emitted at that time are detected and amplified by the detector. get.

S9は、画像ピクセル逓倍する。これは、S8で取得した画像について、画像振動に相当する分だけシフトするために、画素数をメモリ上で逓倍(例えば10倍)する。   S9 performs image pixel multiplication. This is performed by multiplying the number of pixels on the memory (for example, 10 times) in order to shift the image acquired in S8 by an amount corresponding to the image vibration.

S10は、取得画像を位置シフトし、重ね合わせる。これは、S9で画像逓倍した画像上で、S7で倍率調整した後の画像振動に相当する位置差だけ、該当画素、該当連続画素、該当1ライン分の画素、あるいは該当複数ライン分の画素をシフト(X方向およびY方向にシフト)し、画像振動を除去する。即ち、振動センサ(X1)、(X2)、(Y1)、(Y2)で算出した画像振動の位置差に相当する部分の画像上の画素(1画素、連続画素、1ライン分の画素あるいは複数ライン分の画素)を、当該位置差に相当する方向(X方向およびY方向)にシフトし、重ね合わせ、画像振動(フォトマスク9の振動)を低減することが可能となる。重ね合わせ後に、画素数を元の画像と同じに戻す。   S10 shifts the position of the acquired image and superimposes it. This corresponds to the corresponding pixel, the corresponding continuous pixel, the pixel for one line, or the pixel for a plurality of lines corresponding to the position difference corresponding to the image vibration after the magnification adjustment in S7 on the image multiplied in S9. Shift (shift in X and Y directions) to eliminate image oscillations. That is, pixels (one pixel, continuous pixels, pixels for one line, or a plurality of lines corresponding to the position difference of the image vibration calculated by the vibration sensors (X1), (X2), (Y1), (Y2) It is possible to shift pixels in a line portion in the direction (X direction and Y direction) corresponding to the positional difference, to superimpose them, and to reduce image vibration (vibration of the photomask 9). After superposition, the number of pixels is restored to the same as the original image.

S11は、振動低減画像を出力する。   S11 outputs a vibration reduced image.

以上によって、図1のセンサ(X2)、(Y2)8で検出したフォトマスク9の振動と、センサ(X1)、(Y1)5で検出した対物レンズ3の振動との差分(XY位置差)をもとに、同期して取得した画像中の該当画素(あるいは該当連続画素、該当1ライン分の画素、該当複数ライン分の画素)を位置シフトして画像振動を低減することが可能となる。尚、差分の代わりに、フォトマスク9の振動のみで画像振動の低減を行ってもよい。   By the above, the difference (XY position difference) between the vibration of the photo mask 9 detected by the sensors (X2) and (Y2) 8 in FIG. 1 and the vibration of the objective lens 3 detected by the sensors (X1) and (Y1) 5 On the basis of the above, it is possible to shift the position of the corresponding pixel (or the corresponding continuous pixel, the pixel for one line, the pixel for a plurality of lines) in the synchronously acquired image to reduce the image vibration. . Note that instead of the difference, the image vibration may be reduced only by the vibration of the photomask 9.

(1)尚、本実施例では、信号を同時刻に取得するための同期信号(S1)がある。その同期信号に同期して振動センサの信号および画像信号が取得される。これにより、画像が取得された時の位置あるいは振動が既知の状態となる。   (1) In the present embodiment, there is a synchronization signal (S1) for acquiring signals at the same time. The signal and image signal of the vibration sensor are acquired in synchronization with the synchronization signal. As a result, the position or vibration when the image is acquired is in a known state.

(2)この情報を用いることで、振動が無いときの対物レンズ3の位置と測定対象のフォトマスク9の位置との関係からのずれを算出し、元の位置に戻すための補正を行うことできる。センサの出力と実際の画像揺れ量の間に比例関係が存在するので、適当な倍率補正を行って、センサの出力値を画像上の揺れ量に対応させる(S7)。   (2) Using this information, calculate the deviation from the relationship between the position of the objective lens 3 when there is no vibration and the position of the photomask 9 to be measured, and perform correction to return to the original position it can. Since there is a proportional relationship between the sensor output and the actual image shake amount, appropriate magnification correction is performed to make the sensor output value correspond to the shake amount on the image (S7).

(3)デジタル画像は、最少単位が1ピクセルなので、そのままでは、サブピクセル振動を表現できない。そこで、画像を重ね合わせる前に、ピクセルを必要なだけ逓倍してサブピクセルが表現できるようにしたうえで(S9)、振動量を加味して重ね合わせる(S10)。重ね合わせた後に、元のピクセル数に戻すように圧縮処理を行うことで、振動の無い画像を得ることが出来る(S11)。   (3) A digital image can not express sub-pixel oscillation as it is because the minimum unit is one pixel. Therefore, before superimposing images, pixels are multiplied as necessary to make it possible to express sub-pixels (S9), and then superimposing in consideration of the amount of vibration (S10). By performing compression processing so as to restore the original number of pixels after superposition, it is possible to obtain an image without vibration (S11).

図3は、本発明の説明図(その1)を示す。   FIG. 3 shows an explanatory view (part 1) of the present invention.

図3の(a)はフローチャートを示し、図3の(b)は補正前と補正後の画像を模式的に示す。   (A) of FIG. 3 shows a flowchart, and (b) of FIG. 3 schematically shows images before and after correction.

図3の(a)において、S21は、マスク、対物レンズ(天板)の振動を同時測定、およびSEM画像を同時取得する。これは、図1、図2で、センサ(2)8でフォトマスク9、センサ(1)5で対物レンズ(天板)3の振動を同時測定、および対物レンズ3で細く絞った電子ビーム2をフォトマスク3に照射しつつ平面走査したときに放出された2次電子を図示外の検出器で検出して画像を同時取得する。   In (a) of FIG. 3, S <b> 21 simultaneously measures the vibration of the mask and the objective lens (top plate), and simultaneously acquires an SEM image. This is because the vibration of the objective lens (top plate) 3 is simultaneously measured by the sensor (2) 8 and the sensor (1) 5 by the sensor (2) 8 in FIG. 1 and FIG. Is irradiated onto the photomask 3 and the secondary electrons emitted when the plane scan is performed are detected by a detector (not shown) to obtain an image simultaneously.

S22は、加速度センサの信号を積分して位置の差を計算する。これは、S21で取得したフォトマスク9に固定したセンサ(2)8の振動信号および対物レンズ(天板)3に固定したセンサ(1)5の振動信号を、二重積分して位置の差をそれぞれ計算する。例えば、ある時間にフォトマスク9のセンサ(2)8および対物レンズ(天板)3のセンサ(1)5を二重積分した後の位置がそれぞれa,bである場合、差分はa−bと評価する。これはある瞬間にフォトマスク9と対物レンズ(天板)3とが振動でa−bだけ位置がずれていることを意味している。この際、画像情報の取り込む速度は、位置測定の誤差が生じない程度に高速に行う。   S22 integrates the signal of the acceleration sensor to calculate the difference in position. This is a difference between the positions of the vibration signal of the sensor (2) 8 fixed to the photomask 9 acquired in S21 and the vibration signal of the sensor (1) 5 fixed to the objective lens (top plate) 3 by double integration. Calculate each For example, if the positions after double integration of the sensor (2) 8 of the photomask 9 and the sensor (1) 5 of the objective lens (top) 3 at a certain time are respectively a and b, the difference is ab Evaluate. This means that at a certain moment, the photomask 9 and the objective lens (top plate) 3 are displaced by a-b due to vibration. At this time, the speed at which the image information is taken in is high enough not to cause an error in position measurement.

S23は、倍率調整する。これは、S22で計算した位置差信号について、S21で取得した画像の倍率に対応した距離に調整する。   In step S23, the magnification is adjusted. This adjusts the position difference signal calculated in S22 to a distance corresponding to the magnification of the image acquired in S21.

S24は、差分が0になるようにSEM画像位置を移動する。これは、S21で取得した画像について画素数を逓倍した後、S23で倍率調整後の位置差信号をもとに、該当部分の画素(1画素、複数画素、1ライン分の画素、あるいは複数ライン分の画素)を移動(X方向およびY方向にシフト)し、画像振動を除去する。   S24 moves the SEM image position so that the difference is zero. This is performed by multiplying the number of pixels of the image acquired in S21, and then based on the positional difference signal after magnification adjustment in S23, pixels (one pixel, plural pixels, pixels for one line, or plural lines) of the corresponding portion Move pixels (shift in X and Y directions) to remove image vibration.

S25は、前のSEM画像に重ね合わせる。これは、S24で該当画素の画像振動を除去した後、これを前のSEM画像に重ね合わせる。   S25 overlays the previous SEM image. After removing the image vibration of the corresponding pixel in S24, this is superimposed on the previous SEM image.

ここで、画像取得するための電子ビーム走査方向は必ずしも、振動方向とは一致しないので、得られた位置情報を画像上のX、Y軸に平行な成分に計算して分離出力する。取得した画像(ここでは1ライン)を必要なだけ逓倍してピクセル数を増やす(例えば元画像が512ピクセルであれば、1024あるいは2048ピクセル等に直線近似、バイリニア、バイキュービック、ニアレストネイバーなどの近似補間関数を用いて変換)。そして、センサから得られたX、Y軸に沿った画像ずれ量を加味して、前の画像に加算する。これを必要回数繰り返し、1つの画像フレームを完成させる。   Here, since the electron beam scanning direction for acquiring an image does not necessarily coincide with the vibration direction, the obtained positional information is calculated into components parallel to the X and Y axes on the image, and is separated and output. Acquired images (1 line in this case) are multiplied as necessary to increase the number of pixels (for example, if the original image is 512 pixels, straight line approximation such as 1024 or 2048 pixels, bilinear, bicubic, nearest neighbor, etc. Convert using approximate interpolation function). Then, the image shift amount along the X and Y axes obtained from the sensor is added and added to the previous image. This is repeated as many times as necessary to complete one image frame.

S26は、画像取得が完了か判別する。YESの場合には、S27に進む。NOの場合には、S21以降を繰り返す。   In step S26, it is determined whether image acquisition has been completed. In the case of YES, the process proceeds to S27. In the case of NO, S21 and subsequent steps are repeated.

S27は、SEM画像を出力する。これは、S26のYESで画像が全て取得完了したと判明したので、必要に応じて画素数をもとの画像の画素数に戻し、SEM画像を出力する。   S27 outputs a SEM image. Since it is determined that the acquisition of all the images is completed in the YES in S26, the number of pixels is returned to the number of pixels of the original image as needed, and the SEM image is output.

以上のようにS21からS27を実行することにより、位置の差が0となるようにSEM画像を移動し、最後にピクセル圧縮を行って、元の画像サイズに戻し、振動補正後のSEM画像を出力することが可能となる。   As described above, by executing S21 to S27, the SEM image is moved so that the difference in position is 0, and finally pixel compression is performed to restore the original image size, and the SEM image after vibration correction is It becomes possible to output.

図3の(b)は、図3の(a)の模式説明図を示す。左側が補正前、右側が補正後を示す。   (B) of FIG. 3 shows a schematic explanatory view of (a) of FIG. The left side shows before correction, and the right side shows after correction.

図3の(b−1)は補正前の画像が右側にシフト(振動でシフト)した例を模式的に示す。図4の(b−2)は補正後の画像の例を模式的に示す。この(b−2)は、(b−1)の補正前はbだけ右シフトしたと判明したので(S22の位置の差)、その位置の差のbだけ左側に補正して差を0にした状態(ろうそくが中央の位置)に戻す補正したものである。   (B-1) of FIG. 3 schematically shows an example in which the image before correction is shifted to the right (shifted by vibration). (B-2) of FIG. 4 schematically shows an example of the image after correction. Since this (b-2) was found to be shifted to the right by b before the correction of (b-1) (difference in the position of S22), the difference is corrected to 0 by correcting the position difference b to the left Corrected (the candle is in the middle position).

同様に、図3の(b−3)は補正前の画像が左にシフト(振動でシフト)した例を模式的に示す。図3の(b−4)は補正後の画像の例を模式的に示す。この(b−4)は、(b−3)の補正前はbだけ左シフトしたと判明したので(S22の差)、その差のbだけ右側に補正して差を0にした状態(ろうそくが中央の位置)に戻す補正したものである。   Similarly, (b-3) in FIG. 3 schematically shows an example in which the image before correction is shifted to the left (shifted by vibration). (B-4) of FIG. 3 schematically shows an example of the image after correction. This (b-4) was found to be shifted left by b before the correction of (b-3) (difference in S22), so the difference was corrected to the right by b and the difference was 0 (candles Is corrected to the center position).

