JPH0471151A - Method of reducing astigmatism of scanning type electron microscope - Google Patents

Method of reducing astigmatism of scanning type electron microscope

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JPH0471151A
JPH0471151A JP2181892A JP18189290A JPH0471151A JP H0471151 A JPH0471151 A JP H0471151A JP 2181892 A JP2181892 A JP 2181892A JP 18189290 A JP18189290 A JP 18189290A JP H0471151 A JPH0471151 A JP H0471151A
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magnetic field
astigmatism
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objective lens
magnetic
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秀夫 中川
Noboru Nomura
登 野村
Kenji Fukuto
憲司 服藤
Taichi Koizumi
太一 小泉
Norimichi Anazawa
紀道 穴澤
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Holon Co Ltd
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Abstract

PURPOSE:To keep the distortion of an image beam resulting from astigmatism to a minimum by applying a prestored current to astigmatism correcting coil in association with the movement of a stage while impressing a prestored voltage upon each of stage high-precision control motors to reproduce an astigmatism corrected magnetic- field in its initial state. CONSTITUTION:An observer moves a stage in order to observe an image in a desired position. Then the judges which one of divided image areas corresponds to the area of the desired-image position from coordinate values given according to the movement of the stage. When the judgment result corresponds to NO, then a current value or a voltage value prestored for a reference image-area is fed to an astigmatsm correcting coil 5, a coil 20 and stage high-precision control motors 40 to 43 respectively to reproduce a stigmatic magnetic-field. When a difference between a magnetic field measured by each of magnetic-field sensors 1 to 4 and the prestored stigmatic magnetic-field obtained at the time of the reproduction exceeds a specified value, such magnetic-field reproducing sequence that a correction signal corresponding to the difference may be fed to the stage high-precision control motors 40 to 43 can further be executed so as to automatically reduce the astigmatism.

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、対物レンズによって収束した電子ビームを被
観察試料に照射する際に、非点低減を行う走査型電子顕
微鏡の非点低減方法に関するものである。
[Detailed Description of the Invention] [Industrial Application Field] The present invention relates to a method for reducing astigmatism in a scanning electron microscope, which reduces astigmatism when a sample to be observed is irradiated with an electron beam focused by an objective lens. It is something.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

一般に、走査型電子顕微鏡は、第9図に示す対物レンズ
を持っている。この対物レンズは、通常、電子ビームの
通路43を共通の軸とした円筒対称の形状をしている。
Generally, a scanning electron microscope has an objective lens shown in FIG. This objective lens usually has a cylindrical symmetrical shape with the electron beam path 43 as a common axis.

磁極41−1.41−2をつなぐ磁路41は純鉄などの
磁性体で構成され、起磁力を与えるコイル44に電流を
流して磁極41−1と磁極41−2との間に磁場を発生
させている。この磁場を通過する電子ビームは、収束作
用を受けて観察対象であるウェハ(半導体基板)42の
観察面46に衝突し、2次電子を発生させている。この
ようにして発生した2次電子は、対物レンズにより発生
した縦磁場と軸方向に印加された電界の両方の作用(ロ
ーレンツ力)を受け、軸方向に沿って、ら旋運動をしな
からウェハから離脱し、検出器に捕獲される。検出器に
捕獲された2次電子は、画像処理されブラウン管に表示
される。
The magnetic path 41 connecting the magnetic poles 41-1 and 41-2 is made of a magnetic material such as pure iron, and a magnetic field is created between the magnetic poles 41-1 and 41-2 by passing current through a coil 44 that provides magnetomotive force. It is occurring. The electron beam passing through this magnetic field is subjected to a convergence effect and collides with an observation surface 46 of a wafer (semiconductor substrate) 42 to be observed, generating secondary electrons. The secondary electrons generated in this way are subjected to the action of both the vertical magnetic field generated by the objective lens and the electric field applied in the axial direction (Lorentz force), and do not move spirally along the axial direction. It separates from the wafer and is captured by the detector. The secondary electrons captured by the detector are image-processed and displayed on a cathode ray tube.

また、第10図は、本発明者らが出願(特許側平成1年
第244392号)した走査型電子顕微鏡の概略構成回
を示す。
Further, FIG. 10 shows a schematic configuration of a scanning electron microscope filed by the present inventors (Patent No. 244392, 1999).

