JP5435120B2 - Charged particle beam equipment - Google Patents

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本発明は荷電粒子線装置に係り、特に、荷電粒子光学系の光軸のずれを補正して、高分解能像を安定に得るのに好適な荷電粒子線装置に関する。   The present invention relates to a charged particle beam apparatus, and more particularly to a charged particle beam apparatus suitable for correcting a deviation of an optical axis of a charged particle optical system and stably obtaining a high resolution image.

走査電子顕微鏡に代表される荷電粒子線装置では、細く収束された荷電粒子線を試料上で走査して試料から所望の情報(例えば試料像)を得る。このような荷電粒子線装置では、レンズに対し光軸にずれがあるとレンズ収差が発生し試料像の解像度が低下するため、分解能の高い試料像を得るためには高精度な軸調整が必要である。そのため従来の軸調整では対物レンズの励磁電流等を周期的に変化させ、そのときの動きを最小とするように軸調整用の偏向器(アライナー)の動作条件を手動で調整していた。また、このような調整を自動で行うための技術として特開2000−195453号公報に開示の技術がある。この記載によれば対物レンズの2つの励磁条件間で変化する電子線照射位置の推移に基づいて、アライメントコイルの励磁設定値を変更する技術が開示されている。更に特開2000−331637号公報には、異なる光学条件で得られた2つの電子顕微鏡画像から両者の位置ずれ検出に基づいて焦点補正を行う技術が開示されている。   In a charged particle beam apparatus typified by a scanning electron microscope, desired information (for example, a sample image) is obtained from a sample by scanning a finely focused charged particle beam on the sample. In such a charged particle beam apparatus, if there is a deviation in the optical axis with respect to the lens, lens aberration occurs and the resolution of the sample image decreases, so high-precision axis adjustment is required to obtain a sample image with high resolution. It is. Therefore, in the conventional axis adjustment, the excitation current of the objective lens is periodically changed, and the operating conditions of the axis adjustment deflector (aligner) are manually adjusted so as to minimize the movement at that time. Japanese Patent Laid-Open No. 2000-195453 discloses a technique for automatically performing such adjustment. According to this description, a technique for changing the excitation set value of the alignment coil based on the transition of the electron beam irradiation position that changes between two excitation conditions of the objective lens is disclosed. Furthermore, Japanese Patent Laid-Open No. 2000-331637 discloses a technique for performing focus correction from two electron microscope images obtained under different optical conditions based on detection of positional deviation between the two.

また、荷電粒子線の非点補正を行う非点補正器の中心からずれていると、非点収差の調整を行う際に視野が動き、調整が困難になる。そのため、非点収差補正器の動作に連動して荷電粒子の試料上での位置を制御する別のアライナー(偏向器)を設け、非点収差補正器の設定値(非点補正器)の変化に対する像の動きをキャンセルして、非点収差の調整時に観察像が動かないように視野補正している。このとき、視野ずれ補正用のアライナーには非点収差補正器の設定値に比例した信号が入力されるが、この比例係数は非点収差の調整時に像の動きがキャンセルされるように決めなければならない。この調整を行うには、非点収差補正器の設定値(電流など)を周期的に変化させて、このときの像の動きが最小となる比例係数を見つける作業を行っていた。   Moreover, if it deviates from the center of the astigmatism corrector that performs astigmatism correction of the charged particle beam, the field of view moves when adjusting astigmatism, and adjustment becomes difficult. Therefore, another aligner (deflector) that controls the position of charged particles on the sample in conjunction with the operation of the astigmatism corrector is provided, and the setting value (astigmatism corrector) of the astigmatism corrector changes. The field of view is corrected so that the observed image does not move when the astigmatism is adjusted by canceling the movement of the image with respect to. At this time, a signal proportional to the set value of the astigmatism corrector is input to the aligner for correcting field deviation, but this proportionality factor must be determined so that the image movement is canceled when adjusting astigmatism. I must. In order to perform this adjustment, an astigmatism corrector setting value (such as current) is periodically changed to find a proportional coefficient that minimizes image movement at this time.

特開2000−195453号公報JP 2000-195453 A 特開2000−331637号公報JP 2000-331637 A

上記のように光軸の調整を手動で行うには、経験に裏打ちされた技術が必要であり、オペレータによって調整精度がばらついたり、調整に時間を要することがある。また上記自動化による調整も、光学条件により変化する調整用パラメータをその光学条件毎に記憶しておく必要があり、光学条件を替えて観察しようとする場合、その都度登録作業が必要である。また仮に同じ光学条件で使用する場合であっても光軸の経時変化によって、登録したパラメータに基づく調整が困難になるという問題がある。またオペレータは軸がずれていることに気が付かずに劣化した試料像に基づいて観察等を行う可能性もある。   In order to manually adjust the optical axis as described above, an experience-backed technique is required, and adjustment accuracy varies depending on the operator, and adjustment may take time. Also, in the above-described adjustment by automation, it is necessary to store adjustment parameters that change depending on the optical conditions for each optical condition, and registration work is required each time the optical conditions are changed. Further, even if the optical system is used under the same optical conditions, there is a problem that adjustment based on the registered parameters becomes difficult due to a change with time of the optical axis. There is also a possibility that the operator may perform observation or the like based on the deteriorated sample image without noticing that the axis is shifted.

本発明の目的は、光学条件を変更した場合や光軸の経時変化によって荷電粒子線の状態が変化しても、容易に光軸の調整を可能とすると共に、光軸の調整の自動化を実現するのに好適な荷電粒子線装置の提供にある。   The purpose of the present invention is to enable easy adjustment of the optical axis and automatic adjustment of the optical axis even when the optical conditions are changed or the state of the charged particle beam changes due to the change of the optical axis over time. The present invention provides a charged particle beam apparatus suitable for the purpose.

上記目的を達成するため、荷電粒子源と、当該荷電粒子源から放出される荷電粒子線を調節する光学素子と、当該光学素子に対して軸調整を行うアライメント偏向器を備えた荷電粒子線装置において、前記光学素子の条件を少なくとも2つに変化する手段と、前記アライメント偏向器の条件を少なくとも2つの状態に変化させたときに、それぞれのアライメント偏向条件にて、前記設定手段によって前記光学素子の条件を変化させたときに得られる2つの画像内のパターン間のずれを検出する手段と、前記少なくとも2つのずれと、前記アライメント偏向器の偏向条件との関係に基づいて、前記アライメント偏向器を調整する手段を備えたことを特徴とする荷電粒子線装置を提供する。   To achieve the above object, a charged particle beam apparatus including a charged particle source, an optical element that adjusts a charged particle beam emitted from the charged particle source, and an alignment deflector that adjusts an axis of the optical element. In the above, when the condition of the optical element is changed to at least two, and when the condition of the alignment deflector is changed to at least two states, the optical element is set by the setting means under the respective alignment deflection conditions. The alignment deflector based on the relationship between the means for detecting the deviation between the patterns in the two images obtained by changing the condition of the image, the at least two deviations, and the deflection condition of the alignment deflector There is provided a charged particle beam apparatus characterized by comprising means for adjusting the above.

このような構成によれば、荷電粒子線の光学条件に関わらず、精度の高い軸調整を自動で実行することが可能となる。なお、本発明の他の構成については、発明の実施の形態の欄にて詳細に説明する。   According to such a configuration, highly accurate axis adjustment can be automatically executed regardless of the optical conditions of the charged particle beam. Other configurations of the present invention will be described in detail in the section of the embodiment of the invention.

本発明によれば、荷電粒子線装置の光学条件に因らず精度の高い軸調整を行うことが可能になる。   According to the present invention, it is possible to perform highly accurate axis adjustment regardless of the optical conditions of the charged particle beam apparatus.

本発明の一例である走査電子顕微鏡の概略構成図。1 is a schematic configuration diagram of a scanning electron microscope that is an example of the present invention. 対物レンズに対する軸ずれを補正するための概略処理フロー。Schematic processing flow for correcting an axial deviation with respect to the objective lens. 対物レンズに対する軸ずれを補正する原理図。The principle figure which correct | amends the axial shift with respect to an objective lens. 非点補正器に対する軸ずれを補正するための概略処理フロー。3 is a schematic process flow for correcting an axis deviation with respect to an astigmatism corrector. 軸ずれを検出したときのメッセージの一例。An example of a message when axis deviation is detected. 画質判定処理を加えた軸ずれ検出処理の一例。An example of the axis misalignment detection process which added the image quality determination process. 自動軸ずれ補正の環境を設定するための設定画面を示す図。The figure which shows the setting screen for setting the environment of automatic axis deviation correction. 補正量グラフの表示例を示す図。The figure which shows the example of a display of a correction amount graph. 軸ずれを補正するための概略処理フロー。Schematic processing flow for correcting axis deviation. 像ずれを検出するための処理フロー。A processing flow for detecting image shift. 自動運転実行時の概略処理フロー。Schematic processing flow when automatic operation is executed. 自動運転実行時の自動軸ずれ補正の環境を設定するための設定画面。Setting screen for setting the environment for automatic axis deviation correction during automatic operation. 自動非点合せの概略処理フロー。Outline processing flow of automatic astigmatism.

以下、図面を用いて本発明の実施の形態を説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

図1は、本発明の一例である走査電子顕微鏡の概略構成図である。陰極1と第一陽極2の間には、コンピュータ40で制御される高圧制御電源20により電圧が印加され、所定のエミッション電流で一次電子線4が陰極1から引き出される。陰極1と第二陽極3の間には、コンピュータ40で制御される高圧制御電源20により加速電圧が印加され、陰極1から放出された一次電子線4が加速されて後段のレンズ系に進行する。一次電子線4は、レンズ制御電源21で制御された収束レンズ5で収束され、絞り板8で一次電子線の不要な領域が除去された後に、レンズ制御電源22で制御された収束レンズ6、および対物レンズ制御電源23で制御された対物レンズ7により試料10に微小スポットとして収束される。対物レンズ7は、インレンズ方式,アウトレンズ方式、およびシュノーケル方式(セミインレンズ方式)など、種々の形態をとることができる。また、試料に負の電圧を印加して一次電子線を減速させるリターディング方式も可能である。さらに、各々のレンズは、複数の電極で構成される静電型レンズで構成してもよい。   FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a scanning electron microscope which is an example of the present invention. A voltage is applied between the cathode 1 and the first anode 2 by a high voltage control power source 20 controlled by a computer 40, and the primary electron beam 4 is extracted from the cathode 1 with a predetermined emission current. An acceleration voltage is applied between the cathode 1 and the second anode 3 by a high-voltage control power source 20 controlled by a computer 40, and the primary electron beam 4 emitted from the cathode 1 is accelerated and proceeds to the subsequent lens system. . The primary electron beam 4 is converged by the converging lens 5 controlled by the lens control power source 21, and after the unnecessary region of the primary electron beam is removed by the diaphragm plate 8, the converging lens 6 controlled by the lens control power source 22, And the objective lens 7 controlled by the objective lens control power source 23 is converged as a minute spot on the sample 10. The objective lens 7 can take various forms such as an in-lens system, an out-lens system, and a snorkel system (semi-in-lens system). A retarding method is also possible in which a negative voltage is applied to the sample to decelerate the primary electron beam. Furthermore, each lens may be composed of an electrostatic lens composed of a plurality of electrodes.

一次電子線4は、走査コイル9で試料10上を二次元的に走査される。一次電子線の照射で試料10から発生した二次電子等の二次信号12は、対物レンズ7の上部に進行した後、二次信号分離用直交電磁界(EXB)発生器11により、一次電子と分離されて二次信号検出器13に検出される。二次信号検出器13で検出された信号は、信号増幅器14で増幅された後、画像メモリ25に転送されて像表示装置26に試料像として表示される。   The primary electron beam 4 is scanned two-dimensionally on the sample 10 by the scanning coil 9. The secondary signal 12 such as secondary electrons generated from the sample 10 by the irradiation of the primary electron beam travels to the upper part of the objective lens 7 and then the primary electron is separated by the secondary signal separating orthogonal electromagnetic field (EXB) generator 11. And is detected by the secondary signal detector 13. The signal detected by the secondary signal detector 13 is amplified by the signal amplifier 14 and then transferred to the image memory 25 and displayed on the image display device 26 as a sample image.

走査コイル9の近傍もしくは同じ位置に1段の偏向コイル51(対物レンズ用アライナー)が配置されており、対物レンズに対するアライナーとして動作する。また、対物レンズと絞り板との間には、XおよびY方向の非点を補正するための8極の非点補正コイル52(非点補正器)が配置される。非点補正コイルの近傍、もしくは同じ位置には非点補正コイルの軸ずれを補正するアライナー53が配置される。   A one-stage deflection coil 51 (objective lens aligner) is disposed near or at the same position as the scanning coil 9, and operates as an aligner for the objective lens. Further, an octupole astigmatism correction coil 52 (astigmatism corrector) for correcting astigmatism in the X and Y directions is disposed between the objective lens and the aperture plate. An aligner 53 for correcting the axial deviation of the astigmatism correction coil is disposed in the vicinity of the astigmatism correction coil or at the same position.

