JP4628076B2 - Aberration correction method and aberration correction apparatus - Google Patents

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Description

本発明は、自動収差補正方法及び装置並びに収差補正器の制御方法に関する。   The present invention relates to an automatic aberration correction method and apparatus, and an aberration corrector control method.

荷電粒子を用いた試料表面観察装置の一例として、走査型電子顕微鏡(SEM)を例にとって説明する。図7は従来装置の構成例を示す図である。この図は、収差補正器を搭載した走査電子顕微鏡を示している。エミッタ1より電子ビーム2が放出され、該電子ビーム2に作用するレンズ3によって収差補正器6に入射する前記電子ビーム2を制御し、前記収差補正器6から出た電子ビーム2を対物レンズ4によって試料5の表面に集束させる。   A scanning electron microscope (SEM) will be described as an example of a sample surface observation apparatus using charged particles. FIG. 7 is a diagram showing a configuration example of a conventional apparatus. This figure shows a scanning electron microscope equipped with an aberration corrector. An electron beam 2 is emitted from the emitter 1, and the electron beam 2 incident on the aberration corrector 6 is controlled by the lens 3 acting on the electron beam 2, and the electron beam 2 emitted from the aberration corrector 6 is used as the objective lens 4. To focus on the surface of the sample 5.

試料表面で前記電子ビーム2を走査し、走査と同期して前記試料表面から放出される二次電子7を二次電子検出器8で検出することにより、走査信号に同期してCRT12上に画像として表示させる。前記二次電子7の検出効率は通常は低いため、通常画像積算器9によってノイズが除去される。ノイズが除去された画像がCRT12に表示される。このような収差補正器の例として多極子を用いた技術が知られている(例えば非特許文献1参照)。   The electron beam 2 is scanned on the sample surface, and secondary electrons 7 emitted from the sample surface are detected by the secondary electron detector 8 in synchronization with the scanning, whereby an image is displayed on the CRT 12 in synchronization with the scanning signal. Display as. Since the detection efficiency of the secondary electrons 7 is usually low, noise is removed by the normal image integrator 9. The image from which the noise has been removed is displayed on the CRT 12. As an example of such an aberration corrector, a technique using a multipole is known (for example, see Non-Patent Document 1).

以下、非特許文献1に示す技術を例にとって説明する。図8は収差補正器の構成とその内部を通る電子ビームの軌跡を示す図である。図において、6は収差補正器である。前記多極子は4段の多極子からなり、それぞれ第1多極子6a、第2多極子6b、第3多極子6c、第4多極子6dとして示す。通常、各段の多極子は8極子以上の多極子である。電子ビーム2は第1多極子6aにより集束・発散作用を同時に受ける。今、図に示すように、発散作用を受けた電子ビーム2をX軌道6e、集束作用を受けた電子ビーム2をY軌道6fとする。   Hereinafter, the technique shown in Non-Patent Document 1 will be described as an example. FIG. 8 is a diagram showing the configuration of the aberration corrector and the trajectory of the electron beam passing through it. In the figure, 6 is an aberration corrector. The multipoles are composed of four stages of multipoles, and are shown as a first multipole element 6a, a second multipole element 6b, a third multipole element 6c, and a fourth multipole element 6d, respectively. Usually, the multipole of each stage is a multipole of 8 or more. The electron beam 2 is simultaneously focused and diverged by the first multipole element 6a. As shown in the figure, the electron beam 2 subjected to the diverging action is referred to as an X orbit 6e, and the electron beam 2 subjected to the focusing action is referred to as a Y orbit 6f.

前記Y軌道6fは、第2多極子6bの中心を通るように第1の多極子6aの強度が調節されている。また、前記X軌道6eは、第3多極子6cの中心を通るように第2多極子6bの強度が調整されている。この際、第2多極子6bでは、Y軌道6fは第2多極子6bの中心を通過しているため、前記X軌道6eのみレンズ作用を受ける。同様に、第3多極子6cでは、前記X軌道6eは第3多極子6cの中心を通過しているため、前記Y軌道6fのみレンズ作用を受ける。このように、前記電子ビーム2のY軌道6fは第2多極子6bの中心を、X軌道6eは第3多極子6cの中心を通り、かつ、それぞれの方向で集束していなければならない。   The intensity of the first multipole element 6a is adjusted so that the Y orbit 6f passes through the center of the second multipole element 6b. Further, the intensity of the second multipole element 6b is adjusted so that the X orbit 6e passes through the center of the third multipole element 6c. At this time, in the second multipole element 6b, since the Y orbit 6f passes through the center of the second multipole element 6b, only the X orbit 6e receives a lens action. Similarly, in the third multipole element 6c, since the X orbit 6e passes through the center of the third multipole element 6c, only the Y orbit 6f receives a lens action. Thus, the Y orbit 6f of the electron beam 2 must pass through the center of the second multipole element 6b, and the X orbit 6e must pass through the center of the third multipole element 6c and be focused in each direction.

従来、このアライメントは、各段の多極子をウォブルすることで像の移動量を見て、各段の多極子の強度を調整することで行われている。例えば、各段は機械的な中心軸ずれを必ず持っているため、通常、各段は2極子も構成されており、各段の多極子をウォブルすることで、像が移動しないようにこれらを用いて各段の中心がアライメントされる。また、前述したように、多極子のレンズ作用によって前記第2多極子中心及び第3多極子中心を通り、かつ、それぞれY方向及びX方向に集束するように各段の多極子も像が移動しないように調整されている。これらの手順はリンクしているため、操作員が経験と勘によって像の動きと像質を確認しながら多大の時間をかけることによって調節されている。   Conventionally, this alignment is performed by wobbling the multipoles at each stage to see the amount of image movement and adjusting the intensity of the multipoles at each stage. For example, since each stage always has a mechanical center axis deviation, each stage is usually configured with a dipole, and by wobbling the multipoles at each stage, these are prevented from moving. Used to align the center of each step. In addition, as described above, the images of the multipole elements at each stage move so as to pass through the second multipole center and the third multipole center and converge in the Y direction and the X direction, respectively, due to the lens action of the multipole. It has been adjusted not to. Since these procedures are linked, the operator is adjusted by taking a great deal of time while confirming the movement and image quality of the image based on experience and intuition.

Aberration correction in a low voltage SEM by multipole corrector(Nuclear Instrument and Methods in Physics Research A 363(1995)316-325)Aberration correction in a low voltage SEM by multipole corrector (Nuclear Instrument and Methods in Physics Research A 363 (1995) 316-325)

前述したように、多極子で構成される収差補正器では、構築上での機械的中心軸ずれが必ずあり、操作員が複数の2極子を用いて各段の多極子をウォブルすることで経験的に合わせ込んでいる。また、前記収差補正器の内部では、電子ビームのある方向成分はある段の中心を通り、かつ、集束しなければならず、これを各段の多極子の強度を調整して合わせ込んでいる。これらの手順は、複雑にリンクしており、操作員は像の移動と像質から経験と勘で多大な時間をかけて調整するという問題がある。   As described above, in the aberration corrector composed of multipoles, there is always a mechanical center axis deviation in construction, and the operator experienced by wobbling the multipoles at each stage using multiple dipoles. It fits together. Further, inside the aberration corrector, a certain direction component of the electron beam must pass through the center of a certain stage and be converged, and this is adjusted by adjusting the intensity of the multipole element at each stage. . These procedures are linked in a complicated manner, and there is a problem that the operator takes a great deal of time to adjust from experience and intuition based on image movement and image quality.

