JP2968566B2 - Astigmatism reduction method for scanning electron microscope - Google Patents

Astigmatism reduction method for scanning electron microscope

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JP2968566B2
JP2968566B2 JP2181892A JP18189290A JP2968566B2 JP 2968566 B2 JP2968566 B2 JP 2968566B2 JP 2181892 A JP2181892 A JP 2181892A JP 18189290 A JP18189290 A JP 18189290A JP 2968566 B2 JP2968566 B2 JP 2968566B2
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登 野村
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太一 小泉
紀道 穴澤
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、対物レンズによって収束した電子ビームを
被観察試料に照射する際に、非点低減を行う走査型電子
顕微鏡の非点低減方法に関するものである。
Description: BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for reducing astigmatism in a scanning electron microscope that reduces astigmatism when irradiating an electron beam converged by an objective lens onto a sample to be observed. Things.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

一般に、走査型電子顕微鏡は、第9図に示す対物レン
ズを持っている。この対物レンズは、通常、電子ビーム
の通路43を共通の軸とした円筒対称の形状をしている。
磁極41−1、41−2をつなぐ磁路41は純鉄などの磁性体
で構成され、起磁力を与えるコイル44に電流を流して磁
極41−1と磁極41−2との間に磁場を発生させている。
この磁場を通過する電子ビームは、収束作用を受けて観
察対象であるウエハ(半導体基板)42の観察面46に衝突
し、2次電子を発生させている。このようにして発生し
た2次電子は、対物レンズにより発生した縦磁場と軸方
向に印加された電界の両方の作用(ローレンツ力)を受
け、軸方向に沿って、ら旋運動をしながらウエハから離
脱し、検出器に捕獲される。検出器に捕獲された2次電
子は、画像処理されブラウン管に表示される。
Generally, a scanning electron microscope has an objective lens shown in FIG. This objective lens usually has a cylindrically symmetric shape with the electron beam path 43 as a common axis.
A magnetic path 41 connecting the magnetic poles 41-1 and 41-2 is made of a magnetic material such as pure iron, and a current is applied to a coil 44 for giving a magnetomotive force to generate a magnetic field between the magnetic poles 41-1 and 41-2. Is occurring.
The electron beam passing through this magnetic field collides with the observation surface 46 of the wafer (semiconductor substrate) 42 to be observed under the convergence action, and generates secondary electrons. The secondary electrons thus generated are subjected to both the action of the longitudinal magnetic field generated by the objective lens and the electric field applied in the axial direction (Lorentz force), and the wafer undergoes a spiral motion along the axial direction. And is captured by the detector. The secondary electrons captured by the detector are image-processed and displayed on a cathode ray tube.

また、第10図は、本発明者らが出願(特許願平成1年
第244392号)した走査型電子顕微鏡の概略構成図を示
す。
FIG. 10 is a schematic configuration diagram of a scanning electron microscope filed by the present inventors (patent application No. 244392).

第10図の走査型電子顕微鏡を用いて詳細に基本動作を
説明する。
The basic operation will be described in detail using the scanning electron microscope of FIG.

第10図において、電子銃11から放射した電子ビーム12
は、軸合せコイル13によって軸合せし、集束レンズ14に
よって収束し、絞り16を経由して対物レンズ17に入射す
る。対物レンズ17によって更に収束された電子ビームは
ウエハ22を照射すると共にこの照射点を偏向コイル25に
よって走査し、ウエハ22から放出された2次電子を2次
電子検出器24によって検出し、図示外のディスプレイ上
で輝度変調していわゆる2次電子像を表示する。
In FIG. 10, an electron beam 12 emitted from an electron gun 11 is shown.
Are focused by a focusing coil 13, converged by a focusing lens 14, and incident on an objective lens 17 via a stop 16. The electron beam further converged by the objective lens 17 irradiates the wafer 22 and scans the irradiating point by the deflection coil 25. Secondary electrons emitted from the wafer 22 are detected by the secondary electron detector 24. And a secondary electron image is displayed by performing luminance modulation on the display.

次に、従来の走査型電子顕微鏡の構成および動作につ
いて詳細に説明する。
Next, the configuration and operation of a conventional scanning electron microscope will be described in detail.

第10図において、磁極19は、平板磁極21に対する磁気
ループを構成するための磁極である。
In FIG. 10, a magnetic pole 19 is a magnetic pole for forming a magnetic loop for the flat magnetic pole 21.

コイル20は、電流を流して対物レンズ17に起磁力を与
え、レンズ作用を生成するものである。
The coil 20 applies a current to apply a magnetomotive force to the objective lens 17 to generate a lens effect.

平板磁極21は、対向する磁極18に平行に移動可能な平
板状の磁極である。
The plate magnetic pole 21 is a plate-like magnetic pole that can move in parallel to the magnetic pole 18 facing the plate.

ウエハ22は、平板磁極21に裁置された被観察試料であ
る。
The wafer 22 is a sample to be observed placed on the plate magnetic pole 21.

保持台23は、平板磁極21を平行に保持する台である。 The holding table 23 is a table that holds the plate magnetic poles 21 in parallel.

2次電子検出器24は、電子ビームをウエハ22に照射し
て発生させた2次電子を補集して検出するものである。
The secondary electron detector 24 collects and detects secondary electrons generated by irradiating the wafer 22 with an electron beam.

偏向コイル25は、電子ビームをウエハ22上に走査する
ものである。
The deflection coil 25 scans the wafer 22 with an electron beam.

調整ネジ26、26′は、保持台23上に固定具31、31′で
ウエハを固定した平板磁極21の磁極18に対する平行度
(即ち、対物レンズの軸方向に垂直な平面に対する平行
度)を調整する機構である。
The adjusting screws 26 and 26 'adjust the parallelism (that is, the parallelism with respect to a plane perpendicular to the axial direction of the objective lens) of the plate magnetic pole 21 to which the wafer is fixed on the holding table 23 by the fixtures 31 and 31'. It is a mechanism for adjusting.

移動台27、28は、保持台23を対物レンズの軸方向に垂
直な平面に平行な面内で移動可能な台である。
The moving tables 27 and 28 are tables that can move the holding table 23 in a plane parallel to a plane perpendicular to the axial direction of the objective lens.

試料室30は、ウエハ22などを収める真空の室である。 The sample chamber 30 is a vacuum chamber for storing the wafer 22 and the like.