像表示装置26には、試料像のほかに電子光学系の設定や走査条件の設定を行う種々の操作ボタンの他、軸条件の確認や自動軸合わせの開始を指示するボタンを表示させることができる。   In addition to the sample image, the image display device 26 displays various operation buttons for setting the electron optical system and scanning conditions, as well as buttons for checking the axis conditions and instructing the start of automatic axis alignment. it can.

一次電子線が対物レンズの中心からずれた位置を通過した状態(軸がずれた状態)でフォーカス調整を行うと、フォーカス調整に伴い視野の動きが生じる。オペレータが軸ずれに気が付いた場合、表示装置に表示された処理開始ボタンをマウスでクリックするなどの操作により軸合わせ処理の開始を指示することができる。オペレータから軸合わせの指令を受けると、コンピュータ40は、以下の実施例で説明するようなフローに沿って処理を開始する。   When focus adjustment is performed in a state where the primary electron beam has passed a position deviated from the center of the objective lens (in a state where the axis is deviated), the field of view moves with the focus adjustment. When the operator notices an axis shift, the start of the axis alignment process can be instructed by an operation such as clicking a process start button displayed on the display device with a mouse. Upon receiving an axis alignment command from the operator, the computer 40 starts processing along a flow as described in the following embodiments.

なお、図1の説明は制御プロセッサ部が走査電子顕微鏡と一体、或いはそれに準ずるものとして説明したが、無論それに限られることはなく、走査電子顕微鏡鏡体とは別に設けられた制御プロセッサで以下に説明するような処理を行っても良い。その際には二次信号検出器13で検出される検出信号を制御プロセッサに伝達したり、制御プロセッサから走査電子顕微鏡のレンズや偏向器等に信号を伝達する伝達媒体と、当該伝達媒体経由で伝達される信号を入出力する入出力端子が必要となる。また、以下に説明する処理を行うプログラムを記憶媒体に登録しておき、画像メモリを有し走査電子顕微鏡に必要な信号を供給する制御プロセッサで、当該プログラムを実行するようにしても良い。   In the description of FIG. 1, the control processor unit is described as being integrated with or equivalent to the scanning electron microscope. However, the control processor unit is not limited to this, and a control processor provided separately from the scanning electron microscope body is described below. Processing as described may be performed. In this case, a detection signal detected by the secondary signal detector 13 is transmitted to the control processor, or a signal is transmitted from the control processor to a lens or a deflector of the scanning electron microscope, and via the transmission medium. An input / output terminal for inputting / outputting a transmitted signal is required. Alternatively, a program for performing the processing described below may be registered in a storage medium, and the program may be executed by a control processor that has an image memory and supplies necessary signals to the scanning electron microscope.

試料10はステージ15にセットされる。コンピュータ40からの制御信号によってステージ15が移動することにより試料上またはステージ上の任意の位置に移動することができる。またステージ上にはビーム調整を行うための専用パターン16を配置することができる。   The sample 10 is set on the stage 15. When the stage 15 is moved by a control signal from the computer 40, the stage 15 can be moved to an arbitrary position on the sample or the stage. A dedicated pattern 16 for beam adjustment can be arranged on the stage.

画像表示装置26と入力装置(マウスやキーボードなど)42によって予め自動運転の条件を設定することが可能である。自動運転の条件は記憶装置41にレシピファイルとして保存される。レシピファイルには自動軸調整を実行するための条件も含まれる。   Conditions for automatic operation can be set in advance by the image display device 26 and an input device (such as a mouse or a keyboard) 42. Conditions for automatic operation are stored in the storage device 41 as a recipe file. The recipe file also includes conditions for executing automatic axis adjustment.

(実施例1)
図2の処理フローについて、以下に詳細に説明する。
Example 1
The processing flow of FIG. 2 will be described in detail below.

第1ステップ:
対物レンズ7の現在の条件、あるいは、現在の条件に基づいて決められる(例えば、現在のフォーカス条件からフォーカスを少しずらした条件)を条件1として対物レンズ7に設定する。次に、アライナー51の現在の条件、あるいは、予め決められた条件をアライナー51の条件1として設定する。この対物レンズ条件1とアライナー条件1で画像1を取得する。
First step:
A current condition of the objective lens 7 or a condition determined based on the current condition (for example, a condition in which the focus is slightly shifted from the current focus condition) is set as the condition 1 in the objective lens 7. Next, the current condition of the aligner 51 or a predetermined condition is set as the condition 1 of the aligner 51. The image 1 is acquired under the objective lens condition 1 and the aligner condition 1.

第2ステップ:
アライナー51の条件をそのままにして、対物レンズの条件のみを対物レンズ条件1に対して予め決められた値だけフォーカスのずれた第2のフォーカス条件を設定して画像2を取得する。
Second step:
With the condition of the aligner 51 as it is, an image 2 is acquired by setting a second focus condition in which only the objective lens condition is defocused by a predetermined value with respect to the objective lens condition 1.

第3ステップ,第4ステップ:
アライナー51の条件を条件1に対して予め決められた値だけずらした条件を条件2として、これをアライナー51に設定する。そして、対物レンズの条件をステップ1とステップ2と同様に条件1、および条件2として、それぞれの画像(画像3,画像4)を取得する。
Third step, fourth step:
A condition obtained by shifting the condition of the aligner 51 by a predetermined value with respect to the condition 1 is set as the condition 2 and is set in the aligner 51. Then, the objective lens conditions are set to Condition 1 and Condition 2 in the same manner as in Steps 1 and 2, and the respective images (image 3 and image 4) are acquired.

第5ステップ:
画像1と同条件で再度画像を取得し、これを画像5として登録する。
5th step:
An image is acquired again under the same conditions as image 1 and is registered as image 5.

第6ステップ:
画像1と画像2の視差(画像のずれ)を画像処理により検出し、これを視差1として登録する。画像間の視差は、例えば、画像1と画像2の画像を互いに画素単位でずらしながら画像相関を求め、画像相関値が最大になる画像のずらし量から検出することが可能である。その他、視差の検出が可能な画像処理ならば、本実施例に適用が可能である。
Sixth step:
The parallax (image shift) between the image 1 and the image 2 is detected by image processing, and this is registered as the parallax 1. The parallax between the images can be detected from, for example, the image shift amount that maximizes the image correlation value by obtaining the image correlation while shifting the images of the image 1 and the image 2 in units of pixels. In addition, any image processing capable of detecting parallax can be applied to the present embodiment.

第7ステップ:
画像1と画像2の視差を画像処理により検出して、これを視差2として登録する。
Seventh step:
The parallax between image 1 and image 2 is detected by image processing and registered as parallax 2.

第8ステップ:
画像1と画像5の視差を画像処理により検出して、これを視差3として登録する。画像1と画像5とは同一条件で取得したものであるから、これらの画像間にずれ(視差3)があれば、このずれは試料やビームのドリフトによって作られたものである。即ち、荷電粒子線の光学条件を或る状態(第1の状態)とし、次に光学条件を他の状態(第2の状態)とした後、再度第1の状態とするときに、上記2つの第1の状態でそれぞれ試料像を検出し、両者間のずれに基づいてドリフトを算出している。
Eighth step:
The parallax between image 1 and image 5 is detected by image processing and registered as parallax 3. Since the image 1 and the image 5 are acquired under the same conditions, if there is a deviation (parallax 3) between these images, the deviation is created by a sample or beam drift. That is, when the optical condition of the charged particle beam is set to a certain state (first state) and then the optical condition is set to another state (second state), and then the first state is set again, the above 2 Sample images are detected in each of the first states, and the drift is calculated based on the deviation between the two.

第9ステップ:
視差3からドリフト成分を検出して、視差1と視差2に対してドリフト成分を補正(除去)する。例えば、画像1と画像5の取り込み間隔がt秒であれば、単位時間(秒)当たりのドリフト(d)は、d=(視差3)/tで表される。一方、画像1と2,画像3と4の取り込み間隔がT12,T34とすれば、視差1と視差2には、それぞれ、d×T12、およびd×T34のドリフト成分が含まれていることになるため、視差1,視差2からドリフト成分を差し引くことで、軸ずれに起因した正確な視差を算出することができる。
Ninth step:
The drift component is detected from the parallax 3, and the drift component is corrected (removed) for the parallax 1 and the parallax 2. For example, if the capture interval between the images 1 and 5 is t seconds, the drift (d) per unit time (seconds) is expressed by d = (parallax 3) / t. On the other hand, if the capture intervals of the images 1 and 2, and the images 3 and 4 are T12 and T34, the parallax 1 and the parallax 2 include drift components of d × T12 and d × T34, respectively. Therefore, by subtracting the drift component from the parallax 1 and the parallax 2, it is possible to calculate an accurate parallax due to the axis deviation.

第10ステップ,第11ステップ:
ドリフト補正された視差1と視差2からアライナー51の最適値を計算して、アライナーに設定する。
10th step, 11th step:
The optimum value of the aligner 51 is calculated from the parallax 1 and the parallax 2 that have been drift-corrected, and set to the aligner.

図2の処理フローは、動作の理解が容易な手順で記載したが、最初と最後の画像(ドリフト補正用)を除けば、画像の取り込み順番は処理に影響を与えない。実際の処理では、処理の高速化を図るために、例えば、対物レンズ条件7を条件1にして、画像1と画像3とを連続して取り込み、次に、対物レンズ条件7を条件2にして、画像2と画像4とを連続して取り込むことが可能である。電子顕微鏡の対物レンズは、通常磁界レンズで構成され、インダクタンスが大きいため、インダクタンスが小さく高速制御が可能なアライナーを連続制御する方法が実用上有効となる。   The processing flow of FIG. 2 is described in a procedure with which the operation can be easily understood. However, the order of capturing images does not affect the processing except for the first and last images (for drift correction). In actual processing, in order to speed up the processing, for example, the objective lens condition 7 is set to the condition 1 and the images 1 and 3 are successively captured, and then the objective lens condition 7 is set to the condition 2 Image 2 and image 4 can be captured continuously. Since the objective lens of an electron microscope is usually composed of a magnetic field lens and has a large inductance, a method of continuously controlling an aligner with a small inductance and capable of high-speed control is practically effective.

図2の処理フローで対物レンズに対する軸ずれが補正(修正)される原理を、図3により説明する。軸がずれた状態において、アライナー51の位置(偏向面)でのビーム離軸量をWAL(複素変数:XAL+j・YAL,j:虚数単位)、この位置で光軸に対するビームの傾きをWAL′(複素変数)とすると、電子光学理論(近軸理論)に基づく軌道計算が可能である。磁界形対物レンズの場合、レンズ電流値をI1からI2へとΔI(=I1−I2)だけ変化させたときに生じる像ずれ量(視差)をΔWi(複素変数:ΔXi+j・ΔYi)とすると、軌道計算により、ΔWiは次のように表すことができる。   The principle of correcting (correcting) the axial deviation with respect to the objective lens in the processing flow of FIG. 2 will be described with reference to FIG. In a state where the axis is deviated, the beam off-axis amount at the position (deflection surface) of the aligner 51 is WAL (complex variable: XAL + j · YAL, j: imaginary unit), and the beam inclination with respect to the optical axis at this position is WAL ′ ( (Complex variable), trajectory calculation based on electron optical theory (paraxial theory) is possible. In the case of a magnetic field type objective lens, if the image shift amount (parallax) generated when the lens current value is changed from I1 to I2 by ΔI (= I1−I2) is ΔWi (complex variable: ΔXi + j · ΔYi), the trajectory By calculation, ΔWi can be expressed as follows.

(数1)
ΔWi=K・ΔI・(WAL・A+WAL′・B) (1)
ここで、K,A,Bは、測定の際の軸ずれ状態と、対物レンズの動作条件(加速電圧や対物レンズの焦点距離、あるいは対物レンズの物点位置など)で決まるパラメータ(複素数)である。対物レンズに対して軸がずれた状態とは、式(1)においてΔWiが0以外の値を持つことを意味する。したがって、従来は、対物レンズの電流をΔIだけ周期的に変化させて、このときの像ずれΔWiをオペレータが認識し、像ずれを無くすようにアライナーの条件を調整していた。すなわち、軸ずれが補正されるアライナーの最適値とは、式(1)の右辺がΔIによらず0となる条件を指している。この条件を書き出すと、
(Equation 1)
ΔWi = K · ΔI · (WAL · A + WAL ′ · B) (1)
Here, K, A, and B are parameters (complex numbers) that are determined by the off-axis state at the time of measurement and the operating conditions of the objective lens (acceleration voltage, focal length of the objective lens, object point position of the objective lens, etc.). is there. The state in which the axis is deviated with respect to the objective lens means that ΔWi has a value other than 0 in Equation (1). Therefore, conventionally, the current of the objective lens is periodically changed by ΔI, the operator recognizes the image shift ΔWi at this time, and the aligner conditions are adjusted so as to eliminate the image shift. That is, the optimum value of the aligner for correcting the axial deviation indicates a condition in which the right side of the equation (1) is 0 regardless of ΔI. If you export this condition,

(数2)
(WAL・A+WAL′・B)=0 (2)
となり、この条件を満たすアライナーの動作条件が最適値となる。軸ずれがあるとアライナー偏向面では入射ビームの傾きも伴うため、これをWAL0′とし、アライナーによる偏向角(制御値)をWAL1′とすると
(Equation 2)
(WAL · A + WAL '· B) = 0 (2)
Thus, the operating condition of the aligner that satisfies this condition is the optimum value. If there is an axis misalignment, the aligner deflection surface is also accompanied by the tilt of the incident beam. If this is WAL0 ', the deflection angle (control value) by the aligner is WAL1'.