図3の(b−5)は補正前の振動による位置の差を左にb,右にbだけずれた画像を重ねたものであって、図示のように「ぼけ有」となる。   (B-5) in FIG. 3 is an image in which the position difference due to the vibration before correction is shifted to the left by b and to the right by b, and as shown in FIG.

図3の(b−6)は補正後の振動による位置の差をそれぞれ補正した後の画像を重ねたものであって、図示のように「ぼけ無」となる。   (B-6) in FIG. 3 is an image obtained by superimposing the images after correcting the difference in position due to the vibration after correction, and as shown in FIG.

尚、bの位置の補正は、取得画像の1ライン毎(あるいは1ライン内で位置が所定範囲よりも大きく変動している場合には1画素毎あるいは位置変動が閾値範囲内の所定画素毎)に行う。   The correction of the position of b is performed for each line of the acquired image (or for each pixel if the position fluctuates more than a predetermined range within one line, or for each predetermined pixel within a threshold range of position fluctuation). To do.

尚2、bの位置の補正は、図3の(b)では説明を簡単にするために、左右方向(X方向)のみ行ったが、実際の位置の補正は更に上下方向(Y方向)にも同様にして行う。   Although the correction of the positions 2 and b was performed only in the left and right direction (X direction) in FIG. 3B in order to simplify the explanation, the correction of the actual position is further performed in the vertical direction (Y direction) Do the same way.

図4は、本発明の動作説明フローチャート(その1)を示す。   FIG. 4 is a flowchart for explaining the operation of the present invention (part 1).

図4において、S31は、画素を逓倍する。これは、例えば既述した図3の(a)のS21でフォトマスク9の画像を取得し、当該取得した画像の画素数を逓倍(例えば10倍などに逓倍)し、元画像の1画素以下のシフト補正が可能な状態にする。   In FIG. 4, S31 multiplies the pixel. For example, the image of the photomask 9 is acquired in S21 of FIG. 3A described above, for example, the number of pixels of the acquired image is multiplied (for example, multiplied by 10), and one or less pixels of the original image To enable the shift correction of

S32は、位置の差分を単位ごとにまとめてシフトする。これは、既述した図3の(a)のS22で計算したフォトマスク9の位置と、対物レンズ(天板)3との位置の差(差分)が同じ画素をまとめてシフトする。   S32 shifts the position differences together in units of units. This is because pixels having the same position difference (difference) between the position of the photomask 9 calculated in S22 of FIG. 3A described above and the objective lens (top plate) 3 are collectively shifted.

S33は、抜け部分にスムージング処理を行う。これは、S32でフォトマスク9と対物レンズ(天板)3との位置の差に相当する分だけ、画像中の該当画素をシフトしたため、元の位置に画素がなくなって抜け部分が存在するので、当該抜け部分についてスムージング処理(例えばガウシャン、メディアンブロックノイズ除去など)を行い、抜け部分の画素を補間する。   S33 performs a smoothing process on the missing part. This is because the corresponding pixel in the image is shifted by an amount corresponding to the difference in position between the photomask 9 and the objective lens (top plate) 3 in S32, and there are missing portions at the original position. The smoothing process (for example, Gaussian, median block noise removal, etc.) is performed on the missing part, and the pixels of the missing part are interpolated.

以上によって、取得画像中のフォトマスク9と対物レンズ(天板)3との位置の差がある該当画素についてシフト補正およびスムージング処理を行い、画像振動を低減することが可能となる。   As described above, shift correction and smoothing processing can be performed on a corresponding pixel having a difference in position between the photomask 9 and the objective lens (top plate) 3 in the acquired image to reduce image vibration.

図5は、本発明の説明図(その2)を示す。これは、既述した図1、図2のセンサ(1)5、センサ(2)8で検出した加速度α1、α2、およびこれら加速度α1、α2を2重積分して算出した位置(X1、Y1)、(X2、Y2)とその位置の差分(X1、Y1)−(X2、Y2)を示す。   FIG. 5 shows an explanatory diagram (part 2) of the present invention. This is the position (X1, Y1) calculated by double integrating the accelerations α1 and α2 detected by the sensor (1) 5 and the sensor (2) 8 in FIGS. 1 and 2 described above and the accelerations α1 and α2 And (X2, Y2) and the difference (X1, Y1)-(X2, Y2) of the position.

以上のように、
(1)図1の対物レンズ3側のセンサ(1)5とフォトマスク9側のセンサ(2)8でそれぞれ加速度α1、α2を検出してテーブルに設定する。
As above,
(1) The accelerations α1 and α2 are respectively detected by the sensor (1) 5 on the objective lens 3 side of FIG. 1 and the sensor (2) 8 on the photomask 9 side and set in the table.

(2)(1)でテーブルに設定した加速度α1、α2をそれぞれ二重積分して位置(X1、Y1)、(X2、Y2)をそれぞれ算出し、テーブルに設定する。   (2) The accelerations α1 and α2 set in the table in (1) are double integrated to calculate the positions (X1, Y1) and (X2, Y2), respectively, and set in the table.

(3)(2)でテーブルに設定した位置(X1、Y1)、(X2,Y2)の差分を算出してテーブルに設定し、画像の振動を検出することが可能となる。   (3) The difference between the positions (X1, Y1) and (X2, Y2) set in the table in (2) can be calculated and set in the table to detect the vibration of the image.

(4)(3)で設定した位置の差分(X1、Y1)−(X2、Y2)だけ、同期して取得した画像(SEM画像)をシフト補正することにより、取得画像から画像振動を低減することが可能となる。尚、フォトマスク9側のセンサ(2)8のみを用い、取得画像から画像振動を低減してもよい。   (4) Reduce the image vibration from the acquired image by performing shift correction on the image (SEM image) acquired in synchronization by the difference (X1, Y1)-(X2, Y2) of the position set in (3) It becomes possible. The image vibration may be reduced from the acquired image using only the sensor (2) 8 on the photomask 9 side.

図6および図7は、図1のフォトマスク9の周辺に2つのセンサを固定して電子ビーム2の照射位置における振動を算出する説明図およびそのフローチャートを示す。以下詳細に説明する。   FIG. 6 and FIG. 7 show an explanatory view and a flowchart of fixing the two sensors around the photomask 9 of FIG. 1 to calculate the vibration at the irradiation position of the electron beam 2. Details will be described below.

図6は、本発明の説明図(その3)を示す。   FIG. 6 is an explanatory view (3) of the present invention.

図6において、センサ(11)、センサ(12)は、図1のフォトマスク9の周辺に固定した例えば図示のセンサ(2)8、センサ(3)8に対応する。   In FIG. 6, a sensor (11) and a sensor (12) correspond to, for example, the illustrated sensor (2) 8 and sensor (3) 8 fixed around the photomask 9 of FIG.

位置(X11、Y11)、位置(X12、Y12)は、センサ(11)(例えば図1のセンサ(2)8)、センサ(12)(例えば図1のセンサ(3)8)によって検出したフォトマスク9の加速度を二重積分して算出したそれぞれの位置(振動位置)である。   The position (X11, Y11) and the position (X12, Y12) are photos detected by the sensor (11) (for example, the sensor (2) 8 in FIG. 1) and the sensor (12) (for example, the sensor (3) 8 in FIG. It is each position (vibration position) calculated by double integration of the acceleration of the mask 9.

電子ビーム照射位置(X1、Y1)は、センサ(11)、センサ(12)によって検出した加速度を二重積分したそれぞれの位置(X11、Y11)、位置(X12、Y12)について、電子ビーム照射位置における振動の位置を示す。   The electron beam irradiation position (X1, Y1) is the electron beam irradiation position for each position (X11, Y11) and position (X12, Y12) obtained by double integrating the acceleration detected by the sensor (11) and the sensor (12). Indicates the position of vibration in

ここで、X1=(L1(X11)+L2(X12))/(L1+L2)・・・(式1)
Y1=(L1(Y11)+L2(Y12))/(L1+L2)・・・(式2)
L1はセンサ(12)から電子ビーム照射位置までの距離、L2はセンサ(11)から電子ビーム照射位置までの距離を表す。
Here, X1 = (L1 (X11) + L2 (X12)) / (L1 + L2) (Equation 1)
Y1 = (L1 (Y11) + L2 (Y12)) / (L1 + L2) (Equation 2)
L1 represents the distance from the sensor (12) to the electron beam irradiation position, and L2 represents the distance from the sensor (11) to the electron beam irradiation position.

図7は、本発明の動作説明フローチャート(その2)を示す。   FIG. 7 shows a flowchart (part 2) for explaining the operation of the present invention.

図7において、S41は、センサ(11)、(12)の位置を算出する。これは、上述したように、センサ(11)、(12)として例えば図1のセンサ(2)8、センサ(3)8のように固定した場合、これら2つのセンサ(11)、(12)で加速度を検出して二重積分して位置(X11、Y11)、(X12、Y12)をそれぞれ算出する。   In FIG. 7, S41 calculates the positions of the sensors (11) and (12). This is because, as described above, when the sensors (11) and (12) are fixed as, for example, the sensor (2) 8 and the sensor (3) 8 in FIG. 1, these two sensors (11) and (12) The acceleration is detected and double integrated to calculate the positions (X11, Y11) and (X12, Y12), respectively.

S42は、電子ビーム照射位置における振動の位置を算出する。これは、S41で固定した2つのセンサ(11)、(12)で検出した加速度を2重積分して算出したそれぞれの位置(X11、Y11)、(X12、Y12)について、電子ビーム照射位置における振動の位置(X1、Y1)を上述した(式1)、(式2)で、右側に記載したように算出する。   S42 calculates the position of the vibration at the electron beam irradiation position. This is for the respective positions (X11, Y11), (X12, Y12) calculated at double integration of the acceleration detected by the two sensors (11), (12) fixed in S41, at the electron beam irradiation position The position (X1, Y1) of the vibration is calculated as described on the right in (Equation 1) and (Equation 2) described above.

以上によって、フォトマスク9の電子ビーム照射位置における振動の位置を当該フォトマスク9の外側に固定した2つのセンサ(11)、(12)によって検出・算出することが可能となる。   By the above, it becomes possible to detect and calculate the position of the vibration at the electron beam irradiation position of the photomask 9 by the two sensors (11) and (12) fixed to the outside of the photomask 9.

図8は、本発明の1実施例構成図(その2)を示す。この図8は、振動あるいは位置を検出するために、超高精度のレーザー干渉式位置測定装置を利用する例を示す。当該図8は、ミラー(1)51、ミラー(2)51と距離測定装置(1)10、およびミラー(3)81、ミラー(4)81と距離測定装置(2)10により、対物レンズ3の振動する位置およびマスクパレット7(フォトマスク9)の振動する位置をそれぞれ検出し、これら検出結果をもとに補正を行う例を示す。   FIG. 8 shows a configuration diagram (part 2) of one embodiment of the present invention. FIG. 8 shows an example of using an ultra-high accuracy laser interference position measuring device to detect vibration or position. The said FIG. 8 is objective lens 3 by mirror (1) 51, mirror (2) 51 and distance measurement apparatus (1) 10, and mirror (3) 81, mirror (4) 81 and distance measurement apparatus (2) 10. An example will be shown in which the vibration position of and the vibration position of the mask pallet 7 (photomask 9) are respectively detected, and correction is performed based on the detection results.

図8において、ミラー(1)51、ミラー(2)51および距離測定装置(1)10は、ミラー(1)51、ミラー(2)51を対物レンズ3のポールピースの孔の外周部分(あるいは天板)にそれぞれ固定し、距離測定装置(1)10、例えばレーザー干渉計で該ミラー(1)51、ミラー(2)51の位置、ここでは、振動する位置情報をリアルタイムにそれぞれ検出するものである。   In FIG. 8, a mirror (1) 51, a mirror (2) 51 and a distance measuring device (1) 10 are a mirror (1) 51, a mirror (2) 51 and an outer peripheral portion of a hole of a pole piece of the objective lens 3 (or Fixed to the top plate, and detecting the position of the mirror (1) 51 and the mirror (2) 51 with a distance measuring device (1) 10, for example, a laser interferometer, in this case, positional information oscillating in real time It is.

ミラー(3)81、ミラー(4)81および距離測定装置(2)10は、ミラー(3)81、ミラー(4)81をマスクパレット7(あるいはフォトマスク9)の周辺部分にそれぞれ固定し、距離測定装置(2)10、例えばレーザー干渉計で該ミラー(3)81、ミラー(4)81の位置、ここでは、振動する位置情報をリアルタイムにそれぞれ検出するものである。   The mirror (3) 81, the mirror (4) 81 and the distance measuring device (2) 10 fix the mirror (3) 81 and the mirror (4) 81 to the peripheral portion of the mask pallet 7 (or photomask 9), The distance measuring device (2) 10, for example, a laser interferometer detects the positions of the mirror (3) 81 and the mirror (4) 81, in this case, positional information to be oscillated in real time.