本発明はこのような課題に鑑みてなされたものであって、通常の操作員が収差補正器を意識せずに収差補正器のアライメントができる収差補正方法及び収差補正装置を提供することを目的としている。 The present invention has been made in view of such a problem, and an object thereof is to provide an aberration correction method and an aberration correction apparatus in which an ordinary operator can align the aberration corrector without being aware of the aberration corrector. It is said.

)請求項記載の発明は、複数段の多極子で構成される収差補正器の制御方法において、制御器により、各段の多極子レンズ強度比を固定して、一つのレンズとして同時に制御することを特徴とする。また、請求項4記載の発明は、複数段の多極子で構成される収差補正器と、該収差補正器を制御する制御器とを備える収差補正装置において、該制御器により、各段の多極子レンズ強度比を固定して、一つのレンズとして同時に制御することを特徴とする。 ( 1 ) The invention according to claim 1 is a method of controlling an aberration corrector comprising a plurality of stages of multipoles, wherein the controller fixes the multipole lens intensity ratio of each stage and simultaneously forms one lens. It is characterized by controlling. According to a fourth aspect of the present invention, there is provided an aberration correction apparatus including an aberration corrector including a plurality of stages of multipoles and a controller that controls the aberration corrector. The pole lens intensity ratio is fixed and controlled as one lens simultaneously.

)請求項記載の発明は、複数段の多極子で構成される収差補正器の制御方法において、制御器により、各段の多極子と対物レンズのレンズ強度比を固定して、一つのレンズとして同時に制御することを特徴とする。また、請求項5記載の発明は、複数段の多極子で構成される収差補正器と、該収差補正器を制御する制御器とを備える収差補正装置において、該制御器により、各段の多極子と対物レンズのレンズ強度比を固定して、一つのレンズとして同時に制御することを特徴とする。 ( 2 ) The invention according to claim 2 is a method for controlling an aberration corrector comprising a plurality of stages of multipoles, wherein the controller fixes a lens intensity ratio between each stage of the multipole elements and the objective lens. It is characterized by controlling as two lenses simultaneously. According to a fifth aspect of the present invention, there is provided an aberration correction apparatus including an aberration corrector including a plurality of stages of multipoles and a controller for controlling the aberration corrector. The lens intensity ratio between the pole and the objective lens is fixed and controlled as one lens simultaneously.

)請求項3又は6記載の発明は、前記制御器により、各段の多極子レンズ強度比を固定して組み合わされたレンズ又は各段の多極子と対物レンズのレンズ強度比を固定して組み合わされたレンズに対してフィードバックをかけることを特徴とする。 ( 3 ) In the invention according to claim 3 or 6 , the controller can fix the lens intensity ratio of the lenses combined with the multipole lens intensity ratio of each stage or the multipole element of each stage and the objective lens. It is characterized in that feedback is applied to the combined lens.

)請求項1又は4記載の発明によれば、各段の多極子レンズ強度比を固定することで、一つの制御信号であたかも一つのレンズを制御することができ、制御系を簡素化することで、軸ずれ補正を良好に行うことができる。 ( 1 ) According to the invention described in claim 1 or 4, by fixing the multipole lens intensity ratio of each stage, it is possible to control one lens with one control signal, and simplify the control system. By doing so, it is possible to satisfactorily correct the axis deviation.

)請求項2又は5記載の発明によれば、各段の多極子レンズと対物レンズのレンズ強度比を固定することで、一つの制御信号であたかも一つのレンズを制御することができ、制御系を簡素化することで、軸ずれ補正を良好に行うことができる。 ( 2 ) According to the invention of claim 2 or 5 , by fixing the lens intensity ratio between the multipole lens and the objective lens in each stage, it is possible to control one lens with one control signal, By simplifying the control system, it is possible to satisfactorily correct the axis deviation.

)請求項3又は6記載の発明によれば、一つの軸ずれ量に対して一つのフィードバック量で制御することができ、軸ずれ補正を良好に行うことができる。

( 3 ) According to the invention of the third or sixth aspect , it is possible to control with one feedback amount with respect to one axial displacement amount, and to perform excellent axial displacement correction.

以下、図面を参照して本発明の実施の形態例を詳細に説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

図1は本発明の一実施の形態例を示す構成図である。図7と同一のものは、同一の符号を付して示す。図において、1は荷電粒子ビームを放出するエミッタ、2は該エミッタ1から放出される電子ビーム、3は該電子ビーム2に作用するレンズ、6はレンズ作用を受けた電子ビーム2の各種補正を行なう収差補正器、4は電子ビーム2を試料5上に集束させる対物レンズ、5は試料、7は該試料5から放出される二次電子、8は該二次電子7を検出する二次電子検出器である。   FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of the present invention. The same components as those in FIG. 7 are denoted by the same reference numerals. In the figure, 1 is an emitter emitting a charged particle beam, 2 is an electron beam emitted from the emitter 1, 3 is a lens acting on the electron beam 2, and 6 is various corrections of the electron beam 2 subjected to the lens action. An aberration corrector 4 is used to focus the electron beam 2 on the sample 5, 5 is a sample, 7 is a secondary electron emitted from the sample 5, and 8 is a secondary electron that detects the secondary electron 7. It is a detector.

9は二次電子像をノイズに強くするために画像を積算する画像積算器、10は収差補正器6に収差補正のための制御信号を与える収差補正制御器、11は収差補正制御器10又は対物レンズ4に自動アライメント制御信号を与える自動アライメント装置である。該自動アライメント装置11としては、例えばコンピュータが用いられる。12は画像積算器9と接続され、各種情報を表示するCRTである。   9 is an image accumulator for accumulating images to make the secondary electron image resistant to noise, 10 is an aberration correction controller for giving a control signal for aberration correction to the aberration corrector 6, and 11 is an aberration correction controller 10 or This is an automatic alignment device that gives an automatic alignment control signal to the objective lens 4. For example, a computer is used as the automatic alignment apparatus 11. A CRT 12 is connected to the image accumulator 9 and displays various information.

なお、本発明において、試料5として円状の粒子や、金粒子や、ラテックスを用いると良好な試料表面像を得ることができる。このように構成された装置の動作を説明すれば、以下の通りである。   In the present invention, a good sample surface image can be obtained by using circular particles, gold particles, or latex as the sample 5. The operation of the apparatus configured as described above will be described as follows.

エミッタ1より電子ビーム2が放出され、該電子ビーム2に作用するレンズ3によって収差補正器6に入射する電子ビーム2を制御し、前記収差補正器6から出た電子ビーム2を対物レンズ4によって試料5の表面に集束させる。試料表面で電子ビーム2を走査し、走査と同期して試料5の表面から放出される二次電子7を二次電子検出器8で検出することにより、走査信号に同期してCRT12上に画像として表示させる。前記二次電子検出器8の検出効率は通常低いため、画像積算器9によってノイズが除去される。   An electron beam 2 is emitted from the emitter 1, and the electron beam 2 incident on the aberration corrector 6 is controlled by the lens 3 acting on the electron beam 2. The electron beam 2 emitted from the aberration corrector 6 is controlled by the objective lens 4. Focusing on the surface of the sample 5. The electron beam 2 is scanned on the surface of the sample, and secondary electrons 7 emitted from the surface of the sample 5 are detected by the secondary electron detector 8 in synchronization with the scanning, whereby an image is displayed on the CRT 12 in synchronization with the scanning signal. Display as. Since the detection efficiency of the secondary electron detector 8 is usually low, noise is removed by the image integrator 9.