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

第10図において、電子銃11から放射した電子ビーム
12は、軸合せコイル13によって軸合せし、集束レン
ズ14によって収束し、絞り16を経由して対物レンズ
17に入射する。対物レンズ17によって更に収束され
た電子ビームはウェハ22を照射すると共にこの照射点
を偏向コイル25によって走査し、ウェハ22から放出
された2次電子を2次電子検出824によって検出し、
図示外のデイスプレィ上で輝度変調していわゆる2次電
子像を表示する。
In FIG. 10, an electron beam 12 emitted from an electron gun 11 is aligned by an alignment coil 13, converged by a focusing lens 14, and incident on an objective lens 17 via an aperture 16. The electron beam further focused by the objective lens 17 irradiates the wafer 22, and this irradiation point is scanned by the deflection coil 25, and the secondary electrons emitted from the wafer 22 are detected by the secondary electron detector 824.
A so-called secondary electron image is displayed by modulating the brightness on a display (not shown).

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

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

コイル20は、電流を流して対物レンズ17に起磁力を
与え、レンズ作用を生成するものである。
The coil 20 applies a magnetomotive force to the objective lens 17 by passing a current therethrough, thereby generating a lens action.

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

ウェハ22は、平板磁極21に裁置された被観察試料で
ある。
The wafer 22 is a sample to be observed placed on the flat magnetic pole 21 .

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

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

偏向コイル25は、電子ビームをウェハ22上に走査す
るものである。
The deflection coil 25 scans the electron beam onto the wafer 22.

調整ネジ26.26゛は、保持台23上に固定具31.
31゛でウェハを固定した平板磁極21の磁極18に対
する平行度(即ち、対物レンズの軸方向に垂直な平面に
対する平行度)を調整する機構である。
Adjustment screws 26.26' are attached to fixtures 31.26 on holding base 23.
This is a mechanism for adjusting the parallelism of the flat magnetic pole 21 to which the wafer is fixed at 31° with respect to the magnetic pole 18 (that is, the parallelism with respect to a plane perpendicular to the axial direction of the objective lens).

移動台27.28は、保持台23を対物レンズの軸方向
に垂直な平面に平行な面内で移動可能な台である。
The moving tables 27 and 28 are tables capable of moving the holding table 23 within a plane parallel to a plane perpendicular to the axial direction of the objective lens.

試料室30は、ウェハ22などを収める真空の室である
The sample chamber 30 is a vacuum chamber that houses the wafer 22 and the like.

第10図において、対物レンズ17を構成するコイル2
0に電流を流すことにより、起磁力が発生し、図中に点
線で示されるようにループ状に磁気回路が構成される。
In FIG. 10, a coil 2 constituting an objective lens 17 is shown.
By passing a current through 0, a magnetomotive force is generated, and a magnetic circuit is formed in a loop shape as shown by the dotted line in the figure.

その結果、磁極の内側間隔(磁極18と平板磁極21の
間)と外側間隔(磁極19と平板磁極21の間)に磁場
が発生する。
As a result, a magnetic field is generated in the inner interval (between the magnetic pole 18 and the flat magnetic pole 21) and the outer interval (between the magnetic pole 19 and the flat magnetic pole 21) of the magnetic poles.

電子ビームに対して対物レンズとして有効に作用する磁
場は、磁極18と、平板磁極21の間に発生する軸対称
のものだけである。磁極19と、平板磁極21の間の間
隙は、磁気回路を構成するためのものである。ここで、
平板磁極21は、当該平板磁極21上に搭載したウェハ
22を平行移動して電子ビームの照射位置を移動させて
観察する際に、磁極18と当該平板磁極21との間の電
子ビームに作用する磁場が変化しないように、ウェハ2
2のサイズよりも十分大きなサイズを持つように構成さ
れている。
The only magnetic field that effectively acts as an objective lens on the electron beam is an axially symmetrical magnetic field generated between the magnetic pole 18 and the flat magnetic pole 21. The gap between the magnetic pole 19 and the flat magnetic pole 21 is for forming a magnetic circuit. here,
The flat magnetic pole 21 acts on the electron beam between the magnetic pole 18 and the flat magnetic pole 21 when the wafer 22 mounted on the flat magnetic pole 21 is moved in parallel to move the electron beam irradiation position for observation. Wafer 2 is placed so that the magnetic field does not change.
It is configured to have a size that is sufficiently larger than the size of 2.