次に、構成および動作を説明する。   Next, the configuration and operation will be described.

(1)図8ではレーザー干渉計等の極めて精密かつリアルタイム検出可能な装置を用い、フォトマスク9に生じている振動(位置変化)と、電子ビームコラム1を構成する対物レンズ3(あるいは天板)に生じている振動(位置変化)とをリアルタイムに検出し、画像取得と、同時測定した2つの振動(位置変化)とをもとに、両者の振動(位置変化)の差だけ(あるいはフォトマスク9の振動(位置変化)だけ)、取得画像をシフトする画像処理を行い画像上に現れる振動を除去する。   (1) In FIG. 8, using a device capable of extremely precise and real-time detection such as a laser interferometer, vibration (position change) occurring in the photomask 9 and the objective lens 3 (or top plate constituting the electron beam column 1) Vibration (positional change) occurring in) is detected in real time, and based on the image acquisition and two simultaneously measured vibration (positional change), only the difference (or The vibration (position change) of the mask 9) and image processing for shifting the acquired image are performed to remove the vibration appearing on the image.

(2)そのため、マスクパレット7の上に干渉測定用のミラー(3)81、ミラー(4)81をX軸、Y軸用にそれぞれ配置、および電子ビームコラム1の対物レンズ3のポール―ピースの周辺(あるいは天板)にミラー(1)51、ミラー(2)51をX軸、Y軸用にそれぞれ配置する。距離測定装置(1)10および距離測定装置(2)10を構成するそれぞれのレーザー干渉計によってそれぞれの位置を連続的に測定し、その位置の差分を算出(必要に応じて取得画像と、連続的に測定した差分の位置とを同期して記録)する。位置の差分は、2つのミラー(3)81の振動の位置とミラー(4)81の振動の位置とをもとにフォトマスク9上の電子ビーム照射位置における振動の位置を算出し(既述した(式1)、(式2)参照)、更に、2つのミラー(1)51の振動の位置とミラー(2)51の振動の位置とをもとに対物レンズ3の軸上の振動位置を算出し(既述した(式1)、(式2)参照)、両者の振動位置の差分を算出(必要に応じて取得画像と、連続的に測定した差分の位置とを同期して記録)する。算出した位置の差分(あるいはそれぞれ1つのミラーの差分)に対応して、取得した画像を補正し(後述する図10以降参照)、画像振動を低減する(後述する図10以降参照)。   (2) Therefore, the mirrors (3) 81 for interference measurement and the mirrors (4) 81 are disposed for X axis and Y axis respectively on the mask pallet 7, and the pole-piece of the objective lens 3 of the electron beam column 1 The mirror (1) 51 and the mirror (2) 51 are respectively disposed for the X axis and the Y axis in the vicinity of (or top plate). Each position is continuously measured by each of the laser interferometers constituting the distance measuring device (1) 10 and the distance measuring device (2) 10, and the difference between the positions is calculated (the acquired image and the continuous as necessary) Synchronously recording the position of the differential measured in The difference in position is calculated based on the position of vibration of the two mirrors (3) 81 and the position of vibration of the mirror (4) 81 by calculating the position of the vibration at the electron beam irradiation position on the photomask 9 Further, the on-axis vibration position of the objective lens 3 based on the position of the vibration of the two mirrors (1) 51 and the position of the vibration of the mirror (2) 51 (Refer to (Equation 1) and (Equation 2) described above), calculate the difference between the vibration positions of the two (when necessary, record the acquired image and the position of the continuously measured difference in synchronization) ). The acquired image is corrected according to the calculated difference in position (or the difference of one mirror respectively) (see FIG. 10 or later described later), and the image vibration is reduced (see FIG. 10 or later described later).

(3)例えば、画像振動の原因と成る機械振動の周波数範囲は0から大凡2KHz程度であり、主成分は100/120Hz(電源周波数の2倍)近傍に多いことが知られている。また、XYステージ6などの特定の場所が共振して起こることが多いため、単一の周波数で構成されることも多い。このように振動現象は1msecよりも長い応答時間を持ち、比較的ゆっくりした現象である。この時間よりも十分に短い時間で振動の位置を検出すれば、振動の位置あるいは位相を正確に測定可能である。   (3) For example, it is known that the frequency range of mechanical vibration that causes image vibration is about 0 to about 2 KHz, and the main component is many around 100/120 Hz (twice of the power supply frequency). In addition, since a specific place such as the XY stage 6 often resonates, it is often configured with a single frequency. Thus, the vibration phenomenon has a response time longer than 1 msec and is a relatively slow phenomenon. If the position of vibration is detected in a time sufficiently shorter than this time, the position or phase of vibration can be accurately measured.

(4)一方、現在、レーザー干渉位置測定装置は0.03nm以上の測定分解能を持ち、100nsec以上の速度で位置測定が出来るものが入手可能である。従って、レーザー干渉計はサブナノメートル振動する対物レンズ3(あるいは天板)やフォトマスク9の振動による位置変動を実時間で測定することが可能である。   (4) On the other hand, at present, laser interference position measuring devices having measurement resolution of 0.03 nm or more and capable of position measurement at a speed of 100 nsec or more are available. Therefore, the laser interferometer can measure in real time the positional fluctuation due to the vibration of the objective lens 3 (or the top plate) vibrating with sub-nanometers and the photomask 9.

(5)一方、電子ビーム走査による画像取得は通常数十MHz以上のピクセルクロックを利用して実施される。例えば、ピクセルクロックが10MHzの場合、1000ピクセルで構成される1本のライン走査は、100μ秒、1000×1000ピクセルで構成される1フレームの画像取得時間は100m秒である。従って、少なくとも1ラインを走査する度に、振動の位置を測定すれば、画像補正をするために必要なサブナノメートル精度で位置情報を知ることが出来る。   (5) On the other hand, image acquisition by electron beam scanning is usually performed using a pixel clock of several tens of MHz or more. For example, when the pixel clock is 10 MHz, one line scan consisting of 1000 pixels has an image acquisition time of 100 ms for 100 μs and one frame consisting of 1000 × 1000 pixels. Therefore, if the position of vibration is measured each time at least one line is scanned, position information can be known with sub-nanometer accuracy necessary for image correction.

図9は上面図を示す。レーザー干渉式位置測定装置はX、Y軸それぞれに対して設ける。必要によっては、回転を測定するために、さらに多軸を測定しても良い。そのようにすれば正確にX軸、Y軸のみの振動成分を測定できる。   FIG. 9 shows a top view. A laser interference position measuring device is provided for each of the X and Y axes. If necessary, more axes may be measured to measure the rotation. By doing so, it is possible to accurately measure the vibration component of only the X axis and the Y axis.

図9において、距離測定装置(X)10は、ここでは、フォトパレット7上にX方向に3つのミラー(X1)81、ミラー(X2)81、ミラー(X3)81を設け、これらの振動の位置をリアルタイムに超高精度に検出するものである。尚、ミラーはいずれか1つでもよい。複数のミラーの場合には、電子ビームが照射するフォトマスク9の位置の振動の位置を既述した(式1)、(式2)のようにして算出する。   In FIG. 9, in the distance measuring device (X) 10, here, three mirrors (X1) 81, mirrors (X2) 81, and mirrors (X3) 81 are provided on the photo pallet 7 in the X direction. The position is detected in real time with high accuracy. The mirror may be any one. In the case of a plurality of mirrors, the position of vibration of the position of the photomask 9 to which the electron beam is irradiated is calculated as described in (Expression 1) and (Expression 2).

距離測定装置(Y)10は、同様に、ここでは、フォトパレット7上にY方向に3つのミラー(Y1)81、ミラー(Y2)81、ミラー(Y3)81を設け、これらの振動の位置をリアルタイムに超高精度に検出するものである。尚、ミラーはいずれか1つでもよい。複数のミラーの場合には、電子ビームが照射するフォトマスク9の位置の振動の位置を既述した(式1)、(式2)のようにして算出する。   In the distance measuring device (Y) 10, here, three mirrors (Y1) 81, a mirror (Y2) 81, and a mirror (Y3) 81 are provided on the photo pallet 7 in the Y direction, and the positions of these vibrations Detection in real time with very high accuracy. The mirror may be any one. In the case of a plurality of mirrors, the position of vibration of the position of the photomask 9 to which the electron beam is irradiated is calculated as described in (Expression 1) and (Expression 2).

図10は、本発明の動作説明図(画像振動低減)を示す。   FIG. 10 shows an operation explanatory view (image vibration reduction) of the present invention.

図10において、S51は、同期信号をS56の画像取得およびS52の距離測定装置(X)、S53の距離測定装置(Y)に通知する。これは、図8において、図示外のPC(パソコン)から同期信号として画像取得開始信号をS56の画像取得手段に通知、および同期信号として測定開始信号をS52の距離測定装置(X)10、S53の距離測定装置(Y)10にそれぞれ通知する。   In FIG. 10, S51 notifies the synchronization signal to the image acquisition of S56 and the distance measurement device (X) of S52 and the distance measurement device (Y) of S53. This is shown in FIG. 8 in which an image acquisition start signal is notified to the image acquisition means of S56 as a synchronization signal from a PC (PC) (not shown) and a measurement start signal is shown as a synchronization signal in S52. The distance measuring devices (Y) 10 are notified.

S56は、画像取得する。細く絞った電子ビーム2をフォトマスク9に照射しつつXY走査させ、そのときに放出された2次電子を2次電子検出器で検出・増幅し、検出・増幅された信号をもとに画像(2次電子画像)を取得する。   S56 acquires an image. The XY scanning is performed while irradiating the photomask 9 with a finely narrowed electron beam 2, and secondary electrons emitted at that time are detected and amplified by a secondary electron detector, and an image is generated based on the detected and amplified signal. Acquire (secondary electronic image).

S57は、画像ピクセル逓倍する。S56で取得した画像のままのピクセルの細かさでは、ここで対象とするサブナノメートル分解能の差を表現できないので、取得した画像のピクセル数を逓倍して増やし、該対象とするサブナノメートルを表現できるようにする。この状態で、後述する画像(1ライン分の画素あるいは1ラインの所定数分の1の画素など)をずらしながら重ね合わせ、1枚のフレーム画像に補正できるようにする。   S57 performs image pixel multiplication. With the fineness of the pixel as it is in the image acquired in S56, the difference in the target subnanometer resolution can not be expressed here, so the number of pixels of the acquired image can be multiplied and increased to express the target subnanometer Let's do it. In this state, images to be described later (pixels for one line or pixels corresponding to a predetermined fraction of one line, etc.) are superimposed on one another so as to be corrected to one frame image.

S52、S53は、距離測定装置(X)、(Y)が同期信号(位置測定開始信号)をもとに、図8のミラー(3)、(4)、ミラー(1)、(2)に向けて放射したレーザー光線と反射したレーザー光線とをもとに公知の手法でリアルタイムに位置情報をそれぞれ取得する。   In S52 and S53, the distance measuring devices (X) and (Y) set the mirrors (3), (4) and mirrors (1) and (2) of FIG. 8 based on the synchronization signal (position measurement start signal). Based on the emitted laser beam and the reflected laser beam, position information is acquired in real time by a known method.

S54は、差分評価する。これは、S52、S53でそれぞれ取得したリアルタイムの位置情報の差分(リアルタイムの位置の差分)をX方向およびY方向について算出する。   S54 evaluates differentially. This calculates the difference of the real-time position information acquired in S52 and S53 (difference of the real-time position) for the X direction and the Y direction.

S55は、倍率調整する。これは、画像取得したときの倍率に対応して画像上の位置の変化が変わるので該倍率でその調整(補正)を行う(倍率で規格化する)。   In step S55, the magnification is adjusted. This is because the change in position on the image changes in accordance with the magnification when the image is acquired, and the adjustment (correction) is performed with the magnification (normalized by the magnification).

S58は、取得画像の位置シフトし、重ね合わせる。これは、S55の規格化後の振動の差をもとに、S56、S57で取得した画像ピクセル逓倍した後の画像について当該振動の差に対応するだけシフトして補正し振動の差分をキャンセルする(図11を用いて後述する)。   In S58, the position of the acquired image is shifted and superimposed. This is based on the difference in vibration after normalization in S55, the image after pixel multiplication obtained in S56 and S57 is shifted and corrected by the amount corresponding to the difference in the vibration to cancel the difference in vibration. (This will be described later with reference to FIG. 11).