収差補正制御器10は、収差補正器6のレンズ強度を制御している。自動アライメント装置11は前記画像積算器9からSEM像を取得し、前記収差補正器6の機械的軸ずれを補正するレンズ強度と前記収差補正器6で内部での電子ビーム2の軌道を所定の軌道に制御するレンズ強度とを算出して前記収差補正制御器10に指示する。収差補正器6の構成及び動作に関しては、前記非特許文献1に詳述されている。以下、本発明による前記自動アライメント装置11の構成及び動作を図2を基に詳述する。   The aberration correction controller 10 controls the lens strength of the aberration corrector 6. The automatic alignment apparatus 11 acquires an SEM image from the image accumulator 9, and determines the lens intensity for correcting the mechanical axis deviation of the aberration corrector 6 and the trajectory of the electron beam 2 inside the aberration corrector 6. The lens intensity to be controlled to the trajectory is calculated and the aberration correction controller 10 is instructed. The configuration and operation of the aberration corrector 6 are described in detail in Non-Patent Document 1. Hereinafter, the configuration and operation of the automatic alignment apparatus 11 according to the present invention will be described in detail with reference to FIG.

図2は自動アライメント装置の構成例を示す図である。図において、11aはアライメント制御装置であり、アライメント制御のための制御信号ΔVnを出力する。11bはアライメント制御装置の出力を受けると共に、SEM像20を受けてビーム形状を抽出するビーム形状抽出装置、13は該ビーム形状抽出装置11bから出力されるビーム形状である。11cはビーム形状13を受けて軸ずれを定量化する軸ずれ定量化装置、11eは該軸ずれ定量化装置で定量化された値を受けてフィードバック制御を行なうかどうかの判断を行なう判断装置、11dは該判断装置11eの出力を受けてフィードバック制御信号Vnを出力するフィードバック装置である。このように構成された装置を用いて、本発明の動作を説明する。   FIG. 2 is a diagram illustrating a configuration example of the automatic alignment apparatus. In the figure, reference numeral 11a denotes an alignment control device which outputs a control signal ΔVn for alignment control. 11b receives the output of the alignment control device and receives the SEM image 20, and extracts a beam shape. Reference numeral 13 denotes a beam shape output from the beam shape extraction device 11b. 11c is an axis misalignment quantification device that receives the beam shape 13 and quantifies the axis misalignment, 11e is a judgment device that receives the value quantified by the axis misalignment quantification device and determines whether to perform feedback control, 11d is a feedback device that receives the output of the determination device 11e and outputs a feedback control signal Vn. The operation of the present invention will be described using the apparatus configured as described above.

前記自動アライメント装置11は、収差補正器6の軸ずれ量を確認するために、収差補正制御器10に対して収差補正器6を構成する複数の2極子の強度を変えるように指示し、また、前記収差補正器6の内部を前記電子ビーム2が所定の軌道を通っているかを確認するために、収差補正制御器10に対して、収差補正器6を構成する複数の多極子の強度を変えるよう指示する。ビーム形状抽出装置11bでは、アライメント制御装置11aからのレンズ強度変化指示ΔVnと同期して、その際のレンズ強度変化なしのSEM像とレンズ強度変化時のSEM像とを取得して、ビーム形状を算出する。これら2枚のSEM像からビーム形状を抽出する方法は、特許(WO 01/56057 AL)に詳述されている。ここではその概略を示す。   The automatic alignment device 11 instructs the aberration correction controller 10 to change the intensity of a plurality of dipoles constituting the aberration corrector 6 in order to confirm the amount of axial deviation of the aberration corrector 6. In order to confirm whether the electron beam 2 passes through a predetermined trajectory inside the aberration corrector 6, the intensity of a plurality of multipoles constituting the aberration corrector 6 is set to the aberration correction controller 10. Instruct to change. In the beam shape extraction device 11b, in synchronization with the lens intensity change instruction ΔVn from the alignment control device 11a, the SEM image without the lens intensity change at that time and the SEM image at the time of the lens intensity change are acquired, and the beam shape is changed. calculate. A method of extracting a beam shape from these two SEM images is described in detail in a patent (WO 01/56057 AL). The outline is shown here.

レンズ強度を変化させた時のSEM像をg1とし、レンズ強度を変化させない時のSEM像をg0とする。また、試料表面形状をs、レンズ強度変化時のビーム形状をp1、レンズ強度を変化させない時のビーム形状をp0とする。この時、前記SEM像g1とg0は次式のように表わされる。   The SEM image when the lens intensity is changed is g1, and the SEM image when the lens intensity is not changed is g0. Further, the sample surface shape is s, the beam shape when the lens intensity is changed is p1, and the beam shape when the lens intensity is not changed is p0. At this time, the SEM images g1 and g0 are expressed as follows.

g1=s*p1 (1)
g0=s*p0 (2)
ここで、「*」はコンボリーションを表わしている。(1),(2)式をそれぞれフーリエ変換すると、次式のようになる。大文字はフーリエ変換されたものを示している。
g1 = s * p1 (1)
g0 = s * p0 (2)
Here, “*” represents a convolution. When the equations (1) and (2) are Fourier transformed, the following equations are obtained. The capital letters indicate the Fourier-transformed ones.

G1=S・P1 (3)
G0=S・P0 (4)
ここで、「・」はフーリエ空間上での積を示す。(3)式,(4)式でSを消去すると次式が得られる。
G1 = S · P1 (3)
G0 = S · P0 (4)
Here, “·” indicates a product in Fourier space. When S is eliminated by the equations (3) and (4), the following equation is obtained.

G1=(P1・G0/P0)=P10・G0 (5)
ここで、P1/P0=P10とした。次に(5)式を実空間に逆フーリエ変換すると次式が得られる。
G1 = (P1 · G0 / P0) = P10 · G0 (5)
Here, P1 / P0 = P10. Next, when the equation (5) is inverse Fourier transformed to a real space, the following equation is obtained.

g1=F-1[P10・G0] (6)
ここで、F-1[]は逆フーリエ変換を示す。P10は既知の関数であるから、G0が分かれば、(6)式によってビーム形状g1を計算することができる。
g1 = F −1 [P10 · G0] (6)
Here, F −1 [] indicates an inverse Fourier transform. Since P10 is a known function, if G0 is known, the beam shape g1 can be calculated by equation (6).