(数3)
WAL′=WAL0′+WAL1′ (3)
で表される。よって、式(2)を満たすアライナーの条件WAL1′(アライナーの最適値)を求めることが軸調整機能の目的となる。アライナーを電磁コイルで構成する場合には、偏向角WAL1′はアライナーのコイル電流に比例する。以上の関係から式(1)を書き直すと、
(Equation 3)
WAL '= WAL0' + WAL1 '(3)
It is represented by Therefore, the purpose of the axis adjustment function is to obtain the aligner condition WAL1 ′ (the optimum value of the aligner) that satisfies the equation (2). When the aligner is composed of electromagnetic coils, the deflection angle WAL1 'is proportional to the coil current of the aligner. From the above relationship, rewriting equation (1)

(数4)
ΔWi=ΔI・(A1+WAL1′・B1) (4)
が得られる。ここで、A1,B1は以下の項をまとめたものである。
(Equation 4)
ΔWi = ΔI · (A1 + WAL1 ′ · B1) (4)
Is obtained. Here, A1 and B1 summarize the following terms.

(数5)
A1=K・(WAL・A+WAL0′・B) (5)
(Equation 5)
A1 = K ・ (WAL ・ A + WAL0 ′ ・ B) (5)

(数6)
B1=K・B (6)
式(4)より、アライナーの最適値WAL1′は
(Equation 6)
B1 = KB (6)
From equation (4), the optimum value WAL1 ′ of the aligner is

(数7)
WAL1′=−A1/B1 (7)
で与えられるため、A1とB1を求めることにより、アライナーの最適値を計算することができる。式(4)において、ΔIは対物レンズの電流変化量であるから、既知の値として予め決めることができる。したがって、アライナーを予め定めた任意の2条件に設定し、その各々においてΔIに対する視差ΔWiを画像処理により検出すると、式(4)より未知数A1,B1を求めるための方程式が得られる。この方程式からA1,B1を解くことができるため、アライナーの最適条件を式(7)から決定することができる。
(Equation 7)
WAL1 '=-A1 / B1 (7)
Therefore, the optimum value of the aligner can be calculated by obtaining A1 and B1. In Expression (4), ΔI is the current change amount of the objective lens and can be determined in advance as a known value. Therefore, if the aligner is set to two predetermined conditions and the parallax ΔWi with respect to ΔI is detected by image processing in each of them, an equation for obtaining the unknowns A1 and B1 is obtained from the equation (4). Since A1 and B1 can be solved from this equation, the optimum condition of the aligner can be determined from Equation (7).

即ち、アライナーを予め定めた任意の2条件に設定したときに得られる視差ΔWiが小さくなる(理想的にはゼロとなる)ような条件でA,Bのような未知数のn次方程式を解くことによって、電子光学系の動作条件に依存しない条件を導き出すことができる。この条件に基づいてアライナー条件(アライナーの励磁条件)を導き出すことができる。なお、アライナー51は、少なくとも対物レンズ主面におけるビーム通過位置を二次元的に制御可能な配置、あるいは構造を有している。仮に、アライナーによるビームの偏向支点が対物レンズ主面近傍に存在すると、対物レンズに対する軸ずれの状態が制御できなくなるためである。即ち本発明実施例のように電磁コイルを用いたアライメント偏向器(アライナー)の場合、光学条件によって変化するコイルへの励磁電流(偏向信号)を検出することが可能になる。例えば対物レンズの励磁条件の変化や、試料に印加するリターディング電圧の大きさによって、変化する励磁電流を、観察時の光学条件に基づいて検出することができるので、光学条件ごとに異なるパラメータを登録しておく必要がなくなり、また経時変化により、ビームの条件が変化したとしても、その変化した状態における適正なアライメントコイルへの励磁電流を検出することが可能になる。   That is, the unknown n-order equations such as A and B are solved under the condition that the parallax ΔWi obtained when the aligner is set to two predetermined conditions is small (ideally zero). Thus, a condition that does not depend on the operating condition of the electron optical system can be derived. Based on this condition, an aligner condition (aligner excitation condition) can be derived. Note that the aligner 51 has an arrangement or structure capable of two-dimensionally controlling a beam passing position on at least the main surface of the objective lens. If the deflection fulcrum of the beam by the aligner exists in the vicinity of the main surface of the objective lens, the state of the axial deviation with respect to the objective lens cannot be controlled. That is, in the case of an alignment deflector (aligner) using an electromagnetic coil as in the embodiment of the present invention, it becomes possible to detect an excitation current (deflection signal) to the coil that changes depending on optical conditions. For example, since the excitation current that changes depending on the change in the excitation condition of the objective lens and the magnitude of the retarding voltage applied to the sample can be detected based on the optical conditions at the time of observation, different parameters are set for each optical condition. It is not necessary to register, and even if the beam condition changes due to changes over time, it becomes possible to detect the excitation current to the appropriate alignment coil in the changed state.

このように本発明実施例によれば、変化する軸ずれの状態や荷電粒子光学系の光学素子の動作条件(例えば、ビームエネルギーや焦点距離,光学倍率など)に対応が可能であり、軸調整の自動化を容易に実現することが可能になる。   As described above, according to the embodiment of the present invention, it is possible to cope with the changing state of the axis deviation and the operating conditions of the optical element of the charged particle optical system (for example, beam energy, focal length, optical magnification, etc.) Can be easily realized.

なお、軸ずれの大きさは、ΔIに対する視差ΔWiの大きさで定量化することができる。したがって、例えば、試料交換や電子光学系の条件変更など、軸ずれが発生する可能性を伴う操作を行ったときに、ΔIによる視差ΔWiを検出する処理を実行すれば、軸ずれを未然に検出することができる。さらに、ΔWiがある所定の値を超えると、オペレータに軸調整が必要であることを伝えるメッセージを表示することができる。図5に、軸ずれを検出したときのメッセージ画面の一例を示す。オペレータは、このメッセージに従って、必要となれば、入力手段により軸調整処理を実行させることができる。入力手段は、例えば、メッセージ画面(例えば、図5)に表示されたアイコンやモニタに表示された他の専用アイコンをマウスでクリックしたり、あるいは、メニュー画面から処理コマンドを指定するなど、種々の形態をとることができる。   The magnitude of the axis deviation can be quantified by the magnitude of the parallax ΔWi with respect to ΔI. Therefore, for example, when an operation with the possibility of causing an axis deviation such as a sample exchange or a change in conditions of the electron optical system is performed, the axis deviation can be detected in advance by executing a process for detecting the parallax ΔWi due to ΔI. can do. Further, when ΔWi exceeds a predetermined value, a message can be displayed informing the operator that the axis adjustment is necessary. FIG. 5 shows an example of a message screen when axis deviation is detected. The operator can execute the axis adjustment process by the input means according to this message, if necessary. For example, the input means can click on an icon displayed on the message screen (for example, FIG. 5) or another dedicated icon displayed on the monitor with a mouse, or specify a processing command from the menu screen. Can take form.

(実施例2)
一方、非点補正器52についても、本実施例では自動軸調整が可能である。非点補正器では、光軸と直交する面内において、ビームを収束させる作用とビームを発散させる作用とが方向を異にして発生する。したがって、ビームが非点補正場の中心を通過していないと、非点補正場中心からのずれに対応した方向に偏向作用を受けることになる。このとき、非点収差の補正に連動して偏向作用も変化するため、非点収差の調整操作に連動して像が移動し、調整操作が困難になる。これを補正するために、従来は、非点補正器52の信号(Xstg,Ystg)に連動した信号を別のアライナー53に入力して、アライナー53で発生する像の動きでもって非点補正器による像の動きをキャンセルするようにしている。このとき、アライナー53に入力する信号(複素変数)をWs1とすると、Ws1は次の式で表される。
(Example 2)
On the other hand, the astigmatism corrector 52 can also be automatically adjusted in this embodiment. In the astigmatism corrector, the action of converging the beam and the action of diverging the beam occur in different directions in a plane orthogonal to the optical axis. Therefore, if the beam does not pass through the center of the astigmatism correction field, it will be deflected in a direction corresponding to the deviation from the center of the astigmatism correction field. At this time, since the deflection action also changes in conjunction with the correction of astigmatism, the image moves in conjunction with the adjustment operation of astigmatism, making the adjustment operation difficult. In order to correct this, conventionally, a signal linked to the signal (Xstg, Ystg) of the astigmatism corrector 52 is inputted to another aligner 53, and the astigmatism corrector is detected by the movement of the image generated in the aligner 53. The movement of the image due to is canceled. At this time, if the signal (complex variable) input to the aligner 53 is Ws1, Ws1 is expressed by the following equation.

(数8)
Ws1=Ksx・Xstg+Ksy・Ystg (8)
ここで、Ksx,Ksyは複素変数で表される係数である。いま、非点補正器の信号(Xstg,Ystg)をそれぞれΔXstg,ΔYstgだけ別々に変化させたとすると、各々の変化に対応する観察像の動き(視差)ΔWix,ΔWiyは、それぞれ次のようになる。
(Equation 8)
Ws1 = Ksx · Xstg + Ksy · Ystg (8)
Here, Ksx and Ksy are coefficients represented by complex variables. Assuming that the signals (Xstg, Ystg) of the astigmatism corrector are changed separately by ΔXstg, ΔYstg, respectively, the movements (parallax) ΔWix, ΔWiy of the observation image corresponding to each change are as follows. .

(数9)
ΔWix=ΔXstg・(Asx+Bx・Ksx) (9)
(Equation 9)
ΔWix = ΔXstg · (Asx + Bx · Ksx) (9)

(数10)
ΔWiy=ΔYstg・(Asy+By・Ksy) (10)
ここで、Asx,Asyは、非点補正器に対するビームの軸ずれに対応してその値が決まる複素変数である。Ksx,Ksyは、装置で制御する軸調整パラメータ(複素変数)を表す。また、Bx,Byは、アライナーの位置や偏向感度,電子光学系の条件などで決まる複素変数である。従来は、非点補正器にそれぞれΔXstg,ΔYstgの変調信号を加えて、そのときの像の動き(ΔWix,ΔWiy)をオペレータが認識し、これを無くすようにパラメータKsx,Ksyの手動調整が行われていた。
(Equation 10)
ΔWiy = ΔYstg · (Asy + By · Ksy) (10)
Here, Asx and Asy are complex variables whose values are determined in accordance with the axial deviation of the beam with respect to the astigmatism corrector. Ksx and Ksy represent axis adjustment parameters (complex variables) controlled by the apparatus. Bx and By are complex variables determined by the position of the aligner, the deflection sensitivity, the conditions of the electron optical system, and the like. Conventionally, modulation signals ΔXstg and ΔYstg are respectively added to the astigmatism corrector, and the operator recognizes the image movement (ΔWix, ΔWiy) at that time, and manual adjustment of the parameters Ksx and Ksy is performed so as to eliminate this. It was broken.

これが、非点補正器に対する軸調整操作である。すなわち、非点補正器に対して軸を合わせる操作は、式(9)、および式(10)において、ΔXstg,ΔYstgによらずΔWix,ΔWiyが0となる係数Ksx,Ksyを求めることに対応する。なお、ΔWix,ΔWiyはゼロになることが理想であるが、それには限られずゼロに近くなるようにΔWを小さくするような条件で係数を求めるようにしても良い。式(9)および式(10)の形式は、先に示した式(4)と全く同じであり、対物レンズの電流値変化(ΔI)を非点補正器の信号変化(ΔXstg,ΔYstg)に置き換えれば、視差検出とその演算処理によりアライナー53に対する最適制御パラメータ(Ksx,Ksy)を求めることができる。このための処理フローを図4に示す。非点補正器による視野ずれを補正するアライナーは、試料上におけるビームの位置を補正するためのものであるから、試料上での位置が制御できる位置に配置されなければならない。   This is the axis adjustment operation for the astigmatism corrector. That is, the operation of aligning the axis with the astigmatism corrector corresponds to obtaining the coefficients Ksx and Ksy at which ΔWix and ΔWiy are 0 regardless of ΔXstg and ΔYstg in the equations (9) and (10). . It should be noted that ΔWix and ΔWiy are ideally zero, but the present invention is not limited to this, and the coefficient may be obtained under the condition that ΔW is small so as to be close to zero. The forms of Equation (9) and Equation (10) are exactly the same as Equation (4) shown above, and the current value change (ΔI) of the objective lens is changed to the signal change (ΔXstg, ΔYstg) of the astigmatism corrector. In other words, the optimal control parameters (Ksx, Ksy) for the aligner 53 can be obtained by parallax detection and its calculation processing. A processing flow for this is shown in FIG. The aligner for correcting the visual field shift by the astigmatism corrector is for correcting the position of the beam on the sample, and must be disposed at a position where the position on the sample can be controlled.