第10図において、対物レンズ17を構成するコイル20に
電流を流すことにより、起磁力が発生し、図中に点線で
示されるようにループ状に磁気回路が構成される。その
結果、磁極の内側間隔(磁極18と平板磁極21の間)と外
側間隔(磁極19と平板磁極21の間)に磁場が発生する。
電子ビームに対して対物レンズとして有効に作用する磁
場は、磁極18と、平板磁極21の間に発生する軸対称のも
のだけである。磁極19と、平板磁極21の間の間隙は、磁
気回路を構成するためのものである。ここで、平板磁極
21は、当該平板磁極21上に搭載したウエハ22を平行移動
して電子ビームの照射位置を移動させて観察する際に、
磁極18と当該平板磁極21との間の電子ビームに作用する
磁場が変化しないように、ウエハ22のサイズよりも十分
大きなサイズを持つように構成されている。
In FIG. 10, a magnetomotive force is generated by passing a current through the coil 20 constituting the objective lens 17, and a magnetic circuit is formed in a loop as shown by a dotted line in the figure. As a result, a magnetic field is generated between the inner distance between the magnetic poles (between the magnetic pole 18 and the flat magnetic pole 21) and the outer distance (between the magnetic pole 19 and the flat magnetic pole 21).
The only magnetic field that effectively acts as an objective lens on the electron beam is an axially symmetric magnetic field generated between the magnetic pole 18 and the flat magnetic pole 21. The gap between the magnetic pole 19 and the flat magnetic pole 21 is for forming a magnetic circuit. Where the flat magnetic pole
When observing the wafer 22 mounted on the flat plate magnetic pole 21 by moving the irradiation position of the electron beam in parallel by moving in parallel,
It is configured to have a size sufficiently larger than the size of the wafer 22 so that the magnetic field acting on the electron beam between the magnetic pole 18 and the plate magnetic pole 21 does not change.

また、平板磁極21上には、被観察対象のウエハ22が密
着して置かれ、固定具31、31′によって固定されてい
る。更に、当該平板磁極21には、平面度を保つために十
分な厚さと強度を持つ保持台23に密着する構成となって
いる。保持台23は、磁極18に対する平行磁極21の平行性
を調整するために、調整ネジ26、26′によって調整可能
な態様で移動台27、28(X、Y2軸の移動が可能)を固定
している。調整ネジ26、26′は、26および26′を結ぶ直
線と直角方向にも設けられており、X、Y2軸の調整が可
能である。調整ネジ26、26′は、移動台27、28を移動さ
せたときに、観察点の高さが変化しないように、2次電
子像を観察しながら、あるいは光学顕微鏡を使用して調
整している。また、調整ネジ26、26′は、移動台の移動
によって、非点歪が大きくならないように調整固定され
ている。なぜなら対物レンズの非点歪は、電子ビーム軌
道の近軸における対物レンズ磁界の不均一性により生じ
るからである。そのため、磁極18、19と平板磁極21の平
行度を保ち、均一磁場を形成することは、非常に重要で
ある。
A wafer 22 to be observed is placed in close contact with the flat magnetic pole 21 and fixed by fixtures 31 and 31 '. Further, the plate magnetic pole 21 is configured to be in close contact with a holding base 23 having a sufficient thickness and strength to maintain flatness. In order to adjust the parallelism of the parallel magnetic pole 21 to the magnetic pole 18, the holding table 23 fixes moving tables 27 and 28 (movable in X and Y axes) in an adjustable manner by adjusting screws 26 and 26 '. ing. The adjusting screws 26, 26 'are also provided in a direction perpendicular to a straight line connecting the 26 and 26', and can adjust the X and Y axes. The adjustment screws 26 and 26 'are adjusted while observing the secondary electron image or using an optical microscope so that the height of the observation point does not change when the movable tables 27 and 28 are moved. I have. The adjusting screws 26 and 26 'are adjusted and fixed so that the astigmatism does not increase due to the movement of the movable table. This is because the astigmatic distortion of the objective lens is caused by the non-uniformity of the objective lens magnetic field in the paraxial direction of the electron beam trajectory. Therefore, it is very important to maintain the parallelism between the magnetic poles 18 and 19 and the flat magnetic pole 21 and form a uniform magnetic field.

以上説明したように、走査型電子顕微鏡において、本
来その走査型電子顕微鏡が有する最良の画像を安定に得
るためには、第1の磁極18、19と、第2の平板磁極21の
平行度向上を対物レンズの非点低減が必要不可欠であ
る。
As described above, in the scanning electron microscope, in order to stably obtain the best image originally possessed by the scanning electron microscope, the parallelism between the first magnetic poles 18 and 19 and the second flat magnetic pole 21 is improved. It is indispensable to reduce the astigmatism of the objective lens.

〔発明が解決しようとする課題〕[Problems to be solved by the invention]

しかしながら上記構成では、自動的に非点低減を行う
機構が無いために、作業者がディスプレイ上に表示され
た画像を目で確認しながら非点を補正する以外に方法が
無いという問題があった。また、第1の磁極18、19と、
第2の平板磁極21の平行度は、機械的な加工精度と組み
上げ精度によるところが大きく、手作業による合わせ込
みによって調整する以外になかった。
However, in the above configuration, since there is no mechanism for automatically reducing the astigmatism, there is a problem that the operator has no other method than correcting the astigmatism while visually checking the image displayed on the display. . Also, the first magnetic poles 18, 19,
The degree of parallelism of the second plate magnetic pole 21 largely depends on the mechanical processing accuracy and the assembling accuracy, and there was no other way than to adjust it by manual alignment.

本発明は、かかる点に鑑み、自動的な非点低減を行う
ことが可能な走査型電子顕微鏡を提供することを目的と
している。
The present invention has been made in view of the above circumstances, and has as its object to provide a scanning electron microscope capable of performing automatic astigmatism reduction.

〔課題を解決するための手段〕[Means for solving the problem]

本発明は、軸対称で中心に電子ビームを通過させる穴
を持ち、かつ円錐状で先端を平坦とした第1の磁極18
と、この第1の磁極18に対向して軸と垂直な面内に移動
可能な第2の平板磁極21とを持つ対物レンズ17と、この
対物レンズ17が発生する非点収差を補正する非点補正コ
イル5と、移動台(ステージ)の高さおよび傾斜を制御
するためのステージ高制御モータ40〜43とを備え、移動
台に装着した第2の平板磁極21上に被観察試料を搭載
し、当該移動台を移動してこの被観察試料の任意の複数
の点(例えば座標値(x、y))について予め非点補正
を行ったときの非点補正コイル5、対物レンズ17のコイ
ル20に流れる電流値(電圧値)およびステージ高制御モ
ータ40〜43の指示値をそれぞれ記憶しておき、被観察試
料を移動して観察する時に、当該記憶しておいた電流値
(電圧値)を非点補正コイル5(あるいは非点補正コイ
ル5と対物レンズ17のコイル20)に供給、および当該記
憶しておいた指示値に対応する信号をステージ高制御モ
ータ40〜43に供給する走査型電子顕微鏡である。また、
磁場センサを設けて対物レンズ17の磁場の非対称性を検
出して補正信号をステージ高制御モータ40〜43に供給す
る走査型電子顕微鏡である。
The present invention relates to a first magnetic pole 18 which is axially symmetric, has a hole at the center for passing an electron beam, and is conical and flat at the tip.
An objective lens 17 having a second flat plate magnetic pole 21 movable in a plane perpendicular to the axis opposite to the first magnetic pole 18, and an objective lens 17 for correcting astigmatism generated by the objective lens 17; A point correction coil 5 and stage height control motors 40 to 43 for controlling the height and inclination of the moving table (stage) are provided. The sample to be observed is mounted on the second flat magnetic pole 21 mounted on the moving table. The astigmatism correction coil 5 and the coil of the objective lens 17 when the movable table is moved to perform astigmatism correction in advance on arbitrary points (for example, coordinate values (x, y)) of the sample to be observed. The current value (voltage value) flowing through 20 and the indicated value of the stage height control motors 40 to 43 are respectively stored, and when the sample to be observed is moved and observed, the stored current value (voltage value) is stored. To the astigmatism correction coil 5 (or the astigmatism correction coil 5 and the coil 2 of the objective lens 17). 0) and a signal corresponding to the stored indicated value to the stage height control motors 40 to 43. Also,
This scanning electron microscope is provided with a magnetic field sensor, detects the asymmetry of the magnetic field of the objective lens 17, and supplies a correction signal to the stage height control motors 40 to 43.