例えば、レンズ強度変化なしの時のビーム形状g0をガウス分布関数と仮定すれば、G0もガウス分布関数なので、ビーム形状13(g1)を計算することができる。図2に示すように、前記軸ずれ定量化装置11cでは、得られた前記ビーム形状13(g1)から現在の軸ずれの大きさを定量化する。定量化の方法としては、例えば図3に示すように、ビーム形状のFOV(Field Of View)の中心をOとし、ビーム形状13の重心をGとして、ベクトルOGのX軸及びY軸への射影を、X方向ずれをGx[mode]、Y方向ずれをGy[mode]とする。なお、重心の代わりに中心を用いることができる。   For example, assuming that the beam shape g0 when there is no change in lens intensity is a Gaussian distribution function, the beam shape 13 (g1) can be calculated because G0 is also a Gaussian distribution function. As shown in FIG. 2, the axis deviation quantification apparatus 11c quantifies the current axis deviation from the obtained beam shape 13 (g1). As a quantification method, for example, as shown in FIG. 3, the center of the beam shape FOV (Field Of View) is O, the center of gravity of the beam shape 13 is G, and the projection of the vector OG onto the X axis and the Y axis is performed. Is defined as Gx [mode] for the deviation in the X direction and Gy [mode] for the deviation in the Y direction. Note that the center can be used instead of the center of gravity.

ここで、Gx[mode],Gy[mode]はmodeの関数とし、modeとは前記アライメント制御装置11aが指示したレンズ強度変化の識別を意味するものである。例えば、mode=1は前記収差補正器6の第1極子の4極子を変化させたことを意味する。フィードバック装置11dは、定量化された軸ずれ量Gx[mode],Gy[mode]から次式によって前記収差補正制御器10又は対物レンズ4に指示するフィードバック量Vn[mode]を算出する。同様に、フィードバック量Vnはmodeの関数であることを示している。通常、フィードバック量Vnには方向性があり、X方向のフィードバック量をVnx、Y方向のフィードバック量をVnyとする。   Here, Gx [mode] and Gy [mode] are functions of mode, and the mode means identification of the lens intensity change instructed by the alignment control device 11a. For example, mode = 1 means that the quadrupole of the first pole of the aberration corrector 6 is changed. The feedback device 11d calculates a feedback amount Vn [mode] instructed to the aberration correction controller 10 or the objective lens 4 from the quantified axis deviation amounts Gx [mode] and Gy [mode] by the following equation. Similarly, the feedback amount Vn is a function of mode. Usually, the feedback amount Vn is directional, and the feedback amount in the X direction is Vnx and the feedback amount in the Y direction is Vny.

Vnx[mode]=α[mode]×Gx[mode] (7−1)
Vny[mode]=β[mode]×Gy[mode] (7−2)
ここで、α[mode],β[mode]は同様にmodeの関数である。
Vnx [mode] = α [mode] × Gx [mode] (7-1)
Vny [mode] = β [mode] × Gy [mode] (7-2)
Here, α [mode] and β [mode] are similarly functions of mode.

このように、本発明によれば、荷電粒子ビーム形状の位置として重心又は中心を用いることで、収差補正器による自動アライメントを行なうことができる。   Thus, according to the present invention, automatic alignment by the aberration corrector can be performed by using the center of gravity or the center as the position of the charged particle beam shape.

判断装置11eは、modeによって識別された軸ずれ量Gx[mode],Gy[mode]から、それぞれ所定の閾値と比較してGxとGyとが閾値よりも小さくなった場合、即ち軸ずれが補正されたと判断された場合は補正を終了し、軸ずれ補正が不十分と判断された場合は、前記アライメント制御装置11aに指示して繰り返し制御する。制御の方法は、例えばmode毎に設定された閾値γ[mode]によって次式を満たす場合は終了と判断する。
|Gx[mode]|<γ[mode]かつ|Gy[mode]|<γ[mode] (8)
本発明によれば、前記GxとGyとをそれぞれ独立に軸ずれ補正を行なうことにより、軸ずれ補正を良好に行なうことができる。また、本発明によれば、定量化された軸ずれ量がある閾値以内に入るまで自動アライメント処理を繰り返すことで、軸ずれ量を十分に小さくすることができる。この場合において、定量化された軸ずれ量をある閾値と比較するようにして、装置の軸ずれ(アライメント)が補正されたかどうかを自動判定することができる。
The determination device 11e corrects the shaft misalignment when Gx and Gy are smaller than the threshold values compared to the predetermined threshold values from the shaft misalignment amounts Gx [mode] and Gy [mode] identified by the mode, respectively. If it is determined that the correction has been performed, the correction is terminated. If it is determined that the correction of the axial deviation is insufficient, the alignment control device 11a is instructed and repeatedly controlled. For example, the control method is determined to be complete when the following expression is satisfied by the threshold value γ [mode] set for each mode.
| Gx [mode] | <γ [mode] and | Gy [mode] | <γ [mode] (8)
According to the present invention, it is possible to satisfactorily perform the axial deviation correction by performing the axial deviation correction independently for the Gx and Gy. In addition, according to the present invention, the amount of misalignment can be sufficiently reduced by repeating the automatic alignment process until the quantified amount of misalignment falls within a certain threshold. In this case, it is possible to automatically determine whether or not the axis deviation (alignment) of the apparatus has been corrected by comparing the quantified axis deviation amount with a certain threshold value.

図8に多極子による収差補正器6の構成と収差補正器6の内部を通る電子ビーム2の軌道を示す。多極子は4段の多極子からなり、それぞれ第1多極子6a、第2多極子6b、第3多極子6c、第4多極子6dとして示してある。通常、各段の多極子は8極子以上の多極子である。前記非特許文献1によれば、電子ビーム2は前記第1多極子により集束・発散作用を同時に受ける。   FIG. 8 shows the configuration of the aberration corrector 6 using a multipole element and the trajectory of the electron beam 2 passing through the aberration corrector 6. The multipole is composed of four stages of multipoles, which are shown as a first multipole 6a, a second multipole 6b, a third multipole 6c, and a fourth multipole 6d, respectively. Usually, the multipole of each stage is a multipole of 8 or more. According to Non-Patent Document 1, the electron beam 2 is simultaneously subjected to focusing and diverging action by the first multipole element.

今、図8に示すように発散作用を受けた電子ビーム2をX軌道6e、集束作用を受けた電子ビームをY軌道6fとする。Y軌道6fは第2多極子6bの中心を通りかつ集束するように第1多極子6aの強度が調整されている。また、X軌道6eは第3多極子6cの中心を通りかつ集束するように多極子6bの強度が調整されている。この際、第2多極子においては、Y軌道6fは第2多極子6bの中心を通過しているため影響を受けず、X軌道6eのみレンズ作用を受ける。   Now, as shown in FIG. 8, the electron beam 2 subjected to the diverging action is referred to as an X orbit 6e, and the electron beam subjected to the focusing action is referred to as a Y orbit 6f. The intensity of the first multipole element 6a is adjusted so that the Y orbit 6f passes through the center of the second multipole element 6b and is focused. Further, the intensity of the multipole element 6b is adjusted so that the X orbit 6e passes through the center of the third multipole element 6c and converges. At this time, in the second multipole element, the Y orbit 6f passes through the center of the second multipole element 6b and is not affected, and only the X orbit 6e receives the lens action.