また、平板磁極21上には、被観察対象のウェハ22が
密着して置かれ、固定具31.31゛によって固定され
ている。更に、当該平板磁極21には、平面度を保つた
めに十分な厚さと強度を持つ保持台23に密着する構成
となっている。保持台23は、磁極18に対する平行磁
極21の平行性を調整するために、調整ネジ26.26
°によって調整可能なlll3i様で移動台27.28
(x、Y2軸の移動が可能)を固定している。調整ネジ
26.26°は、26および26′を結ぶ直線と直角方
向にも設けられており、X、、Y2軸の調整が可能であ
る。調整ネジ26.26°は、移動台27.28を移動
させたときに、観察点の高さが変化しないように、2次
電子像を観察しながら、あるいは光学顕微鏡を使用して
調整している。また、調整ネジ26.26゛は、移動台
の移動によって、非点量が大きくならないように調整固
定されている。なぜなら対物レンズの非点量は、電子ビ
ーム軌道の近軸における対物レンズ磁界の不均一性によ
り生じるからである。そのため、磁極18.19と平板
磁極21の平行度を保ち、均一磁場を形成することは、
非常に重要である。
Further, a wafer 22 to be observed is placed closely on the flat magnetic pole 21 and fixed by fixtures 31 and 31'. Further, the flat magnetic pole 21 is configured to be in close contact with a holding base 23 having sufficient thickness and strength to maintain flatness. The holding base 23 is equipped with adjustment screws 26 and 26 in order to adjust the parallelism of the parallel magnetic pole 21 to the magnetic pole 18.
Movable platform 27.28 in lll3i adjustable by °
(Moveable on x and y axes) are fixed. The adjustment screw 26.26° is also provided in a direction perpendicular to the straight line connecting 26 and 26', allowing adjustment of the two axes, X and Y. The adjustment screw 26.26° is adjusted while observing the secondary electron image or using an optical microscope so that the height of the observation point does not change when the moving table 27.28 is moved. There is. Further, the adjustment screws 26 and 26' are adjusted and fixed so that the amount of astigmatism does not increase due to movement of the moving table. This is because the astigmatism of the objective lens is caused by the non-uniformity of the objective lens magnetic field in the paraxial region of the electron beam trajectory. Therefore, maintaining the parallelism between the magnetic poles 18 and 19 and the flat magnetic pole 21 and forming a uniform magnetic field is as follows.
Very important.

以上説明したように、走査型電子顕微鏡において、本来
その走査型電子顕微鏡が有する最良の画像を安定に得る
ためには、第1の磁極18.19と、第2の平板磁極2
1の平行度量上を対物レンズの非点低減が必要不可欠で
ある。
As explained above, in a scanning electron microscope, in order to stably obtain the best image that the scanning electron microscope has, it is necessary to
It is essential to reduce the astigmatism of the objective lens with a parallelism of 1.

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

しかしながら上記構成では、自動的に非点低減を行う機
構が無いために、作業者がデイスプレィ上に表示された
画像を目で確認しながら非点を補正する以外に方法が無
いという問題があった。また、第1の磁極18.19と
、第2の平板磁極21の平行度は、機械的な加工精度と
組み上げ精度によるところが大きく、手作業による合わ
せ込みによって調整する以外になかった。
However, with the above configuration, there is no mechanism to automatically reduce astigmatism, so there is a problem that the operator has no choice but to correct the astigmatism while visually checking the image displayed on the display. . Further, the parallelism between the first magnetic poles 18 and 19 and the second flat magnetic poles 21 largely depends on mechanical processing accuracy and assembly accuracy, and the only way to adjust them is by manual alignment.

本発明は、かかる点に鑑み、自動的に非点低減を行うこ
とが可能な走査型電子顕微鏡を提供することを目的とし
ている。
In view of this point, an object of the present invention is to provide a scanning electron microscope capable of automatically reducing astigmatism.

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

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

〔作用〕[Effect]

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

〔実施例〕 次に、第1図から第8図を用いて本発明の1実施例の構
成および動作を順次詳細に説明する。
[Embodiment] Next, the configuration and operation of an embodiment of the present invention will be explained in detail using FIGS. 1 to 8.

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

第1図および第2図において、磁場センサ1ないし4は
、対物レンズ17の磁8i1Bと平板磁極21との間に
発生する磁場強度を計測するためのセンサ(例えばホー
ル素子、第8図参照)である。
In FIGS. 1 and 2, magnetic field sensors 1 to 4 are sensors (for example, Hall elements, see FIG. 8) for measuring the strength of the magnetic field generated between the magnetic field 8i1B of the objective lens 17 and the flat magnetic pole 21. It is.

これら磁場センサ1ないし4は、第2図に示すように、
直交座標系のX、Y方間にそれぞれ2個づつ設け、Z軸
(レンズの中心軸)方向成分の磁場強度を計測する。
These magnetic field sensors 1 to 4 are, as shown in FIG.
Two are provided in each of the X and Y directions of the orthogonal coordinate system, and the magnetic field strength of the Z-axis (center axis of the lens) direction component is measured.