S59は、振動除去画像を出力する。   S59 outputs a vibration removed image.

以上によって、細く絞った電子ビーム2をフォトマスク9に照射しつつ平面走査してそのときに放出された2次電子を検出・増幅して生成した取得画像と(S51、S56、S57)、ミラー(3)、(4)と、ミラー(1)、(2)との位置の変化(振動)をリアルタイムに測定した信号の差分とをもとに(S52からS57)、取得画像を位置シフトして重ね合わせる補正を行い(S58)、振動除去した画像を生成することが可能となる。   According to the above, while scanning the plane while irradiating the photomask 9 with the electron beam 2 narrowed finely, the acquired image generated by detecting and amplifying the secondary electrons emitted at that time, (S51, S56, S57), mirror Based on the differences between (3) and (4) and signals obtained by measuring the change in position (vibration) of the mirrors (1) and (2) in real time (S52 to S57), the acquired image is position shifted Then, it is possible to correct the overlapping (S58) and generate an image from which the vibration has been removed.

次に、図11を用いて画像振動除去について詳細に説明する。   Next, image vibration removal will be described in detail using FIG.

図11の(a)はフローチャートを示し、図11の(b)はその模式説明図を示す。   (A) of FIG. 11 shows a flowchart, and (b) of FIG. 11 shows a schematic explanatory view thereof.

図11の(a)において、S61は、マスク、対物レンズ(天板)3の位置を同時測定、およびSEM画像を同時取得する。これらは、図10のS51、S56、S57、およびS52、S53で既述したように、フォトマスク9(マスクパレット7)の位置をミラー(3)81、ミラー(4)81と距離測定装置(2)10で、対物レンズ3(あるいは天板)の位置をミラー(1)51、ミラー(2)51と距離測定装置(1)10で位置を同時測定、およびフォトマスク9に細く絞った電子ビーム2を照射しつつXY走査してそのときに放出された2次電子を検出・増幅してSEM画像を同時取得する。   In (a) of FIG. 11, in S61, the positions of the mask and the objective lens (top plate) 3 are simultaneously measured, and an SEM image is simultaneously acquired. As described above in S51, S56, S57, and S52, S53 of FIG. 10, the position of the photomask 9 (mask pallet 7) is set to the mirror (3) 81, the mirror (4) 81, and the distance measuring device 2) At 10, the position of the objective lens 3 (or top plate) is simultaneously measured by the mirror (1) 51, the mirror (2) 51 and the distance measuring device (1) 10, and the electron is narrowed to the photomask 9 While irradiating the beam 2, XY scanning is performed, secondary electrons emitted at that time are detected and amplified, and a SEM image is simultaneously acquired.

S62は、位置の差を計算する。これは、S61で同時測定した距離測定装置(2)と(1)とで計測した位置の差を計算する。例えば、ある時間にミラー(3)、ミラー(4)とミラー(1)、ミラー(2)の位置(ミラーが1つの場合には当該1つのミラーの振動の位置、ミラーが2つの場合には(式1)、(式2)で算出した振動の位置)がそれぞれa,bである場合、差分はa−bと評価する。これはある瞬間に対物レンズ3(あるいは天板)とフォトマスク9とが振動でa−bだけ位置がずれていることを意味している。この際、画像情報の取り込む速度は、位置測定の誤差が生じない程度に高速に行う。   S62 calculates the difference in position. This calculates the difference between the positions measured by the distance measuring devices (2) and (1) simultaneously measured in S61. For example, the position of the mirror (3), the mirror (4) and the mirror (1), the position of the mirror (2) at one time (the position of the vibration of the one mirror if there is one, the case of two mirrors When the positions of vibration calculated by (Expression 1) and (Expression 2) are a and b, respectively, the difference is evaluated as ab. This means that at a certain moment, the objective lens 3 (or the top plate) and the photomask 9 are displaced by a-b due to vibration. At this time, the speed at which the image information is taken in is high enough not to cause an error in position measurement.

S63は、倍率調整を行う。これは、既述した図10のS55の倍率調整を行う。   S63 performs magnification adjustment. This performs magnification adjustment of S55 of FIG. 10 described above.

S64は、差が0になるようにSEM画像位置を移動する。これは、S62で算出した位置の差が0となるように、取得画像の位置を移動し、振動の差分を補正する。この際、取得画像は所望の位置分解能が表現できるようにピクセル逓倍をS63で補間方法など利用して行う。そして、取得画像の位置座標を、コンピュータ上でa−bだけずらして、基準位置に対して差分が0の画像を生成する。位置座標は取得画像の倍率に依存するので、それを係数として考慮してシフトするピクセル量を算出する。   S64 moves the SEM image position so that the difference is zero. This moves the position of the acquired image so that the difference in position calculated in S62 is 0, and corrects the difference in vibration. At this time, the acquired image is subjected to pixel multiplication using an interpolation method or the like in S63 so that a desired position resolution can be expressed. Then, the position coordinates of the acquired image are shifted by ab on the computer to generate an image with a difference of 0 with respect to the reference position. Since the position coordinates depend on the magnification of the acquired image, it is used as a factor to calculate the amount of pixels to shift.

S65は、前のSEM画像に重ね合わせる。これを必要回数繰り返して1枚の蓄積画像を完成させる。   S65 overlays the previous SEM image. This is repeated as many times as necessary to complete one stored image.

S66は、画像取得が完了か判別する。これは、1枚の画像取得が完了したか判別する。YESの場合にはS67に進む。NOの場合には、S61以降を繰り返す。 S67は、SEM画像を出力する。これは、振動補正後のSEM画像を出力する。   In step S66, it is determined whether image acquisition has been completed. This determines whether acquisition of one image has been completed. In the case of YES, the process proceeds to S67. In the case of NO, S61 and subsequent steps are repeated. S67 outputs a SEM image. This outputs the SEM image after vibration correction.

図11の(b)は、図11の(a)の模式説明図を示す。左側が補正前、右側が補正後を示す。   (B) of FIG. 11 shows a schematic explanatory view of (a) of FIG. The left side shows before correction, and the right side shows after correction.

図11の(b−1)は補正前の画像が右側にシフト(振動でシフト)した例を模式的に示す。図11の(b−2)は補正後の画像の例を模式的に示す。この(b−2)は、(b−1)の補正前はbだけ右シフトしたと判明したので(S62の差)、その差のbだけ左側に補正して差を0にした状態(ろうそくが中央の位置)に戻す補正したものである。   (B-1) of FIG. 11 schematically shows an example in which the image before correction is shifted to the right (shifted by vibration). (B-2) of FIG. 11 schematically shows an example of the image after correction. Since this (b-2) was found to be shifted to the right by b before the correction of (b-1) (difference in S62), the difference b was corrected to the left to make the difference 0 (candles Is corrected to the center position).

同様に、図11の(b−3)は補正前の画像が左にシフト(振動でシフト)した例を模式的に示す。図11の(b−4)は補正後の画像の例を模式的に示す。この(b−4)は、(b−3)の補正前はbだけ左シフトしたと判明したので(S62の差)、その差のbだけ右側に補正して差を0にした状態(ろうそくが中央の位置)に戻す補正したものである。   Similarly, (b-3) in FIG. 11 schematically shows an example in which the image before correction is shifted to the left (shifted by vibration). (B-4) of FIG. 11 schematically shows an example of the image after correction. This (b-4) was found to be shifted left by b before the correction in (b-3) (difference in S62), so the difference was corrected to the right by b and the difference was 0 (candles Is corrected to the center position).

図11の(b−5)は補正前の振動による位置の差を左にb,右にbだけずれた画像を重ねたものであって、図示のように「ぼけ有」となる。   (B-5) in FIG. 11 is an image in which the position difference due to the vibration before correction is shifted to the left by b and to the right by b, and as shown in FIG.

図11の(b−6)は補正後の振動による位置の差をそれぞれ補正した後の画像を重ねたものであって、図示のように「ぼけ無」となる。   (B-6) in FIG. 11 is an image obtained by superimposing the images after correcting the difference in position due to the vibration after correction, and as shown in FIG.

尚、bの位置の補正は、取得画像の1ライン毎(あるいは1ライン内で位置が所定範囲よりも大きく変動している場合には1画素毎あるいは位置変動が閾値範囲内の所定画素毎)に行う。   The correction of the position of b is performed for each line of the acquired image (or for each pixel if the position fluctuates more than a predetermined range within one line, or for each predetermined pixel within a threshold range of position fluctuation). To do.

尚2、bの位置の補正は、図11の(b)では説明を簡単にするために、左右方向(X方向)のみ行ったが、実際の位置の補正は更に上下方向(Y方向)にも同様にして行う。   In addition, correction of the positions of 2 and b was performed only in the left and right direction (X direction) in (b) of FIG. 11 to simplify the explanation, but correction of the actual position is further performed in the vertical direction (Y direction) Do the same way.

図12は、本発明の1実施例構成図(その3)を示す。図12は、図8が取得画像を移動して振動補正を行う代わりに、フォトマスク9上を照射する電子ビーム2の位置を、電子ビーム偏向器11で移動して振動補正するものである。図12における電子ビーム偏向器11、補正用コイル12以外は、図1、図8の番号のものと同一であるので説明を省略する。   FIG. 12 shows a configuration diagram (part 3) of one embodiment of the present invention. In FIG. 12, instead of moving the acquired image for vibration correction, the position of the electron beam 2 irradiated on the photomask 9 is moved by the electron beam deflector 11 for vibration correction. The components other than the electron beam deflector 11 and the correction coil 12 in FIG. 12 are the same as those in FIG. 1 and FIG.

図12において、電子ビーム偏向器11は、対物レンズ3で細く絞った電子ビーム2をフォトマスク9上に照射しつつXY走査する位置を、X、Yの任意の方向にダイナミック(リアルタイム)に高速移動させる偏向器である。XY走査用の偏向器と兼用してもよいし、独立に設けてもよい。   In FIG. 12, the electron beam deflector 11 irradiates the electron beam 2 finely narrowed by the objective lens 3 onto the photomask 9 at high speed in dynamic (real time) in any direction of X and Y while irradiating an XY scan position It is a deflector to move. It may be used also as a deflector for XY scanning, or may be provided independently.

補正用コイル12は、対物レンズ3で細く絞った電子ビーム2をフォトマスク9上に照射しつつXY走査する位置を、X、Yの任意の方向にダイナミック(リアルタイム)に高速移動させる偏向器であって、空芯のコイルあるいは静電偏向板である。   The correction coil 12 is a deflector that moves the position at which the electron beam 2 finely narrowed by the objective lens 3 is XY-scanned while irradiating the photomask 9 with the electron beam 2 at high speed in a dynamic direction (real time) in X and Y directions. It is an air core coil or an electrostatic deflection plate.

以下構成および動作を順次説明する。   The configuration and operation will be sequentially described below.

(1)図12の構成は、画像取得を行う際に、直接に画像振動を除去(キャンセル)するものであって、実時間に距離測定装置(1)、(2)10で測定した対物レンズ3(あるいは天板など)の位置と、フォトマスク9(マスクパレット7)の位置との差をサブナノメートル分解能で計測し、その差(あるいはフォトマスク9の位置)に相当する分だけ電子ビーム2の偏向を余計に行うことで見かけ上、フォトマスク9が振動していないように振動補正するものである。つまり、フォトマスク9の振動の方向(X、Y方向)に追従して細く絞った電子ビーム2を偏向し、見かけ上、フォトマスク9が振動しないように振動補正するものである。   (1) The configuration of FIG. 12 directly cancels (cancels) the image vibration when acquiring an image, and the objective lens measured by the distance measuring device (1) or (2) 10 in real time The difference between the position of 3 (or top plate etc.) and the position of photomask 9 (mask pallet 7) is measured with sub-nanometer resolution, and the electron beam 2 corresponds to the difference (or position of photomask 9). By carrying out the additional deflection, the vibration correction is performed so that the photomask 9 does not seem to vibrate. That is, the electron beam 2 narrowed finely following the direction (X, Y direction) of the vibration of the photomask 9 is deflected to correct the vibration so that the photomask 9 does not seem to vibrate.

(2)そのため、図12の構成に用いる電子ビーム走査装置(スキャン偏向器)のピクセル分解能は通常のピクセル走査よりも細かい分解能(振動補正対象とする最小分解能)で電子ビーム2を走査可能なように出来ている。例えば、通常の画像取得では視野3ミクロンを1000ピクセル程度で表現する。この場合、ピクセル分解能は3nmである。図12の電子ビーム走査装置は例えばその10分の1以下の0.3nm分解能で電子ビーム走査を行う能力を有したものを用いる。   (2) Therefore, the pixel resolution of the electron beam scanning device (scan deflector) used in the configuration of FIG. 12 can scan the electron beam 2 with finer resolution (minimum resolution to be subjected to vibration correction) than ordinary pixel scanning. It is made. For example, in a normal image acquisition, a field of view of 3 microns is represented by about 1000 pixels. In this case, the pixel resolution is 3 nm. The electron beam scanning apparatus shown in FIG. 12 uses, for example, an apparatus having the ability to scan an electron beam with a resolution of 0.3 nm or less, which is less than one tenth of that.