同様にして、第3多極子においては、X軌道6eは、多極子6cの中心を通過しているため影響を受けず、Y軌道6fのみレンズ作用を受ける。このように、電子ビーム2のY軌道6fは多極子6bの中心を通りかつ集束し、X軌道6eは多極子6cの中心を通りかつ集束しなければならない。図4は多極子の第1段目のレンズ強度を変化させた場合の電子ビームが軌道をずれた場合の説明図である。電子ビーム2は第2多極子6b、第3多極子6cの中心を通っているが、X軌道6eが第3多極子の中心に集束せず、Y軌道6fが第2の多極子の中心に集束していない場合を示す。   Similarly, in the third multipole element, the X orbit 6e is not affected because it passes through the center of the multipole element 6c, and only the Y orbit 6f is subjected to the lens action. Thus, the Y orbit 6f of the electron beam 2 must pass through the center of the multipole 6b and be focused, and the X orbit 6e must pass through the center of the multipole 6c and be focused. FIG. 4 is an explanatory diagram when the electron beam is deviated from the trajectory when the first-stage lens intensity of the multipole element is changed. The electron beam 2 passes through the centers of the second multipole element 6b and the third multipole element 6c, but the X orbit 6e is not focused on the center of the third multipole element, and the Y orbit 6f is at the center of the second multipole element. The case where it is not focused is shown.

この場合、収差補正器6から出る電子ビーム2の傾きと位置が変化し、像としてぼける。さらに、電子ビーム2が各段の多極子の中心を通っていなければ、各段の多極子のレンズ強度を変化させた場合、像が移動する。電子ビーム2は、各段の多極子のうち、前記非特許文献1では4極子で制御されている。電子ビームが多極子の中心を通っていない場合、第1段の4極子の中心は、第1段の4極子場をウォブルし、図示しない収差補正器6の電子光源側の偏向器で電子ビーム2を制御して像が動かない点を探すことで見つけられる。   In this case, the tilt and position of the electron beam 2 coming out of the aberration corrector 6 change and blur as an image. Further, if the electron beam 2 does not pass through the center of each stage multipole, the image moves when the lens intensity of each stage multipole is changed. In the non-patent document 1, the electron beam 2 is controlled by a quadrupole among the multipoles at each stage. When the electron beam does not pass through the center of the multipole, the center of the first-stage quadrupole wobbles the first-stage quadrupole field, and the electron beam is deflected on the electron light source side of the aberration corrector 6 (not shown). It can be found by controlling 2 and searching for a point where the image does not move.

第2段の4極子中心は、第2段の4極子場をウォブルし、第1段の2極子(偏向器と同等)で電子ビーム2を制御して像が動かない点を探すことで見つけられる。同様にして第3段の4極子中心、第4段の4極子中心も探すことができる。また、収差補正器6から出た電子ビーム2を対物レンズ4の中心を通らせるために、対物レンズ強度をウォブルし、第4段の2極子で対物レンズ中心を探すことができる。本発明では、この動作を自動アライメント装置11で行なう。例えば、第2段の4極子中心を通す場合は、図2に示す自動アライメント装置11において、アライメント制御装置11aが第2段の4極子場強度をΔVnだけ変化させるように、収差補正制御器10に指示する。   The second stage quadrupole center is found by wobbling the second stage quadrupole field and controlling the electron beam 2 with the first stage dipole (equivalent to a deflector) to find the point where the image does not move. It is done. Similarly, the third-stage quadrupole center and the fourth-stage quadrupole center can be searched. Further, in order to pass the electron beam 2 emitted from the aberration corrector 6 through the center of the objective lens 4, the objective lens intensity can be wobbled, and the center of the objective lens can be found by the fourth dipole. In the present invention, this operation is performed by the automatic alignment device 11. For example, when passing through the center of the second stage quadrupole, in the automatic alignment apparatus 11 shown in FIG. 2, the aberration correction controller 10 so that the alignment controller 11a changes the quadrupole field intensity of the second stage by ΔVn. To instruct.

前記収差補正制御器10は、指示された通りになるように収差補正器6を制御する。該収差補正器6が第2段の多極子場をΔVnだけ変化させた結果、SEM像が移動し、そのSEM像とレンズ強度変化なしの時のSEMとを前記ビーム形状抽出装置11bが入力し、ビーム形状13を算出し、軸ずれ定量化装置11cが軸ずれ量を定量化し、前記フィードバック装置11dが第1段の2極子に対するフィードバック量を計算して収差補正器6又は対物レンズ4に指示する。判断装置11eは、前記定量化された軸ずれ量から(8)式を満たすまで補正を繰り返すようにアライメント制御装置11aに指示する。   The aberration correction controller 10 controls the aberration corrector 6 so as to be instructed. As a result of the aberration corrector 6 changing the second-stage multipole field by ΔVn, the SEM image moves, and the beam shape extraction device 11b inputs the SEM image and the SEM when there is no lens intensity change. The beam shape 13 is calculated, the axis deviation quantification device 11c quantifies the axis deviation amount, and the feedback device 11d calculates the feedback amount for the first stage dipole and instructs the aberration corrector 6 or the objective lens 4 To do. The determination device 11e instructs the alignment control device 11a to repeat the correction from the quantified axis deviation amount until the expression (8) is satisfied.

また、X軌道は前記第3多極子の中心に集束していなければならず、また、Y軌道は前記第2多極子の中心に集束していなければならない。図9に電子ビーム軌道をX−Z面及びY−Z面で示す。図9(a)に示すものがX軌道となり、図9(b)に示すものがY軌道となる。前記Y軌道6fが前記第2多極子(この場合は4極子)の中心に集束するためには、多極子のY方向の2極子中心に電子ビーム2が集束しているか否かで判断する。即ち、第2段のY方向の2極子場の強度をΔVnだけ変化させた時、図5に示すように、Y軌道6fが前記第2多極子(この場合は2極子)の中心に集束していれば、2極子場の大きさが変化しても1点から出た電子ビーム2は対物レンズ4によって試料5の表面の1点に集束するため、SEM像は動かない。   The X orbit must be focused on the center of the third multipole, and the Y orbit must be focused on the center of the second multipole. FIG. 9 shows electron beam trajectories in the XZ plane and the YZ plane. The one shown in FIG. 9A is the X orbit, and the one shown in FIG. 9B is the Y orbit. In order for the Y orbit 6f to focus on the center of the second multipole element (in this case, the quadrupole element), it is determined whether or not the electron beam 2 is focused on the dipole center in the Y direction of the multipole element. That is, when the intensity of the dipole field in the Y direction of the second stage is changed by ΔVn, as shown in FIG. 5, the Y orbit 6f is focused on the center of the second multipole element (in this case, the dipole element). In this case, even if the magnitude of the dipole field changes, the electron beam 2 emitted from one point is focused on one point on the surface of the sample 5 by the objective lens 4, so that the SEM image does not move.

しかしながら、前記Y軌道6fが前記第2多極子(この場合は2極子)の中心に集束していなければ図5に示す物点18が前記第2段の極子場の強度をΔVnだけ変化させた時に動いてしまい、結果としてSEM像が動く。つまり、前記第2段の2極子場の強度をΔVnだけ変化させてもSEM像が動かないように各段の4極子場強度又は対物レンズを調整すれば、前記Y軌道6fが第2多極子(この場合は4極子)の中心に集束していることになる。   However, if the Y orbit 6f is not focused on the center of the second multipole element (in this case, the dipole element), the object point 18 shown in FIG. 5 changes the intensity of the second-stage pole field by ΔVn. Sometimes it moves and as a result the SEM image moves. That is, if the quadrupole field intensity or the objective lens of each stage is adjusted so that the SEM image does not move even if the intensity of the dipole field of the second stage is changed by ΔVn, the Y orbit 6f becomes the second multipole element. (In this case, it is focused on the center of the quadrupole).