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

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

ステージ高制御モータ40ないし43は、移動台27に
搭載した移動台27”の高さを調整(x、Y方向に任意
に調整)するためのものである。
The stage height control motors 40 to 43 are used to adjust the height of the movable stage 27'' mounted on the movable stage 27 (arbitrary adjustment in the x and y directions).

次に、第3図を用いて非点低減方法について詳細に説明
する。ここで、初期調整時に■ないし■を1回のみ行い
、像観察時に■ないし[相]をその都度行う。
Next, the astigmatism reduction method will be explained in detail using FIG. Here, steps 1 through 2 are performed only once during initial adjustment, and steps 1 through 2 are performed each time during image observation.

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

■は、各エリアの中心で作業者による非点補正を行う。(2) The operator performs astigmatism correction at the center of each area.

これは、作業者が、9分割した各エリアの中心で手作業
により非点補正をそれぞれ行う。
In this process, an operator manually performs astigmatism correction at the center of each of the nine divided areas.

■は、磁場情報を磁場センサで検知し、メモリに保存す
る。これは、■で作業者が9分割した各エリアで手作業
により非点補正したときに、磁場センサ1ないし4で測
定した磁場強度を予め各エリア毎に用意したメモリ (
メモリ領域)に保存する。
(2) Detects magnetic field information with a magnetic field sensor and stores it in memory. This is because when the operator manually performs astigmatism correction in each of the 9 areas divided into 2, the magnetic field strength measured by magnetic field sensors 1 to 4 is stored in a memory prepared for each area in advance (
memory area).

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

以上の処理によって初期訓整を終わる。The above process completes the initial training.

次に、像観察時の処理を説明する。Next, processing during image observation will be explained.

第3図において、■は、ステージを移動する。In FIG. 3, ■ moves the stage.

これは、観察者が所望の位置の像を観察するためにステ
ージを移動する。
This moves the stage in order for the observer to observe the image at the desired position.

[相]は、ステージ座標からエリアを判定する。これは
、■のステージの移動に対応して、その座標値から分割
したいずれのエリアかを判定する。
[Phase] determines the area from the stage coordinates. This corresponds to the movement of the stage in (2) and determines which area is divided from the coordinate values.

■は、エリアは移動前と同じか否かを判別する。In (2), it is determined whether the area is the same as before the movement.

YESの場合には、@で像観察作業を行い、[相]を行
う。一方、NOの場合(エリアが移動前と異なる場合)
には、[相]で該当エリアの保存しておいた電流値ある
いは電圧値を非点補正コイル5、コイル2Q、ステージ
高制御モータ40〜43に供給して再現し、更に再現し
たときに磁場センサ1ないし4によって測定した磁場と
保存しておいた磁場との差が規定値以上となるときにこ
の差に対応する補正信号(補正電圧)をステージ高制御
モータ40〜43に供給する磁場再現シーケンス(第4
図を用いて後述する)を行い、[相]を行う。
If YES, perform image observation work with @ and perform [phase]. On the other hand, if NO (if the area is different from before moving)
To reproduce the current value or voltage value stored in the corresponding area in [phase], supply it to the astigmatism correction coil 5, coil 2Q, and stage height control motors 40 to 43, and further reproduce the magnetic field. Magnetic field reproduction that supplies a correction signal (correction voltage) corresponding to the difference between the magnetic field measured by the sensors 1 to 4 and the stored magnetic field to the stage height control motors 40 to 43 when the difference is greater than a specified value. Sequence (4th
(described later using figures), and then perform [phase].

■は、像観察作業を行う。■ Performs image observation work.

[相]は、観察終了か否かを判別する。YESの場合に
は、像観察を終了する。NOの場合には、[相]以降を
繰り返し行う。
[Phase] determines whether observation has ended or not. If YES, image observation ends. If NO, repeat the steps after [phase].

以上の処理によって、ステージ移動に伴い予め保存して
おいた状態に非点補正コイル5、コイル20に流す電流
値、およびステージ高制御モータ40〜43に印加する
電圧値を自動的に補正し、更に再現したときの磁場セン
サ1ないし4によって検出した差が規定値以上のときに
当該差に対応する補正電圧をステージ高制御モータ40
〜43に供給して非点低減することにより、被観察試料
の移動に伴って自動的に非点低減を行うことが可能とな
る。
Through the above processing, the current values flowing through the astigmatism correction coil 5 and coil 20, and the voltage values applied to the stage height control motors 40 to 43 are automatically corrected to the previously saved state as the stage moves, Furthermore, when the difference detected by the magnetic field sensors 1 to 4 during reproduction is equal to or greater than the specified value, a correction voltage corresponding to the difference is applied to the stage height control motor 40.
43 to reduce astigmatism, it becomes possible to automatically reduce astigmatism as the sample to be observed moves.