非点補正器に対する軸ずれの大きさは、非点補正器の信号にΔXstg,ΔYstgの変化を与えたときの像ずれ(視差)により定量化できる。そのため、本実施例では、先に示した対物レンズに対する軸ずれの場合と同様、光軸の状態が変化する可能性のある操作(加速電圧の変化や試料交換,フォーカス位置の変更など)を行ったときに、視差検出を行い、オペレータに軸ずれの状態を表示して知らせることができる。オペレータは、この表示に従い、必要となれば、画面上に表示した入力手段により、非点補正器の軸合わせ処理の実行を指示することができる。入力手段は、例えば、モニタに表示された専用のアイコンをマウスでクリックしたり、あるいは、メニュー画面から処理を指定するなど、種々の形態をとることができる。   The magnitude of the axis deviation with respect to the astigmatism corrector can be quantified by image deviation (parallax) when a change in ΔXstg and ΔYstg is given to the signal of the astigmatism corrector. For this reason, in this embodiment, as in the case of the axis deviation with respect to the objective lens described above, operations that may change the state of the optical axis (change in acceleration voltage, sample exchange, change in focus position, etc.) are performed. In this case, parallax detection can be performed to display and notify the operator of the state of the axis deviation. According to this display, the operator can instruct execution of the axis alignment processing of the astigmatism corrector by using the input means displayed on the screen, if necessary. The input means can take various forms, for example, by clicking a dedicated icon displayed on the monitor with a mouse or designating processing from a menu screen.

本発明の形態では、オペレータが不適切な画像の状態(フォーカスが著しくずれた状態や構造情報がほとんど含まれない画像の状態)で、誤って軸調整処理を指示した場合に、処理の誤動作を防止することができる。この機能の説明を図6の処理フローにより説明する。軸ずれの検出処理、あるいは、軸調整処理の開始が指示された場合、CPU40は、まず、現状の画像を取り込み、取り込んだ画像の定量化(画質定量化)処理を実行する。この定量化手段による処理は、画像に視差検出に必要な構造情報があるかどうかを定量化するものである。この処理の出力としては、例えば、画像をフーリエ変換し、この結果から次の式で計算される定量値Fiを用いることができる。   In the embodiment of the present invention, when the operator erroneously instructs the axis adjustment process in an inappropriate image state (a state in which the focus is significantly shifted or an image state that includes almost no structural information), a malfunction of the process is caused. Can be prevented. This function will be described with reference to the processing flow of FIG. When instructed to start the axis misalignment detection process or the axis adjustment process, the CPU 40 first captures the current image and executes a process of quantifying the captured image (image quality quantification). This processing by the quantification means quantifies whether there is structural information necessary for parallax detection in the image. As an output of this processing, for example, the image can be subjected to Fourier transform, and a quantitative value Fi calculated by the following expression from the result can be used.

(数11)
Fi=ΣΣ[F(fx,fy)・fxn・fyn] (11)
ここで、F(fx,fy)は画像の二次元フーリエ変換(FFT)を表し、fx,fyは空間周波数を表す。指数nとして1以上の実数や整数を用いることにより、画質の適切な定量化が可能になる。すなわち、画像に構造情報がないと、fx,fyが0より大きい領域でF(fx,fy)が非常に小さい値になるため、式(11)の計算結果から、画質に適切な構造情報があるか否かの判断が可能である。この定量値Fiが予め決定された所定値以下、或いは未満の場合、アライメント信号演算に適さないという判断によって、警報を発生するようにすると良い。この警報は図5に示すような表示によるものや音によるものであっても良い。
(Equation 11)
Fi = ΣΣ [F (fx, fy) · fx n · fy n ] (11)
Here, F (fx, fy) represents a two-dimensional Fourier transform (FFT) of the image, and fx, fy represents a spatial frequency. By using a real number or an integer of 1 or more as the index n, it is possible to appropriately quantify the image quality. That is, if there is no structural information in the image, F (fx, fy) becomes a very small value in a region where fx, fy is greater than 0. Therefore, structural information appropriate for the image quality is obtained from the calculation result of Equation (11). It is possible to determine whether or not there is. If the quantitative value Fi is less than or less than a predetermined value, an alarm may be generated based on a determination that the quantitative value Fi is not suitable for the alignment signal calculation. This alarm may be by display or sound as shown in FIG.

(実施例3)
図7は、本発明の第3の実施例を説明するための図であり、像表示装置に表示される自動軸ずれ補正の環境を設定するための設定画面を示す図である。走査電子顕微鏡の操作者はこの画面から自動軸調の環境を設定する。本実施例の場合は、設定画面上で、ポインティングデバイス60によって設定する例について説明する。まず、オペレータはアパーチャアライメントを自動的に実行するか否かを判断し、“視差検出に基づく補正”,“既定値補正”又は“しない”のいずれかを選択する。“視差検出に基づく補正”は、実施例1で説明したステップで軸ずれ補正を行うモードである。このモードを選択すれば一次電子線の経時変化によらず長時間安定した軸補正精度を得ることができる。“既定値補正”は、対物レンズの励磁条件や試料と対物レンズ間の距離(ワーキングディスタンス等の複数の光学条件)毎に発生する軸ずれを図示しないメモリに予め登録しておき、所定の光学条件が設定されたとき、登録された軸調整条件で軸調を行うようにするモードである。このモードは例えば経時的な軸ずれの変化が発生しないような場合や、光学条件を変化させてもほぼ同様の軸ずれが認められる場合に選択すると良い。この設定では既定値に基づいて補正を行うため、軸調整条件の検出,演算時間を必要とせず処理時間の向上が可能である。“しない”は軸調整を行わないモードであり、軸ずれが起きないような環境で選択することが望ましい。
(Example 3)
FIG. 7 is a diagram for explaining a third embodiment of the present invention, and is a diagram showing a setting screen for setting an automatic axis deviation correction environment displayed on the image display device. The operator of the scanning electron microscope sets the automatic axis adjustment environment from this screen. In the case of the present embodiment, an example of setting with the pointing device 60 on the setting screen will be described. First, the operator determines whether or not aperture alignment is to be automatically performed, and selects one of “correction based on parallax detection”, “predetermined value correction”, and “no”. “Correction based on parallax detection” is a mode in which axis deviation correction is performed in the steps described in the first embodiment. If this mode is selected, it is possible to obtain a stable axis correction accuracy for a long time regardless of the temporal change of the primary electron beam. “Default value correction” is a pre-registered memory that is not shown in the figure, which stores the axial deviation that occurs for each objective lens excitation condition and the distance between the sample and the objective lens (a plurality of optical conditions such as working distance). In this mode, when conditions are set, the axis is adjusted with the registered axis adjustment conditions. This mode may be selected, for example, when no change in axis deviation occurs over time or when almost the same axis deviation is recognized even when the optical conditions are changed. In this setting, correction is performed based on the default value, so that detection time for the axis adjustment condition and calculation time are not required, and processing time can be improved. “No” is a mode in which the axis is not adjusted, and it is desirable to select it in an environment in which no axis deviation occurs.

以上のように、環境設定画面により複数の補正モードを選択できるようにしておけば、走査電子顕微鏡の使用条件や環境等に基づいて、適正な補正条件を選択することが可能になる。   As described above, if a plurality of correction modes can be selected on the environment setting screen, it is possible to select appropriate correction conditions based on the use conditions, environment, and the like of the scanning electron microscope.

次にオペレータは自動軸調タイミングを選択する。この選択は例えば軸ずれの頻度が高いような場合は、軸調の精度を考慮して“分析点毎”を設定し、測定個所毎に軸ずれ補正を行い、軸ずれがあまり発生しないようであれば、スループットを考慮して“ウェハ毎”を選択し、走査電子顕微鏡による測定対象であるウェハを交換するたびに軸ずれ補正を行うと良い。このような選択肢を設けることで、走査電子顕微鏡の使用条件や環境等に基づいて、適正な軸ずれ補正タイミングを選択することが可能になる。また“所定値を超えたとき”を選択すると、分析点毎或いはウェハ毎に対物レンズ電流変化量ΔIに対する視差ΔWiを検出し、ΔWiが所定の値を超えたときに“視差検出に基づく補正”が行われる。ほかに“ユーザー設定”を選択すると予め別途登録された軸調タイミングで軸調が行われる。   Next, the operator selects automatic axis adjustment timing. For example, if the frequency of axis misalignment is high, set “every analysis point” in consideration of the accuracy of the axis tones and correct the axis misalignment at each measurement point so that the axis misalignment does not occur much. If there is, it is preferable to select “every wafer” in consideration of the throughput, and to correct the axis deviation every time the wafer to be measured by the scanning electron microscope is replaced. By providing such options, it is possible to select an appropriate axis deviation correction timing based on the use conditions, environment, etc. of the scanning electron microscope. If “when a predetermined value is exceeded” is selected, the parallax ΔWi with respect to the objective lens current change amount ΔI is detected for each analysis point or for each wafer, and when ΔWi exceeds a predetermined value, “correction based on parallax detection”. Is done. In addition, when “user setting” is selected, the axis adjustment is performed at an axis adjustment timing separately registered in advance.

次にオペレータは補正量グラフを登録するか、しないかを選択する。ここでいう補正量グラフとは図8(a)に示すような形で像表示装置に表示される。実施例1に示す技術では最終的に非点補正器用アライナー53へのコイル電流を算出しているが、このコイル電流と補正前のコイル電流の大きさの違いは光軸からビームがどれだけずれていたかを表すものであり、この程度をプロットしグラフ化することで、軸ずれの程度の推移を判断することができる。もしこの軸ずれの推移がほぼ一定値を示すようであれば、その後の軸ずれの状態も同様であるとの判断のもとに、先の“既定値補正”に切り替えることで、“視差検出に基づく補正”に要する軸調整条件の検出時間,演算時間を削除でき、スループットを向上させることができる。このようなグラフを表示することで、オペレータに、適切な自動軸調を行うための判断を委ねることができ、適正な軸調条件を設定することができる。   Next, the operator selects whether or not to register the correction amount graph. The correction amount graph here is displayed on the image display device in the form as shown in FIG. In the technique shown in the first embodiment, the coil current to the astigmatism corrector aligner 53 is finally calculated. The difference between the coil current and the coil current before correction is how much the beam is deviated from the optical axis. By plotting this degree and graphing it, it is possible to determine the transition of the degree of axis deviation. If the transition of this axis deviation shows a substantially constant value, it is determined that the state of the subsequent axis deviation is also the same, and by switching to the “default value correction” above, “parallax detection” The detection time and calculation time of the axis adjustment condition required for “correction based on” can be eliminated, and the throughput can be improved. By displaying such a graph, it is possible to entrust the operator to make a determination for performing appropriate automatic axis adjustment, and to set appropriate axis adjustment conditions.

図8(b)に示すグラフは、図8(a)の補正量グラフに重畳して、半導体パターン幅の測長結果を表示した例である。半導体パターン幅の測長は、測長対象パターンがある半導体デバイス上に電子線を一次元的、或いは二次元的に走査して得られる二次電子や反射電子の検出量に基づいて形成されるラインプロファイルの幅を測ることで行われる。このようにして得られる対象パターンの測長結果と、設計情報に基づくパターン寸法の誤差を図8(a)に示す補正量グラフに重畳してプロットしている。   The graph shown in FIG. 8B is an example in which the measurement result of the semiconductor pattern width is displayed superimposed on the correction amount graph of FIG. The measurement of the semiconductor pattern width is formed based on the detected amount of secondary electrons or reflected electrons obtained by scanning an electron beam one-dimensionally or two-dimensionally on a semiconductor device having a pattern to be measured. This is done by measuring the width of the line profile. The length measurement result of the target pattern thus obtained and the pattern dimension error based on the design information are plotted superimposed on the correction amount graph shown in FIG.