例えば、第1段の4極子場を調整することで、SEM像を動かないようにすることができる。但し、他の4極子を使用しても同様にできる。しかし、図4に示すように、多極子は電子ビーム2に対して集束作用と発散作用とを同時にかけるため、他方の軸に影響を与えるため、最終的には全段の多極子又は対物レンズを調整しなければならない。前記X軌道6eを第3多極子(この場合は4極子)の中心に集束させるのも同様である。つまり、第3段の2極子場を変化させてSEM像が動かないように各段の4極子場強度又は対物レンズを調整する。   For example, the SEM image can be prevented from moving by adjusting the first-stage quadrupole field. However, the same can be achieved by using other quadrupoles. However, as shown in FIG. 4, since the multipole applies the focusing action and the divergence action to the electron beam 2 at the same time, it affects the other axis. Must be adjusted. Similarly, the X orbit 6e is focused on the center of the third multipole element (in this case, the quadrupole element). That is, the quadrupole field intensity or objective lens of each stage is adjusted so that the SEM image does not move by changing the third stage dipole field.

本発明では、この動作を前記自動アライメント装置11で行なう。つまり、例えば前記Y軌道6fを前記第2多極子(この場合は4極子)の中心に集束させる場合は、図2に示す自動アライメント装置11において、アライメント制御装置11aが前記第2段のY方向の2極子場強度をΔVnだけ変化させるように、収差補正制御器10に指示する。該収差補正制御器10は、指示された通りになるように収差補正器6を制御する。該収差補正器6が前記第2段のY方向の2極子場強度をΔnだけ変化させた結果、SEM像が移動し、そのSEM像とレンズ強度変化なしの時のSEM像とをビーム形状抽出装置11bが入力し、ビーム形状13を抽出し、軸ずれ定量化装置11cが軸ずれ量を定量化し、フィードバック装置11dが各段の4極子又は対物レンズに対するフィードバック量を計算して、収差補正制御器11又は対物レンズに指示する。前記判断装置11eは、前記定量化された軸ずれ量から(8)式を満たすまで補正動作を繰り返すように、アライメント制御装置11aに指示する。   In the present invention, this operation is performed by the automatic alignment apparatus 11. That is, for example, when the Y orbit 6f is focused on the center of the second multipole element (in this case, the quadrupole element), in the automatic alignment apparatus 11 shown in FIG. The aberration correction controller 10 is instructed to change the intensity of the dipole field by ΔVn. The aberration correction controller 10 controls the aberration corrector 6 so as to be instructed. As a result of the aberration corrector 6 changing the dipole field strength in the Y direction of the second stage by Δn, the SEM image moves, and the SEM image and the SEM image when there is no change in the lens strength are extracted in the beam shape. The apparatus 11b inputs, extracts the beam shape 13, the axis deviation quantification apparatus 11c quantifies the axis deviation amount, and the feedback apparatus 11d calculates the feedback amount for the quadrupole or objective lens at each stage, thereby controlling aberration correction. The instrument 11 or the objective lens. The determination device 11e instructs the alignment control device 11a to repeat the correction operation until the expression (8) is satisfied from the quantified axis deviation amount.

本発明によれば、レンズ強度をシフトした時の試料表面像を得ることができる。また、装置の軸ずれ量として、抽出された1つ又は2つの荷電粒子ビーム形状を用いて、重心の位置と原点との差にある定数を乗じて装置の軸ずれ量を求めることができる。また、装置の軸ずれ量として、抽出された1つ又は2つの荷電粒子ビーム形状を用いて、中心の位置と原点との差にある定数を乗じて装置の軸ずれ量を求めることができる。また、本発明によれば、得られた軸ずれ量にある定数をかけた値に応じて収差補正器又は対物レンズにフィードバックをかけることにより、収差補正器による自動アライメントを行なうことができる。また、フィードバックする収差補正器のレンズ強度として、4段の多極子の各段の多極子として2極子又は4極子のものを用いて収差補正器による自動アライメントを行なうことができる。   According to the present invention, it is possible to obtain a sample surface image when the lens intensity is shifted. Further, as the amount of axial deviation of the apparatus, the amount of axial deviation of the apparatus can be obtained by multiplying a constant that is the difference between the position of the center of gravity and the origin using one or two extracted charged particle beam shapes. Also, as the amount of axial deviation of the apparatus, the amount of axial deviation of the apparatus can be obtained by multiplying a constant that is the difference between the center position and the origin using one or two extracted charged particle beam shapes. Further, according to the present invention, automatic alignment by the aberration corrector can be performed by applying feedback to the aberration corrector or the objective lens in accordance with a value obtained by multiplying the obtained amount of axial deviation by a constant. Further, as the lens intensity of the aberration corrector to be fed back, automatic alignment by the aberration corrector can be performed using a dipole or a quadrupole as the multipole of each stage of the 4-stage multipole.

このように、本発明による自動アライメント装置11は、複数のアライメントを行なうが、それをmodeという識別数で区別すると例えば次のようになる。   As described above, the automatic alignment apparatus 11 according to the present invention performs a plurality of alignments. For example, the automatic alignment apparatus 11 can be distinguished as follows by identifying the number of modes.

mode=1 電子ビームを第1段多極子中心に通す
mode=2 電子ビームを第2段多極子中心に通す
mode=3 電子ビームを第3段多極子中心に通す
mode=4 電子ビームを第4段多極子中心に通す
mode=5 電子ビームを対物レンズ中心に通す
mode=6 Y軌道を第2段多極子中心に集束させる
mode=7 X軌道を第3段多極子中心に集束させる
mode=1〜7のアライメントを前記アライメント制御装置11aは監視しており、全ての条件が満たされるまで補正が繰り返される。また、アライメントの順序は、modeの数字順からしてもよいが、とくにこだわる必要はない。
mode = 1 The electron beam is passed through the first stage multipole center. mode = 2 The electron beam is passed through the second stage multipole center. mode = 3 The electron beam is passed through the third stage multipole center. mode = 4 The electron beam is passed through the fourth stage. Pass through the center of the stage multipole mode = 5 pass the electron beam through the center of the objective lens mode = 6 focus the Y orbit to the center of the second stage multipole mode = 7 mode = 1 focus the X orbit to the center of the third stage multipole The alignment controller 11a monitors the alignments ˜7, and the correction is repeated until all the conditions are satisfied. The order of alignment may be from the numerical order of mode, but there is no need to be particular about it.