第4図を用いて第3図[相]の磁場再現シーケンス例に
ついて詳細に説明する。
An example of the magnetic field reproduction sequence of FIG. 3 [phase] will be explained in detail using FIG. 4.

第4図において、[相]は、メモリからそのエリアの情
報をCPU上のメモリに呼び出す。ここでは、メモリに
保存しておいた該当エリアの磁場B3.。
In FIG. 4, [phase] calls the information of that area from the memory to the memory on the CPU. Here, we will use the magnetic field B3 of the corresponding area that has been saved in memory. .

(i=1.2.3.4)などをCPU上のメモリに取り
出す。
(i=1.2.3.4) etc. are extracted to the memory on the CPU.

[相]は、コイル20、非点補正コイル5、及びステー
ジ高制御モータ40ないし43を制御し、再現する。こ
れは、■で呼び出した初期状1@ (O)の値を、コイ
ル20、非点補正コイル5、ステージ高制御モータ40
ないし43に供給し、初期状態を再現する。
[Phase] controls and reproduces the coil 20, the astigmatism correction coil 5, and the stage height control motors 40 to 43. This means that the value of the initial state 1 @ (O) called in
43 to reproduce the initial state.

■は、磁場センサ1ないし4により磁場情報を検知し、
メモリに保存する。これは、ステージの現在の状態のと
きに、磁場センサユないし4によって検知した磁場B。
■Detects magnetic field information by magnetic field sensors 1 to 4,
Save in memory. This is the magnetic field B detected by the magnetic field sensors 4 during the current state of the stage.

(i−1,2,3,4)をメモリに保存する。Save (i-1, 2, 3, 4) in memory.

[相]は、初期調整時の磁場情報と、最新情報を比較し
、ΔB、iを算出する。これは、 ΔB、、=B、、−B、。r  (i=1.2.3.4
)を算出する。
[Phase] compares the magnetic field information at the time of initial adjustment with the latest information and calculates ΔB,i. This is ΔB,,=B,,-B,. r (i=1.2.3.4
) is calculated.

[相]は、ΔB1、<ΔB、(規格+1)か否かを判別
する。これは、初期調整時の磁場情報B2゜、と現在の
磁場情報B xiとの差ΔB2.が規格値ΔBSよりも
小さいか否かを判別する。YESの場合には、差ΔB、
□が規格値ΔB8よりも小さいと判定されたので、非点
が低減されているとみなして終了し、第3図[相]に進
む。一方、Noの場合には、差ΔB1、が規格値ΔB、
よりも大きいと判定されたので、非点補正されていない
とみなし、[相]、0を行う。
[Phase] determines whether ΔB1, <ΔB, (standard +1). This is the difference ΔB2. between the magnetic field information B2° at the time of initial adjustment and the current magnetic field information Bxi. is smaller than the standard value ΔBS. If YES, the difference ΔB,
Since it is determined that □ is smaller than the standard value ΔB8, it is assumed that the astigmatism has been reduced, the process ends, and the process proceeds to FIG. 3 [Phase]. On the other hand, in the case of No, the difference ΔB1 is the standard value ΔB,
Since it is determined that the value is larger than , it is assumed that astigmatism correction has not been performed, and [phase] and 0 are performed.

[相]は、ΔB、=Δ13mg−ΔB。[Phase] is ΔB, = Δ13mg−ΔB.

ΔBy=ΔE3g、−ΔB114 を算出する。これは、第2図(ロ)に示す磁場センサ1
と磁場センサ2によるX方向の磁場のずれ量の差をΔB
×として算出、および同様に磁場センサ3と磁場センサ
4によるY方向の磁場のずれ量の差をΔB7として算出
する。
Calculate ΔBy=ΔE3g, -ΔB114. This is the magnetic field sensor 1 shown in Figure 2 (b).
The difference between the amount of deviation of the magnetic field in the X direction by the magnetic field sensor 2 is ΔB
Similarly, the difference in the amount of deviation of the magnetic fields in the Y direction between the magnetic field sensor 3 and the magnetic field sensor 4 is calculated as ΔB7.

■は、ΔB8、ΔB、を低減する方向にステージ高制御
モータ40〜43の電圧を補正(ΔB。
(2) corrects the voltage of the stage height control motors 40 to 43 in the direction of reducing ΔB8 and ΔB (ΔB).