〔作用〕[Action]

本発明は、上述した構成により、被観察試料の位置に
対応づけて予め求めて記憶しておいた電流値(電圧値)
を非点補正コイル5(あるいは非点補正コイル5と対物
レンズ17のコイル20)に供給、および指示値に対応する
信号をステージ高制御モータ40〜43に供給して非点低減
を行うと共に、必要に応じて更に磁場センサ1ないし4
によって検出した磁場のずれ量を求め、このずれ量をも
とに生成した補正信号をステージ高制御モータ40〜43に
供給して非点低減を行うようにしている。これらの非点
低減により、常に最良の状態で被観察試料を観察するこ
とが可能となる。
According to the present invention, the current value (voltage value) obtained and stored in advance in association with the position of the sample to be observed by the above-described configuration.
Is supplied to the astigmatism correction coil 5 (or the astigmatism correction coil 5 and the coil 20 of the objective lens 17), and a signal corresponding to the indicated value is supplied to the stage height control motors 40 to 43 to perform astigmatism reduction. Additional magnetic field sensors 1 to 4 as required
The deviation amount of the detected magnetic field is obtained, and a correction signal generated based on the deviation amount is supplied to the stage height control motors 40 to 43 so as to reduce astigmatism. These astigmatism reductions make it possible to always observe the sample under observation in the best condition.

〔実施例〕〔Example〕

次に、第1図から第8図を用いて本発明の1実施例の
構成および動作を順次詳細に説明する。
Next, the configuration and operation of one embodiment of the present invention will be sequentially described in detail with reference to FIGS.

第1図は本発明の走査型電子顕微鏡の概略構成断面図
を示し、第2図は本発明の主要構成断面図を示す。
FIG. 1 is a schematic sectional view of a scanning electron microscope of the present invention, and FIG. 2 is a sectional view of a main structure of the present invention.

第1図および第2図において、磁場センサ1ないし4
は、対物レンズ17の磁極18と平板磁極21との間に発生す
る磁場強度を計測するためのセンサ(例えばホール素
子、第8図参照)である。これら磁場センサ1ないし4
は、第2図に示すように、直交座標系のX、Y方向にそ
れぞれ2個づつ設け、Z軸(レンズの中心軸)方向成分
の磁場強度を計測する。
1 and 2, the magnetic field sensors 1 to 4
Is a sensor (for example, a Hall element, see FIG. 8) for measuring the intensity of the magnetic field generated between the magnetic pole 18 of the objective lens 17 and the flat magnetic pole 21. These magnetic field sensors 1 to 4
As shown in FIG. 2, two are provided in the X and Y directions of the rectangular coordinate system, respectively, to measure the magnetic field strength in the Z-axis (center axis of the lens) direction component.

非点補正コイル5は、対物レンズ17によって発生する
非点を補正するコイルであって、例えば8極の空芯(磁
性体を持たない)コイルであって、N極とN極(あるい
はS極とS極)、S極とS極(あるいはN極とN極)と
いうように相対する極が向かい合ったコイルである。
The astigmatism correction coil 5 is a coil for correcting astigmatism generated by the objective lens 17, and is, for example, an eight-pole air-core (having no magnetic material) coil, and includes an N pole and an N pole (or an S pole). And the S pole) and the S pole and the S pole (or the N pole and the N pole).

磁場センサ6ないし9は、対物レンズ17の外側の磁極
19と平板磁極21との間に発生する磁場強度を計測するた
めのセンサ(例えばホール素子)である。これら磁場セ
ンサ6ないし9は、直交座標系のX、Y方向にそれぞれ
2個づつ設け、Z軸(レンズの中心軸)方向成分の磁場
強度を計測し、磁極19と平板磁極21との平行度を調整す
るためのものである。
The magnetic field sensors 6 to 9 are magnetic poles outside the objective lens 17.
This is a sensor (for example, a Hall element) for measuring the strength of a magnetic field generated between 19 and the plate magnetic pole 21. The magnetic field sensors 6 to 9 are provided two each in the X and Y directions of the rectangular coordinate system, measure the magnetic field strength in the Z-axis (center axis of the lens) direction component, and measure the parallelism between the magnetic pole 19 and the flat magnetic pole 21. Is to adjust.

ステージ高制御モータ40ないし43は、移動台27に搭載
した移動台27′の高さを調整(X、Y方向に任意に調
整)するためのものである。
The stage height control motors 40 to 43 are for adjusting the height of the moving table 27 'mounted on the moving table 27 (arbitrarily adjusting in the X and Y directions).

次に、第3図を用いて非点低減方法について詳細に説
明する。ここで、初期調整時にないしを1回のみ行
い、像観察時にないしをその都度行う。
Next, the astigmatism reduction method will be described in detail with reference to FIG. Here, the initial adjustment is performed only once, and the initial adjustment is performed each time the image observation is performed.

第3図において、は、ウエハ22を9エリアに分割す
る。これは、被観察試料であるウエア22の観察可能な範
囲を例えば3×3のマトリックスからなる9エリアにス
テージ座標を用いて分割する。
In FIG. 3, the wafer 22 is divided into nine areas. In this method, the observable range of the wear 22, which is the sample to be observed, is divided into nine areas including, for example, a 3 × 3 matrix using stage coordinates.

は、各エリアの中心で作業者による非点補正を行
う。これは、作業者が、9分割した各エリアの中心で手
作業により非点補正をそれぞれ行う。
Performs astigmatism correction by the operator at the center of each area. In this method, an operator performs astigmatism correction manually at the center of each of the nine divided areas.

