JPH07201299A - Method and device for focusing in charged particle beam device - Google Patents

Method and device for focusing in charged particle beam device

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JPH07201299A
JPH07201299A JP5336684A JP33668493A JPH07201299A JP H07201299 A JPH07201299 A JP H07201299A JP 5336684 A JP5336684 A JP 5336684A JP 33668493 A JP33668493 A JP 33668493A JP H07201299 A JPH07201299 A JP H07201299A
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Abstract

PURPOSE:To realize a method and a device for focusing the charged particle beam which can be operated with small irradiation current, is not affected by the shape or position of the sample, and can achieve the focusing with high precision. CONSTITUTION:When the electron beam is focused, a control circuit 14 controls a driving source 16 of an object lens 3 and a deflection control circuit 17 of a deflecting coil 5. As a result, the driving source 16 supplies the exciting current which is changed stepwise to the object lens 3, and the deflection control circuit 17 reads the scanning signal from a scanning signal memory 18 and supplies it to the deflecting coil 5 every time when the step-shaped exciting current is changed. This scanning is provided by combining the linear scanning with the curved scanning. Most preferably, two crossing diagonal scanning is used in the case of the linear scanning, while the elliptical scanning and the circular scanning are sued in the case of the curved scanning.

Description

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

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、自動的に荷電粒子ビー
ムの焦点合わせを行うことができる走査電子顕微鏡など
の荷電粒子ビーム装置における焦点合わせ方法および装
置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a focusing method and apparatus in a charged particle beam apparatus such as a scanning electron microscope capable of automatically focusing a charged particle beam.

【0002】[0002]

【従来の技術】走査電子顕微鏡では、自動的な焦点合わ
せ機能が備えられている。この焦点合わせは、集束レン
ズの励磁をステップ状に変化させ、各励磁状態、すなわ
ち、電子ビームの各集束状態のときに試料の所定領域を
電子ビームで走査し、その際、検出器によって2次電子
や反射電子を検出し、各集束状態ごとに検出信号を積算
するようにしている。そして、各集束状態のときの検出
信号の積算値を比較し、最大値が得られたときの集束状
態を合焦点位置と判断し、その状態に集束レンズの励磁
を設定するようにしている。
2. Description of the Related Art A scanning electron microscope has an automatic focusing function. In this focusing, the excitation of the focusing lens is changed stepwise, and a predetermined region of the sample is scanned with the electron beam in each excitation state, that is, in each focusing state of the electron beam. Electrons and backscattered electrons are detected, and detection signals are integrated for each focusing state. Then, the integrated values of the detection signals in each focusing state are compared, the focusing state when the maximum value is obtained is determined to be the focus position, and the excitation of the focusing lens is set in that state.

【0003】このような焦点合わせ動作において、試料
の電子ビームによる走査に対する要求としては、次の5
つがあげられる。まず1番目としては、より少ない照射
電流で動作できることであり、また、2番目としては動
作時間が短いことである。そして、3番目としては、あ
らゆる試料形状に対して動作する必要がある。更に、4
番目としては、電子ビームの非点収差の影響を受けない
ことである。
In such a focusing operation, there are the following five requirements for scanning the sample with an electron beam.
I can give you one. The first is that it can operate with a smaller irradiation current, and the second is that the operation time is short. And third, it must operate for all sample shapes. Furthermore, 4
The second is that it is not affected by the astigmatism of the electron beam.

【0004】ところで、焦点合わせにおいて、試料の走
査領域の全面に渡って凹凸が存在していれば、精度の高
い焦点合わせを実行することができる。しかしながら、
ICパターンのように、電子ビームの走査領域の一部分
に直線状にあるいは円形に特徴部分が存在し、他の大部
分は滑らかな平面となっている試料の場合には、焦点合
わせのために用いられる検出信号の積算値が、電子ビー
ムの各集束状態によっても差が小さくなり、焦点合わせ
の精度が低下することがある。その結果、5番目の要求
としては、観察視野内での試料位置による依存性がない
ことが挙げられる。
By the way, in focusing, if unevenness exists over the entire surface of the scanning region of the sample, highly accurate focusing can be performed. However,
If the sample has a linear or circular characteristic part in a part of the scanning area of the electron beam and the other part is a smooth plane like the IC pattern, it is used for focusing. The integrated value of the detected signals thus obtained may have a small difference depending on each focusing state of the electron beam, and the accuracy of focusing may decrease. As a result, the fifth requirement is that there is no dependence on the sample position within the observation visual field.

