JPH05266853A - Beam position decision method and device for microbeam apparatus - Google Patents

Beam position decision method and device for microbeam apparatus

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JPH05266853A
JPH05266853A JP6056592A JP6056592A JPH05266853A JP H05266853 A JPH05266853 A JP H05266853A JP 6056592 A JP6056592 A JP 6056592A JP 6056592 A JP6056592 A JP 6056592A JP H05266853 A JPH05266853 A JP H05266853A
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JP
Japan
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electron
sample
image
specimen
beams
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JP6056592A
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Japanese (ja)
Inventor
Yoshiro Shiokawa
善郎 塩川
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Canon Anelva Corp
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Anelva Corp
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Abstract

PURPOSE:To make direct decision of the positional relation for each beam on a specimen, by forming, with the use of an electronic lens, an image obtained by projection of secondary electrons emitted from the specimen through irradiation of at least two beams thereupon. CONSTITUTION:An electron beam 2 passes through an electron beam deflection plate 4, and an ion beam 3 passes through an ion beam deflection plate 5, to be radiated onto a specimen 1, so that secondary electrons 6 are emitted from the specimen 1. Next, a secondary electron optics unit 10 composed of a drawout lens 11, a focusing lens 12, and drift tubes 13a, 13b causes an emission pattern of the secondary electrons 6 emitted from the specimen 1 to be formed, as a projected image, on a required portion of an electron image detection unit 20. In the unit 20, the secondary electron image projected on the underside of an MCP 21 is amplified with an image distribution thereof being kept as it stands, and thereafter this electron image is converted into a light image by a phosphor plate 22. As a result, luminescent spots 7 in correct correspondence to the secondary electron emission spots on the specimen 1 appear on a plate 22, to enable visual recognition. The positional relation between respective beams on the specimen can be directly decided.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】この発明は、マイクロビーム装置
における、ビームの照射位置を判定する方法とその装置
に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method and apparatus for determining the irradiation position of a beam in a microbeam apparatus.

【0002】[0002]

【従来の技術】周知の通り、マイクロビームとは概ね1
mmφ以下に絞られた細いビームである。このマイクロ
ビームを利用する装置として、試料の分析を行なうため
のオージェ電子分析装置(AES)、試料の加工を行な
うための露光装置、あるいは、回路パターン等の各種パ
ターンの修正を行なうための装置などがある。
2. Description of the Related Art As is well known, a microbeam is roughly 1
It is a narrow beam narrowed down to mmφ or less. As an apparatus using this micro beam, an Auger electron analyzer (AES) for analyzing a sample, an exposure apparatus for processing a sample, an apparatus for correcting various patterns such as a circuit pattern, etc. There is.

【0003】先ず、従来のオージェ電子分析装置を一例
として挙げて従来技術を説明する。オージェ電子分析装
置では、電子ビームを試料上の被分析個所に照射する一
方、これと同時に、その試料表面のクリーニング、又
は、その試料の深さ方向の元素組成プロファイル等の測
定のために、電子ビームの照射場所と同じ場所に、イオ
ンビームを照射する。この場合、この電子ビームの先端
とイオンビームの先端とを、その試料上の被分析点に一
致させなければならない。両ビームの位置のずれが生じ
ると、分析精度が大幅に低下してしまう。
First, a conventional technique will be described by taking a conventional Auger electronic analyzer as an example. In the Auger electron analyzer, an electron beam is applied to a portion to be analyzed on the sample, and at the same time, an electron beam is emitted for cleaning the sample surface or measuring the elemental composition profile in the depth direction of the sample. The ion beam is applied to the same place where the beam is applied. In this case, the tip of the electron beam and the tip of the ion beam must match the point to be analyzed on the sample. If the positions of the two beams are displaced, the analysis accuracy will be significantly reduced.

【0004】しかしながら、従来は、これら2つのビー
ムの、試料上での位置関係を判定する良い方法がないた
め、2つのビームの照射場所が一致しているかどうかの
判別がつかなかった。
However, conventionally, there is no good method for determining the positional relationship between these two beams on the sample, so that it is impossible to determine whether or not the irradiation positions of the two beams match.

【0005】この2つのビームの照射場所を一致させ
る、すなわち両ビームの照射位置(以下では、軸の位置
と呼ぶ)を試料上の一点で合わせる(以下では、ビーム
の軸合わせと言い、その一点を軸合わせの位置とい
う。)方法としては、従来いくつかの方法があるが、そ
れぞれに問題があり、その改善が強く望まれている。
The irradiation positions of the two beams are made to coincide with each other, that is, the irradiation positions of both beams (hereinafter, referred to as axis positions) are aligned at one point on the sample (hereinafter referred to as beam axis alignment, and one point thereof will be referred to as beam alignment). There are several conventional methods as the method for adjusting the axis.) However, there are problems in each method, and improvement thereof is strongly desired.

【0006】ビームの軸合わせを行なう従来の方法とし
ては、例えば、次の、、の方法がある。
As conventional methods for aligning the axes of beams, there are the following methods, for example:

【0007】 事前に試料の代わりに軸合わせの位置
に蛍光板を置き、電子ビームとイオンビームによるそれ
ぞれの輝点を一致させておく方法。
A method in which a fluorescent plate is placed at an axial alignment position instead of the sample in advance and the respective bright spots of the electron beam and the ion beam are made to coincide with each other.