は、磁場情報を磁場センサで検知し、メモリに保存
する。これは、で作業者が9分割した各エリアで手作
業により非点補正したときに、磁場センサ1ないし4で
測定した磁場強度を予め各エリア毎に用意したメモリ
(メモリ領域)に保存する。
Detects magnetic field information with a magnetic field sensor and stores it in a memory. In this method, when the worker manually performs astigmatism correction in each of the nine divided areas, the magnetic field intensity measured by the magnetic field sensors 1 to 4 is stored in a memory (memory area) prepared in advance for each area.

は、コイル20、非点補正コイル5、ステージ高制御
モータ40ないし43の指示値、ステージ座標(x、y)を
メモリに保存する。これにより、分割した全てのエリア
について、非点補正した状態の非点補正コイル5に流す
電流値、磁場センサ1ないし4によって測定した磁場強
度、コイル20の電流値(対物レンズ17の電流値)、およ
びステージ高制御モータ40ないし43の指示値をメモリに
保存する。
Stores the indicated values of the coil 20, the stigmator coil 5, the stage height control motors 40 to 43, and the stage coordinates (x, y) in the memory. As a result, the current value flowing through the astigmatism correction coil 5 in the astigmatism corrected state, the magnetic field intensity measured by the magnetic field sensors 1 to 4, the current value of the coil 20 (the current value of the objective lens 17) for all the divided areas , And the indicated values of the stage height control motors 40 to 43 are stored in the memory.

以上の処理によって初期調整を終わる。 The initial adjustment is completed by the above processing.

次に、像観察時の処理を説明する。 Next, processing at the time of image observation will be described.

第3図において、は、ステージを移動する。これ
は、観察者が所望の位置の像を観察するためにステージ
を移動する。
In FIG. 3, the stage is moved. This means that the observer moves the stage to observe an image at a desired position.

は、ステージ座標からエリアを判定する。これは、
のステージの移動に対応して、その座標値から分割し
たいずれのエリアかを判定する。
Determines the area from the stage coordinates. this is,
In response to the movement of the stage, it is determined which of the divided areas from the coordinate values.

は、エリアは移動前と同じか否かを判別する。YES
の場合には、で像観察作業を行い、を行う。一方、
NOの場合(エリアが移動前と異なる場合)には、で該
当エリアの保存しておいた電流値あるいは電圧値を非点
補正コイル5、コイル20、ステージ高制御モータ40〜43
に供給して再現し、更に再現したときに磁場センサ1な
いし4によって測定した磁場と保存しておいた磁場との
差が規定値以上となるときにこの差に対応する補正信号
(補正電圧)をステージ高制御モータ40〜43に供給する
磁場再現シーケンス(第4図を用いて後述する)を行
い、を行う。
Determines whether the area is the same as before the movement. YES
In the case of (1), the image observation work is performed in and. on the other hand,
In the case of NO (when the area is different from the one before the movement), the current value or voltage value stored in the corresponding area is converted to the astigmatism correction coil 5, the coil 20, the stage height control motors 40 to 43, and
When the difference between the magnetic field measured by the magnetic field sensors 1 to 4 and the stored magnetic field is equal to or greater than a specified value when the reproduction is performed, a correction signal (correction voltage) corresponding to the difference is provided. Is supplied to the stage height control motors 40 to 43 to perform a magnetic field reproduction sequence (described later with reference to FIG. 4).

は、像観察作業を行う。 Performs an image observation operation.

は、観察終了か否かを判別する。YESの場合には、
像観察を終了する。NOの場合には、以降を繰り返し行
う。
Determines whether the observation has been completed. If YES,
The image observation ends. In the case of NO, the subsequent steps are repeated.

以上の処理によって、ステージ移動に伴い予め保存し
ておいた状態に非点補正コイル5、コイル20に流す電流
値、およびステージ高制御モータ40〜43に印加する電圧
値を自動的に補正し、更に再現したときの磁場センサ1
ないし4によって検出した差が規定値以上のときに当該
差に対応する補正電圧をステージ高制御モータ40〜43に
供給して非点低減することにより、被観察試料の移動に
伴って自動的に非点低減を行うことが可能となる。
By the above processing, the current value flowing through the astigmatism correction coil 5, the coil 20 and the voltage value applied to the stage height control motors 40 to 43 are automatically corrected in a state stored in advance with the stage movement, Magnetic field sensor 1 when reproduced further
When the difference detected by (4) is equal to or more than a specified value, the correction voltage corresponding to the difference is supplied to the stage height control motors 40 to 43 to reduce astigmatism, thereby automatically changing the movement of the sample to be observed. Astigmatism can be reduced.

第4図を用いて第3図の磁場再現シーケンス例につ
いて詳細に説明する。
The example of the magnetic field reproduction sequence shown in FIG. 3 will be described in detail with reference to FIG.

第4図において、は、メモリからそのエリアの情報
をCPU上のメモリに呼び出す。ここでは、メモリに保存
しておいた該当エリアの磁場Bzi0(i=1、2、3、
4)などをCPU上のメモリに取り出す。
In FIG. 4, the information of the area is called from the memory to the memory on the CPU. Here, the magnetic field B zi0 (i = 1, 2, 3,
4) Take out the above to the memory on the CPU.

は、コイル20、非点補正コイル5、及びステージ高
制御モータ40ないし43を制御し、再現する。これは、
で呼び出した初期状態()の値を、コイル20、非点補
正コイル5、ステージ高制御モータ40ないし43に供給
し、初期状態を再現する。
Controls and reproduces the coil 20, the astigmatism correction coil 5, and the stage height control motors 40 to 43. this is,
Is supplied to the coil 20, the astigmatism correction coil 5, and the stage height control motors 40 to 43 to reproduce the initial state.

は、磁場センサ1ないし4により磁場情報を検知
し、メモリに保存する。これは、ステージの現在の状態
のときに、磁場センサ1ないし4によって検知した磁場
Bzi(i=1、2、3、4)をメモリに保存する。
Detects magnetic field information by the magnetic field sensors 1 to 4 and stores it in a memory. This is the magnetic field detected by the magnetic field sensors 1 to 4 in the current state of the stage.
B zi (i = 1, 2, 3, 4) is stored in the memory.

は、初期調整時の磁場情報と、最新情報を比較し、
ΔBziを算出する。これは、 ΔBzi=Bzi−Bzoi(i=1、2、3、4) を算出する。
Compares the magnetic field information at the time of initial adjustment with the latest information,
Calculate ΔB zi . This calculates ΔB zi = B zi −B zoi (i = 1, 2, 3, 4).