(3)例えば、右方向(X方向)に0.3nm移動するような画像振動が加わった場合、距離測定装置(1)10、(2)10は対物レンズ3(あるいは天板)と、フォトマスク9との間に0.3nmの誤差があることを検出する。この検出された信号を電子ビーム偏向器11(あるいは補正用コイル12)の走査信号に加えて入力する(あるいは単独に入力する)。そうすると、電子ビーム2のフォトマスク9上の着地点は0.3nmだけ右に寄った場所になり(追従し)、振動が無い場合に電子ビーム2が照射すべき場所と一致させることが出来る。このようにして画像上に現れる振動を取り除くことが出来る。この方式では、ピクセル数は増えないので、高速のコンピュータで画像処理する必要がない。   (3) For example, when an image vibration that moves 0.3 nm in the right direction (X direction) is applied, the distance measuring device (1) 10, (2) 10 includes the objective lens 3 (or top plate), It detects that there is an error of 0.3 nm with respect to the mask 9. The detected signal is added to the scanning signal of the electron beam deflector 11 (or the correction coil 12) and input (or input alone). In this case, the landing point of the electron beam 2 on the photomask 9 is shifted to the right by 0.3 nm (following), and can be made to coincide with the place to be irradiated with the electron beam 2 when there is no vibration. In this way, it is possible to remove the vibration appearing on the image. In this method, since the number of pixels does not increase, it is not necessary to process an image with a high-speed computer.

(4)電子ビーム偏向器11(あるいは補正用コイル12)は、MHzよりも十分高速に動作できるため(静電偏向器や空芯コイルなど)、現在のフォトマスク9の位置を特定(距離測定装置(2)で位置を特定)し、基準となる位置を特定(距離測定装置(1)で天板41(対物レンズのポールピース)の位置を特定)し、基準となる位置からのフォトマスク9の位置までの差を算出し、この算出した差で補正するように電子ビーム2を電子ビーム偏向器11で偏向することで、フォトマスク9が基準位置に対して振動した場合にその振動に追従して電子ビーム2の位置を電子ビーム偏向器11で偏向することをリアルタイムに行い、画像に現れる振動を除去することが出来る。除去すべき振動周波数が既知の場合は、その周波数に重みを大きくして、他の周波数への応答量を意図的に小さくするように電子ビーム偏向器11へのフィードバックを行うことが出来る。このようにすると、フィードバック誤差が減り、画像揺れ補正がより正確に出来る。   (4) Since the electron beam deflector 11 (or the correction coil 12) can operate at a sufficiently higher speed than MHz (electrostatic deflector, air core coil, etc.), the current position of the photomask 9 is specified (distance measurement Identify the position with the device (2), identify the reference position (identify the position of the top plate 41 (pole piece of the objective lens with the distance measurement device (1)), and set the photomask from the reference position By calculating the difference up to the position of 9 and deflecting the electron beam 2 with the electron beam deflector 11 so as to correct with this calculated difference, when the photomask 9 vibrates with respect to the reference position, Following the deflection of the position of the electron beam 2 by the electron beam deflector 11 can be performed in real time to remove the vibration appearing in the image. If the vibration frequency to be removed is known, the frequency can be increased, and feedback to the electron beam deflector 11 can be performed to intentionally reduce the amount of response to other frequencies. In this way, feedback error is reduced and image blurring correction can be made more accurately.

(5)尚、振動の位置の差分をもとに電子ビーム2の位置を電子ビーム偏向器11で偏向して厳密に補正したが、これに限られず、マスクパレット7などに固定した1つのミラー81のみで検出した振動の位置をもとに、電子ビーム偏向器11で電子ビーム2の位置を偏向補正してもよい。   (5) Although the position of the electron beam 2 is deflected by the electron beam deflector 11 and strictly corrected based on the difference in the position of vibration, the present invention is not limited thereto. One mirror fixed to the mask pallet 7 or the like The position of the electron beam 2 may be corrected for deflection by the electron beam deflector 11 based on the position of the vibration detected only by 81.

次に、図13を用いて図12の構成の動作を説明する。   Next, the operation of the configuration of FIG. 12 will be described using FIG.

図13は、本発明の説明図(画像振動低減、その3)を示す。   FIG. 13 is an explanatory view of the present invention (image vibration reduction, part 3).

図13において、S71は、同期信号をS75の電子ビーム走査装置およびS72の距離測定装置(X)、S73の距離測定装置(Y)に通知する。これは、図12において、図示外のPC(パソコン)から同期信号として画像取得開始信号をS75の電子ビーム走査装置に通知、および同期信号として測定開始信号をS72の距離測定装置(X)10、S73の距離測定装置(Y)10にそれぞれ通知する。   In FIG. 13, S71 notifies the synchronization signal to the electron beam scanning device of S75, the distance measuring device (X) of S72, and the distance measuring device (Y) of S73. This is because, in FIG. 12, the image acquisition start signal is notified to the electron beam scanning device of S75 as a synchronization signal from a PC (PC) (not shown), and the distance measurement device (X) 10 of S72 as a synchronization signal. Each is notified to the distance measuring device (Y) 10 of S73.

S75は、電子ビーム走査装置は電子ビーム走査信号を出力する。これは、S71から通知を受けた同期信号に同期し、電子ビーム走査装置が電子ビーム走査信号を図12の電子ビーム偏向器11(あるいは補正用コイル12)に出力する。   In S75, the electron beam scanner outputs an electron beam scanning signal. This is synchronized with the synchronization signal notified from S71, and the electron beam scanning device outputs the electron beam scanning signal to the electron beam deflector 11 (or the correction coil 12) of FIG.

S72、S73は、距離測定装置(X)、(Y)が同期信号(位置測定開始信号)をもとに、図12のミラー(3)、(4)と、ミラー(1)、(2)に向けて放射したレーザー光線と反射したレーザー光線とをもとに公知の手法でリアルタイムに位置情報を取得する。   In S72 and S73, the distance measuring devices (X) and (Y) use the mirrors (3) and (4) of FIG. 12 and the mirrors (1) and (2) based on the synchronization signal (position measurement start signal). The position information is acquired in real time by a known method on the basis of the laser beam emitted toward and the reflected laser beam.

S74は、差分評価する。これは、S72、S73でそれぞれ取得したリアルタイムの位置情報の差分(リアルタイムの位置の差分)を評価(算出)する。   S74 performs differential evaluation. This evaluates (calculates) the difference in real-time position information acquired in S72 and S73 (difference in real-time position).

S76は、加算する。   S76 adds.

S77は、加算した信号(XY走査信号)で電子ビームを偏向する。これらS76、S77は、S75からの電子ビーム走査信号に、S74で算出した差分(天板41(対物レンズ3のポールピース)の位置(基準位置)に対するフォトマスク9の振動による位置の移動した差分)に相当する信号を加算し、電子ビーム2を、フォトマスク9の振動に追従偏向させる。これらにより、フォトマスク9が振動して位置が移動しても、電子ビーム2は追従して同じ位置を照射するように追従偏向される。   S77 deflects the electron beam by the added signal (XY scanning signal). In these steps S76 and S77, the electron beam scanning signal from S75 is a difference obtained by moving the position due to the vibration of the photomask 9 with respect to the position (reference position) of the difference calculated in S74 (top plate 41 (pole piece of objective lens 3) And the electron beam 2 is deflected to follow the vibration of the photomask 9. Thus, even if the photomask 9 vibrates and the position moves, the electron beam 2 follows and is deflected so as to irradiate the same position.

S78は、振動除去画像を出力する。   S78 outputs a vibration removed image.

以上によって、図12の構成のもとで、距離測定装置(1)10で基準位置(天板、対物レンズ3のポールッピースの位置)をリアルタイム測定し、距離測定装置(2)でフォトマスク9の位置をリアルタイム測定し、基準位置に対するフォトマスク9の位置の差分を算出し、この差分に対応する信号を電子ビーム走査信号に加算して電子ビーム2をXY方向に走査することにより、フォトマスク9が振動によりその位置が移動しても追従して電子ビーム2が偏向され、画像振動を除去できる。   By the above, based on the configuration of FIG. 12, the reference position (the position of the top plate and the polepiece of the objective lens 3) is measured in real time by the distance measuring device (1) 10, and the distance measuring device (2) The position is measured in real time, the difference of the position of the photomask 9 with respect to the reference position is calculated, and a signal corresponding to this difference is added to the electron beam scanning signal to scan the electron beam 2 in the XY direction. However, even if the position moves due to the vibration, the electron beam 2 is deflected to follow the image vibration.

図14は、本発明の動作説明フローチャート(その3)を示す。   FIG. 14 is a flowchart (part 3) for explaining the operation of the present invention.

図14において、S81は、マスク、対物レンズ(あるいは天板)の位置を同時測定する。これは、図13のS71、S72、S73で既述したように、フォトマスク9(マスクパレット7)の位置をミラー(3)、(4)と距離測定装置(2)10で、対物レンズ2(あるいは天板)の位置をミラー(1)、(2)と距離測定装置(1)10で位置を同時測定する。   In FIG. 14, S81 simultaneously measures the positions of the mask and the objective lens (or top). This is because, as already described in S71, S72, and S73 of FIG. 13, the position of the photomask 9 (mask pallet 7) is adjusted by the mirrors (3) and (4) and the distance measuring device (2) 10, the objective lens 2 The positions of (or the top plate) are simultaneously measured by the mirrors (1) and (2) and the distance measuring device (1) 10.

S82は、差分を計算する。これは、S81で同時測定した距離測定装置(2)と(1)とで計測した位置の差分を計算する。   S82 calculates the difference. This calculates the difference between the positions measured by the distance measuring devices (2) and (1) simultaneously measured in S81.

S83は、電子ビーム照射位置を差分が0に成るようにシフトする。これは、S82で計算した位置の差分が0となるような信号を、図12の電子ビーム偏向器11(あるいは補正用コイル12)に入力する信号に加算し、電子ビーム2の照射位置をフォトマスク9上でシフトさせ、該フォトマスク9の振動による位置の移動に追従して電子ビーム2の照射位置を追従偏向させる。   In S83, the electron beam irradiation position is shifted so that the difference becomes zero. This adds a signal such that the difference in position calculated in S82 is 0 to the signal input to the electron beam deflector 11 (or correction coil 12) of FIG. It is shifted on the mask 9 and follows the movement of the position due to the vibration of the photomask 9 to follow and deflect the irradiation position of the electron beam 2.

S84は、画像取得する。これは、S83でフォトマスク9の振動による位置の移動に追従して電子ビーム2の位置を追従偏向することをリアルタイムに実行している状態で、電子ビーム2をXY走査して画像を取得する。   S84 acquires an image. This is to obtain an image by XY scanning the electron beam 2 in a state in which the position deflection of the electron beam 2 is performed in real time following the movement of the position due to the vibration of the photomask 9 in S83. .

S85は、画像取得が完了か判別する。YESの場合には、S86に進む。NOの場合には、S81以降を繰り返す。   In step S85, it is determined whether image acquisition has been completed. In the case of YES, the process proceeds to S86. In the case of NO, S81 and subsequent steps are repeated.

S86は、SEM画像を出力する。   S86 outputs a SEM image.

以上によって、基準位置(天板、対物レンズ3のポールピースなどの位置)に対するフォトマスク9の位置をリアルタイムに検出してその位置の差分を算出し、算出した位置の差分をもとに電子ビーム2のフォトマスク9の照射位置を追従偏向させることにより、フォトマスク9がたとえ振動しても電子ビーム2も追従偏向されるのでみかけ上、フォトマスク9の振動がなくなり、画像上の振動を除去できる。   From the above, the position of the photomask 9 with respect to the reference position (the position of the top plate, the pole piece of the objective lens 3 or the like) is detected in real time, the difference of the position is calculated, and the electron beam is By following and deflecting the irradiation position of the photomask 9 of 2, the electron beam 2 is also following and deflected even if the photomask 9 vibrates, so that the vibration of the photomask 9 disappears apparently and the vibration on the image is removed it can.