【0008】 事前に小さい穴を持ったファラディー
カップを軸合わせの位置に置き、それぞれのビームによ
る電流量が最大となるようにしておく方法。
A method in which a Faraday cup having a small hole is placed in advance at an axial alignment position so that the amount of current by each beam is maximized.

【0009】 事前に薄い膜を持つ標準試料を軸合わ
せの位置に置いて、イオンビームでその表面をエッチン
グしておき、そのエッチングの掘れ跡の位置を電子ビー
ム走査像、すなわち、SEM像で観測して合わせる方
法。
A standard sample having a thin film is placed at an axial alignment position in advance, the surface thereof is etched by an ion beam, and the position of the etching trace is observed by an electron beam scanning image, that is, an SEM image. How to do it together.

【0010】[0010]

【発明が解決しようとする課題】しかし、これら、
およびの方法では、実際に分析を行なう試料で軸合わ
せを行なう訳ではないので、たとえ、その蛍光板、ファ
ラディーカップ又は標準試料上で分析測定に支障の生じ
ない軸合わせが出来たとしても、実際に分析する試料上
で両ビームの軸の位置が一致している保証はない。
[Problems to be Solved by the Invention]
In the method of and, since the alignment is not performed on the sample to be actually analyzed, even if the alignment can be performed on the fluorescent plate, Faraday cup, or standard sample without hindering analytical measurement, There is no guarantee that the axes of both beams will be aligned on the sample being analyzed.

【0011】その理由は、ビーム自身が時間とともにド
リフトするため、両ビームの軸の位置もずれてしまう。
また、試料の高さ(後記する各図の上下方向)が、ビー
ムの軸合わせを行なったときの蛍光板、ファラディーカ
ップまたは標準試料の高さと一致していなければ、両ビ
ームの軸の位置はずれてしまうことになる。何故なら、
通常、電子ビームとイオンビームは、それぞれ30゜〜
80゜程度の開き角(後記する図1の(A)の例えば
θ)を持っているため、もし試料の高さが△Zだけ変わ
れば、ビームには、△Z・tanθ(θ=30゜〜80
゜)だけのずれを生ずることになる。最近では、ビーム
はμmオーダまで細束化されている場合もあるので、そ
れらと試料の高さも、μmオーダで一致させることが必
要となる。しかし、一般に、試料は不定形で、かつ、表
面に凹凸を持っているため試料上でのビームの照射位置
を、空間の特定点にμmのオーダーで合わせことは著し
く困難なことである。
The reason is that the beams themselves drift with time, and the positions of the axes of both beams are also displaced.
Also, if the height of the sample (vertical direction in each figure below) does not match the height of the fluorescent plate, Faraday cup, or standard sample when the axes of the beams are aligned, the positions of the axes of both beams will shift. Will be lost. Because,
Normally, the electron beam and ion beam are each 30 °
Since it has an opening angle of about 80 ° (for example, θ in FIG. 1A described later), if the height of the sample changes by ΔZ, the beam will have ΔZ · tan θ (θ = 30 °). ~ 80
A deviation of only (°) will occur. Recently, since the beam may be finely bundled down to the order of μm, it is necessary to match the heights of the beam and the sample in the order of μm. However, in general, since the sample has an irregular shape and has irregularities on the surface, it is extremely difficult to adjust the irradiation position of the beam on the sample to a specific point in space on the order of μm.

【0012】上述した従来方法とは異なる方法として、
実際に分析を行なう試料そのものを使って、ビームの軸
合わせを行なう方法が従来もある。その方法は、電子ビ
ームとイオンビームとのそれぞれで試料を走査して、こ
の走査によって発生する2次電子の線量を検出して、走
査に同期したCRTでそれぞれの走査像として表示す
る。走査像として表示する方法自体はSEM(走査型電
子顕微鏡)で一般に使われている技術と同様である。電
子ビームとイオンビームとのそれぞれで得られた像は同
じ試料から得られたものなので基本的には同じ形状の像
となるはずである。そこで、それらの像が一致するよう
にビームの照射位置を調整する。しかし、電子ビームと
イオンビームとでは実際には、ビームの種類の違いによ
り像の見え方が異なる上に、ビーム径、ビーム電流、照
射方向およびまたは走査方向の違いがある2つの像を一
致させる作業は容易ではない。更に、試料の表面が平滑
な場合は、場所による2次電子量の変化がないため、全
体が同一の明るさとなってしまい、像として何も見るこ
ともできないため、この方法は適用ができないことにな
る。
As a method different from the above-mentioned conventional method,
There is a conventional method of aligning the beam axis using the sample itself to be actually analyzed. In this method, the sample is scanned with each of an electron beam and an ion beam, the dose of secondary electrons generated by this scanning is detected, and each scan image is displayed on a CRT synchronized with the scan. The method itself for displaying a scanning image is the same as the technique generally used in SEM (scanning electron microscope). Since the images obtained by the electron beam and the ion beam are obtained from the same sample, basically the images should have the same shape. Therefore, the irradiation position of the beam is adjusted so that the images match. However, the electron beam and the ion beam are actually different in appearance of the image due to the difference in the type of the beam, and the two images having the difference in the beam diameter, the beam current, the irradiation direction, and / or the scanning direction are matched. The work is not easy. Further, when the surface of the sample is smooth, the secondary electron amount does not change depending on the location, so that the whole has the same brightness and nothing can be seen as an image, so this method cannot be applied. become.