は、ΔBzi<ΔBs(規格値)か否かを判別する。こ
れは、初期調整時の磁場情報Bzoiと現在の磁場情報Bzi
との差ΔBziが規格値ΔBsよりも小さいか否かを判別す
る。YESの場合には、差ΔBziが規格値ΔBsよりも小さい
と判定されたので、非点が低減されているとみなして終
了し、第3図に進む。一方、NOの場合には、差ΔBzi
が規格値ΔBsよりも大きいと判定されたので、非点補正
されていないとみなし、、を行う。
Determines whether ΔB zi <ΔB s (standard value). This is because magnetic field information B zoi at the time of initial adjustment and current magnetic field information B zi
It is determined whether or not the difference ΔB zi is smaller than the standard value ΔB s . In the case of YES, it is determined that the difference ΔB zi is smaller than the standard value ΔB s , so that it is determined that the astigmatism has been reduced, and the process ends, and the process proceeds to FIG. On the other hand, in the case of NO, the difference ΔB zi
Since but is determined to be greater than the standard value .DELTA.B s, perform ,, regarded as not being astigmatic correction.

は、ΔBX=ΔBz2−ΔBz1 ΔBY=ΔBz3−ΔBz4 を算出する。これは、第2図(ロ)に示す磁場センサ1
と磁場センサ2によるX方向の磁場のずれ量の差をΔBX
として算出、および同様に磁場センサ3と磁場センサ4
によるY方向の磁場のずれ量の差をΔBYとして算出す
る。
Calculates ΔB X = ΔB z2 −ΔB z1 ΔB Y = ΔB z3 −ΔB z4 . This is the magnetic field sensor 1 shown in FIG.
The difference between the displacement of the magnetic field in the X direction by the magnetic field sensor 2 and ΔB X
, And similarly the magnetic field sensor 3 and the magnetic field sensor 4
The difference between the displacement amount of the magnetic field in the Y direction by calculating as .DELTA.B Y.

は、ΔBX、ΔBYを低減する方向にステージ高制御モ
ータ40〜43の電圧を補正(ΔBX、ΔBYとステージ高制御
モータ40〜43の供給電圧との関係を予め測定して求めて
おく)し、この補正した状態でないしを繰り返し行
う。
Is, .DELTA.B X, corrects the voltage of the stage height control motors 40-43 in the direction of reducing ΔB Y (ΔB X, seeking to previously measured relationship between supply voltage .DELTA.B Y and the stage height control motors 40 to 43 This is not the corrected state, and this is repeated.

以上の処理によって、ステージの移動に対応して、初
期調整時に非点補正した状態に再現、更に初期調整時か
ら現在の磁場のずれ量ΔBX、ΔBYが規定値Δ以上のと
きに予め測定して求めておいた補正電圧をステージ高制
御モータ40〜43に供給して非点低減することにより、ス
テージの移動に対応して自動的に非点低減を行うことが
可能となる。
Through the above processing, in response to movement of the stage, reproduced astigmatic correction state at the time of initial adjustment, further from the current time of initial adjustment field shift amount .DELTA.B X, .DELTA.B Y in advance when the specified value or more delta s By supplying the correction voltage measured and obtained to the stage height control motors 40 to 43 to reduce the astigmatism, the astigmatism can be automatically reduced in accordance with the movement of the stage.

次に、第5図を用いて他の非点低減方法について説明
する。
Next, another astigmatism reduction method will be described with reference to FIG.

第5図において、は、ウエハを9エリアに分割す
る。これは、第3図と同様に、被観察試料であるウエ
ハ22の観察可能な範囲を例えば3×3のマトリックスか
らなる9エリアにステージ座標を用いて分割する。
In FIG. 5, the wafer is divided into nine areas. In this case, as in FIG. 3, the observable range of the wafer 22, which is the sample to be observed, is divided into nine areas composed of a 3 × 3 matrix using the stage coordinates.

は、各エリアの中心で作業者による非点補正を行
う。これは、第3図と同様に、作業者が、9分割した
各エリアの中心で手作業により非点補正をそれぞれ行
う。
Performs astigmatism correction by the operator at the center of each area. In this case, as in FIG. 3, the operator manually performs astigmatism correction at the center of each of the nine divided areas.

、は磁場情報を磁場センサで検知し、メモリに保
存する。これは、で作業者が9分割した各エリアで手
作業により非点補正したときに、磁場センサ1ないし4
で測定した磁場強度を予め各エリア毎に用意したメモリ
(メモリ領域)に保存する。
, Detects magnetic field information with a magnetic field sensor and stores it in a memory. This is because, when the astigmatism correction is manually performed in each of the nine divided areas by the operator, the magnetic field sensors 1 to 4
Is stored in a memory (memory area) prepared in advance for each area.

は、ステージの座標系で磁場強度を曲線近似する。
例えば右側に記載したように、 Bzi≒fi(x、y)(i=1、2) ……(1) Bzj≒fj(x、y)(j=3、4) ……(2) と、磁場強度Bzi、Bzjをそれぞれ曲線近似する。ここ
で、磁場強度Bziは磁場センサiおよびjの示す磁場強
度を示しており、いずれも(x、y)座標の関数であ
る。
Makes a curve approximation of the magnetic field strength in the coordinate system of the stage.
For example, as described on the right side, B zi ≒ f i (x, y) (i = 1, 2) (1) B zj ≒ f j (x, y) (j = 3, 4) ( 2) and the magnetic field strengths B zi and B zj are each approximated by a curve. Here, the magnetic field intensity Bzi indicates the magnetic field intensity indicated by the magnetic field sensors i and j, and both are functions of the (x, y) coordinates.

は、近似式をメモリに保存する。これは、で曲線
近似した式(1)、(2)をメモリに保存する。
Saves the approximate expression in memory. This stores the equations (1) and (2) approximated by a curve in a memory.

以上の処理によって初期調整を終わる。 The initial adjustment is completed by the above processing.

次に、像観察時の処理を説明する。 Next, processing at the time of image observation will be described.

第5図において、は、ステージを移動する。これ
は、観察者が所望の位置の像を観察するためにステージ
を移動する。
In FIG. 5, the stage is moved. This means that the observer moves the stage to observe an image at a desired position.

は、ステージ座標と近似式からその位置における磁
場情報を算出する。これは、現在のステージの座標
(x、y)と、近似式(1)、(2)とから現在位置に
おける磁場情報を算出する。
Calculates magnetic field information at the position from the stage coordinates and the approximate expression. This calculates the magnetic field information at the current position from the coordinates (x, y) of the current stage and the approximate expressions (1) and (2).

は、ステージ高制御モータ40〜43の電圧を制御し、
その位置の磁場を再現する。これは、で算出した磁場
情報と、現位置で磁場センサ1ないし4で測定した磁場
情報とが等しくなるようにステージ高制御モータ40〜43
を制御し、初期調整時の磁場を再現する。
Controls the voltage of the stage height control motors 40-43,
Reproduce the magnetic field at that position. This is so that the stage height control motors 40 to 43 are set so that the magnetic field information calculated by the magnetic field information measured by the magnetic field sensors 1 to 4 at the current position becomes equal.
Is controlled to reproduce the magnetic field at the time of the initial adjustment.

は、像観察作業を行う。 Performs an image observation operation.