尚、図1から図14において、第1の信号あるいは差分の第2の信号をもとに、画像をシフトあるいは電子ビームをシフトし、画像振動を低減したが、これに限られずあるいはこれに加えて更に、第1の信号あるいは差分の第2の信号が所定閾値以上となった場合にその画素を削除し、ランダムに大きく振動する画素などを画像中から削除するようにしてもよい。削除した場所の画素(ピクセル)は周辺の画素等を用いて平均化した輝度を持つ画素に置き換えてもよい。   In FIGS. 1 to 14, although the image is shifted or the electron beam is shifted based on the first signal or the second signal of the difference to reduce the image vibration, the present invention is not limited to this or in addition to this Furthermore, when the first signal or the second signal of the difference becomes equal to or more than a predetermined threshold value, the pixel may be deleted, and a pixel that vibrates largely at random may be deleted from the image. You may replace the pixel (pixel) of the deleted place with the pixel which has the brightness | luminance averaged using the surrounding pixel etc. FIG.

図15は、本発明の他の実施例構成図を示す。図15では、加振装置13で加振して周波数マスクを予め作成し、フォトマスク9の振動をセンサ(2)8で検出および対物レンズ3の振動をセンサ(1)5で振動を検出し、両者の振動の差分が所定閾値以上の取得画像の領域について予め作成した周波数マスクを掛けて、取得画像から振動画像を除去して振動成分を低減するものである。以下順次詳細に説明する。   FIG. 15 shows a block diagram of another embodiment of the present invention. In FIG. 15, a frequency mask is prepared in advance by exciting with the exciter 13, the vibration of the photomask 9 is detected by the sensor (2) 8, and the vibration of the objective lens 3 is detected by the sensor (1) 5. A vibration mask is removed from the acquired image by applying a frequency mask created in advance to a region of the acquired image where the difference between the two vibrations is equal to or greater than a predetermined threshold value, thereby reducing the vibration component. The details will be sequentially described below.

図15において、センサ(1)5は、対物レンズ3の振動を検出するものである。   In FIG. 15, a sensor (1) 5 detects the vibration of the objective lens 3.

センサ(2)8は、フォトマスク9の振動を検出するものである。   The sensor (2) 8 detects the vibration of the photomask 9.

加振手段13は、XYステージ6などを加振(例えばホワイのノイズ、所定周波数など)し、周波数マスクを作成するためのものである。   The excitation means 13 excites the XY stage 6 or the like (for example, noise of a whistle, predetermined frequency, etc.) to create a frequency mask.

周波数マスク設定手段14は、加振装置13に加振振動を入力して装置の周波数特性(周波数に対する振幅の変化)を測定して適切な周波数マスクを算出し、FFTフィルタ装置16に設定するものである。   The frequency mask setting means 14 inputs the excitation vibration to the excitation device 13, measures the frequency characteristic of the device (a change in amplitude with respect to frequency), calculates an appropriate frequency mask, and sets it in the FFT filter device 16 It is.

画像形成装置15は、対物レンズ3で細く絞った電子ビーム2をフォトマスク9上に照射しつつXY方向に平面走査し、そのときに放出された2次電子信号を検出器で検出・増幅して画像を取得するものである。   The image forming apparatus 15 planarly scans the XY plane while irradiating the electron beam 2 finely narrowed by the objective lens 3 on the photomask 9, and detects and amplifies the secondary electron signal emitted at that time by the detector. Image is acquired.

FFTフィルタ装置16は、画像形成装置15で取得した取得画像に、設定された周波数マスクを乗算し、振動成分を除去した画像を生成するものである(図17参照)。その他は、既述した図1などと同じであるので、説明を省略する。   The FFT filter device 16 multiplies the acquired image acquired by the image forming device 15 by the set frequency mask to generate an image from which the vibration component is removed (see FIG. 17). Since others are the same as FIG. 1 etc. which were already described, description is abbreviate | omitted.

次に、図15の構成の動作を説明する。   Next, the operation of the configuration of FIG. 15 will be described.

(1)図15の構成は、電子ビーム装置自身の伝達関数を測定し、装置固有の共振周波数を自動特定する手段を有することに特徴がある。装置は装置固有の機械的共振周波数を有している。画像振動に現れる振動振幅は、外来振動がそのまま表れることは少なく、外来信号をエネルギー源として装置固有の共振現象が引き起こされることによって何百倍にも増幅されるためにもたらされることが多い。   (1) The configuration of FIG. 15 is characterized in that it has means for measuring the transfer function of the electron beam apparatus itself and for automatically identifying the resonance frequency unique to the apparatus. The device has its own mechanical resonant frequency. The vibration amplitude appearing in the image vibration is often caused by the fact that extraneous vibration hardly appears and is amplified several hundred times by causing a device-specific resonance phenomenon by using an extraneous signal as an energy source.

(2)そのため、本実施例では、加振装置13で装置に加える振動を意図的に制御しながら取得された複数の画像を用いて分析をおこない、画像劣化の元となる空間周波数成分を特定する。特定された空間周波数成分のみを画像処理技術を用いて、リアルタイムで取得される画像信号あるいは画像を蓄積して蓄積画像から取り除く周波数マスクを作成し、取得画像から周波数マスクを用いて振動を除去するものである。   (2) Therefore, in the present embodiment, analysis is performed using a plurality of images acquired while intentionally controlling the vibration applied to the device by the vibration excitation device 13 to identify the spatial frequency component that is the source of image degradation. Do. Create a frequency mask that accumulates the image signal or image acquired in real time and removes the image from the accumulated image using image processing technology only for the specified spatial frequency components, and removes vibration from the acquired image using the frequency mask It is a thing.

(3)通常、一枚の画像は多くの空間周波数成分からなる。測定精度を決定付けるエッジを構成する空間周波数は画像振動の空間周波数よりもずっと周波数が高いため、画像揺れに対応する周波数の情報を取り除いても、エッジ画像品質劣化をほとんど起こさずに、不要な振動だけ除去することが出来る。これにより画像上のエッジ間の距離は安定化され、より高い測長再現性や高分解能観察が可能になる。   (3) Usually, one image consists of many spatial frequency components. Since the spatial frequency that constitutes the edge that determines the measurement accuracy is much higher than the spatial frequency of the image vibration, it is unnecessary to cause almost no edge image quality deterioration even if the information on the frequency corresponding to the image fluctuation is removed. Only vibration can be removed. As a result, the distance between the edges on the image is stabilized, and higher measurement repeatability and high resolution observation become possible.

次に、図16のフローチャートの順番に従い、図15の構成の動作を詳細に説明する。   Next, the operation of the configuration of FIG. 15 will be described in detail according to the order of the flowchart of FIG.

図16において、S71は、振動を与えながら、画像を取得する。これは、例えば、図15の加振装置13で強制的にホワイトノイズ振動などをXYステージ13などに与えて画像(a)(図18の(a))を取得する。同時に、センサ(2)8の信号あるいは更にセンサ(1)5で装置に存在する振動を取得する。従って、取得された画像には、センサ(2)8の信号(あるいはセンサ(2)8とセンサ(1)5との差分の信号)に対応する振動成分が含まれこととなる。   In FIG. 16, S71 acquires an image while applying vibration. In this case, for example, white noise vibration or the like is forcibly given to the XY stage 13 or the like by the vibration excitation apparatus 13 of FIG. 15 to acquire an image (a) (FIG. 18A). At the same time, the sensor (2) 8 signal or the sensor (1) 5 additionally acquires the vibrations present in the device. Therefore, the acquired image includes a vibration component corresponding to the signal of the sensor (2) 8 (or the signal of the difference between the sensor (2) 8 and the sensor (1) 5).

S72は、二次元FFT実行する。これは、S71で取得した画像(例えば図18の(a)の画像)には、XYステージ6が共振したことによる画像揺れが観察される。この画像のFFT解析を行うと、図18の(b)が得られ、100Hz近傍の低周波数領域にXYステージ共振に対応する特有のパターンが現れる。ここで、センサの信号(2)8(あるいはセンサ(2)8とセンサ(1)5との差の信号)にも100Hzが含まている。   S72 executes a two-dimensional FFT. This is because an image shake due to resonance of the XY stage 6 is observed in the image acquired in S71 (for example, the image of FIG. 18A). When FFT analysis of this image is performed, (b) of FIG. 18 is obtained, and a specific pattern corresponding to the XY stage resonance appears in a low frequency region near 100 Hz. Here, 100 Hz is also included in the sensor signal (2) 8 (or the signal of the difference between the sensor (2) 8 and the sensor (1) 5).

S73は、無振動で、画像を取得する。これは、例えば図15の加振装置13で加振しない状態で画像を取得する。   S73 acquires an image without vibration. This is, for example, to obtain an image in a state where the vibration is not generated by the vibration apparatus 13 of FIG.

S74は、二次元FFT実行する。   S74 performs two-dimensional FFT.

S75は、2つのFFT結果の差を、FFTフィルタのマスクとする。これは、S71とS72で振動を加えた場合の二次元FFT結果と、S73とS74で振動を加えない場合の二次元FFT結果との差をもとめ、これからFFTフィルタの周波数マスクを作成し、設定する。   S 75 sets the difference between the two FFT results as the mask of the FFT filter. This determines the difference between the two-dimensional FFT result in the case where vibration is applied in S71 and S72 and the two-dimensional FFT result in the case where no vibration is applied in S73 and S74. From this, the frequency mask of the FFT filter is created and set Do.

S76は、画像を取得する。これは、新たに測定対象画像を取得する。   S76 acquires an image. This newly acquires an image to be measured.

S77は、振動を測定する。これは、図15のマスクパレット7に固定したセンサ(2)8および対物レンズ(天板)3に固定したセンサ(1)5によってそれぞれ振動(位置)を測定し、両者の振動位置の差を算出する。   S77 measures the vibration. The vibration (position) is measured by the sensor (2) 8 fixed to the mask pallet 7 in FIG. 15 and the sensor (1) 5 fixed to the objective lens (top plate) 3, respectively. calculate.

S78は、閾値以上であれば、画像信号にFFTフィルタを掛ける。これは、S77で測定した差分の振動信号が予め設定した閾値以上であれば、取得画像にFFTフィルタをかけて振動画像を除去する。例えば取得画像に、後述する図18の(c)の周波数マスクを掛けて画像振動を除去する。   S78 applies an FFT filter to the image signal if it is equal to or higher than the threshold. This is because if the vibration signal of the difference measured in S77 is equal to or greater than a preset threshold value, the acquired image is subjected to FFT filtering to remove the vibration image. For example, a frequency mask shown in FIG. 18C described later is applied to the acquired image to remove image vibration.

S79は、振動除去した画像出力する。S78で振動除去した画像を出力する。   S79 outputs the image from which the vibration has been removed. The image from which the vibration has been removed in S78 is output.

尚、装置によって共振周波数は僅かに異なるため、装置ごとに周波数解析を行い、周波数マスクを調整する。マスクすべき場所(取得画像中のマスクすべき画素)は、上述した差分の振動が閾値以上の場所、あるいはその他に振動を含む画像のFFT画像と振動を含まないFFT画像との差として求めることも可能である。   Note that since the resonance frequency differs slightly depending on the device, frequency analysis is performed for each device to adjust the frequency mask. The place to be masked (the pixel to be masked in the acquired image) should be obtained as the difference between the FFT image of the image including the vibration or the FFT image not including the vibration and the FFT image not including the vibration. Is also possible.

ここで、マスクすべき周波数は単一ではない場合があるが、画像に現れる主要な周波数に絞ってマスクを掛けることが実用上大事である。マスク範囲は、エッジ情報を損なわないように最適化する。機械振動の周波数は揺らぎがあるため、マスクには少し周波数の幅を持たせた方が良い場合もある。   Here, although the frequency to be masked may not be single, it is practically important to mask the main frequencies appearing in the image. The mask range is optimized so as not to lose edge information. Since the frequency of mechanical vibration has fluctuations, it may be better to give the mask a certain frequency range.

尚2、新規に画像を取得し、FFT解析を行い、前記マスクを適用して不要周波数を取り除いた後に、逆FFTを掛け実空間画像に戻す。このようにすることで、任意の測定画像に含まれるXYステージ振動等の機械振動を画像から除去することが出来る。電源周波数(50Hz,60Hz等)の様に周波数が最初から明らかなものは、その周波数のマスクを作って機械振動と同様に除去することが出来る。電源周波数のように時間軸変化を起こすものについては、検出された二次電子信号(画像)に直接、50Hz,60Hzの通常の電気的回路で用いられるノッチフィルタを入れることもできる。   2. A new image is acquired, FFT analysis is performed, the unnecessary frequency is removed by applying the mask, and inverse FFT is applied to return to the real space image. By doing this, mechanical vibration such as XY stage vibration included in any measurement image can be removed from the image. If the frequency is apparent from the beginning, such as the power supply frequency (50 Hz, 60 Hz, etc.), a mask of that frequency can be made and removed as well as mechanical vibration. In the case of a source frequency that causes a time-axis change, it is possible to insert a notch filter used in a 50 Hz, 60 Hz normal electrical circuit directly into the detected secondary electron signal (image).