【0005】上記した1番目と2番目の要求を満たすた
めには、3番目から5番目の要求事項を満たしながら、
より少ない画素数で効率よく電子ビームの走査を行う必
要がある。これらの点を踏まえて現在用いられている代
表的な走査形状について考察する。
In order to satisfy the above first and second requirements, while satisfying the third to fifth requirements,
It is necessary to scan the electron beam efficiently with a smaller number of pixels. Considering these points, a typical scanning shape currently used is considered.

【0006】従来の走査電子顕微鏡における焦点合わせ
の際の電子ビームの走査形状は、大きく分けて3つの方
式が用いられている。第1は所定の試料領域をラスター
走査する全画素型の走査である。第2は図1に示すよう
に、試料の所定領域において同心円状に電子ビームの走
査を行う同心円型である。第3は、図2に示すように、
試料の所定領域において8の字型に電子ビームの走査を
行う8字型の走査である。
The scanning shape of the electron beam at the time of focusing in the conventional scanning electron microscope is roughly divided into three methods. The first is an all-pixel type scanning in which a predetermined sample area is raster-scanned. As shown in FIG. 1, the second type is a concentric type in which the electron beam is scanned concentrically in a predetermined region of the sample. Third, as shown in FIG.
It is an 8-shaped scanning in which the electron beam is scanned in a 8-shaped pattern in a predetermined region of the sample.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】上述した各走査形状に
はそれぞれ長所と短所を有している。まず、全画素型の
走査に関しては、観察視野のどの部位に観察対象があっ
ても良く、前記要求事項の3番目を最も良く満たすこと
になる。その反面、走査する画素数が同一動作時間の場
合、他の走査形状と比較して1画素当たりの走査時間が
短くなり、SN比が悪化する欠点を有する。そのため、
前記第1と第2の要求事項を満足することができない。
更に、観察像が非点収差を含む場合、非点格差の両端の
焦点距離で信号量積分値のピークが現れ、最小錯乱円の
ある焦点距離にフォーカスしないことになり、前記4番
目の要求事項を満足しない。
Each of the scanning shapes described above has its advantages and disadvantages. First, regarding all-pixel scanning, the observation target may be present in any part of the observation visual field, and the third requirement of the above requirements is best satisfied. On the other hand, when the number of pixels to be scanned is the same, the scanning time per pixel becomes shorter than that of other scanning shapes, and the SN ratio deteriorates. for that reason,
The first and second requirements cannot be satisfied.
Further, when the observed image includes astigmatism, peaks of the signal amount integral value appear at the focal lengths at both ends of the astigmatism, and the focal length with the circle of least confusion is not focused. Not satisfied.

【0008】次に、同心円型の走査に関しては、走査す
る画素数が少ないため、1画素当たりの電子ビームの照
射時間を長く設定することができ、SN比が良い特徴を
有する。従って、全画素型に比較して少ない照射電流で
も動作が可能であり、前記した要求事項の1番目と2番
目を満たすことができる。また、円形を基本としている
ため、観察像に非点収差を含む場合でもその最小錯乱円
のできる焦点距離にフォーカスしやすくなり、前記4番
目の要求事項を満足することになる。しかしながら、半
導体試料におけるコンタクホールなど、円形の観察対象
の場合、コンタクトホールの中心が走査形状の中心と近
いと、ホールのエッジ部分と電子ビームの走査ラインと
の重なりが少なくなり、信号量積分値の変化が、各対物
レンズの励磁の変化によっても現れにくくなり、前記要
求事項の3番目を満たさないことになる。
Next, with respect to the concentric scanning, since the number of pixels to be scanned is small, the irradiation time of the electron beam per pixel can be set long and the SN ratio is good. Therefore, it is possible to operate with a smaller irradiation current as compared with the all-pixel type, and it is possible to satisfy the first and second requirements described above. Further, since it is basically circular, it becomes easy to focus on the focal length where the minimum circle of confusion is obtained even when the observed image contains astigmatism, and the fourth requirement is satisfied. However, in the case of a circular observation target such as a contact hole in a semiconductor sample, if the center of the contact hole is close to the center of the scanning shape, the overlap between the edge part of the hole and the scanning line of the electron beam will decrease, and the integrated signal amount Change becomes difficult to appear due to the change in excitation of each objective lens, and the third requirement is not satisfied.