、ΔB、とステージ高制御モータ40〜43の供給電圧
との関係を予め測定して求めておく)シ、この補正した
状態で[相]ないし[相]を繰り返し行う。
, ΔB, and the voltage supplied to the stage height control motors 40 to 43 are measured and determined in advance). [Phase] to [Phase] are repeated in this corrected state.

以上の処理によって、ステージの移動に対応して、初期
調整時に非点補正した状態に再現、更に初期調整時から
現在の磁場のずれ量ΔBX、ΔB、が規定値65以上の
ときに予め測定して求めておいた補正電圧をステージ高
制御モータ40〜43に供給して非点低減することによ
り、ステージの移動に対応して自動的に非点低減を行う
ことが可能となる。
Through the above processing, in response to the movement of the stage, the state is restored to the state in which the astigmatism was corrected at the time of the initial adjustment, and furthermore, when the current magnetic field deviation amount ΔBX, ΔB, from the time of the initial adjustment is the specified value 65 or more, it is pre-measured. By supplying the correction voltage obtained in advance to the stage height control motors 40 to 43 to reduce astigmatism, it becomes possible to automatically reduce astigmatism in response to the movement of the stage.

次に、第5図を用いて他の非点低減方法について説明す
る。
Next, another astigmatism reduction method will be explained using FIG.

第5図において、■は、ウェハを9エリアに分割する。In FIG. 5, ■ divides the wafer into nine areas.

これは、第3図■と同様に、被観察試料であるウェハ2
2の観察可能な範囲を例えば3×3のマトリックスから
なる9エリアにステージ座標を用いて分割する。
Similar to Figure 3 ■, this is the wafer 2 that is the sample to be observed.
The observable range of 2 is divided into 9 areas consisting of, for example, a 3×3 matrix using stage coordinates.

0は、各エリアの中心で作業者による非点補正を行う。0, the operator performs astigmatism correction at the center of each area.

これは、第3図@と同様に、作業者が、9分割した各エ
リアの中心で手作業により非点補正をそれぞれ行う。
In this case, as in FIG. 3@, the operator manually performs astigmatism correction at the center of each of the nine divided areas.

■、[相]は磁場情報を磁場センサで検知し、メモリに
保存する。これは、0で作業者が9分割した各エリアで
手作業により非点補正したときに、磁場センサ1ないし
4で測定した磁場強度を予め各エリア毎に用意したメモ
リ (メモリ領域)に保存する。
■, [Phase] detects magnetic field information with a magnetic field sensor and stores it in memory. This saves the magnetic field strength measured by magnetic field sensors 1 to 4 in the memory (memory area) prepared for each area in advance when the operator manually performs astigmatism correction in each area divided into 9 areas. .

[相]は、ステージの座標系で磁場強度を曲線近位する
0例えば右側に記載したように、 BgiI=Ifi  (X% y)(1= 1.2) 
・・・(1)Bgj’ r、(x、y)(j=3.4)
・・−(2+と、磁場強度B、i、B wJをそれぞれ
曲線近位する。
[Phase] is the magnetic field strength near the curve in the coordinate system of the stage. For example, as described on the right side, BgiI = Ifi (X% y) (1 = 1.2)
...(1) Bgj' r, (x, y) (j=3.4)
...-(2+ and the magnetic field intensities B, i, and B wJ are respectively approximated by the curves.

ここで、磁場強度B1は磁場センサiおよびjの示す磁
場強度を示しており、いずれも(x、y)座標の関数で
ある。
Here, the magnetic field strength B1 indicates the magnetic field strength indicated by the magnetic field sensors i and j, and both are functions of the (x, y) coordinates.

[相]は、近位式をメモリに保存する。こ机は、[株]
で曲線近似した式(1+、(2)をメモリに保存する。
[Phase] stores the proximal expression in memory. This machine is [stock]
The equation (1+, (2)) approximated by the curve is saved in memory.

以上の処理によって初期調整を終わる。The above process completes the initial adjustment.

次に、像観察時の処理を説明する。Next, processing during image observation will be explained.

第5図において、■は、ステージを移動する。In FIG. 5, ■ moves the stage.

これは、観察者が所望の位置の像を観察するためにステ
ージを移動する。
This moves the stage in order for the observer to observe the image at the desired position.

[株]は、ステージ座標と近似式からその位置における
磁場情報を算出する。これは、現在のステージの座標(
x、y)と、近位式(1)、(2)とから現在位置にお
ける磁場情報を算出する。
[Co., Ltd.] calculates magnetic field information at that position from the stage coordinates and an approximation formula. This is the current stage coordinates (
magnetic field information at the current position is calculated from the proximal equations (1) and (2).