図8(b)において、aと記した個所は、視差ΔWiが或る定められた範囲を超えたため、或いは視差検出に必要な構造情報がなかったため(実施例2で説明した定量値Fiが、或る値以下或いは未満の場合)、“視差検出に基づく補正”を行わない条件で測長を行った個所である。この部分は補正量がゼロの場合と区別できるように、色を変える等、他の部分と識別して表示することが望ましい。以下の説明では視差ΔWiが定められた範囲を超えたときは“視差検出に基づく補正”を行わずに測長を実行する場合について説明するが、これに限られず前述したようにオペレータに軸調整等を促すための警報を発生し自動測長を停止したりしても良い。なお、“視差検出に基づく補正”を行わなかったにも関わらず測長を続行する場合、得られた測長値が誤っている恐れがある。このような場合、後に目視で測長が正しく行われたか否かの確認をすべく、測長値と併せて測長の際に得られた試料像,ラインプロファイル、或いは電子顕微鏡の光学条件のうち少なくとも1つを記憶しておくと良い。オペレータはこれらの情報と共に得られた測長結果とを照らし合わせることで、測長の信頼度を判断することができる。   In FIG. 8 (b), the part indicated by a is because the parallax ΔWi exceeds a predetermined range or there is no structural information necessary for parallax detection (the quantitative value Fi described in the second embodiment is If the value is less than or less than a certain value), the length is measured under the condition that “correction based on parallax detection” is not performed. It is desirable to distinguish and display this part from other parts such as by changing the color so that it can be distinguished from the case where the correction amount is zero. In the following description, a case where length measurement is performed without performing “correction based on parallax detection” when the parallax ΔWi exceeds a predetermined range will be described, but the present invention is not limited to this. It is also possible to generate an alarm for prompting, etc. and stop automatic length measurement. In addition, when length measurement is continued even though “correction based on parallax detection” is not performed, the obtained length measurement value may be incorrect. In such a case, in order to confirm whether or not the length measurement was correctly performed later, the sample image obtained at the time of length measurement along with the length measurement value, the line profile, or the optical conditions of the electron microscope It is good to store at least one of them. The operator can judge the reliability of the length measurement by comparing the length measurement result obtained together with the information.

次にオペレータは視差ΔWiが或る定められた範囲を超えているとき、或いは設定値Fiが或る値以下或いは未満の場合に、どのような処理を行うかを選択する。“測長停止”を選択すると自動的かつ連続的に実行されている測長が停止状態となり、電子線は図示しないブランキング機構で試料に照射されないようにブランキングされ待機状態となる。このとき像表示画面に、図5に示すようなメッセージを表示しても良い。この中で単なる“続行”は“視差検出に基づく補正”を行わないでそのまま測長を行うモードである。“試料像登録の上続行”は先に説明したように“視差検出に基づく補正”を行わないで得られた試料像等を測長結果と共に登録しておくモードである。“既定値補正に切替”は“視差検出に基づく補正”ができない場合であって軸ずれの状況がある程度判明している場合等に有効である。このモードでは予め登録された補正量に基づいて軸ずれが行われる。また測長を行わないで次の測頂点にスキップするようにしても良い。これまで説明してきた環境設定画面は当然スティグマアライメント用に適用することも可能である。   Next, the operator selects what processing is to be performed when the parallax ΔWi exceeds a predetermined range, or when the set value Fi is less than or less than a certain value. When “stop length measurement” is selected, the length measurement that is being performed automatically and continuously is stopped, and the electron beam is blanked by a blanking mechanism (not shown) so as to be in a standby state. At this time, a message as shown in FIG. 5 may be displayed on the image display screen. Of these, “continue” is a mode in which length measurement is performed without performing “correction based on parallax detection”. “Continue with sample image registration” is a mode for registering a sample image and the like obtained without performing “correction based on parallax detection” together with the length measurement result as described above. “Switch to default value correction” is effective when “correction based on parallax detection” cannot be performed and the state of the axis deviation is known to some extent. In this mode, the axis deviation is performed based on a correction amount registered in advance. Further, it may be possible to skip to the next vertex without performing length measurement. Naturally, the environment setting screen described so far can also be applied for stigma alignment.

なお、本実施例で説明した自動軸調が適正に行われているか否かを判定するために、“視差検出に基づく補正”を行うのに供される少なくとも4枚の試料像を像表示画面にリアルタイムで表示するようにしても良い。また上記説明では対物レンズと非点補正器に対する軸調を行うことについて説明したが、これに限られることはなくアライメント偏向器を用いて光軸調整を行う必要のある荷電粒子線の光学素子全般に適用可能である。更に本発明は電子顕微鏡だけではなく、収束イオンビームや軸対称レンズシステムを用いて荷電粒子線を収束させる全ての荷電粒子線装置に適用が可能である。また、アライナー用偏向器として、静電偏向器を用いるようにしても良い。   In addition, in order to determine whether or not the automatic axis adjustment described in this embodiment is properly performed, at least four sample images used for performing “correction based on parallax detection” are displayed on an image display screen. It may be displayed in real time. In the above description, the axis adjustment for the objective lens and the astigmatism corrector has been described. However, the present invention is not limited to this, and general optical elements for charged particle beams that need to be adjusted with an alignment deflector. It is applicable to. Furthermore, the present invention can be applied not only to an electron microscope but also to all charged particle beam apparatuses that focus a charged particle beam using a focused ion beam or an axially symmetric lens system. An electrostatic deflector may be used as the aligner deflector.

(実施例4)
次に、特に半導体ウェハ上のパターンの幅やコンタクトホールの寸法を測定する走査電子顕微鏡や、半導体ウェハ上の欠陥の存在を検査したり、検出された欠陥をレビューしたりする走査電子顕微鏡のような、多くの試料が連続的に導入され、自動化が特に望まれる装置で、電子線を調整する光学素子(対物レンズや非点補正器)に対する軸調整を行うのに好適な実施例について説明する。
Example 4
Next, scanning electron microscopes that measure the width of patterns on semiconductor wafers and contact hole dimensions, and scanning electron microscopes that inspect the presence of defects on semiconductor wafers and review detected defects. An embodiment suitable for adjusting the axis of an optical element (objective lens or astigmatism corrector) for adjusting an electron beam in an apparatus in which many samples are continuously introduced and automation is particularly desired will be described. .

図9と図10は本実施例を説明するためのフローチャートであり、予め、記憶装置40に記憶されたプログラム、或いは入力装置42から入力される命令に従って実行される。図9に示すフローチャートと、図2や図4に示すフローチャートの違いは、図2や図4に示すフローチャートでは、軸調整手法が一定であるのに対し、図9に示すフローチャートでは、状況に応じて軸調整の手法が変化する点にある。   FIG. 9 and FIG. 10 are flowcharts for explaining the present embodiment, which are executed in accordance with a program stored in advance in the storage device 40 or an instruction input from the input device 42. 9 is different from the flowcharts shown in FIGS. 2 and 4 in the flowcharts shown in FIGS. 2 and 4, the axis adjustment method is constant, whereas in the flowchart shown in FIG. Therefore, the axis adjustment method changes.

ステップ2001では、調整アライナー(対物レンズ用アライナー51、又は非点補正用アライナー53)の初期値(例えば現在の条件1)A0を取得しコンピュータ40に記憶する。ステップ2002では、像移動(実施例1〜3で言うところの視差)W1を計算する。像移動量の計算は、後述するステップ3001〜3006で行われる。ステップ2003では、予め与えられたフラグによってηを再計算するかどうか判定する。ここで言うηとは後述するように本実施例において求められるべき未知数である。再計算する場合にはステップ2004〜S2006を実行する。しない場合は像移動W2=0とし、予め与えられる値をηに設定した後、ステップ2011を実行する。S2004では、コンピュータ40に記憶したアライナーの初期値A0に対してずらし量ΔA1をずらした条件(条件2)をアライナーに設定する。S2005では、ステップ3001〜3006の処理フローに従って像移動W2を計算する。   In step 2001, an initial value (for example, current condition 1) A0 of the adjustment aligner (objective lens aligner 51 or astigmatism correction aligner 53) is acquired and stored in the computer 40. In step 2002, image movement (parallax in the first to third embodiments) W1 is calculated. The calculation of the image movement amount is performed in steps 3001 to 3006 described later. In step 2003, it is determined whether or not η is recalculated according to a flag given in advance. Here, η is an unknown to be obtained in this embodiment as will be described later. When recalculating, steps 2004 to S2006 are executed. If not, the image movement W2 is set to 0, a value given in advance is set to η, and then step 2011 is executed. In S2004, a condition (condition 2) in which the shift amount ΔA1 is shifted with respect to the initial value A0 of the aligner stored in the computer 40 is set in the aligner. In S2005, the image movement W2 is calculated according to the processing flow of steps 3001 to 3006.

次にステップ2006では、コンピュータ40に記憶した像移動W1と像移動W2を用いてηを式(12)から計算する。   In step 2006, η is calculated from the equation (12) using the image movement W1 and the image movement W2 stored in the computer 40.

(数12)
η=−1/(W2−W1) (12)
ステップ2007では予め与えられたフラグによってεを再計算するかどうかを判定する。ここで言うεとは後述するように本実施例において求められるべき装置固有の定数である。再計算する場合はステップ2008〜2010を実行する。しない場合は像移動W3=0とし、予め与えられる値をεに設定した後、ステップ2011を実行する。ステップ2008ではコンピュータ40に記憶したアライナーの初期値A0に対してずらし量ΔA2をずらした条件(上述の条件1,条件2と異なる条件3)をアライナーに設定する。ステップ2009では、ステップ3001〜3006の処理フローにより像移動W3を計算する。
(Equation 12)
η = −1 / (W2−W1) (12)
In step 2007, it is determined whether or not ε is recalculated based on a flag given in advance. Here, ε is a device-specific constant to be obtained in this embodiment as will be described later. When recalculating, steps 2008 to 2010 are executed. If not, the image movement W3 = 0, and a value given in advance is set to ε, and then step 2011 is executed. In step 2008, a condition (condition 3 different from condition 1 and condition 2 described above) in which the shift amount ΔA2 is shifted with respect to the initial value A0 of the aligner stored in the computer 40 is set in the aligner. In step 2009, the image movement W3 is calculated by the processing flow in steps 3001 to 3006.

ステップ2010では、コンピュータ40に記憶した像移動W1,像移動W2、及び像移動W3を用いて式(13)からεを計算する。   In step 2010, ε is calculated from equation (13) using the image movement W1, the image movement W2, and the image movement W3 stored in the computer 40.

(数13)
ε=(W3−W2)/(W2−W1) (13)
そしてステップ2011では、像移動W1,η,ε、及び|ΔA1|より、式(14)に従って、アライメント補正値X,Yを計算し、アライナーにアライメント補正値X,Yを設定する。
(Equation 13)
ε = (W3-W2) / (W2-W1) (13)
In step 2011, the alignment correction values X and Y are calculated from the image movements W1, η, ε, and | ΔA1 | according to the equation (14), and the alignment correction values X and Y are set in the aligner.

(数14)
X+jε・Y=|ΔA1|・η・W1 (14)
ステップ2012では、アライメント補正値(即ち実際の軸ずれ量)の絶対値(X・X+Y・Y)が予め定めたしきい値以上、或いはそれより大きい場合、リトライ処理(ステップ2001〜2012)を行う。リトライ処理は初期の調整が大きく外れている状態で画像を取り込んでずれ検出した場合のずれ校正精度を補うものである。このように複数回補正を繰り返すことで、ずれをより精度良く補正することができる。
(Equation 14)
X + jε · Y = | ΔA1 | · η · W1 (14)
In step 2012, when the absolute value (X · X + Y · Y) of the alignment correction value (that is, the actual amount of axis deviation) is equal to or larger than a predetermined threshold value, retry processing (steps 2001 to 2012) is performed. . The retry process compensates for the deviation calibration accuracy when the image is captured and the deviation is detected with the initial adjustment greatly deviated. Thus, by repeating the correction a plurality of times, the deviation can be corrected with higher accuracy.

次に、像移動の計算ステップについて図10を用いて説明する。ステップ3001では、調整対象コイル(対物レンズ7または非点補正器52)の初期値(例えば現在の条件)C0を取得し、コンピュータ40に記憶する。ステップ3002では、調整対象コイルの初期値C0に対して予め定めた値ΔCをずらした条件(条件1として)を調整対象コイルに設定する。ステップ3003では、条件1において画像1を取得し、画像メモリ25に保存する。ステップ3004では、調整対象コイルの初期値C0に対して予め定められた−ΔCをずらした条件(条件2として)調整対象コイルに設定する。   Next, the image movement calculation step will be described with reference to FIG. In step 3001, an initial value (for example, current condition) C0 of the adjustment target coil (objective lens 7 or astigmatism corrector 52) is acquired and stored in the computer 40. In step 3002, a condition (as condition 1) in which a predetermined value ΔC is shifted from the initial value C0 of the adjustment target coil is set in the adjustment target coil. In step 3003, the image 1 is acquired under the condition 1 and stored in the image memory 25. In step 3004, the adjustment target coil is set to a condition (as condition 2) in which a predetermined −ΔC is shifted from the initial value C 0 of the adjustment target coil.