【0009】更に、8字型の走査に関しては、走査する
画素数が少ないために、観察対象がこれから外れると正
確な動作をしない可能性がある。その結果、この走査は
前記5番目の要求事項を満たすことができない。
Further, with respect to the 8-shaped scanning, since the number of pixels to be scanned is small, there is a possibility that an accurate operation will not be performed if the observation target deviates from this. As a result, this scan cannot meet the fifth requirement.

【0010】本発明は、このような点に鑑みてなされた
もので、その目的は、少ない照射電流で動作でき、試料
形状や試料位置に影響されず、高い精度で焦点合わせを
行うことができる荷電粒子ビームにおける焦点合わせ方
法および装置を実現するにある。
The present invention has been made in view of the above points, and an object thereof is to operate with a small irradiation current and to perform focusing with high accuracy without being influenced by the shape and position of the sample. A method and apparatus for focusing on a charged particle beam are realized.

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段】本発明に基づく荷電粒子
ビーム装置における焦点合わせ方法は、荷電粒子ビーム
を試料上に集束するための集束レンズの強度をステップ
状に変化させ、その変化の都度、試料上の荷電粒子ビー
ムの照射位置を走査し、この走査に伴って得られた信号
に基づき、最適集束レンズの強度を検出し、その強度に
集束レンズ強度の設定を行うようにした荷電粒子ビーム
装置における焦点合わせ方法において、集束レンズ強度
のステップ状変化の都度、試料上の荷電粒子ビームの照
射位置の走査を直線状の走査と曲線状の走査とを組み合
わせて行うことを特徴としている。
A focusing method in a charged particle beam apparatus according to the present invention changes stepwise the intensity of a focusing lens for focusing a charged particle beam on a sample, and each time the change is made, A charged particle beam that scans the irradiation position of the charged particle beam on the sample, detects the optimum focusing lens strength based on the signal obtained with this scanning, and sets the focusing lens strength to that strength. The focusing method of the apparatus is characterized in that the scanning of the irradiation position of the charged particle beam on the sample is performed by combining linear scanning and curved scanning each time the focusing lens intensity changes stepwise.

【0012】また、本発明に基づく荷電粒子ビーム装置
における焦点合わせ装置は、荷電粒子ビームを試料上に
集束するための集束レンズと、集束レンズの強度をステ
ップ状に変化させるための手段と、試料上の荷電粒子ビ
ームの照射位置を走査するための走査手段と、集束レン
ズ強度の各ステップ状変化の都度、試料上を直線状に走
査する走査信号と曲線状に走査する走査信号とを走査手
段に供給するための走査信号発生手段と、試料への荷電
粒子ビームの照射によって得られた信号を検出する検出
器と、集束レンズ強度の各ステップ状変化の都度、検出
器からの信号を積算する積算手段と、各ステップ状変化
ごとの積算値に基づいて、集束レンズの強度を設定する
ための手段とを備えたことを特徴としている。
Further, the focusing device in the charged particle beam apparatus according to the present invention comprises a focusing lens for focusing the charged particle beam on the sample, means for changing the intensity of the focusing lens in a stepwise manner, and the sample. Scanning means for scanning the irradiation position of the charged particle beam on the upper side, and scanning means for scanning the sample linearly and curvedly for each stepwise change of the focusing lens intensity. Signal generating means for supplying to the sample, a detector for detecting a signal obtained by irradiating the sample with the charged particle beam, and a signal from the detector is integrated each time the focusing lens intensity changes stepwise. It is characterized in that it is provided with an integrating means and means for setting the intensity of the focusing lens based on the integrated value for each step change.