[相]は、ステージ高制御モータ40〜43の電圧を制
御し、その位置の磁場を再現する。これは、[相]で算
出した磁場情報と、現位置で磁場センサ1ないし4で測
定した磁場情報とが等しくなるようにステージ高制御モ
ータ40〜43を制御し、初期調整時の磁場を再現する
[Phase] controls the voltage of the stage height control motors 40 to 43 and reproduces the magnetic field at that position. This reproduces the magnetic field at the time of initial adjustment by controlling the stage height control motors 40 to 43 so that the magnetic field information calculated in [phase] is equal to the magnetic field information measured by magnetic field sensors 1 to 4 at the current position. do.

@は、像観察作業を行う。@ performs image observation work.

■は、観察終了か否かを判別する。YESの場合には、
像観察終了する。Noの場合には、0以腎を行う。
(2) determines whether the observation has ended or not. If YES,
Image observation ends. In the case of No, perform 0 or more kidneys.

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

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

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

第6図において、■は、ステージ組立調整時に、調整ネ
ジ26.26°による平行度調整を行う。
In FIG. 6, () is used to adjust the parallelism using adjustment screws 26.26° during stage assembly adjustment.

これは、第1図調整ネジ26.26“によって、保持台
23に搭載した平板磁極21と、磁極18.19とが平
行となるように調整する。
This is adjusted by adjusting screws 26, 26'' in FIG. 1 so that the flat magnetic pole 21 mounted on the holding base 23 and the magnetic poles 18, 19 are parallel to each other.

以上の調整をステージ組立時に行うことにより、磁極1
8と平板磁極21との間が平行となり、磁場の空間的な
位置関係から生じる非点が最小となる。
By making the above adjustments when assembling the stage, magnetic pole 1
8 and the flat magnetic pole 21 are parallel to each other, and astigmatism caused by the spatial positional relationship of the magnetic field is minimized.

次に、0は、実際に観察している時に、磁場センサによ
る磁場強度計測を行う。これは、ステージを移動して所
望の位置に被観察試料を位置づけたときに、第2図(ロ
)磁場センサ1ないし4によって磁場B□(i=1.2
.3.4)を計測する。
Next, 0 measures the magnetic field strength using a magnetic field sensor during actual observation. This is because when the stage is moved to position the sample to be observed at a desired position, the magnetic field B□ (i=1.2
.. 3.4) Measure.

Qは、軸対称成分B、。からのずれ量を計算する。Q is the axially symmetric component B. Calculate the amount of deviation from

ここで、軸対称成分B1゜は、 ずれ量ΔB、1(i=1.2.3.4)は、ΔB、l=
B、、−Bヨ。(i=1,2.3.4)+41である。
Here, the axis-symmetric component B1° is the amount of deviation ΔB, 1 (i=1.2.3.4) is ΔB, l=
B,, -Byo. (i=1, 2.3.4)+41.

[相]は、B2゜及びΔB、=(i=1.2.3.4〉
が規格内であるか否かを判別する。YESの場合には、
自動非点低減作業を終了する。NOの場合には、ので補
正動作(ステージ制御モータなどによる補正)を行い、
■以降を行う。
[Phase] is B2° and ΔB, = (i = 1.2.3.4>
Determine whether or not it is within the specifications. If YES,
Finish automatic stigma reduction work. If NO, perform a correction operation (correction by stage control motor, etc.),
■Do the following.

以上の処理によって、実際に観察しているときに、第2
図(ロ)磁場センサ1ないし4によって計測した軸対称
成分からのずれ量が規格内になるようにステージ制御用
モータを制御し、高精度に均一かつ軸対称な軸方向磁場
B1を形成することができ、自動的に非点を低減するこ
とが可能となる。均一かつ軸対称な一様磁場を形成する
ということは、巨視的には磁極18.19と第2の平板
磁極21の平行度を向上させることに他ならない。
With the above processing, the second
Figure (b) Controlling the stage control motor so that the amount of deviation from the axially symmetrical component measured by the magnetic field sensors 1 to 4 is within the standard, and forming a uniform and axially symmetrical axial magnetic field B1 with high precision. This makes it possible to automatically reduce astigmatism. Forming a uniform magnetic field that is uniform and axially symmetrical means nothing but improving the parallelism between the magnetic poles 18 and 19 and the second flat magnetic pole 21 macroscopically.