ステップ3006では、画像1と画像2から画像処理装置27で像移動Wを計算し、コンピュータ40に記憶する。像移動Wは(x,y)のベクトルであり、画像1と画像2のずれ量である。ずれ量の計算は画像1の部分画像をテンプレートとして画像2ともっとも類似した位置を式(15)によって計算する。   In step 3006, the image movement W is calculated by the image processing device 27 from the images 1 and 2 and stored in the computer 40. The image movement W is a vector of (x, y), and is a shift amount between the image 1 and the image 2. The amount of deviation is calculated by using the partial image of image 1 as a template and the position most similar to image 2 according to equation (15).

r(X,Y)は(X,Y)における相関値であり、Pijは画像1の画像2に対応する点(X+i,Y+j)における濃度値であり、Mijは点(X+i+1,Y+j+1)における濃度値、Nはパターンマスクの画素数である。求めるずれ量は画像1の部分画像位置から(X,Y)を引いた値となる。この方法はパターンを選ばないため自由度が高い。 r (X, Y) is a correlation value at (X, Y), P ij is a density value at a point (X + i , Y + j ) corresponding to image 2 of image 1, and M ij is a point (X + i). +1 , Y + j + 1 ), and N is the number of pixels in the pattern mask. The obtained shift amount is a value obtained by subtracting (X, Y) from the partial image position of the image 1. This method has a high degree of freedom because no pattern is selected.

また、像移動を計算するための他の手法として以下のようなものが考えられる。像移動を計算するための画像が特定の形状を含んでいる場合(例えばホールパターンが画像内に含まれている場合)、次のような方法で画像1及び画像2におけるパターンの位置を検出し、ずれ量を検出することができる。   As another method for calculating the image movement, the following can be considered. When the image for calculating the image movement includes a specific shape (for example, when a hole pattern is included in the image), the position of the pattern in the image 1 and the image 2 is detected by the following method. The deviation amount can be detected.

まず、画像1を微分フィルタによって微分し、エッジが残るようにしきい値を設定して2値画面を作成する。この2値画面に対してセグメント処理を施しパターンを形成するエッジのみを抽出する。抽出したエッジ情報からパターンの重心(x1,y1)を計算する。同様の処理を画像2にも施し、パターン重心(x2,y2)を計算する。求められるずれ量はW(x2−x1,y2−y1)となる。この手法はもとの形状が円であるパターンが電子光学条件を変更したことで楕円として検出されても、重心位置は殆ど変化がないためパターンの変形に強いというメリットがある。   First, the image 1 is differentiated by a differential filter, a threshold value is set so that an edge remains, and a binary screen is created. Segment processing is performed on this binary screen to extract only edges forming a pattern. The center of gravity (x1, y1) of the pattern is calculated from the extracted edge information. A similar process is performed on the image 2 to calculate the pattern centroid (x2, y2). The required shift amount is W (x2-x1, y2-y1). This method has an advantage that even if a pattern whose original shape is a circle is detected as an ellipse by changing the electro-optic condition, the position of the center of gravity hardly changes, and thus the pattern is resistant to deformation.

ここで説明した処理フローは、制御値が異なるだけで対物レンズ用アライナー51および非点補正器用アライナー53(X方向,Y方向)で同じフローになる。またεはX,Y方向に配置された感度差や直交ずれに関する装置固有の定数である。そこで装置立ち上げ時や定期的に求めておいた値を記憶装置41に保存しておく。保存した値は本処理フローが実行される前にコンピュータ40に読み込んでおくことで、ステップ2008〜2010を省くことができる。また電子光学条件の変更がなく比較的短い周期で軸調整を行う場合、ηは前回計算した値をコンピュータ40に保存しておき、その値をηとして使用することができる。   The processing flow described here is the same for the aligner 51 for the objective lens and the aligner 53 for the astigmatism corrector (X direction, Y direction) only with different control values. Further, ε is a constant specific to the apparatus regarding sensitivity difference and orthogonal deviation arranged in the X and Y directions. Therefore, values obtained at the time of starting up the apparatus or periodically are stored in the storage device 41. By reading the stored value into the computer 40 before this processing flow is executed, steps 2008 to 2010 can be omitted. Further, when the axis adjustment is performed with a relatively short cycle without changing the electro-optical condition, the previously calculated value can be stored in the computer 40 and the value can be used as η.

以上説明したように、本実施例では光学条件を変化させることで得られる6枚の画像を用いて、εとηのような所定の変数を再計算するモード(以下3点計測モードとする)、光学条件を変化させて得られる4枚の画像に基づいてηのみを再計算するモード(以下2点計測モードとする)、εとηを再計算しないモード(以下1点計測モードとする)を状況に応じて使い分けている点に特徴がある。3点計測モードでは高い軸調整精度を得ることができ、一方1点計測モードの場合は2枚の画像で足り、処理速度の高速化を実現できる。このように各モード毎に固有の効果があるため、例えば以下のように各モードを使い分けることが望ましい。   As described above, in this embodiment, a mode for recalculating predetermined variables such as ε and η using six images obtained by changing optical conditions (hereinafter referred to as a three-point measurement mode). A mode in which only η is recalculated based on four images obtained by changing optical conditions (hereinafter referred to as a two-point measurement mode), and a mode in which ε and η are not recalculated (hereinafter referred to as a one-point measurement mode). It is characterized in that it is used properly according to the situation. In the three-point measurement mode, high axis adjustment accuracy can be obtained. On the other hand, in the one-point measurement mode, two images are sufficient, and the processing speed can be increased. Since there is an effect specific to each mode as described above, it is desirable to use each mode properly as follows, for example.

3点計測モードは、例えば半導体検査装置の装置立ち上げ時に行い、その際にεを計算しておく。2点計測モードは1日1回、または半導体製造装置の装置条件を大きく変更するレシピ変更の際に実行し、εは記憶装置41から読み込んで使用する。1点計測モードは検査対象である半導体ウェハの測定点毎に実行し、εは記憶装置41からηはコンピュータ40からそれぞれ読み込んで実行する。ここで説明した例は無論例示に過ぎず、装置の種類や測定条件などに応じて変更可能であることは言うまでもない。   The three-point measurement mode is performed, for example, when the semiconductor inspection apparatus is started up, and ε is calculated at that time. The two-point measurement mode is executed once a day or at the time of recipe change that greatly changes the apparatus conditions of the semiconductor manufacturing apparatus, and ε is read from the storage device 41 and used. The one-point measurement mode is executed for each measurement point of the semiconductor wafer to be inspected, and ε is read from the storage device 41 and η is read from the computer 40 and executed. It goes without saying that the example described here is merely an example, and can be changed according to the type of apparatus and measurement conditions.

なお、ずらし量ΔAは像移動を検出するために試料画像を使用するため、次のような2条件を満足する必要がある。(1)試料パターンが移動したことが認識できる程度ずらし量を大きくしなければならない。(2)試料パターンが予め画面から外れない程度ずらし量を小さくしなければならない。(1)(2)の条件は試料パターンの幾何学的位置が分かれば、決めることができる。即ちずらし量ΔAは試料パターンの幾何学的配置と観察倍率から決定される。このΔAは例えば高倍率のときには小さく、低倍率のときには大きく設定されるような自動シーケンスを設けることで決定しても良く、入力装置42から自動的に入力するようにしても良い。   Note that the shift amount ΔA needs to satisfy the following two conditions because the sample image is used to detect image movement. (1) The shift amount must be increased to the extent that it can be recognized that the sample pattern has moved. (2) The shift amount must be reduced to the extent that the sample pattern does not deviate from the screen in advance. The conditions (1) and (2) can be determined if the geometric position of the sample pattern is known. That is, the shift amount ΔA is determined from the geometrical arrangement of the sample pattern and the observation magnification. This ΔA may be determined, for example, by providing an automatic sequence that is small when the magnification is high and large when the magnification is low, or may be automatically input from the input device 42.

本発明実施例によれば、得られた試料像に基づいて荷電粒子光学系の軸調整を行う装置において、上記したような演算手段と、複数の軸調整手法(複数の演算法)の選択手段を設けることで、高い軸調整精度と、処理速度の高速化の両立を実現することが可能になる。このような技術効果は、複数の測定点を持つ半導体ウェハが連続的に導入され、連続的に自動運転を行うが故に経時的に光学条件が変化する可能性があり、更にレシピの変更によって光学条件が変化するような半導体検査装置には特に有効であり、適正な軸調整法をその都度割り当てることができる。   According to the embodiment of the present invention, in the apparatus for adjusting the axis of the charged particle optical system based on the obtained sample image, the calculation means as described above and the selection means for a plurality of axis adjustment techniques (multiple calculation methods). By providing this, it is possible to achieve both high axis adjustment accuracy and high processing speed. Such a technical effect is that a semiconductor wafer having a plurality of measurement points is continuously introduced, and since automatic operation is continuously performed, the optical conditions may change over time. This is particularly effective for a semiconductor inspection apparatus in which conditions change, and an appropriate axis adjustment method can be assigned each time.

なお、本実施例で採用したηというパラメータは、アライメントコイルを動作させたときの像移動量(方向を含む)がどう変化するかを表し、アライメント偏向感度を含むパラメータである。但し、単純なアライメントの偏向感度のみではなく、電子光学系の動作条件によっても変化するものである。   The parameter η employed in this embodiment represents how the image movement amount (including the direction) changes when the alignment coil is operated, and is a parameter including alignment deflection sensitivity. However, it varies depending not only on the deflection sensitivity of simple alignment but also on the operating conditions of the electron optical system.

本実施例では、先の実施例で説明した(1)の基本式を以下のように変換し、ηというパラメータに置き換えている。先の実施例で説明したアライメントコイル部での電子線軌道の傾きには軸ずれによるもの(WAL0′)とアライメントコイルの現在の設定値による偏向(WAL1′)の両方が含まれる。さらに、アライメントコイルの現在の設定値に対して変化させる量(設定変化量)に対するビームの傾きを(WAL2′)とすると、   In this embodiment, the basic expression (1) described in the previous embodiment is converted as follows and replaced with a parameter η. The inclination of the electron beam trajectory in the alignment coil section described in the previous embodiment includes both the deviation due to the axis deviation (WAL0 ′) and the deflection due to the current set value of the alignment coil (WAL1 ′). Furthermore, when the beam inclination with respect to the amount to be changed with respect to the current setting value of the alignment coil (setting change amount) is (WAL2 ′),

(数16)
WAL′=WAL0′+WAL1′+WAL2′ (16)
となる。
(Equation 16)
WAL '= WAL0' + WAL1 '+ WAL2' (16)
It becomes.

式(16)で制御に必要なパラメータはWAL2′であるため、他の項を全て定数として式(1)を表すと、   Since the parameter required for control in Expression (16) is WAL2 ′, when Expression (1) is expressed with all other terms as constants,

(数17)
ΔW=ΔI・K・(A1+B1・WAL2′) (17)
となる。ここで、ΔI・K・A1で与えられる像移動量は、現在のアライメント設定値の条件で生じる像移動量に対応する。
(Equation 17)
ΔW = ΔI · K · (A1 + B1 · WAL2 ′) (17)
It becomes. Here, the image movement amount given by ΔI · K · A1 corresponds to the image movement amount generated under the condition of the current alignment setting value.

一方、アライメントコイルのDAC値(X,Y)とWAL2′の関係は以下のように書ける。   On the other hand, the relationship between the DAC value (X, Y) of the alignment coil and WAL2 ′ can be written as follows.

(数18)
WAL2′=k・(X+jε・Y) (18)
ここで、kはアライメントコイルXの感度を表す係数であり、εはXに対するYの複素相対感度(εの絶対値が感度比、arg(ε)が直交度ずれ)を表す。式(18)を式(17)に代入して、無意味な係数をひとつにまとめて表現すると、対物レンズ電流を変化したときの像移動量ΔWは、
(Equation 18)
WAL2 ′ = k · (X + jε · Y) (18)
Here, k is a coefficient representing the sensitivity of the alignment coil X, and ε represents the complex relative sensitivity of Y to X (the absolute value of ε is the sensitivity ratio, and arg (ε) is the orthogonality deviation). Substituting equation (18) into equation (17) and expressing the meaningless coefficients together, the image movement amount ΔW when the objective lens current is changed is

(数19)
ΔW=A2+B2・(X+jεY) (19)
と書くことができる。
(Equation 19)
ΔW = A2 + B2 · (X + jεY) (19)
Can be written.