【0013】更に、上述した諸問題に加えて、いずれの
従来の方法であっても、実際の測定中にビームの軸合わ
せ状態のモニターを行なうことは、原理的に不可能であ
る。何故なら、測定中にはビームを固定しておかなけれ
ばならないので、ビーム走査が行えないからである。
(試料を特別なものに代える必要がある方法では当然不
可能である。) オージェ分析法の特に深さ方向分析では、測定時間が数
時間以上にも及ぶことが多い。この長時間の間には、ビ
ーム自身のドリフトに起因したビームの軸の位置ずれ
や、試料表面のチャージアップに起因した軸の位置ずれ
を生じるが、これらの位置ずれをμmオーダの精度で押
さえ込むことは著しく困難なことであるため、従来方法
では、精度のよい分析が期待出来なかった。
Further, in addition to the above-mentioned problems, it is impossible in principle to monitor the alignment state of the beam during the actual measurement by any of the conventional methods. This is because the beam cannot be scanned because the beam has to be fixed during the measurement.
(Of course, this is not possible with a method that requires replacing the sample with a special one.) In the Auger analysis method, especially in the depth direction analysis, the measurement time often takes several hours or longer. During this long time, the positional deviation of the beam axis due to the drift of the beam itself and the axial positional deviation due to the charge-up of the sample surface occur, but these positional deviations are suppressed with an accuracy of the order of μm. Since it is extremely difficult, accurate analysis could not be expected by the conventional method.

【0014】以上は、オージェ分析法における従来の問
題点を説明したものであるが、エスカ(XPS)分析法
におけるX線ビームとイオンビームや、X線の代わりに
放射光やレーザー、中性粒子を使った分析方法でも、2
つのビームの軸の位置合わせは上述した従来方法と同様
に困難であった。これはまた、露光装置やパターン修正
装置で、2つ以上のマイクロビームを使用する各種の装
置について共通する問題である。
The above is a description of conventional problems in the Auger analysis method. However, instead of the X-ray beam and the ion beam in the ESCA (XPS) analysis method, instead of X-rays, synchrotron radiation, laser, and neutral particles are used. Even with the analysis method using
Aligning the axes of the two beams was as difficult as the conventional method described above. This is also a problem common to various apparatuses that use two or more microbeams in exposure apparatuses and pattern correction apparatuses.

【0015】この発明は、上述の問題を解決するために
成されたものである。従って、この発明の目的は、試料
上におけるビームの位置関係を、各種の作業(例えば、
分析作業)を行なうときに判定することにより、2つの
ビームの軸の位置合わせを正確、かつ、容易に行ない、
それにより高精度の作業が行なえるようにしたビーム位
置判定方法を提供することにある。
The present invention has been made to solve the above problems. Therefore, an object of the present invention is to determine the positional relationship of the beam on the sample for various operations (for example,
The position of the axes of the two beams can be accurately and easily determined by making a determination when performing (analysis work).
Accordingly, it is to provide a beam position determination method that enables highly accurate work.

【0016】[0016]

【問題を解決するための手段】この目的の達成を図るた
め、試料に少なくとも2つのビームを照射するマイクロ
ビーム装置においてこれらのビーム位置を判定するに当
たり、それぞれのビーム照射により試料から発生した2
次電子の投影像を電子レンズによって形成し、その投影
像の位置を検出することにより、前記試料上のそれぞれ
のビームの位置関係を判定する方法をとる。
In order to achieve this object, in determining the positions of these beams in a micro-beam device that irradiates a sample with at least two beams, two beams generated from the sample by each beam irradiation are measured.
A method of determining the positional relationship of the respective beams on the sample by forming a projected image of the next electron by an electron lens and detecting the position of the projected image is adopted.

【0017】そして、試料に少なくとも2つのビームを
照射するマイクロビーム装置において、それぞれのビー
ム照射により試料から発生した2次電子の投影像を形成
する電子レンズと、この電子レンズによって形成された
投影像の位置を検出する検出装置と、この検出装置が検
出した投影像の位置から前記試料上のそれぞれのビーム
の位置関係を判定する判定部とを具えて、このビーム位
置判定装置を構成する。
Then, in the microbeam device for irradiating the sample with at least two beams, an electron lens for forming a projected image of secondary electrons generated from the sample by each beam irradiation, and a projected image formed by this electron lens This beam position determination device is configured by including a detection device that detects the position of 1) and a determination unit that determines the positional relationship of each beam on the sample from the position of the projected image detected by this detection device.