は、観察終了か否かを判別する。YESの場合には、
像観察終了する。NOの場合には、以降を行う。
Determines whether the observation has been completed. If YES,
The image observation ends. If NO, do the following.

以上の処理によって、ステージ移動に伴い予め求めて
保存しておいた近似式をもとに算出した磁場情報の状態
を再現するようにステージ高制御モータ40〜43の電圧を
制御することにより、被観察試料の移動に伴って自動的
に非点低減を行うことが可能となる。
By the above processing, the voltage of the stage height control motors 40 to 43 is controlled so as to reproduce the state of the magnetic field information calculated based on the approximate expression obtained and stored in advance with the movement of the stage. Astigmatism reduction can be performed automatically as the observation sample moves.

以上の実施例において、予め非点補正後の磁場情報を
保存し、その保存した磁場状態をできる限り再現するこ
とにより、非点を低減する方法について説明してきた。
これは、通常、軸方向の均一な対称磁場を形成するだけ
では完全に非点を補正できないからである。ところが、
加工、組み立て精度の向上により、均一な軸方向対称磁
場を形成するだけで、非点が実用上十分に低減可能な場
合は、第6図に示す非点低減方法が非常に実用的かつ有
益な方法になってくる。以下第6図を用いて説明する。
In the above embodiment, the method of reducing the astigmatism by storing the magnetic field information after the astigmatism correction in advance and reproducing the stored magnetic field state as much as possible has been described.
This is because normally, astigmatism cannot be completely corrected simply by forming a uniform symmetric magnetic field in the axial direction. However,
If the astigmatism can be reduced sufficiently for practical use only by forming a uniform axially symmetric magnetic field by improving the processing and assembly accuracy, the astigmatism reduction method shown in FIG. 6 is very practical and useful. Come the way. This will be described below with reference to FIG.

第6図は、本発明の非点低減動作フローチャートを示
す。
FIG. 6 is a flowchart showing the astigmatism reduction operation of the present invention.

第6図において、は、ステージ組立調整時に、調整
ネジ26、26′による平行度調整を行う。これは、第1図
調整ネジ26、26′によって、保持台23に搭載した平板磁
極21と、磁極18、19とが平行となるように調整する。
In FIG. 6, during the stage assembly adjustment, the parallelism is adjusted by adjusting screws 26 and 26 '. This is adjusted by adjusting screws 26, 26 'in FIG. 1 so that the flat magnetic pole 21 mounted on the holding base 23 and the magnetic poles 18, 19 are parallel.

以上の調整をステージ組立時に行うことにより、磁極
18と平板磁極21との間が平行となり、磁場の空間的な位
置関係から生じる非点が最小となる。
Performing the above adjustments at the stage assembly
The gap between 18 and the plate magnetic pole 21 is parallel, and the astigmatism resulting from the spatial positional relationship of the magnetic field is minimized.

次に、は、実際に観察している時に、磁場センサに
よる磁場強度計測を行う。これは、ステージを移動して
所望の位置に被観察試料を位置づけたときに、第2図
(ロ)磁場センサ1ないし4によって磁場Bzi(i=
1、2、3、4)を計測する。
Next, during actual observation, the magnetic field strength is measured by a magnetic field sensor. This is because when the stage is moved and the sample to be observed is positioned at a desired position, the magnetic field B zi (i =
1, 2, 3, 4) are measured.

は、軸対称成分Bzoからのずれ量を計算する。Calculates the deviation from the axially symmetric component Bzo .

ここで、軸対称成分Bzoは、 ずれ量ΔBzi(i=1、2、3、4)は、 ΔBzi=Bzi−Bzo(i=1、2、3、4) (4) である。Where the axially symmetric component B zo is The shift amount ΔB zi (i = 1, 2, 3, 4) is ΔB zi = B zi −B zo (i = 1, 2, 3, 4) (4).

は、Bzo及びΔBzi(i=1、2、3、4)が規格内
であるか否かを判別する。YESの場合には、自動非点低
減作業を終了する。NOの場合には、で補正動作(ステ
ージ制御モータなどによる補正)を行い、以降を行
う。
Determines whether B zo and ΔB zi (i = 1, 2, 3, 4) are within the standard. In the case of YES, the automatic astigmatism reduction work ends. In the case of NO, the correction operation (correction by the stage control motor or the like) is performed in and the subsequent steps are performed.

以上の処理によって、実際に観察しているときに、第
2図(ロ)磁場センサ1ないし4によって計測した軸対
称成分からのずれ量が規格内になるようにステージ制御
用モータを制御し、高精度に均一かつ軸対称な軸方向磁
場Bzを形成することができ、自動的に非点を低減するこ
とが可能となる。均一かつ軸対称な一様磁場を形成する
ということは、巨視的には磁極18、19と第2の平板磁極
21の平行度を向上させることに他ならない。従って、第
7図に示す以下の動作を第6図のとの間に入れるこ
とにより、大きく平行度がずれている場合の非点低減動
作を迅速に行うことができる。
By the above processing, the stage control motor is controlled so that the deviation from the axially symmetric component measured by the magnetic field sensors 1 to 4 is within the standard when actually observing, with high accuracy can be formed uniform and axisymmetric axial magnetic field B z, it is possible to automatically reduce the astigmatic. Forming a uniform and axially symmetric uniform magnetic field is macroscopically equivalent to the magnetic poles 18, 19 and the second flat magnetic pole.
It is nothing but improving the parallelism of 21. Therefore, by inserting the following operation shown in FIG. 7 between that shown in FIG. 6, the astigmatism reduction operation when the parallelism is largely shifted can be performed quickly.

第7図は、本発明の磁極平行度の補正説明図を示す。 FIG. 7 is a diagram for explaining correction of magnetic pole parallelism according to the present invention.

第7図(イ)は、平行補正前の状態を示し、平板磁極
21が図示のように右下がりになっている様子を示す。こ
の状態では、Bzo′=Bz8=Bz9、Bz6>Bz7となる。ここ
で、添字の6、7は磁極19のX方向の2つの磁場を表
し、添字の8、9は磁極19のY方向の2つの磁場を表
す。
FIG. 7 (a) shows a state before the parallel correction, and
FIG. 21 shows a state in which 21 is downward-sloping as shown. In this state, the B zo '= B z8 = B z9, B z6> B z7. Here, the suffixes 6 and 7 represent two magnetic fields of the magnetic pole 19 in the X direction, and the suffixes 8 and 9 represent two magnetic fields of the magnetic pole 19 in the Y direction.

第7図(ロ)は、平行補正後の状態を示し、平板磁極
21が図示のように平行になっている様子を示す。この状
態では、Bzo′=Bz6=Bz7=Bz8=Bz9となる。ここで、 である。
FIG. 7 (b) shows a state after the parallel correction, and
21 shows how they are parallel as shown. In this state, the B zo '= B z6 = B z7 = B z8 = B z9. here, It is.