従って、第7図に示す以下の動作を第6図の0と0の間
に入れることにより、大きく平行度がずれている場合の
非点低減動作を迅速に行うことができる。
Therefore, by placing the following operation shown in FIG. 7 between 0 and 0 in FIG. 6, it is possible to quickly perform the astigmatism reduction operation when there is a large deviation in parallelism.

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

第7回(イ)は、平行補正前の状態を示し、平板磁極2
1が図示のように右下がりになっている様子を示す。こ
の状態では、B8゜’=B□=B21、B ’16 >
 B f?となる。ここで、添字の6.7は磁極19の
X方向の2つの磁場を表し、添字の8.9は磁極19の
Y方向の2つの磁場を表す。
Part 7 (a) shows the state before parallel correction, and the flat magnetic pole 2
1 is tilted downward to the right as shown in the figure. In this state, B8゜'=B□=B21, B'16>
B f? becomes. Here, the subscript 6.7 represents two magnetic fields of the magnetic pole 19 in the X direction, and the subscript 8.9 represents two magnetic fields of the magnetic pole 19 in the Y direction.

第7図(ロ)は、平行補正後の状態を示し、平板磁極2
1が図示のように平行になっている様子を示す。この状
態では、B、。’ =B、、=B、、=Bm@=BzQ
となる。ここで、 である。
Figure 7 (b) shows the state after parallel correction, and the flat magnetic pole 2
1 are parallel as shown. In this state, B. '=B,,=B,,=Bm@=BzQ
becomes. Here, .

尚、以上で述べてきた、非点低減方法において、説明を
簡略化するために、9エリアに分割して4個の磁場セン
サを用いた場合について説明してきたが、本発明はこれ
に限られるものではなく、任意の複数にエリアを分割し
、更に多数の磁場センサを用いてもよい。
In addition, in the astigmatism reduction method described above, in order to simplify the explanation, a case has been described in which the area is divided into nine areas and four magnetic field sensors are used, but the present invention is limited to this. Alternatively, the area may be divided into arbitrary plurality of areas and a larger number of magnetic field sensors may be used.

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

第8図(イ)は、対物レンズにM1極18に磁場センサ
32を設けた様子を示す。
FIG. 8(a) shows a state in which a magnetic field sensor 32 is provided at the M1 pole 18 of the objective lens.

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

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

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

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

第1図は、本発明の走査型電子顕微鏡の概念構成断面図
を示す。 第2図は、本発明の主要構成断面図を示す。 第3図は、本発明に係る非点低減方法フローチャート(
そのl)を示す。 第4図は、本発明に係る磁場再現シーケンス例を示す。 第5図は、本発明に係る非点低減方法フローチャート(
その2)を示す。 第6図は、本発明の非点低減主要動作フローチャートを
示す。 第7図は、本発明の磁極平行度の補正説明間を示す。 第8図は、本発明に係る磁場センサ例を示す。 第9図、第1O図は、従来技術の説明図を示す。 図中、1ないし4は磁極18の磁場を測定する磁場セン
サ、5は非点補正コイル、6ないし9は磁極19の磁場
を測定する磁場センサ、17は対物レンズ、18.19
は磁極、20はコイル、21は平板磁極、22はウェハ
、23は保持台、24は2次電子検出器、26.26°
は調整ネジ、27.27°、28は移動台、31.31
°は固定具、40ないし43はステージ高制御モータを
表す。
FIG. 1 shows a conceptual cross-sectional view of a scanning electron microscope according to the present invention. FIG. 2 shows a sectional view of the main components of the present invention. FIG. 3 is a flowchart of the astigmatism reduction method according to the present invention (
The l) is shown below. FIG. 4 shows an example of a magnetic field reproduction sequence according to the present invention. FIG. 5 is a flowchart of the astigmatism reduction method according to the present invention (
Part 2) is shown. FIG. 6 shows a flowchart of the main operations for reducing astigmatism according to the present invention. FIG. 7 shows an explanation of correction of magnetic pole parallelism according to the present invention. FIG. 8 shows an example of a magnetic field sensor according to the present invention. FIG. 9 and FIG. 1O show explanatory diagrams of the prior art. In the figure, 1 to 4 are magnetic field sensors that measure the magnetic field of the magnetic pole 18, 5 is an astigmatism correction coil, 6 to 9 are magnetic field sensors that measure the magnetic field of the magnetic pole 19, 17 is an objective lens, and 18.19
is a magnetic pole, 20 is a coil, 21 is a flat magnetic pole, 22 is a wafer, 23 is a holding table, 24 is a secondary electron detector, 26.26°
is the adjustment screw, 27.27°, 28 is the moving table, 31.31
° represents a fixture, and 40 to 43 represent stage height control motors.

Claims (1)

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