【0018】マイクロビーム装置がオージェ電子分析装
置であるとき、このビーム位置判定装置は顕著な効果を
現す。
When the microbeam device is an Auger electron analysis device, the beam position determination device has a remarkable effect.

【0019】このビーム位置判定装置の投影像の位置を
検出する検出装置には、MCP(マルチチャンネルプレ
ート)、蛍光板およびカメラで構成するもの、2次電子
の走査を利用してCRT上に像を表示させるように構成
するもの、および、電子エネルギー分光器、インレット
レンズ部および偏向部で構成するものがある。
A detection device for detecting the position of the projected image of the beam position determination device is composed of an MCP (multi-channel plate), a fluorescent plate and a camera, and an image is displayed on the CRT by utilizing the scanning of secondary electrons. Some are configured to display, and some are configured with an electron energy spectroscope, an inlet lens unit, and a deflection unit.

【0020】[0020]

【作用】少なくとも2つのビームの照射により試料から
発生した2次電子の投影像を電子レンズを用いて形成
し、その投影像の位置を検出するので、試料上のそれぞ
れのビームの位置関係を直接的に判定することができ
る。
The projection image of secondary electrons generated from the sample by irradiation of at least two beams is formed by using an electron lens, and the position of the projection image is detected. Therefore, the positional relationship of each beam on the sample can be directly measured. Can be determined.

【0021】[0021]

【実施例】以下、図面を参照して、この発明の実施例に
つき説明する。尚、図はこの発明が理解できる程度に、
各構成部品の形状、大きさおよび配置関係を概略的に示
してあるにすぎない。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. In addition, the figure is to the extent that this invention can be understood,
The shape, size, and positional relationship of each component are only schematically shown.

【0022】図1の(A)は、この発明の第1の実施例
のビーム位置判定方法の説明に供する図であって、マイ
クロビーム装置としてオージェ電子分析装置に適用した
場合の説明図である。
FIG. 1A is a diagram for explaining the beam position determining method according to the first embodiment of the present invention, and is an explanatory diagram when it is applied to an Auger electron analyzer as a microbeam device. ..

【0023】この発明では、試料に少なくとも2つのビ
ームを照射する。この実施例では、電子ビーム2を電子
ビーム用偏向板4、イオンビーム3はイオンビーム用偏
向板5をそれぞれ通過して試料1に照射する。この両ビ
ームの照射により、被分析試料1から2次電子6が放出
される。2次電子光学ユニット10は、引出しレンズ1
1、集束レンズ12およびドリフトチューブ13a、1
3bで構成されている。これら引出しレンズ、集束レン
ズおよびドリフトチューブはすべて、円錐およびまたは
円筒の光軸に対して軸対称形である。2次電子光学ユニ
ット10は、試料1から放出された前述の2次電子のエ
ミッションパターンを電子像検出ユニット20の所要の
個所に投影として形成する機能を持っている。
In the present invention, the sample is irradiated with at least two beams. In this embodiment, the electron beam 2 passes through the electron beam deflecting plate 4 and the ion beam 3 passes through the ion beam deflecting plate 5 to irradiate the sample 1. Secondary electrons 6 are emitted from the sample 1 to be analyzed by the irradiation of both beams. The secondary electron optical unit 10 includes the extraction lens 1
1, focusing lens 12 and drift tube 13a, 1
3b. The extraction lens, focusing lens and drift tube are all axisymmetric with respect to the optical axis of the cone and / or cylinder. The secondary electron optical unit 10 has a function of forming the above-described secondary electron emission pattern emitted from the sample 1 as a projection on a required portion of the electronic image detection unit 20.

【0024】電子像検出ユニット20は、MCP(マル
チチャンネルプレート)21、ガラス基板の蛍光板22
およびカメラ23で構成されている。図1の(A)の7
は蛍光板の輝点である。オージェ電子分析装置として
は、電子銃および電子エネルギー分析器が必要である
が、これらはこの発明の要旨ではないのでその説明およ
び図示を省略する。
The electronic image detection unit 20 includes an MCP (multi-channel plate) 21 and a glass substrate fluorescent plate 22.
And a camera 23. 7 of FIG. 1 (A)
Is the bright spot of the fluorescent screen. The Auger electron analyzer requires an electron gun and an electron energy analyzer, but since these are not the gist of the present invention, their description and illustration are omitted.

【0025】次に、ビーム表示を行なわせるため、この
オージェ電子分析器の動作方法の1例を述べる。試料1
が0Vのときには、引出しレンズ11に+100V程
度、集束レンズ12に−100V程度およびドリフトチ
ューブ13a、13bには、引出しレンズと同じ+10
0V程度の電圧を印加する。
Next, an example of the operating method of the Auger electron analyzer for performing beam display will be described. Sample 1
Is 0V, the extraction lens 11 has about + 100V, the focusing lens 12 has about −100V, and the drift tubes 13a and 13b have the same +10 as the extraction lens.
A voltage of about 0 V is applied.