電流中心軸の条件は、ΔW=0であるため、これを満たすアライメント値は、   Since the condition of the current center axis is ΔW = 0, the alignment value satisfying this is

で計算される。よって、像移動量からA2とB2が導かれれば、式(17)より電流中心軸が得られるアライメント制御値(X,Y)を計算することができる。A1とB2を計算するために、式(17)においてX=Y=0としたときの像移動量W1とX=X1≠0,Y=0としたときの像移動量W2を検出する。すなわち、 Calculated by Therefore, if A2 and B2 are derived from the image movement amount, the alignment control value (X, Y) for obtaining the current center axis can be calculated from the equation (17). In order to calculate A1 and B2, the image movement amount W1 when X = Y = 0 and the image movement amount W2 when X = X1 ≠ 0 and Y = 0 are detected in equation (17). That is,

(数21)
W1=A2 (21)
(Equation 21)
W1 = A2 (21)

(数22)
W2=A2+B2X1 (22)
これより、式(20)は、
(Equation 22)
W2 = A2 + B2X1 (22)
From this, equation (20) becomes

となる。 It becomes.

本実施例では、式(23)の−1/(W2−W1)の項をηと定義している。ηは書き直すと、   In the present embodiment, the term of −1 / (W2−W1) in the equation (23) is defined as η. When η is rewritten,

となる。 It becomes.

(実施例5)
図11は、全自動軸調整の実施例を説明するための図である。本実施例における全自動軸調整とは、予め定められたタイミングでステージ15を駆動し、電子ビーム直下に調整用のパターン16を位置付け、パターン情報から倍率や撮像を設定した後、例えば非点補正用アライナー53のX方向を調節し、その上で非点補正用アライナー53のY方向を調節し、対物レンズ用アライナー51を調節するという一連の動作を含む制御を自動的に行うことである。なお、非点補正用アライナー53と対物レンズ用アライナー51の調整順序は、電子光学系内のレンズの配置によって決定される。図1に示すような電子光学系の場合、対物レンズ用アライナー51による調整を行った後、非点補正用アライナー53で軸調整を行うと、対物レンズに対する光軸が再度ずれてしまう場合があるので、陰極から見てより近くに位置する光学素子から順に調整することが望ましい。逆に陰極から見て対物レンズ,非点補正器の順にレンズが配置されている電子光学系の場合は、対物レンズ用アライナー,非点補正器用アライナーの順で調整することが望ましい。
(Example 5)
FIG. 11 is a diagram for explaining an example of fully automatic axis adjustment. The fully automatic axis adjustment in the present embodiment means that the stage 15 is driven at a predetermined timing, the adjustment pattern 16 is positioned immediately below the electron beam, and after setting the magnification and imaging from the pattern information, for example, astigmatism correction This is to automatically perform control including a series of operations of adjusting the X direction of the aligner 53, adjusting the Y direction of the astigmatism corrector 53, and adjusting the objective lens aligner 51. The adjustment order of the astigmatism aligner 53 and the objective lens aligner 51 is determined by the arrangement of the lenses in the electron optical system. In the case of the electron optical system as shown in FIG. 1, if the axis adjustment is performed by the astigmatism aligner 53 after the adjustment by the objective lens aligner 51, the optical axis with respect to the objective lens may be shifted again. Therefore, it is desirable to adjust in order from the optical element located closer to the cathode. Conversely, in the case of an electron optical system in which the objective lens and the astigmatism corrector are arranged in this order when viewed from the cathode, it is desirable to adjust the objective lens aligner and the astigmatism corrector aligner in this order.

なお、本実施例の説明では試料とは別の調整用のパターンを設けているが、それに限られず、観察対象である試料10(半導体ウェハなど)上の特定パターンを用いて軸調整を行っても良い。   In the description of this embodiment, an adjustment pattern different from the sample is provided. However, the present invention is not limited to this, and the axis is adjusted using a specific pattern on the sample 10 (semiconductor wafer or the like) to be observed. Also good.

全自動軸調整の処理フローの詳細を図11と、図12の自動軸調整条件設定画面500を用いて説明する。図12は自動運転の条件が登録されているレシピファイルの1つの条件を設定する画面として像表示装置26に表示される。ユーザーはこの画面において自動軸調整条件を設定し自動運転を開始する。以下自動運転実行時の全自動軸調の処理フローについて説明する。   Details of the fully automatic axis adjustment processing flow will be described with reference to FIG. 11 and the automatic axis adjustment condition setting screen 500 of FIG. FIG. 12 is displayed on the image display device 26 as a screen for setting one condition of a recipe file in which automatic driving conditions are registered. The user sets automatic axis adjustment conditions on this screen and starts automatic operation. The processing flow for fully automatic axis adjustment when executing automatic operation will be described below.

図11のステップ4001では、予め記憶装置41に登録されているパターン情報を読み出し、倍率からずらし量を計算する。また先の実施例で説明した計測モードに基づいて、必要に応じてεとηを初期化しておく。軸調整に供されるパターン情報は、調整用パターンフラグ502、又はウェハパターンフラグ503を選択することで、ステージ上の調整パターン16またはウェハ上のパターンの何れを用いるか決定する。ウェハパターンフラグ503が選択されている場合、併せてパターンのステージ座標,試料像取得倍率,試料像を取得する際のフレーム数を、それぞれ数値入力ウィンドウ504,505,506から入力する。調整用パターンフラグ502を選択した場合は、予め記憶装置41に保存してあるステージ座標,倍率,フレーム数がそれぞれの数値入力ウィンドウに設定される。なおステップ4001で設定するフレーム数とは、パターンの像を形成するための走査像の積算回数である。本実施例では16枚の試料像を積算することで、1枚のパターンの像を得る。   In step 4001 of FIG. 11, pattern information registered in advance in the storage device 41 is read, and the shift amount is calculated from the magnification. Moreover, based on the measurement mode described in the previous embodiment, ε and η are initialized as necessary. As the pattern information used for the axis adjustment, by selecting the adjustment pattern flag 502 or the wafer pattern flag 503, it is determined whether to use the adjustment pattern 16 on the stage or the pattern on the wafer. When the wafer pattern flag 503 is selected, the pattern stage coordinates, the sample image acquisition magnification, and the number of frames for acquiring the sample image are input from the numerical value input windows 504, 505, and 506, respectively. When the adjustment pattern flag 502 is selected, the stage coordinates, the magnification, and the number of frames stored in advance in the storage device 41 are set in the respective numerical value input windows. Note that the number of frames set in step 4001 is the number of scan image integrations for forming a pattern image. In this embodiment, 16 sample images are integrated to obtain a single pattern image.

ステップ4002では、パターン情報からステージ座標504を取り出しパターン位置へ移動する。ステージ上の調整用パターンフラグ502が選択されている場合、軸調整用パターン16が電子ビーム直下に位置付けられるようにステージを移動する。この移動の際に数値入力ウィンドウ505から入力された倍率に従って、走査コイル制御電源24から走査コイル9に供される電流値が設定される。   In step 4002, the stage coordinates 504 are extracted from the pattern information and moved to the pattern position. When the adjustment pattern flag 502 on the stage is selected, the stage is moved so that the axis adjustment pattern 16 is positioned immediately below the electron beam. A current value supplied from the scanning coil control power supply 24 to the scanning coil 9 is set according to the magnification input from the numerical value input window 505 during the movement.

ステップ4003では、自動焦点調節実行フラグ501のON/OFFを判定し、ONの場合は自動焦点合わせを実行する。S4004では数値入力ウィンドウ506から入力されているフレーム数分の画像を積算して試料像を形成する。ステップ4005では、非点補正アライナー(X方向)調整フラグ507にONの指示が出ていれば、非点補正用アライナー(X方向)の調整(ステップ2001〜2012,ステップ3001〜3006)を実行する。ステップ4006では、非点補正用アライナー(Y方向)調整フラグ(508)にONの指示が出ていれば、非点補正用アライナー(Y方向)の調整(ステップ2001〜2012,ステップ3001〜3006)を実行する。この調整において、ずれ量の検出が失敗し、且つ自動焦点調節実行フラグ501がOFFなら、焦点合わせを行った上でもう一度試行する。   In step 4003, it is determined whether or not the automatic focus adjustment execution flag 501 is ON / OFF, and if it is ON, automatic focusing is executed. In S4004, the image for the number of frames input from the numerical value input window 506 is integrated to form a sample image. In step 4005, if an ON instruction is given to the astigmatism correction aligner (X direction) adjustment flag 507, adjustment of the astigmatism correction aligner (X direction) (steps 2001 to 2012, steps 3001 to 3006) is executed. . In step 4006, if an ON instruction is issued to the astigmatism correction aligner (Y direction) adjustment flag (508), the astigmatism correction aligner (Y direction) is adjusted (steps 2001 to 2012, steps 3001 to 3006). Execute. In this adjustment, if the detection of the shift amount fails and the automatic focus adjustment execution flag 501 is OFF, another attempt is made after focusing.

ステップ4007では、対物レンズ用アライナー調整フラグ509がONならば、対物レンズ用アライナーの調整(ステップ2001〜2012,ステップ3001〜3006)を実行する。ステップ4008では、3点計測モードのフラグ511aが選択されている場合は、εを記憶装置41に保存し、ηをコンピュータ40に保存する。2点計測モードのフラグ511bまたは1点計測モードのフラグ511cが選択されている場合は、ηをコンピュータ40に保存する。   In step 4007, if the objective lens aligner adjustment flag 509 is ON, adjustment of the objective lens aligner (steps 2001 to 2012, steps 3001 to 3006) is executed. In step 4008, if the three-point measurement mode flag 511a is selected, ε is stored in the storage device 41, and η is stored in the computer 40. When the two-point measurement mode flag 511b or the one-point measurement mode flag 511c is selected, η is stored in the computer 40.

なお、本実施例では予め定められたフラグによって、各計測モードを選択しているが、例えばステップ2002で算出された像移動W1の状況によって、いずれのモードで軸調整を行うかを決定する(例えば像移動W1が大きい場合は、多くの画像に基づく演算を行う)ようにしても良い。また像の移動だけではなく2つの像の比較によって得られる他の情報から、モードの選択を行うようにしても良い。このようにオペレータの指示だけではなく、自動的にどの計測モードを使用するかを選択するようにしても良い。即ち本発明の演算法を選択する選択手段は、先の実施例で説明したようなオペレータが予め設定するようなものだけではなく、画像の評価に基づいてずれ量を算出するための演算法を自動的に変化させるようなものであっても良い。ステップ4009では、自動非点合わせのフラグ510がONになっている場合に、自動非点合わせを行う。   In this embodiment, each measurement mode is selected based on a predetermined flag. However, in which mode the axis adjustment is performed is determined depending on, for example, the state of the image movement W1 calculated in step 2002 ( For example, when the image movement W1 is large, calculation based on many images may be performed). Further, the mode may be selected not only based on image movement but also from other information obtained by comparing two images. In this way, not only the operator's instruction but also the measurement mode to be used may be automatically selected. That is, the selection means for selecting the calculation method of the present invention is not limited to the one set in advance by the operator as described in the previous embodiment, but a calculation method for calculating the shift amount based on the evaluation of the image. It may be something that changes automatically. In step 4009, when the automatic astigmatism flag 510 is ON, automatic astigmatism is performed.

自動運転において自動軸調を実行する場合、通常全てのフラグ(501,507,508,509,510)をONにして実行する。所定のパターン位置に移動すると試料の高さが、移動前に合わせた焦点の位置からずれる場合がある。このずれた状態で軸調整を行うと、焦点の合わない、ぼやけた像内のパターンで像ずれを検出することになるので軸調整精度が悪くなるが、本実施例のようにオートフォーカスを行った後に、像ずれを検出することでこの問題を解消することができる。   When automatic axis adjustment is executed in automatic operation, it is normally executed with all the flags (501, 507, 508, 509, 510) turned ON. When moving to a predetermined pattern position, the height of the sample may deviate from the focus position adjusted before the movement. If the axis adjustment is performed in this shifted state, the image shift is detected by a pattern in a blurred image that is out of focus, but the accuracy of the axis adjustment deteriorates. However, auto focus is performed as in this embodiment. Thereafter, this problem can be solved by detecting the image shift.

また、非点補正アライナー(X,Y方向)及び対物レンズ用アライナーの3つの軸調整は、本来熟練したオペレータでない限り、どのアライナーがずれているのか判定が難しい。そのため手動で軸調整をする場合であっても、ほとんど全ての軸調整を行う場合が殆どである。本発明実施例によれば、(a)焦点調整(オートフォーカス)、(b)非点補正器に対する軸調整(第1のアライメント偏向器による軸調整)、(c)対物レンズに対する軸調整(第2のアライメント偏向器による軸調整)、(d)非点補正、という最も適切な順番で自動的に光学調整を行うように制御しているため、高精度に且つ高スループットに軸調整を実行できる。   Further, in the three axis adjustments of the astigmatism aligner (X and Y directions) and the objective lens aligner, it is difficult to determine which aligner is shifted unless the operator is originally skilled. For this reason, even when the axes are manually adjusted, almost all the axes are adjusted. According to the embodiment of the present invention, (a) focus adjustment (autofocus), (b) axis adjustment for the astigmatism corrector (axis adjustment by the first alignment deflector), (c) axis adjustment (first adjustment for the objective lens) 2) (axis adjustment by the alignment deflector 2) and (d) astigmatism correction, the optical adjustment is automatically performed in the most appropriate order, so that the axis adjustment can be performed with high accuracy and high throughput. .