電子ビームを各極子の中心を通す、mode=1〜4の場合、例えばmode=1では、式(7−1),(7−2)で算出されるフィードバック量Vnx[mode=1],Vny[mode1]が収差補正器のエミッタ側に配置されてあるX,Y偏向器にそれぞれ印加される。   In the case of mode = 1 to 4 where the electron beam is passed through the center of each pole, for example, when mode = 1, feedback amounts Vnx [mode = 1] and Vny calculated by equations (7-1) and (7-2) [Mode1] is applied to each of the X and Y deflectors disposed on the emitter side of the aberration corrector.

mode=2では、式(7−1),(7−2)で算出されるフィードバック量Vnx[mode=2],Vny[mode=2]が収差補正器の第1段のX,Y方向2極子にそれぞれ印加される。   When mode = 2, the feedback amounts Vnx [mode = 2] and Vny [mode = 2] calculated by the equations (7-1) and (7-2) are 2 in the X and Y directions of the first stage of the aberration corrector. Applied to each pole.

mode=3では、式(7−1),(7−2)で算出されるフィードバック量Vnx[mode=3],Vny[mode=3]が収差補正器の第2段のX,Y方向2極子にそれぞれ印加される。   When mode = 3, the feedback amounts Vnx [mode = 3] and Vny [mode = 3] calculated by equations (7-1) and (7-2) are 2 in the X and Y directions of the second stage of the aberration corrector. Applied to each pole.

mode=4では、式(7−1),(7−2)で算出されるフィードバック量Vnx[mode=4],Vny[mode=4]が収差補正器の第3段のX,Y方向2極子にそれぞれ印加される。   When mode = 4, the feedback amounts Vnx [mode = 4] and Vny [mode = 4] calculated by the equations (7-1) and (7-2) are 2 in the X and Y directions of the third stage of the aberration corrector. Applied to each pole.

mode=5では、式(7−1),(7−2)で算出されるフィードバック量Vnx[mode=5],Vny[mode=5]が収差補正器の第4段のX,Y方向2極子にそれぞれ印加される。   When mode = 5, the feedback amounts Vnx [mode = 5] and Vny [mode = 5] calculated by the equations (7-1) and (7-2) are 2 in the X and Y directions of the fourth stage of the aberration corrector. Applied to each pole.

Y軌道を第2段多極子中心に集束させる場合には、第1段、第2段、第3段の4子のレンズ強度比をAy:By:Cyに固定することで、X軌道が第3段多極子中心に集束したまま、Y軌道の集束点を第2段多極子中心近傍で移動させることができ、式(7−2)で算出されるフィードバック量Vny[mode=6]をレンズ強度比Ay:By:Cyに応じて第1段、第2段、第3段の4極子に印加する。   When the Y trajectory is focused on the center of the second stage multipole, the X orbit is changed by fixing the lens intensity ratio of the first, second, and third stage quadrupoles to Ay: By: Cy. The focal point of the Y orbit can be moved near the center of the second stage multipole while focusing on the center of the third stage multipole, and the feedback amount Vny [mode = 6] calculated by the equation (7-2) is used as the lens. Apply to the quadrupoles of the first, second, and third stages according to the intensity ratio Ay: By: Cy.

すなわち、第1段4極子にAy・Vny、第2段4極子にBy・Vny、第3段4極子にCy・Vnyをそれぞれ印加する。   That is, Ay · Vny is applied to the first stage quadrupole, By · Vny is applied to the second stage quadrupole, and Cy · Vny is applied to the third stage quadrupole.

前記レンズ強度比は例えば、4:−1:−1となるが、限定されるものではなく、実験的に第1段4極子場強度をAyだけずらした時、像が再度集束するように、第2段4極子場強度をBy、第3段4極子場強度をCyに設定すればよい。   The lens intensity ratio is, for example, 4: -1: -1, but is not limited, and when the first-stage quadrupole field intensity is experimentally shifted by Ay, the image is focused again. The second stage quadrupole field strength may be set to By and the third stage quadrupole field strength may be set to Cy.

同様にして、X軌道を第3段多極子中心に集束させる場合には、第2段、第3段、第4段の4極子のレンズ強度比をBx:Cx:Dxに固定することで、Y軌道が第2段多極子中心に集束したまま、X軌道の集束点を第3段多極子中心近傍で移動させることができ、式(7−1)で算出されるフィードバック量Vnx[mode=7]をレンズ強度比Bx:Cx:Dxに応じて第2段、第3段、第4段の4極子に印加する。   Similarly, when the X orbit is focused on the center of the third stage multipole, by fixing the lens intensity ratio of the second, third, and fourth stage quadrupoles to Bx: Cx: Dx, The focusing point of the X orbit can be moved near the center of the third stage multipole while the Y orbit is focused on the center of the second stage multipole, and the feedback amount Vnx [mode = 7] is applied to the quadrupoles of the second, third, and fourth stages according to the lens intensity ratio Bx: Cx: Dx.

すなわち、第2段4極子にBx・Vnx、第3段4極子にCx・Vnx、第4段4極子にDx・Vnxをそれぞれ印加する。   That is, Bx · Vnx is applied to the second stage quadrupole, Cx · Vnx is applied to the third stage quadrupole, and Dx · Vnx is applied to the fourth stage quadrupole.

前記レンズ強度比は、例えば−1:−1:4となるが、限定されるものではなく、実験的に第4段4極子場強度をDxだけずらした時、像が再度集束するように、第2段4極子場強度をBx、第3段4極子場強度をCxに設定すればよい。   The lens intensity ratio is, for example, −1: −1: 4, but is not limited. When the fourth stage quadrupole field intensity is experimentally shifted by Dx, the image is focused again. The second stage quadrupole field strength may be set to Bx, and the third stage quadrupole field strength may be set to Cx.

また、X軌道を第3段多極子中心に集束させる別の方法として、第2段、第3段の4極子のレンズ強度比をBx:Cxに固定することで、Y軌道が第2段多極子中心に集束したまま、X軌道の集束点を第3段多極子中心近傍で移動させることができ、式(7−1)で算出されるフィードバック量Vnx[mode=7]をレンズ強度比Bx:Cxに応じて第2段、第3段の4極子に印加する。この際、試料位置でのフォーカスがずれるが対物レンズ強度を合わせることで補正できる。従って、全体として、第2段4極子、第3段4極子、対物レンズ強度をBx:Cx:Oxに固定してそれぞれフィードバックをかければよい。   Further, as another method of focusing the X orbit on the center of the third stage multipole, the Y orbit becomes the second stage multiple by fixing the lens intensity ratio of the second and third stage quadrupoles to Bx: Cx. The focal point of the X orbit can be moved near the center of the third stage multipole while focusing on the pole center, and the feedback amount Vnx [mode = 7] calculated by the equation (7-1) is used as the lens intensity ratio Bx. : Applied to the quadrupoles of the second and third stages according to Cx. At this time, the focus at the sample position is shifted, but it can be corrected by adjusting the objective lens intensity. Therefore, as a whole, the second stage quadrupole, the third stage quadrupole, and the objective lens intensity may be fixed to Bx: Cx: Ox, respectively, and feedback may be applied.

すなわち、第2段4極子にBx・Vnx、第3段4極子にCx・Vnx、対物レンズにOx・Vnxをそれぞれ印加する。   That is, Bx / Vnx is applied to the second stage quadrupole, Cx / Vnx is applied to the third stage quadrupole, and Ox / Vnx is applied to the objective lens.

前記レンズ強度比は例えば、−1:1:Oxとなるが、限定されるものではなく、実験的に対物レンズ強度をOxだけずらした時、像が再度集束するように、第2段4極子場強度をBx、第3段4極子場強度をCxに設定すればよい。   The lens intensity ratio is, for example, −1: 1: Ox, but is not limited, and the second stage quadrupole is such that when the objective lens intensity is experimentally shifted by Ox, the image is focused again. The field intensity may be set to Bx, and the third stage quadrupole field intensity may be set to Cx.