【0026】試料1から2次電子6が放出されると、そ
の2次電子6は引出しレンズ11の作る軸対称な電界に
よって図中上方へ引き寄せられる。引出しレンズ11を
通過した2次電子は、ドリフトチューブ13b内を図中
上方へ加速されて移動し、次に、集束レンズ12の軸対
称電界により集束されて、ドリフトチューブ13a内を
通って、電子像検出ユニット20のMCP(マルチチャ
ンネルプレート)21の下面(受光面)に投射される。
When the secondary electrons 6 are emitted from the sample 1, the secondary electrons 6 are attracted upward in the figure by the axially symmetric electric field created by the extraction lens 11. The secondary electrons that have passed through the extraction lens 11 move in the drift tube 13b by being accelerated and moved upward in the figure, and then are focused by the axially symmetric electric field of the focusing lens 12, pass through the drift tube 13a, and enter the electrons. It is projected on the lower surface (light receiving surface) of the MCP (multi-channel plate) 21 of the image detection unit 20.

【0027】2次電子光学ユニット10における電界は
すべて軸対称であるため、2次電子6に対してはこれら
が電子レンズとして働き、全体として写像(結像)特性
を持つことになる。従って、引出しレンズ11と集束レ
ンズ12の2つのレンズへの印加電圧を調整すれば、試
料1上の2次電子の放出分布が任意の倍率の相似の分布
としてMCP21下面に投影像として再現されることに
なる。すなわち、エミッションパターンがここに投影さ
れることになる。
Since all the electric fields in the secondary electron optical unit 10 are axially symmetric, they act as electron lenses for the secondary electrons 6 and have a mapping characteristic as a whole. Therefore, if the voltage applied to the two lenses of the extraction lens 11 and the focusing lens 12 is adjusted, the emission distribution of the secondary electrons on the sample 1 is reproduced as a projection image on the lower surface of the MCP 21 as a similar distribution of arbitrary magnification. It will be. That is, the emission pattern is projected here.

【0028】電子像検出ユニット20では、MCP21
の下面に投影された2次電子像を、像分布を維持したま
ま増幅し、次にその2次電子像を蛍光板22で光に変換
する。このようにすると、蛍光板22の像は、試料1上
の2次電子の放出分布を正しく表すことになる。すなわ
ち、試料1上の2次電子発生場所に正しく対応した輝点
7が蛍光板22上に現れ、視覚で認識出来るようにな
る。さらに、この変換された投影像をカメラ23で撮影
することによってその像を任意の場所で観察できるよう
にする。
In the electronic image detection unit 20, the MCP 21
The secondary electron image projected on the lower surface of the is amplified while maintaining the image distribution, and then the secondary electron image is converted into light by the fluorescent plate 22. By doing so, the image of the fluorescent plate 22 correctly represents the emission distribution of the secondary electrons on the sample 1. That is, a bright spot 7 that correctly corresponds to the secondary electron generation place on the sample 1 appears on the fluorescent plate 22 and can be visually recognized. Further, the converted projection image is photographed by the camera 23 so that the image can be observed at any place.

【0029】試料1に電子ビーム2やイオンビーム3が
照射されると、試料上の照射領域から必ず2次電子6が
放出される。そして、この2次電子のエネルギーは励起
源(電子、イオンなど)によらず殆んど同等である。従
って、電子像検出ユニット20のレンズ印加電圧の調整
も励起源によらず同等でよい。そのため、蛍光板22に
は、電子ビーム2とイオンビーム3による2つの輝点7
a、7bが表れる。これらの輝点はそれぞれのビームの
試料1上での照射位置を表していることになる。
When the sample 1 is irradiated with the electron beam 2 or the ion beam 3, secondary electrons 6 are always emitted from the irradiation region on the sample. The energy of the secondary electrons is almost the same regardless of the excitation source (electrons, ions, etc.). Therefore, the adjustment of the voltage applied to the lens of the electronic image detection unit 20 may be the same regardless of the excitation source. Therefore, the fluorescent plate 22 has two bright spots 7 formed by the electron beam 2 and the ion beam 3.
a and 7b appear. These bright points represent the irradiation positions of the respective beams on the sample 1.

【0030】図1の(B)に、図1の(A)に示した部
分の要部を拡大して示してあり、図1の(C)と(D)
に、蛍光板22上の像と試料1上の照射位置を示してあ
る。6aは電子ビームによる、また6bはイオンビーム
による2次電子である。また7aは電子ビームによる、
また7bはイオンビームによる蛍光板の輝点である。こ
の蛍光板22上の輝点7a、7bが一致する、あるいは
同心となるように、電子ビーム2、或いは、イオンビー
ム3を、それぞれの偏向板4あるいは5で移動させれ
ば、試料上1上のビームの照射位置も一致したことにな
り、ビームの軸合わせが完了したことになる。尚、偏向
板4または5でビームの軸位置を移動させるのは、従来
通常の電子ビームの偏向技術をもって行なうことができ
るので、その詳細な説明は省略する。尚、本例では電子
像検出ユニット20で、MCP21を使って2次電子を
増幅したが、MCPは必ずしも必要ではなく、2次電子
の量が充分あれば2次電子を直接蛍光板22へ投影させ
ることも出来る。
FIG. 1B is an enlarged view of the main part of the portion shown in FIG. 1A, and FIG. 1C and FIG.
The image on the fluorescent plate 22 and the irradiation position on the sample 1 are shown in FIG. 6a is a secondary electron by an electron beam, and 6b is a secondary electron by an ion beam. In addition, 7a is due to the electron beam,
Further, 7b is a bright spot of the fluorescent plate by the ion beam. If the electron beam 2 or the ion beam 3 is moved by the respective deflecting plates 4 or 5 so that the bright spots 7a and 7b on the fluorescent plate 22 are coincident with or concentric with each other, the deflecting plates 4 and 5 respectively move the sample 1 on the sample 1. The irradiation positions of the beams also coincide with each other, and the alignment of the beams is completed. Since the axial position of the beam can be moved by the deflecting plates 4 or 5 by the conventional ordinary electron beam deflecting technique, detailed description thereof will be omitted. In this example, the MCP 21 is used to amplify the secondary electrons in the electronic image detection unit 20, but the MCP is not always necessary, and if the amount of the secondary electrons is sufficient, the secondary electrons are directly projected onto the fluorescent screen 22. You can also do it.