また図12のように、実際の光学系の調整順序にレシピの設定項目を並べておけば、電子光学系の中で行われる実際の調整をイメージしつつレシピ設定することができるので、設定が容易になるという効果がある。   Also, as shown in FIG. 12, if the recipe setting items are arranged in the actual optical system adjustment order, the recipe can be set while imagining the actual adjustment performed in the electron optical system. There is an effect of becoming.

更に先の実施例と本実施例で説明した各計測モードで用いられる画像を、リアルタイム或いは画像メモリ25に一旦記憶させた後、画像表示装置26に表示するようにすれば、軸調整が適正に行われているか否かを目視で確認することができる。例えば明らかに焦点がずれた状態で軸調整を行った場合、画像表示装置26には焦点のずれた、ぼやけた像が表示されるので、オペレータはその状況を見て、軸調整処理の信頼性を判断することが可能になる。   Further, if the image used in each measurement mode described in the previous embodiment and this embodiment is stored in real time or in the image memory 25 and then displayed on the image display device 26, the axis adjustment is properly performed. It is possible to visually confirm whether or not this is being performed. For example, when the axis adjustment is performed in a state where the focal point is clearly out of focus, the image display device 26 displays a blurred image with a defocused state. It becomes possible to judge.

(実施例6)
図13は、本発明の第6の実施例を説明するための図であり、自動軸調整実行後の自動非点合わせの概略処理フローである。処理は3つの大きなステップ(第1ステップ:ステップ6001〜6003,第2ステップ:ステップ6004〜6006,第3ステップ:ステップ6007〜6009)に分けられる。第1ステップでは対物レンズの正焦点位置を設定する。第2ステップは非点補正器(X方向)の最適値を設定する。第3ステップは非点補正器(Y方向)の最適値を設定する。
(Example 6)
FIG. 13 is a diagram for explaining a sixth embodiment of the present invention, and is a schematic processing flow of automatic astigmatism after execution of automatic axis adjustment. The process is divided into three major steps (first step: steps 6001 to 6003, second step: steps 6004 to 6006, third step: steps 6007 to 6009). In the first step, the normal focus position of the objective lens is set. In the second step, the optimum value of the astigmatism corrector (X direction) is set. In the third step, the optimum value of the astigmatism corrector (Y direction) is set.

ステップ6001では、対物レンズ制御値の初期値R0を、現在の値Rと定められた幅ΔRで決定する、初期値はR0=R−ΔR/2で求められる。ステップ6002では、対物レンズ制御値の初期値R0から予め定められた幅dRずつ増加させながら画像を取り込む。dRはdR=ΔR/Nで求められ、Nは評価点数である。取り込んだ画像は画像処理装置27に転送し評価値を計算する。評価値は0°方向,90°方向,45°方向,135°方向の4方向で信号量(例えば微分画像の総和)を求める、以上の処理をR0からR0+ΔRまで実行する。   In step 6001, the initial value R0 of the objective lens control value is determined by the width ΔR determined as the current value R. The initial value is obtained by R0 = R−ΔR / 2. In step 6002, an image is captured while increasing the initial value R0 of the objective lens control value by a predetermined width dR. dR is calculated by dR = ΔR / N, where N is an evaluation score. The captured image is transferred to the image processing device 27 and an evaluation value is calculated. The evaluation value is obtained in four directions of 0 ° direction, 90 ° direction, 45 ° direction, and 135 ° direction, and the above processing is performed from R0 to R0 + ΔR.

ステップ6003では、4方向それぞれN点計算される評価値から、各方向において最大となる対物レンズの制御値を求めるこの4つの制御値の平均を最適値として対物レンズに設定する。ステップ6004では非点補正器(X方向)の制御値の初期値S0を、現在の値Sと予め定められた幅ΔSで決定する。初期値は、S0=S−ΔS/2で求められる。ステップ6005では、非点補正器(X方向)の制御値の初期値S0から予め定められた幅dSずつ増加させながら画像を取り込む。dSはdS=ΔS/Nで求められ、Nは評価点数である。取り込んだ画像は画像処理装置27に転送し評価値を計算する。評価値は画像全体の信号量(例えば微分画像の総和)を求める。以上の処理をS0からS0+ΔSまで実行する。   In step 6003, an average of these four control values for obtaining the maximum control value of the objective lens in each direction from the evaluation values calculated for N points in each of the four directions is set as an optimum value in the objective lens. In step 6004, an initial value S0 of the control value of the astigmatism corrector (X direction) is determined based on the current value S and a predetermined width ΔS. The initial value is obtained by S0 = S−ΔS / 2. In step 6005, the image is captured while increasing by a predetermined width dS from the initial value S0 of the control value of the astigmatism corrector (X direction). dS is obtained by dS = ΔS / N, where N is the evaluation score. The captured image is transferred to the image processing device 27 and an evaluation value is calculated. As the evaluation value, the signal amount of the entire image (for example, the sum of differential images) is obtained. The above processing is executed from S0 to S0 + ΔS.

ステップ6006では、N点分計算された評価値のうち、評価値が最大となる制御値を最適値として非点補正器(X方向)に設定する。ステップ6007〜6009では、非点補正器(Y方向)について、ステップ6004〜6006と同等の処理を行う。   In step 6006, among the evaluation values calculated for N points, the control value that maximizes the evaluation value is set as the optimum value in the astigmatism corrector (X direction). In steps 6007 to 6009, processing equivalent to steps 6004 to 6006 is performed for the astigmatism corrector (Y direction).

本方式によると、第1ステップで非点を含んだ像に対して、正しい焦点位置を検出することが可能となり、正焦点位置を設定した像で自動非点合わせが実行できる。逆に第2ステップ,第3ステップの後に第1ステップを実行すると正焦点位置にない像で非点合わせを行うことになり、最適な非点補正値を求めることが難しくなる。   According to this method, it is possible to detect the correct focus position for the image including the astigmatism in the first step, and automatic astigmatism can be executed with the image set with the normal focus position. Conversely, if the first step is executed after the second step and the third step, astigmatism is performed with an image that is not at the normal focus position, and it becomes difficult to obtain an optimum astigmatism correction value.

1…陰極、2…第一陽極、3…第二陽極、4…一次電子線、5…第一収束レンズ、6…第二収束レンズ、7…対物レンズ、8…絞り板、9…走査コイル、10…試料、11…二次信号分離用直交電磁界(EXB)発生器、12…二次信号、13…二次信号用検出器、14a…信号増幅器、15…ステージ、16…軸調整用パターン、20…高圧制御電源、21…第一収束レンズ制御電源、22…第二収束レンズ制御電源、23…対物レンズ制御電源、24…走査コイル制御電源、25…画像メモリ、26…画像表示装置、27…画像処理装置、31…対物レンズ用アライナー制御電源、32…非点補正器用制御電源、33…非点補正器用アライナー制御電源、40…コンピュータ、41…記憶装置、42…入力装置、51…対物レンズ用アライナー、52…非点補正器、53…非点補正器用アライナー。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Cathode, 2 ... First anode, 3 ... Second anode, 4 ... Primary electron beam, 5 ... First convergent lens, 6 ... Second convergent lens, 7 ... Objective lens, 8 ... Diaphragm plate, 9 ... Scanning coil DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Sample, 11 ... Orthogonal electromagnetic field (EXB) generator for secondary signal separation, 12 ... Secondary signal, 13 ... Detector for secondary signal, 14a ... Signal amplifier, 15 ... Stage, 16 ... For axis adjustment Pattern: 20 ... High-voltage control power supply, 21 ... First convergent lens control power supply, 22 ... Second convergent lens control power supply, 23 ... Objective lens control power supply, 24 ... Scanning coil control power supply, 25 ... Image memory, 26 ... Image display device , 27 ... Image processing device, 31 ... Aligner control power supply for objective lens, 32 ... Control power supply for astigmatism corrector, 33 ... Aligner control power supply for astigmatism corrector, 40 ... Computer, 41 ... Storage device, 42 ... Input device, 51 ... Arra for objective lens Trainer, 52 ... stigmator, 53 ... astigmatism correction aligner.

Claims (6)

荷電粒子源と、
当該荷電粒子源から放出される荷電粒子線を調節する光学素子と、
当該光学素子に対して軸調整を行うアライメント偏向器を備えた荷電粒子線装置において、
前記光学素子の条件を少なくとも2つに変化する手段と、
前記アライメント偏向器の条件を少なくとも2つの状態に変化させたときに、それぞれのアライメント偏向条件にて、前記光学素子の条件を変化させたときに得られる2つの画像のパターン間のずれを検出する手段と、
前記少なくとも2つのずれの入力に基づいて、アライメント偏向器の状態を示す係数を求め、当該係数とアライメント偏向器の条件との関係を示す演算式を用いた演算によって、アライメント偏向器の偏向条件を求め、当該演算によって求められたアライメント偏向器の偏向条件を用いて、前記アライメント偏向器を調整する手段を備えたことを特徴とする荷電粒子線装置。
A charged particle source;
An optical element for adjusting the charged particle beam emitted from the charged particle source;
In a charged particle beam apparatus including an alignment deflector that adjusts the axis of the optical element,
Means for changing the condition of the optical element to at least two;
When the condition of the alignment deflector is changed to at least two states, a deviation between two image patterns obtained when the condition of the optical element is changed under each alignment deflection condition is detected. Means,
Based on the input of the at least two deviations, a coefficient indicating the state of the alignment deflector is obtained, and the deflection condition of the alignment deflector is determined by calculation using an arithmetic expression indicating the relationship between the coefficient and the condition of the alignment deflector. A charged particle beam apparatus comprising means for adjusting the alignment deflector using the deflection condition of the alignment deflector obtained by the calculation.
請求項1において、
前記ずれを検出する手段は、少なくとも前記アライメント偏向器の条件を第1の条件としたときのずれ量W1と、前記アライメント偏向器の条件を第2の条件としたときのずれ量W2を検出することを特徴とする荷電粒子線装置。
In claim 1,
The means for detecting the shift detects at least a shift amount W1 when the condition of the alignment deflector is the first condition and a shift amount W2 when the condition of the alignment deflector is the second condition. A charged particle beam apparatus characterized by that.
請求項2において、
前記アライメント偏向器を調整する手段は、前記アライメント偏向器の状態を示す係数ηを、η=−1/(W2−W1)の計算に基づいて求め、当該ηと前記アライメント偏向器の条件との関係を示す演算式に基づいて、前記アライメント偏向器の偏向量を算出することを特徴とする荷電粒子線装置。
In claim 2,
The means for adjusting the alignment deflector obtains a coefficient η indicating the state of the alignment deflector based on the calculation of η = −1 / (W2−W1), and the relationship between the η and the condition of the alignment deflector. A charged particle beam apparatus that calculates a deflection amount of the alignment deflector based on an arithmetic expression indicating a relationship.
請求項2において、
前記ずれを検出する手段は、前記アライメント偏向器の条件を第3の条件としたときの重心のずれ量W3を検出することを特徴とする荷電粒子線装置。
In claim 2,
The charged particle beam apparatus characterized in that the means for detecting the shift detects a shift amount W3 of the center of gravity when the condition of the alignment deflector is a third condition.
請求項4において、
前記アライメント偏向器を調整する手段は、前記アライメント偏向器の状態を示す係数εを、ε=(W3−W2)/(W2−W1)の計算に基づいて求め、当該εと前記アライメント偏向器の条件との関係を示す演算式に基づいて、前記アライメント偏向器の偏向量を算出することを特徴とする荷電粒子線装置。
In claim 4,
The means for adjusting the alignment deflector obtains a coefficient ε indicating the state of the alignment deflector based on the calculation of ε = (W3−W2) / (W2−W1). A charged particle beam apparatus characterized in that a deflection amount of the alignment deflector is calculated based on an arithmetic expression indicating a relationship with a condition.
請求項3又は請求項5において、
前記アライメント偏向器を調整する手段は、
X+jε・Y=|ΔA1|・η・W1、
X,Y:アライメント補正値、
ΔA1:アライメント偏向器に供給する信号のずらし量、
を演算することを特徴とする荷電粒子線装置。
In claim 3 or claim 5,
The means for adjusting the alignment deflector is
X + jε · Y = | ΔA1 | · η · W1,
X, Y: alignment correction value,
ΔA1: Shift amount of the signal supplied to the alignment deflector,
A charged particle beam device characterized by calculating
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