尚3、この画像処理は二次元フーリエ変換なので、その計算を実時間で行うために、CPUやDSPあるいはGPUやFPGAで実装された高速画像処理ボードを用いることが望ましい。もちろん、メモリー等に蓄積された画像に対して二次元空間フィルターを掛けても良い。   3. Since this image processing is a two-dimensional Fourier transform, it is desirable to use a high-speed image processing board implemented by a CPU, DSP, GPU or FPGA in order to perform the calculation in real time. Of course, a two-dimensional space filter may be applied to the image stored in the memory or the like.

尚3、正確にマスク周波数を知る方法としては、取得された画像のFFT解析の他に、既述したセンサであるレーザー位置測定装置や加速度センサの出力信号が示す共振周波数を用いても良い。それを二次電子画像取得時のピクセルクロックを勘案して二次元のFFT空間で表せば周波数マスクとして用いることが出来る。   In addition, as a method of accurately knowing the mask frequency, in addition to the FFT analysis of the acquired image, it is possible to use a resonance frequency indicated by an output signal of the laser position measuring device or the acceleration sensor which is the sensor described above. It can be used as a frequency mask if it is expressed in a two-dimensional FFT space in consideration of the pixel clock at the time of secondary electron image acquisition.

図17は、本発明の動作説明フローチャート(FFTフィルタの手順)を示す。   FIG. 17 is a flowchart for explaining the operation of the present invention (procedure of FFT filter).

図17において、手順1は、センサに含まれる振動が存在する画像を取得する(a)。これは、例えば図15の加振装置13で加振した状態の画像(例えば図18の(a)の画像)を取得する。尚、自然状態で大きな振動が検出できる場合にはそのときの画像でもよい。この自然状態の画像にはセンサ(2)8(あるいはセンサ(2)8とセンサ(1)5との差分)の信号に含まれる振動成分が含まれている。   In FIG. 17, procedure 1 acquires an image in which a vibration included in the sensor is present (a). This is performed, for example, to obtain an image (for example, an image of (a) of FIG. 18) in a state of being vibrated by the vibration apparatus 13 of FIG. 15. If a large vibration can be detected in a natural state, an image at that time may be used. The image in the natural state includes a vibration component included in the signal of the sensor (2) 8 (or the difference between the sensor (2) 8 and the sensor (1) 5).

手順2は、二次元FFTを行う。   Step 2 performs a two-dimensional FFT.

手順3は、スポット状に現れるあるいはライン状になど現れる、センサの信号に含まれる振動に対応する画像振動成分を抽出する(b)。これは、例えば手順1で取得した図18の(a)の画像を二次元FFT解析すると図18の(b)の結果が得られ、スポット状あるいはライン状に現れる共振点の画像振動成分を抽出する。   Procedure 3 extracts an image vibration component corresponding to the vibration included in the signal of the sensor which appears in a spot shape or appears in a line shape (b). This is obtained, for example, by two-dimensional FFT analysis of the image of (a) of FIG. 18 acquired in step 1 to obtain the result of (b) of FIG. 18 to extract image vibration components of resonance points appearing in spots or lines. Do.

手順4は、上記スポットあるいはラインをマスクに設定する(c)。これは、手順3でスポット状あるいはライン状などに現れる共振点の画像振動成分に、例えば図18の(c)に示すように、当該スポット(必要に応じてライン)を囲むマスク(周波数マスク)を設定する。   Step 4 sets the spot or line as a mask (c). This is because, as shown in (c) of FIG. 18, for example, a mask (frequency mask) surrounding the spots (lines as necessary) on the image vibration components of the resonance points appearing in the form of spots or lines in step 3. Set

手順5は、実測定の実時間あるいは蓄積画像を取得する。これは、測定対象の画像(実時間に取得した画像あるいはメモリから読み出した画像)を取得する。   Procedure 5 is to acquire an actual measurement real time or accumulated image. This acquires an image to be measured (an image acquired in real time or an image read from a memory).

手順6は、二次元FFTを行う。   Step 6 performs a two-dimensional FFT.

手順7は、手順3の周波数成分を画像から除去する。これら手順6、手順7は、手順5で取得した画像に、周波数マスクを設定したFFTフィルタを掛けて、手順3で設定したスポット状あるいはライン状などに現れる振動成分を除去する。尚、周波数マスクを掛ける場所(取得画像中の周波数数マスクを掛ける画像中の場所)は、既述したように、XYステージ6と対物レンズ(天板)3との振動をそれぞれ検出してXYステージの信号あるいはその差分の信号が所定閾値以上の場所について周波数マスクを掛けて振動成分を除去するようにしてもよい。   Step 7 removes the frequency component of step 3 from the image. In steps 6 and 7, the image acquired in step 5 is subjected to an FFT filter in which a frequency mask is set to remove the vibration component appearing in the form of spots or lines set in step 3. As for the place where the frequency mask is applied (the place in the image where the frequency number mask is applied in the acquired image), as described above, the vibrations of the XY stage 6 and the objective lens (top plate) 3 are detected respectively The vibration component may be removed by applying a frequency mask to a place where the signal of the stage or the signal of the difference thereof is equal to or more than a predetermined threshold.

手順8は、逆二次元FFTを行い、画像回復を行う。これにより、図18の(d)に示す逆FFTによる画像復元した画像を生成することが可能となる。   Step 8 performs an inverse two-dimensional FFT to perform image restoration. Thereby, it is possible to generate an image restored by the inverse FFT shown in (d) of FIG.

図18は、本発明の説明図(FFTフィルタ)を示す。   FIG. 18 shows an explanatory diagram (FFT filter) of the present invention.

図18の(a)は、振動を加えた画像の例を示す。図中でXYステージ6の共振振動が存在することがわかる。   (A) of FIG. 18 shows an example of an image to which vibration is applied. It can be seen that resonant vibration of the XY stage 6 exists in the drawing.

図18の(b)は、振動を加えた画像のFFT解析結果の例を示す。これは、図18の(a)のFFT解析結果の例である。   (B) of FIG. 18 shows an example of the FFT analysis result of the image to which the vibration is applied. This is an example of the FFT analysis result of (a) of FIG.

図18の(c)は、振動周波数マスクの例を示す。ここでは、図18の(b)のスポット状の共振点の振動周波数を囲むように周波数マスクを設定した例を示す。   (C) of FIG. 18 shows an example of a vibration frequency mask. Here, an example is shown in which the frequency mask is set so as to surround the vibration frequency of the spot-like resonance point in (b) of FIG.

図18の(d)は、逆FFTによる画像復元の例を示す。これは、新たに取得した画像に、図18の(c)の周波数マスクを掛け、その結果に対して逆FFTを行い、画像を復元した例を示す。   (D) of FIG. 18 shows an example of image restoration by inverse FFT. This shows an example in which the frequency mask of FIG. 18C is applied to the newly acquired image, and the result is subjected to inverse FFT to restore the image.

尚、図15から図18の他の実施例では、XYステージ6などを加振して取得した画像から生成した周波数マスクを用い、新たな取得画像から周波数マスクで該当周波数成分を削除し、画像振動を低減しているため、画像がXYステージ6の共振などで大きく振動している場合に特に有効に画像振動を低減できる。   In another embodiment shown in FIGS. 15 to 18, the frequency mask is deleted from the newly acquired image by using the frequency mask generated from the image acquired by vibrating the XY stage 6 etc. Since the vibration is reduced, the image vibration can be particularly effectively reduced when the image is largely vibrated by the resonance of the XY stage 6 or the like.

図19は、本発明の他の動作説明フローチャート(その2)を示す。図19は、図15の装置に加振装置13で強制振動を加えて、装置の伝達関数を測定し、測定した伝達関数に基づいて、周波数マスクを作成する例を示す。   FIG. 19 shows another operation explanatory flowchart (No. 2) of the present invention. FIG. 19 shows an example in which forced vibration is applied to the device of FIG. 15 by the vibrating device 13, the transfer function of the device is measured, and a frequency mask is created based on the measured transfer function.

図19において、S81は、装置に振動を与えながらセンサの信号を取得する。これは、図15の加振装置13に振動信号を入力して当該図15の装置に強制振動(例えばホワイトノイズ)を与える。周辺環境に大きな自然振動が存在する場合には、強制振動を与えることなく、これを用いてもよい。そして、図15の装置を強制振動(自然振動)の状態で、センサ(2)8およびセンサ(1)5である既述した加速度センサあるいはレーザー干渉位置センサを用いて、信号を取得する。   In FIG. 19, S81 obtains a signal of a sensor while applying vibration to the device. The vibration signal is input to the vibration device 13 of FIG. 15 to apply forced vibration (for example, white noise) to the device of FIG. If a large natural vibration exists in the surrounding environment, this may be used without applying a forced vibration. Then, in the state of forced vibration (natural vibration) in the device of FIG. 15, a signal is acquired using the above-described acceleration sensor or laser interference position sensor which is the sensor (2) 8 and the sensor (1) 5.

S82は、伝達関数を取得する。これは、S81で取得した加速度センサあるいはレーザー干渉位置センサからの信号をもとに周波数スペクトラム(伝達関数)を取得する。例えば後述する図20に示すような周波数スペクトラムを取得する。   S82 obtains a transfer function. The frequency spectrum (transfer function) is acquired based on the signal from the acceleration sensor or the laser interference position sensor acquired in S81. For example, a frequency spectrum as shown in FIG. 20 described later is acquired.

S83は、機械共振周波数の特定を行う。これは、S82で取得した図15の装置の周波数スペクトラム(例えば後述する図20参照)から、装置の共振周波数の部分を特定する。例えば図20の周波数スペクトラムでは、ピークがXYステージ6を含む系の共振成分を表しており、これが画像上に振動となっていると特定(推定)される(既述した図18の(a)、(b)の共振点の100Hz(電源周波数の2倍))に相当すると特定(推定)される)。   S83 identifies the machine resonance frequency. This specifies the portion of the resonance frequency of the device from the frequency spectrum of the device of FIG. 15 (for example, see FIG. 20 described later) acquired in S82. For example, in the frequency spectrum of FIG. 20, the peak represents a resonance component of a system including the XY stage 6, and it is identified (estimated) that this is a vibration on the image ((a) of FIG. 18 described above). , (B) is identified (estimated) as corresponding to 100 Hz (twice the power supply frequency) of the resonance point.

S84は、時間軸周波数を空間周波数に換算し、FFTフィルタの周波数マスクとする。これは、
(1)例えば図20のように、主ピーク周波数が100Hzと得られた場合、画像上にセンサの信号に含まれるこの周波数成分に対応する振動が現れるので、これを取り除けばよい。
In step S84, the time axis frequency is converted to a spatial frequency and used as a frequency mask of the FFT filter. this is,
(1) For example, as shown in FIG. 20, when the main peak frequency is obtained as 100 Hz, vibration corresponding to this frequency component included in the signal of the sensor appears on the image, and this may be removed.

(2)画像はXYの2次元の広がりをもつデータの集まりである。電子ビーム2を用いた画像取得装置では、例えばX軸方向に高速に水平走査を行いながら、順次1ピクセルずつY軸に沿ってラインをずらすように走査を行うことにより、電子ビーム画像を取得する。従って、高速に走査するX軸方向には低い周波数の機械振動の影響が載りにくく、ゆっくり走査されるY軸方向に振動が載りやすい性質がある。センサを用いて時間軸上で測定された振動周波数と画像上に現れる空間周波数とは異なるため、走査に用いる周波数やピクセル数を考慮して画像上に現れる空間周波数に変換する。   (2) An image is a collection of data having a two-dimensional spread of XY. The image acquisition apparatus using the electron beam 2 acquires an electron beam image by performing scanning so as to shift a line along the Y axis sequentially one pixel at a time while performing horizontal scanning at high speed in the X axis direction, for example. . Therefore, the effect of low frequency mechanical vibration is hard to be applied in the X-axis direction scanning at high speed, and the vibration is easy to be applied in the slowly scanned Y-axis direction. Since the vibration frequency measured on the time axis with the sensor is different from the spatial frequency appearing on the image, the frequency is converted to the spatial frequency appearing on the image in consideration of the frequency used for scanning and the number of pixels.