【0031】このビームの軸合わせ方法では、試料1の
材料はどんなものでもよい。何故なら、どんな物体でも
量の違いはあっても、ビーム照射により必ず2次電子を
放出するからである。従って、実際に分析する試料その
ものであってもビーム位置表示を行なうことができる。
また、実際に分析している最中も常にビームの軸合わせ
の状況をモニターしつづけることができる。何故ならビ
ームを走査したりする必要もなく、また、2次電子のエ
ネルギーは10〜20eVの非常に低いのもであるのに
対し、オージェ分析のエネルギーは100〜2000e
Vという高いものであり、互いに影響し合うことはない
からである。
In this beam alignment method, the material of the sample 1 may be any material. This is because, even if there is a difference in the amount of any object, secondary electrons are always emitted by beam irradiation. Therefore, the beam position can be displayed even for the sample itself to be actually analyzed.
In addition, the beam alignment can be continuously monitored during the actual analysis. Because there is no need to scan the beam, and the energy of secondary electrons is very low, 10 to 20 eV, while the energy of Auger analysis is 100 to 2000 eV.
This is because V is high and does not affect each other.

【0032】すなわち、このビーム位置判定方法による
と、軸合わせのために特別な試料を用意する必要がな
く、非常に容易に、しかも従来よりも正確にビームの軸
合わせを行なうことができる。更に長時間の分析でビー
ムのドリフトが発生した際でも、分析を中断することな
く容易にこれを補正することができる。
That is, according to this beam position determination method, there is no need to prepare a special sample for axis alignment, and the beam axis alignment can be performed very easily and more accurately than in the prior art. Even if a beam drift occurs in the analysis for a long time, it can be easily corrected without interrupting the analysis.

【0033】図2は、この発明のビーム位置判定方法の
第2の実施例を説明するための図である。この実施例で
もマイクロビーム装置としてオージェ電子分析装置を用
いた例につき説明する。図1に示した構成成分に対応す
る構成成分には同じ符号を付して説明する。14は2次
電子用偏向器、15は穴(アパーチャ)15aを有する
結像アパーチャ板30は電子検出器および40はCRT
である。
FIG. 2 is a diagram for explaining a second embodiment of the beam position determining method of the present invention. Also in this embodiment, an example using an Auger electron analyzer as a microbeam device will be described. The components corresponding to those shown in FIG. 1 will be described with the same reference numerals. 14 is a deflector for secondary electrons, 15 is an imaging aperture plate having a hole (aperture) 15a, 30 is an electron detector, and 40 is a CRT.
Is.

【0034】この図2の第2の実施例では、先の図1の
第1の実施例が電子像検出ユニット20に直接像を出現
させていたのに対して、2次電子偏向器14による走査
を利用して、CRT40上に像を表示させるようにして
いる。
In the second embodiment of FIG. 2, the image is directly displayed on the electronic image detection unit 20 in the first embodiment of FIG. 1, whereas the secondary electron deflector 14 is used. An image is displayed on the CRT 40 using scanning.

【0035】すなわち、結像アパーチャ板15の穴の位
置に結像させた像を、2次電子用偏向器14により走査
する。それにより結像アパーチャ板15の小さな穴15
aを通過して電子検出器30(例えば、チャンネル型2
次電子増倍管)に検出される電子は、時系列的な変化を
持つ信号となっている。この信号を2次電子用偏向器1
4へ印加する走査信号に同期して走査するCRTに入れ
ると、試料上のビームの位置を示す輝点がCRT上に表
示される。
That is, the image formed at the position of the hole of the image forming aperture plate 15 is scanned by the secondary electron deflector 14. As a result, the small hole 15 in the imaging aperture plate 15
a through the electron detector 30 (eg channel type 2
The electrons detected by the secondary electron multiplier are signals that change in time series. This signal is transmitted to the secondary electron deflector 1
When placed in a CRT that scans in synchronism with the scanning signal applied to 4, a bright spot indicating the position of the beam on the sample is displayed on the CRT.