本発明によれば、使用する試料表面像として2枚、3枚、又は5枚の内の何れかの枚数を用いることで、収差補正器による自動アライメントを行なうことができる。また、収差補正器のレンズ強度を所定量だけシフトした像と現在値での像を用いて収差補正器による自動アライメントを行なうことができる。また、収差補正器のレンズ強度をX方向及びY方向に所定量だけシフトした像と現在値での像を用いて収差補正器による自動アライメントを行なうことができる。また、4段の多極子よりなる収差補正器を用いて自動アライメントを行なうことができる。また、4段の多極子の各段の多極子として少なくとも4極子以上のものを用いて収差補正器による自動アライメントを行なうことができる。更に、4段の多極子の内の各段の多極子数として、2極子、4極子、6極子、8極子のものを用いて収差補正器による自動アライメントを行なうことができる。   According to the present invention, automatic alignment by the aberration corrector can be performed by using any one of 2, 3, or 5 sample surface images to be used. Further, automatic alignment by the aberration corrector can be performed using an image obtained by shifting the lens intensity of the aberration corrector by a predetermined amount and an image at the current value. Further, automatic alignment by the aberration corrector can be performed using an image obtained by shifting the lens intensity of the aberration corrector by a predetermined amount in the X and Y directions and an image at the current value. In addition, automatic alignment can be performed using an aberration corrector composed of four stages of multipoles. In addition, automatic alignment by the aberration corrector can be performed by using at least four or more quadrupoles as four-stage multipoles. Furthermore, automatic alignment by an aberration corrector can be performed using the number of multipoles in each stage of the four stages of multipoles as dipoles, quadrupoles, hexapoles, and octupoles.

以上、説明したように、本発明によれば、通常の操作員が収差補正器を意識せずに収差補正器のアライメントの自動補正を行なうことができる。   As described above, according to the present invention, an ordinary operator can automatically correct the alignment of the aberration corrector without being aware of the aberration corrector.

また、本発明によれば、現在の軸ずれの大きさを定量化してあるので、前記自動アライメント装置11の動作状態、例えば図6に示すように、CRT12上のGUI(Graphical User Interface)15にビーム形状13と装置の軸ずれ量の履歴を表示することで操作員を支援することができる。14はビーム形状FOVである。この図より、Gxは試行回数の増加と共に軸ずれ量が漸減しているが、Gyは途中で軸ずれ量が増加し、その後減少する特性を示していることが分かる。   In addition, according to the present invention, since the current magnitude of the axis deviation is quantified, the operation state of the automatic alignment apparatus 11, for example, a GUI (Graphical User Interface) 15 on the CRT 12 as shown in FIG. The operator can be supported by displaying the beam shape 13 and the history of the amount of axial deviation of the apparatus. Reference numeral 14 denotes a beam shape FOV. From this figure, it can be seen that Gx shows a characteristic in which the amount of axial deviation gradually decreases as the number of trials increases, while Gy shows a characteristic in which the amount of axial deviation increases in the middle and then decreases.

本発明の一実施の形態例を示す構成図である。It is a block diagram which shows one embodiment of this invention. 自動アライメント装置の構成例を示す図である。It is a figure which shows the structural example of an automatic alignment apparatus. 定量化の方法の説明図である。It is explanatory drawing of the method of quantification. 電子ビームが軌道をずれた場合の説明図である。It is explanatory drawing when an electron beam deviates from an orbit. 電子ビームの軌道を示す図である。It is a figure which shows the track | orbit of an electron beam. 本発明による表示の様子を示す図である。It is a figure which shows the mode of the display by this invention. 従来装置の構成例を示す図である。It is a figure which shows the structural example of a conventional apparatus. 収差補正器の構成とその内部を通る電子ビームの軌道を示す図である。It is a figure which shows the structure of an aberration corrector, and the trajectory of the electron beam which passes through the inside. 電子ビーム軌道をX−Z面及びY−Z面で示す図である。It is a figure which shows an electron beam orbit by a XZ surface and a YZ surface.

符号の説明Explanation of symbols

1 エミッタ
2 電子ビーム
3 レンズ
4 対物レンズ
5 試料
6 収差補正器
7 二次電子
8 二次電子検出器
9 画像積算器
10 収差補正制御器
11 自動アライメント装置
12 CRT
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Emitter 2 Electron beam 3 Lens 4 Objective lens 5 Sample 6 Aberration corrector 7 Secondary electron 8 Secondary electron detector 9 Image accumulator 10 Aberration correction controller 11 Automatic alignment apparatus 12 CRT

Claims (6)

複数段の多極子で構成される収差補正器の制御方法において、
制御器により、各段の多極子レンズ強度比を固定して、一つのレンズとして同時に制御することを特徴とする収差補正器の制御方法。
In the control method of the aberration corrector composed of multistage multipoles,
A method for controlling an aberration corrector, wherein the controller controls the multipole lens intensity ratio at each stage in a fixed manner and simultaneously controls the lens as one lens.
複数段の多極子で構成される収差補正器の制御方法において、
制御器により、各段の多極子と対物レンズのレンズ強度比を固定して、一つのレンズとして同時に制御することを特徴とする収差補正器の制御方法。
In the control method of the aberration corrector composed of multistage multipoles,
A method for controlling an aberration corrector, wherein a controller controls a lens intensity ratio between a multipole element and an objective lens at each stage and controls the lenses simultaneously as a single lens.
前記制御器により、各段の多極子レンズ強度比を固定して組み合わされたレンズ又は各段の多極子と対物レンズのレンズ強度比を固定して組み合わされたレンズに対してフィードバックをかけることを特徴とする請求項若しくは記載の収差補正器の制御方法。 The controller applies feedback to a lens combined with a fixed multi-pole lens intensity ratio at each stage or a lens combined with a fixed lens intensity ratio between each multi-pole element and an objective lens. 3. The method for controlling an aberration corrector according to claim 1 , wherein the aberration corrector is controllable. 複数段の多極子で構成される収差補正器と、該収差補正器を制御する制御器とを備える収差補正装置において、  In an aberration correction apparatus comprising an aberration corrector composed of a multistage multipole element and a controller for controlling the aberration corrector,
該制御器により、各段の多極子レンズ強度比を固定して、一つのレンズとして同時に制御することを特徴とする収差補正装置。  An aberration correction apparatus characterized in that the controller multi-pole lens intensity ratio of each stage is fixed and controlled as one lens at the same time.
複数段の多極子で構成される収差補正器と、該収差補正器を制御する制御器とを備える収差補正装置において、  In an aberration correction apparatus comprising an aberration corrector composed of a multistage multipole element and a controller for controlling the aberration corrector,
該制御器により、各段の多極子と対物レンズのレンズ強度比を固定して、一つのレンズとして同時に制御することを特徴とする収差補正装置。  An aberration correction apparatus characterized in that the controller controls the lens intensity ratio between the multipole element and the objective lens at each stage and controls them simultaneously as one lens.
前記制御器により、各段の多極子レンズ強度比を固定して組み合わされたレンズ又は各段の多極子と対物レンズのレンズ強度比を固定して組み合わされたレンズに対してフィードバックをかけることを特徴とする請求項4若しくは5記載の収差補正装置。  The controller applies feedback to a lens combined with a fixed multi-pole lens intensity ratio at each stage or a lens combined with a fixed lens intensity ratio between each multi-pole element and an objective lens. The aberration correction apparatus according to claim 4 or 5, characterized in that:
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