(3)例えば、ピクセルクロックが10MHzの場合、X軸方向が1000ピクセルからなる画像を取得するために必要な、X軸方向走査時間は0.1msである。100Hzの機械振動は、10msの周期なので、画像上ではY軸方向に100本の走査線を周期として振動が現れる。この空間周波数に対応した周波数をマスクとしてFFTフィルタを構成する。このFFTフィルタに実時間あるいは蓄積された電子ビーム画像を入力することによって、画像上の振動が除去できる。尚、機械振動のピークは緩やかで広がりを持つので、それを考量してFFTマスクにも少し広がりを持たせることが望ましい。   (3) For example, when the pixel clock is 10 MHz, the X-axis direction scanning time required to acquire an image having 1000 pixels in the X-axis direction is 0.1 ms. Since the mechanical vibration of 100 Hz has a period of 10 ms, the vibration appears with an interval of 100 scanning lines in the Y-axis direction on the image. An FFT filter is configured using a frequency corresponding to this spatial frequency as a mask. By inputting a real-time or accumulated electron beam image to this FFT filter, the vibration on the image can be removed. It should be noted that since the peak of the mechanical vibration is gentle and spread, it is desirable to make the FFT mask slightly spread by taking it into consideration.

S85は、測定対象画像を取得する。そして、S84で作成した周波数マスクを、取得した画像に掛けて、振動成分を除去する。   S85 acquires a measurement target image. Then, the frequency mask created in S84 is applied to the acquired image to remove the vibration component.

図20は、本発明の伝達関数例を示す。横軸は周波数を表し、縦軸は変位量/mmを表す。図20は、既述した図15の加振装置13で強制振動(例えばホワイトノイズ)を与えた状態でセンサ(2)8の信号あるいはセンサ(2)8とセンサ(1)5との差の信号から、図15の装置(XYステージ6)の周波数スペクトラムを求めたものである。主ピーク周波数は、ここでは、電源周波数の2倍となっていることが判明する。   FIG. 20 shows an example of the transfer function of the present invention. The horizontal axis represents frequency, and the vertical axis represents displacement / mm. FIG. 20 shows the difference between the signal of the sensor (2) 8 or the difference between the sensor (2) 8 and the sensor (1) 5 in a state where the forced vibration (for example, white noise) is given by the vibration device 13 of FIG. From the signal, the frequency spectrum of the device (XY stage 6) of FIG. 15 is obtained. The main peak frequency is found here to be twice the power supply frequency.

本発明の1実施例構成図である。It is a block diagram of one Example of this invention. 本発明の動作説明図(画像振動低減)である。It is operation | movement explanatory drawing (image vibration reduction) of this invention. 本発明の説明図(その1)である。It is explanatory drawing (the 1) of this invention. 本発明の動作説明フローチャート(その1)である。It is operation | movement explanatory flowchart (1) of this invention. 本発明の説明図(その2)である。It is explanatory drawing (the 2) of this invention. 本発明の説明図(その3)である。It is explanatory drawing (the 3) of this invention. 本発明の動作説明フローチャート(その2)である。It is operation | movement explanatory flowchart (the 2) of this invention. 本発明の1実施例構成図(その2)である。It is 1 embodiment block diagram (the 2) of this invention. 本発明の説明図(その4)である。It is explanatory drawing (the 4) of this invention. 本発明の動作説明図(画像振動低減、その2)である。It is operation | movement explanatory drawing (image vibration reduction, the 2) of this invention. 本発明の説明図(その5)である。It is explanatory drawing (the 5) of this invention. 本発明の1実施例構成図(その3)である。It is 1 embodiment structural drawing (the 3) of this invention. 本発明の動作説明(画像振動低減、その3)である。It is operation | movement description (image vibration reduction, the 3) of this invention. 本発明の動作説明フローチャート(その3)である。It is operation | movement explanatory flowchart (the 3) of this invention. 本発明の他の実施例構成図である。It is a block diagram of another Example of this invention. 本発明の他の動作説明フローチャートである。It is another operation | movement explanatory flowchart of this invention. 本発明の動作説明フローチャート(FFTフィルタの手順)である。It is an operation | movement explanatory flowchart (procedure of a FFT filter) of this invention. 本発明の説明図(FFTフィルタ)である。It is explanatory drawing (FFT filter) of this invention. 本発明の他の動作説明フローチャート(その2)である。It is another operation | movement explanatory flowchart (the 2) of this invention. 本発明の伝達関数例である。It is an example of the transfer function of this invention.

1:電子ビームコラム
2:電子ビーム
3:対物レンズ
4:真空チャンバー
5:センサ
51:ミラー
6:XYステージ
7:マスクパレット
8:センサ
81:ミラー
9:フォトマスク(試料)
10:距離測定装置
11:電子ビーム偏向器
12:補正用コイル
13:加振装置
14:周波数マスク設定手段
15:画像形成装置
16:FFTフィルタ装置
1: Electron beam column 2: Electron beam 3: Objective lens 4: Vacuum chamber 5: Sensor 51: Mirror 6: XY stage 7: Mask pallet 8: Sensor 81: Mirror 9: Photo mask (specimen)
10: distance measurement device 11: electron beam deflector 12: correction coil 13: excitation device 14: frequency mask setting means 15: image forming device 16: FFT filter device

Claims (9)

試料から得られる画像の振動を低減する画像振動低減装置において、
前記試料をX方向およびY方向に移動させるステージと、
前記ステージあるいは該ステージに搭載した試料あるいは該試料を保持するホルダに搭載する振動あるいは位置変動を、同期信号に同期して検出する第1のセンサによって検出した第1の信号、あるいは該検出した第1の信号と電子ビームを前記試料に細く絞る対物レンズの極あるいは該極を保持する天板上に搭載する振動あるいは位置変動を、前記同期信号に同期して検出する第2のセンサによって検出した第2の信号との差分信号および同期信号をもとに、振動が無い場合に電子ビームが照射すべき場所と一致させ、画像の振動を低減する振動低減手段と
を備えたことを特徴とする画像振動低減装置。
In an image vibration reduction apparatus for reducing vibration of an image obtained from a sample,
A stage for moving the sample in X and Y directions;
A first signal detected by a first sensor that detects the stage or a sample mounted on the stage or a holder holding the sample, or a vibration or position variation mounted in synchronization with a synchronization signal, or the detected first signal A vibration or position variation mounted on the pole of the objective lens for narrowing the signal and the electron beam to the sample 1 or the top plate holding the pole is detected by a second sensor that detects in synchronization with the synchronization signal. And a vibration reducing means for reducing the vibration of the image by matching the position to be irradiated with the electron beam when there is no vibration, based on the difference signal with the second signal and the synchronization signal. Image vibration reduction device.
前記振動低減手段は、前記振動が無い場合に電子ビームが照射すべき場所と一致させるとして、該同期信号の間で前記第1の信号あるいは前記差分の信号の変動分がある場合には該変動分だけ、逆方向に前記電子ビームあるいは前記画像の位置を戻して元の位置に一致させることを特徴とする請求項1に記載の画像振動低減装置。   The vibration reducing means matches the location to which the electron beam should be irradiated when there is no vibration, and when there is a fluctuation of the first signal or the difference signal between the synchronization signals, the fluctuation 2. The image vibration reduction apparatus according to claim 1, wherein the position of the electron beam or the image is returned in the opposite direction by the amount equal to the original position. 前記振動低減手段は、前記振動が無い場合に電子ビームが照射すべき場所と一致させるとして、電子ビームコラムを載せている天板あるいは電子ビームコラム自身あるいは更に対物レンズの振動と、前記試料の振動とを一致させることを特徴とする請求項1に記載の画像振動低減装置。   A top plate on which the electron beam column is placed or the electron beam column itself or further the vibration of the objective lens, and the vibration of the sample, assuming that the vibration reducing means coincides with the place to be irradiated with the electron beam when there is no vibration. The image vibration reduction apparatus according to claim 1, wherein 前記第1のセンサ、第2のセンサは、振動を検出する加速度センサあるいは位置変動を検出するミラーを用いたレーザ干渉計であることを特徴とする請求項1から請求項3のいずれかに記載の画像振動低減装置。   The said 1st sensor and 2nd sensor are the laser interferometer which used the acceleration sensor which detects a vibration, or the mirror which detects a positional fluctuation, The laser interferometer which used any one of Claim 1 to 3 Image vibration reduction device. 前記第1のセンサおよび第2のセンサは、必要に応じて1つあるいは複数設けたことを特徴とする請求項1から請求項4のいずれかに記載の画像振動低減装置。   The image vibration reduction apparatus according to any one of claims 1 to 4, wherein one or more of the first sensor and the second sensor are provided as needed. 前記請求項3において第1のセンサおよび第2のセンサを試料の外側に必要に応じて複数設けて前記電子ビームが試料を照射する位置における振動あるいは位置変動を算出することを特徴とする請求項1から請求項5のいずれか1に記載の画像振動低減装置。   In the third aspect of the present invention, a plurality of first sensors and second sensors are provided on the outside of the sample, if necessary, to calculate the vibration or position variation at the position where the electron beam irradiates the sample. The image vibration reduction apparatus according to any one of claims 1 to 5. 前記振動低減手段は、前記検出した第1の信号あるいは差分信号をもとに、前記対物レンズで電子ビームを細く絞って照射しつつ平面走査した試料から放出あるいは吸収された信号を検出する、前記同期信号に同期して検出器で検出された信号をもとに生成される画像の画素あるいは所定連続画素あるいは1ライン分の画素あるいは複数ライン分の画素を、該検出した第1の信号あるいは差分信号に相当する距離だけシフトして振動を低減することを特徴とする請求項1から請求項6のいずれか1に記載の画像振動低減装置。   The vibration reducing means detects a signal emitted or absorbed from a sample scanned in a plane while narrowing and irradiating an electron beam with the objective lens based on the detected first signal or difference signal. A pixel of an image generated based on a signal detected by a detector in synchronization with a synchronization signal, or a predetermined continuous pixel, a pixel for one line, or a pixel for a plurality of lines, the first signal or difference detected The image vibration reduction apparatus according to any one of claims 1 to 6, wherein the vibration is reduced by shifting the signal by a distance corresponding to a signal. 前記振動低減手段は、前記検出した第1の信号あるいは差分信号をもとに、前記対物レンズで電子ビームを細く絞って試料に対して、前記同期信号に同期して照射しつつ平面走査する該電子ビームを、該検出した第1の信号あるいは差分信号に相当する距離だけシフトして振動を低減することを特徴とする請求項1から請求項7のいずれか1に記載の画像振動低減装置。   The vibration reducing means narrows the electron beam finely with the objective lens based on the detected first signal or difference signal, and planarly scans the sample while irradiating it in synchronization with the synchronization signal. The image vibration reduction apparatus according to any one of claims 1 to 7, wherein the electron beam is shifted by a distance corresponding to the detected first signal or difference signal to reduce the vibration. 試料から得られる画像の振動を低減する画像振動低減方法において、
前記試料をX方向およびY方向に移動させるステージと、
前記ステージあるいは該ステージに搭載した試料あるいは該試料を保持するホルダに搭載する振動あるいは位置変動を、同期信号に同期して検出する第1のセンサと、
電子ビームを前記試料に細く絞る対物レンズの極あるいは該極を保持する天板上に搭載する振動あるいは位置変動を、前記同期信号に同期して検出する第2のセンサとを設け、
前記第1のセンサによって同期信号に同期して検出した第1の信号、あるいは該検出した第1の信号と電子ビームを前記試料に細く絞る対物レンズの極あるいは該極を保持する天板上に搭載する振動あるいは位置変動を前記同期信号に同期して検出する第2のセンサによって検出した第2の信号との差分信号および同期信号をもとに、振動が無い場合に電子ビームが照射すべき場所と一致させ、画像の振動を低減する振動低減ステップを有することを特徴とする画像振動低減方法。
In an image vibration reduction method for reducing vibration of an image obtained from a sample,
A stage for moving the sample in X and Y directions;
A first sensor for detecting in synchronization with a synchronization signal a vibration or positional fluctuation mounted on the stage or a sample mounted on the stage or a holder for holding the sample;
A second sensor for detecting a vibration or positional fluctuation mounted on a pole of an objective lens for narrowing an electron beam to the sample or a top plate holding the pole in synchronization with the synchronization signal;
A first signal detected in synchronization with a synchronization signal by the first sensor, or a pole of an objective lens for narrowing the detected first signal and electron beam to the sample or a top plate holding the pole Based on the difference signal from the second signal detected by the second sensor that detects the vibration or position variation in synchronization with the synchronization signal and the synchronization signal, the electron beam should be irradiated when there is no vibration. A method of image vibration reduction, characterized in that it comprises a vibration reduction step to match the location and reduce the vibration of the image.
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