【0036】図3は、この発明のビーム位置判定方法の
第3の実施例を説明するための図であり、この発明をオ
ージェ電子分析装置に適用した例である。40aは電子
エネルギー分光器で、41はインレットレンズ部、42
は偏向部である。図1の(A)に示した構成成分に対応
する構成成分には同じ符号を付して示してある。
FIG. 3 is a diagram for explaining a third embodiment of the beam position determining method of the present invention, which is an example in which the present invention is applied to an Auger electron analyzer. 40a is an electron energy spectrometer, 41 is an inlet lens unit, 42
Is a deflector. The constituents corresponding to the constituents shown in FIG. 1A are designated by the same reference numerals.

【0037】21aはインレットレンズ部終端の、通常
アパーチャ42aがある所に設置されたMCPである。
このMCP21aと蛍光板22aにはその中心部に穴2
1bと22bが設けられている。23はカメラである。
インレットレンズ部41は、もともと試料1から発生し
たオージェ電子をアパーチャ42aに投影(写像)する
ためのものである。つまり、100〜200eVの電子
を投影する機能を持っている。従って、レンズ印加電圧
を低くするなどの変更によりこれに図1の(A)に示し
た10〜20eVの電子を投影させるという2次電子光
学ユニット10と同じ機能を持たせることができる。よ
って、試料1上に照射されたビームの位置をMCP21
a上に表示させることができる。このMCP21aは穴
21b付きであるため、輝点が中心部に来た時は一部欠
けてしまうが、軸合わせに大きな支障はない。
Reference numeral 21a is an MCP installed at the end of the inlet lens portion, where there is usually the aperture 42a.
A hole 2 is formed in the center of the MCP 21a and the fluorescent plate 22a.
1b and 22b are provided. 23 is a camera.
The inlet lens unit 41 is for projecting (mapping) Auger electrons originally generated from the sample 1 onto the aperture 42a. That is, it has a function of projecting electrons of 100 to 200 eV. Therefore, the same function as the secondary electron optical unit 10 of projecting electrons of 10 to 20 eV shown in FIG. 1A can be provided by changing the lens applied voltage or the like. Therefore, the position of the beam irradiated on the sample 1 is set to the MCP21.
It can be displayed on a. Since this MCP 21a is provided with the hole 21b, when the bright spot comes to the center part, it is partly chipped, but this does not cause a great problem in axis alignment.

【0038】また、この装置を電子エネルギー分光器と
して見た場合には、穴付きのMCP21aは、これがそ
のままでアパーチャ板の役目を果してくれる。従って、
この実施例では電子エネルギー分光器40aの機能を損
なうことなく、ビームの軸合わせ機能を装置に持たせる
ことができる。
When this device is viewed as an electron energy spectroscope, the MCP 21a with a hole serves as an aperture plate as it is. Therefore,
In this embodiment, the device can have a beam axis alignment function without impairing the function of the electron energy spectrometer 40a.

【0039】以上はすべて、オージェ電子分光装置にこ
の発明を適用した例を示したものであるが、これ以外に
も、エスカ(XPS)装置におけるX線ビームとイオン
ビーム、シムス(SIMS)装置におけるイオンビーム
と中和用電子ビームなどにおいても、この発明の方法が
有効に使用できるのはいうまでもない。
All of the above are examples in which the present invention is applied to an Auger electron spectroscopic device. However, in addition to this, an X-ray beam and an ion beam in an esca (XPS) device, and a sims (SIMS) device can be used. It goes without saying that the method of the present invention can be effectively used for ion beams and neutralizing electron beams.

【0040】また、放射光やレーザー、中性子線を使用
した装置においても、この発明は適用可能である。すな
わち、2次電子の発生するビームであれば、すべてこの
発明の方法は便利に使用できる。
The present invention can also be applied to an apparatus using synchrotron radiation, a laser, or a neutron beam. That is, the method of the present invention can be conveniently used for any beam generated by secondary electrons.

【0041】また、上述した実施例では、2ビームの場
合につき説明したが、3ビーム以上の場合にも、この発
明を適用することができる。
In the above embodiment, the case of two beams has been described, but the present invention can be applied to the case of three beams or more.

【0042】また、以上すべて視覚的に表示する例を示
したが、必ずしも位置が人間に認識できる形に限定され
ることはない。例えば、投影像の位置を位置認識機能付
きのコンピューターで読み取り、補正量を計算してビー
ムを調整させ、自動的に軸合わせが行なえるような形と
してもよい。
In addition, although all of the above examples are displayed visually, the position is not necessarily limited to a human recognizable form. For example, the position of the projected image may be read by a computer having a position recognition function, the correction amount may be calculated, the beam may be adjusted, and the axes may be automatically aligned.

【0043】[0043]

【発明の効果】この発明の装置および方法により、マイ
クロビーム照射の試料上の位置関係が明確に表示され、
ビームの軸合わせが容易に、かつ、正確になるため、オ
ージェ電子分析装置などにおいてその精度、信頼性を向
上させることができる。
According to the apparatus and method of the present invention, the positional relationship of microbeam irradiation on a sample is clearly displayed,
Since the axis alignment of the beam becomes easy and accurate, the accuracy and reliability of the Auger electron analyzer can be improved.