尚、以上で述べてきた、非点低減方法において、説明
を簡略化するために、9エリアに分割して4個の磁場セ
ンサを用いた場合について説明してきたが、本発明はこ
れに限られるものではなく、任意の複数にエリアを分割
し、更に多数の磁場センサを用いてもよい。
In the above-described astigmatism reduction method, a case where four magnetic field sensors are used by dividing the area into nine areas has been described for the sake of simplicity, but the present invention is not limited to this. Instead, the area may be divided into an arbitrary number and a larger number of magnetic field sensors may be used.

第8図は、本発明に係る磁場センサ例を示す。 FIG. 8 shows an example of a magnetic field sensor according to the present invention.

第8図(イ)は、対物レンズに磁極18に磁場センサ32
を設けた様子を示す。
FIG. 8 (a) shows a magnetic field sensor 32 attached to the magnetic pole 18 on the objective lens.
The state in which was provided is shown.

第8図(ロ)は、磁場センサ32を拡大した様子を示
す。この磁場センサ32は、半導体の基板上にホール素子
を円形状に複数(例えば256個)設け、これらのホール
素子を1個づつ、あるいは所定個数まとめ(例えば第2
図(ロ)の場合には4つにまとめ)て作成する。このよ
うに半導体の基板上にLSI技術によってホール素子を作
成するため、磁場検出特性の均一な磁場センサ32を容易
に作成できる。この作成した磁場センサ32は、例えば磁
極18と平板磁極21との間の軸方向の磁場(縦磁場)や更
に軸方向から直角方向の磁場を測定するものも容易に作
成できる。
FIG. 8 (b) shows an enlarged view of the magnetic field sensor 32. In the magnetic field sensor 32, a plurality of (for example, 256) Hall elements are provided in a circular shape on a semiconductor substrate, and these Hall elements are provided one by one or a predetermined number (for example,
In the case shown in FIG. As described above, since the Hall element is formed on the semiconductor substrate by the LSI technology, the magnetic field sensor 32 having a uniform magnetic field detection characteristic can be easily formed. For example, the magnetic field sensor 32 can be easily configured to measure an axial magnetic field (vertical magnetic field) between the magnetic pole 18 and the plate magnetic pole 21 or a magnetic field in a direction perpendicular to the axial direction.

〔発明の効果〕〔The invention's effect〕

以上説明したように、本発明によれば、対物レンズを
構成する磁極のうちの1つを移動可能な平板磁極とし、
予め非点補正を行って非点補正コイル5とコイル20に流
れる電流、およびステージ高制御モータ40〜43に印加さ
れる電圧を保存しておき、ステージ移動に伴いこの保存
しておいた電流を非点補正コイル5(あるいは非点補正
コイル5とコイル20)に流すと共に保存しておいた電圧
をステージ高制御モータ40〜43に印加して非点補正(作
業者による調整)のとれた初期状態の磁場を再現するこ
とにより、非点補正、更に必要に応じて磁場センサによ
って検出した磁場のずれ量をもとに再現磁場補正を行う
構成を採用しているため、非点による歪を最小限に抑
え、本来走査型電子顕微鏡の有する最良の画質で安定に
観察することができる。したがって、本発明の実用的効
果は非常に大きなものがある。
As described above, according to the present invention, one of the magnetic poles constituting the objective lens is a movable flat magnetic pole,
The astigmatism correction is performed in advance to store the current flowing through the astigmatism correction coil 5 and the coil 20, and the voltage applied to the stage height control motors 40 to 43. The initial voltage is applied to the astigmatism correction coil 5 (or the astigmatism correction coil 5 and the coil 20) and the stored voltage is applied to the stage height control motors 40 to 43 to perform the astigmatism correction (adjustment by the operator). By adopting a configuration that reproduces the magnetic field of the state and corrects astigmatism and, if necessary, the reproduction magnetic field based on the deviation of the magnetic field detected by the magnetic field sensor, distortion due to astigmatism is minimized. It is possible to observe stably with the best image quality originally possessed by the scanning electron microscope. Therefore, the practical effects of the present invention are very large.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

第1図は、本発明の走査型電子顕微鏡の概念構成断面図
を示す。 第2図は、本発明の主要構成断面図を示す。 第3図は、本発明に係る非点低減方法フローチャート
(その1)を示す。 第4図は、本発明に係る磁場再現シーケンス例を示す。 第5図は、本発明に係る非点低減方法フローチャート
(その2)を示す。 第6図は、本発明の非点低減主要動作フローチャートを
示す。 第7図は、本発明の磁極平行度の補正説明図を示す。 第8図は、本発明に係る磁場センサ例を示す。 第9図、第10図は、従来技術の説明図を示す。 図中、1ないし4は磁極18の磁場を測定する磁場セン
サ、5は非点補正コイル、6ないし9は磁極19の磁場を
測定する磁場センサ、17は対物レンズ、18、19は磁極、
20はコイル、21は平板磁極、22はウエハ、23は保持台、
24は2次電子検出器、26、26′は調整ネジ、27、27′、
28は移動台、31、31′は固定具、40ないし43はステージ
高制御モータを表す。
FIG. 1 is a sectional view showing a conceptual configuration of a scanning electron microscope of the present invention. FIG. 2 shows a sectional view of the main structure of the present invention. FIG. 3 shows a flowchart (part 1) of the astigmatism reduction method according to the present invention. FIG. 4 shows an example of a magnetic field reproduction sequence according to the present invention. FIG. 5 shows a flowchart (part 2) of the astigmatism reduction method according to the present invention. FIG. 6 is a flowchart showing the main operation of the astigmatism reduction according to the present invention. FIG. 7 is a diagram for explaining correction of magnetic pole parallelism according to the present invention. FIG. 8 shows an example of a magnetic field sensor according to the present invention. FIG. 9 and FIG. 10 are explanatory diagrams of the prior art. In the figure, 1 to 4 are magnetic field sensors for measuring the magnetic field of the magnetic pole 18, 5 is an astigmatism correction coil, 6 to 9 are magnetic field sensors for measuring the magnetic field of the magnetic pole 19, 17 is an objective lens, 18 and 19 are magnetic poles,
20 is a coil, 21 is a plate magnetic pole, 22 is a wafer, 23 is a holding table,
24 is a secondary electron detector, 26 and 26 'are adjustment screws, 27 and 27',
Reference numeral 28 denotes a moving table, reference numerals 31 and 31 'denote fixtures, and reference numerals 40 to 43 denote stage height control motors.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 服藤 憲司 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電 器産業株式会社内 (72)発明者 小泉 太一 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電 器産業株式会社内 (72)発明者 穴澤 紀道 東京都新宿区新宿2丁目2番1号 株式 会社ホロン内 (56)参考文献 特開 平1−197951(JP,A) 特開 昭54−122970(JP,A) 特開 昭57−66637(JP,A) 特開 昭57−50756(JP,A) 特開 昭63−200444(JP,A) 特開 昭61−2249(JP,A) 実開 昭61−156172(JP,U) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) H01J 37/00 - 37/36 ──────────────────────────────────────────────────の Continuing on the front page (72) Inventor Kenji Hatto 1006 Kazuma Kadoma, Kadoma, Osaka Prefecture Inside Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. (72) Taichi Koizumi 1006 Kadoma Kadoma, Kadoma, Osaka Pref. In-company (72) Inventor Norimichi Anazawa 2-2-1 Shinjuku, Shinjuku-ku, Tokyo Holon Co., Ltd. (56) References JP-A-1-197951 (JP, A) JP-A-54-122970 (JP, A) JP-A-57-66637 (JP, A) JP-A-57-50756 (JP, A) JP-A-63-200444 (JP, A) JP-A-61-2249 (JP, A) −156172 (JP, U) (58) Fields investigated (Int. Cl. 6 , DB name) H01J 37/00-37/36