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

【図1】(A)はこの発明のビーム位置判定方法の第1
の実施例を説明するための図で、(B)はその部分拡大
図である。(C)は蛍光板上の像の図、(D)は試料上
の照射位置の図である。
FIG. 1A shows a first beam position determining method according to the present invention.
2B is a diagram for explaining the embodiment of FIG. (C) is a diagram of an image on the fluorescent plate, and (D) is a diagram of an irradiation position on the sample.

【図2】この発明のビーム位置判定方法の第2の実施例
を説明するための図である。
FIG. 2 is a diagram for explaining a second embodiment of the beam position determination method of the present invention.

【図3】この発明のビーム位置判定方法の第3の実施例
を説明するための図である。
FIG. 3 is a diagram for explaining a third embodiment of the beam position determination method of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1:試料 2:電子ビーム 3:イオンビーム
4、5:偏向板 6、6a、6b:2次電子 7、7a、7b:輝点 10:2次電子光学ユニット 11:引出しレンズ 12:集束レンズ 13a、13b:ドリフトチュ
ーブ 14:2次電子用偏向器 15:結像アパーチャ
板 15a、21b、22b、42a:穴(アパーチャ) 20:電子像検出ユニット 21:MCP 21
a:穴付きMCP 22:蛍光板 22a:穴付き蛍光板 2
3:カメラ 30:電子検出器 40:CRT 40a:電子エネルギー分光器 41:インレ
ットレンズ部 42:偏向部
1: Sample 2: Electron beam 3: Ion beam
4, 5: Deflection plate 6, 6a, 6b: Secondary electron 7, 7a, 7b: Bright spot 10: Secondary electron optical unit 11: Extraction lens 12: Focusing lens 13a, 13b: Drift tube 14: Secondary electron Deflector 15: Imaging aperture plate 15a, 21b, 22b, 42a: Hole (aperture) 20: Electronic image detection unit 21: MCP 21
a: MCP with a hole 22: Fluorescent plate 22a: Fluorescent plate with a hole 2
3: Camera 30: Electron detector 40: CRT 40a: Electron energy spectroscope 41: Inlet lens unit 42: Deflection unit

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 試料に少なくとも2つのビームを照射す
るマイクロビーム装置においてビーム位置判定を行なう
に当たり、それぞれのビーム照射により試料から発生し
た2次電子の投影像を電子レンズを用いて形成し、その
投影像の位置を検出することにより、前記試料上のそれ
ぞれのビームの位置関係を判定することを特徴とするマ
イクロビーム装置におけるビーム位置判定方法。
1. When performing beam position determination in a microbeam device for irradiating a sample with at least two beams, a projected image of secondary electrons generated from the sample by each beam irradiation is formed using an electron lens, and A beam position determination method in a microbeam device, characterized in that the positional relationship of each beam on the sample is determined by detecting the position of a projected image.
【請求項2】 試料に少なくとも2つのビームを照射す
るマイクロビーム装置において、それぞれのビーム照射
により試料から発生した2次電子の投影像を形成する電
子レンズと、この電子レンズによって形成された投影像
の位置を検出する検出装置と、この検出装置が検出した
投影像の位置から前記試料上のそれぞれのビームの位置
関係を判定する判定部とを具えることを特徴とするマイ
クロビーム装置におけるビーム位置判定装置。
2. A microbeam device for irradiating a sample with at least two beams, and an electron lens for forming a projected image of secondary electrons generated from the sample by each irradiation of the beam, and a projected image formed by this electron lens. Beam position in the microbeam device, comprising a detection device for detecting the position of the beam and a determination unit for determining the positional relationship of the respective beams on the sample from the position of the projected image detected by the detection device. Judgment device.
【請求項3】 マイクロビーム装置がオージェ電子分析
装置であることを特徴とする請求項2に記載のビーム位
置判定装置。
3. The beam position determination device according to claim 2, wherein the microbeam device is an Auger electron analysis device.
【請求項4】 投影像の位置を検出する検出装置が、M
CP(マルチチャンネルプレート)、蛍光板およびカメ
ラで構成されていることを特徴とする請求項2又は3に
記載のビーム位置判定装置。
4. A detection device for detecting the position of a projected image is M
The beam position determination device according to claim 2 or 3, comprising a CP (multi-channel plate), a fluorescent plate, and a camera.
【請求項5】 投影像の位置を検出する検出装置が、2
次電子の走査を利用してCRT上に像を表示させるよう
に構成されていることを特徴とする請求項2又は3に記
載のビーム位置判定装置。
5. A detection device for detecting the position of a projected image is 2
The beam position determination device according to claim 2, wherein the beam position determination device is configured to display an image on a CRT by utilizing the scanning of the next electron.
【請求項6】 投影像の位置を検出する検出装置が、電
子エネルギー分光器、インレットレンズ部および偏向部
で構成されていることを特徴とする請求項2又は3に記
載のビーム位置判定装置。
6. The beam position determination device according to claim 2, wherein the detection device for detecting the position of the projected image is composed of an electron energy spectroscope, an inlet lens section, and a deflection section.
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