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】対物レンズによって収束した電子ビームを
被観察試料に照射してこれの像を観察する走査型電子顕
微鏡において、 軸対称で中心に電子ビームを通過させる穴を持ち、かつ
円錐状で先端を平坦とした第1の磁極と、 この第1の磁極に対向して軸と垂直な面内に移動可能な
第2の平板磁極とを持つ対物レンズと、 この対物レンズが発生する非点収差を補正する非点補正
コイルと、 移動台の高さおよび傾斜を制御するためのステージ高制
御機構とを備え、 移動台に装着した上記第2の平板磁極上に被観察試料を
搭載し、当該移動台を移動してこの被観察試料の任意の
複数の点(例えば座標値(x、y))について予め非点
補正を行ったときの上記非点補正コイル(5)、対物レ
ンズのコイルに流れる電流値(電圧値)およびステージ
高制御機構の指示値をそれぞれ記憶しておき、被観察試
料を移動して観察する時に、当該記憶しておいた電流値
(電圧値)を上記非点補正コイル(あるいは非点補正コ
イルと対物レンズのコイル)に供給、および当該記憶し
ておいた指示値に対応する信号を上記ステージ高制御機
構に供給するように構成したことを特徴とする走査型電
子顕微鏡。
1. A scanning electron microscope for irradiating an electron beam converged by an objective lens onto a sample to be observed and observing an image of the sample, wherein the scanning electron microscope has an axially symmetric hole having a hole through which the electron beam passes, and a conical shape. An objective lens having a first magnetic pole having a flattened tip, a second flat-plate magnetic pole opposed to the first magnetic pole and movable in a plane perpendicular to an axis, and an astigmatism generated by the objective lens An astigmatism correction coil for correcting aberrations, a stage height control mechanism for controlling the height and tilt of the moving table, and a sample to be observed mounted on the second flat plate magnetic pole mounted on the moving table. The astigmatism correction coil (5) when the astigmatism correction is performed in advance on any of a plurality of points (for example, coordinate values (x, y)) of the observed sample by moving the movable table, and the coil of the objective lens Current (voltage value) and stay The instruction values of the high control mechanism are stored, and when the sample to be observed is moved and observed, the stored current value (voltage value) is stored in the astigmatism correction coil (or the astigmatism correction coil and the objective). A scanning electron microscope configured to supply a signal corresponding to the stored instruction value to the stage height control mechanism.
【請求項2】上記対物レンズの軸の近傍に当該対物レン
ズの磁場の非対称性を検出する磁場センサを設け、 上記移動台に装着した上記第2の平板磁極上に被観察試
料を搭載し、当該移動台を移動してこの被観察試料の任
意の複数の点(例えば座標値(x、y))について予め
非点補正を行ったときに上記非点補正コイル(5)、上
記対物レンズのコイルに流れる電流値、ステージ高制御
機構の指示値、および上記磁場センサによって検出した
対物レンズの磁場をそれぞれ記憶しておき、被観察試料
を移動して観察する際に当該記憶しておいた電流値を非
点補正コイル(5)(あるいは非点補正コイル(5)と
対物レンズのコイル)に供給、および当該記憶しておい
た指示値に対応する信号を上記ステージ高制御機構に供
給したときに、上記磁場センサによって検出した磁場
と、記憶しておいた磁場との差が所定値以上のときにそ
の差に対応した補正信号をステージ高制御機構に供給す
るように構成したことを特徴とする請求項第(1)項記
載の走査型電子顕微鏡。
2. A magnetic field sensor for detecting asymmetry of a magnetic field of the objective lens is provided near an axis of the objective lens, and a sample to be observed is mounted on the second flat magnetic pole mounted on the moving table. The astigmatism correction coil (5) and the objective lens are moved when the movable table is moved to perform astigmatism correction in advance on a plurality of arbitrary points (for example, coordinate values (x, y)) of the sample to be observed. The current value flowing through the coil, the instruction value of the stage height control mechanism, and the magnetic field of the objective lens detected by the magnetic field sensor are stored, and the stored current is used when moving the sample to be observed for observation. When the value is supplied to the astigmatism correction coil (5) (or the astigmatism correction coil (5) and the coil of the objective lens) and a signal corresponding to the stored indicated value is supplied to the stage height control mechanism. The above magnetic When the difference between the magnetic field detected by the field sensor and the stored magnetic field is equal to or greater than a predetermined value, a correction signal corresponding to the difference is supplied to the stage height control mechanism. The scanning electron microscope according to item (1).
【請求項3】上記任意の複数の点として、被観察試料の
観察可能な範囲をメッシュ状に複数に分割してそのほぼ
中心について予め非点補正を行って非点補正コイル
(5)、対物レンズのコイルに流れる電流値、ステージ
高制御機構の指示値、更に必要に応じて上記磁場センサ
によって検出した対物レンズの磁場をそれぞれ記憶し、
観察時にこのメッシュ内の位置のときに当該記憶した値
(電流値、電圧値、磁場)を用いる、あるいは観察時に
予め記憶した値から定めた近似曲線をもとに現在位置に
ついて算出した値(電流値、電圧値、磁場)を用いるよ
うに構成したことを特徴とする請求項第(1)項、第
(2)項記載の走査型電子顕微鏡。
3. As an arbitrary plurality of points, an observable range of a sample to be observed is divided into a plurality of meshes, and an astigmatism correction coil (5) is preliminarily subjected to astigmatism correction at an approximate center thereof. The current value flowing through the coil of the lens, the instruction value of the stage height control mechanism, and further store the magnetic field of the objective lens detected by the magnetic field sensor, if necessary,
At the time of observation, the stored values (current value, voltage value, magnetic field) are used at the time of the position in the mesh, or at the time of observation, a value calculated for the current position based on an approximate curve determined from values stored in advance (current value 3. The scanning electron microscope according to claim 1, wherein the scanning electron microscope is configured to use a value, a voltage value, and a magnetic field.
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