【0013】[0013]

【作用】本発明に基づく荷電粒子ビーム装置における焦
点合わせは、集束レンズ強度のステップ状変化の都度、
試料上の荷電粒子ビームの照射位置の走査を直線状の走
査と曲線状の走査とを組み合わせて行う。また、特に好
ましくは、この直線状の走査は、交差する2本の斜め走
査を用い、曲線状の走査は楕円形状の走査と円形の走査
を用いている。
Focusing in the charged particle beam apparatus according to the present invention is performed by changing the focusing lens intensity stepwise,
The scanning of the irradiation position of the charged particle beam on the sample is performed by combining linear scanning and curved scanning. Further, particularly preferably, the linear scan uses two intersecting oblique scans, and the curved scan uses an elliptical scan and a circular scan.

【0014】[0014]

【実施例】以下、図面を参照して本発明の実施例を詳細
に説明する。図3は本発明の一実施例である走査電子顕
微鏡を示しており、1は電子銃である。電子銃1から発
生した電子ビームEBは、集束レンズ2と対物レンズ3
によって試料4上に細く集束される。また、電子ビーム
EBは、偏向コイル5によって偏向され、試料4上の電
子ビームの照射位置は走査される。試料4への電子ビー
ムの照射によって発生した2次電子は、2次電子検出器
6によって検出される。検出器6の検出信号は、増幅器
7によって増幅された後、フィルタ8と陰極線管9に供
給される。
Embodiments of the present invention will now be described in detail with reference to the drawings. FIG. 3 shows a scanning electron microscope which is an embodiment of the present invention, and 1 is an electron gun. The electron beam EB generated from the electron gun 1 is focused on the focusing lens 2 and the objective lens 3.
Then, it is finely focused on the sample 4. Further, the electron beam EB is deflected by the deflection coil 5, and the irradiation position of the electron beam on the sample 4 is scanned. Secondary electrons generated by the irradiation of the sample 4 with the electron beam are detected by the secondary electron detector 6. The detection signal of the detector 6 is amplified by the amplifier 7 and then supplied to the filter 8 and the cathode ray tube 9.

【0015】フィルタ8を通過した信号は、絶対値回路
10を経て積分器11に供給される。積分器11の積分
結果は、AD変換器12を介してピーク検出回路13に
供給される。ピーク検出回路13で検出されたピーク値
は、制御回路14に供給される。15は操作盤であり、
操作盤15は、制御回路14に指示信号を送る。制御回
路14は、対物レンズ3の駆動電源16と偏向コイル5
の偏向制御回路17を制御する。偏向制御回路17は走
査信号メモリー18内に記憶されている走査信号を読み
だし、その信号を偏向コイル5に供給する。このような
構成の動作は次の通りである。
The signal passed through the filter 8 is supplied to the integrator 11 via the absolute value circuit 10. The integration result of the integrator 11 is supplied to the peak detection circuit 13 via the AD converter 12. The peak value detected by the peak detection circuit 13 is supplied to the control circuit 14. 15 is an operation panel,
The operation panel 15 sends an instruction signal to the control circuit 14. The control circuit 14 includes a driving power source 16 for the objective lens 3 and the deflection coil 5.
The deflection control circuit 17 is controlled. The deflection control circuit 17 reads the scanning signal stored in the scanning signal memory 18 and supplies the signal to the deflection coil 5. The operation of such a configuration is as follows.

【0016】通常の2次電子像を観察する場合、操作盤
15からの指示信号に基づき、制御回路14は偏向制御
回路17を制御し、偏向制御回路17から所定の走査信
号が偏向コイル5に供給され、試料4上の任意の2次元
領域が電子ビームEBによってラスター走査される。試
料4への電子ビームの照射によって発生した2次電子
は、検出器6によって検出される。その検出信号は、増
幅器7を介して偏向コイル5への走査信号と同期した陰
極線管9に供給され、陰極線管9には試料の任意の領域
の2次電子像が表示される。
When observing a normal secondary electron image, the control circuit 14 controls the deflection control circuit 17 based on an instruction signal from the operation panel 15, and the deflection control circuit 17 sends a predetermined scanning signal to the deflection coil 5. It is supplied, and an arbitrary two-dimensional area on the sample 4 is raster-scanned by the electron beam EB. Secondary electrons generated by irradiating the sample 4 with the electron beam are detected by the detector 6. The detection signal is supplied to the cathode ray tube 9 synchronized with the scanning signal to the deflection coil 5 through the amplifier 7, and the secondary electron image of an arbitrary region of the sample is displayed on the cathode ray tube 9.

【0017】次に、通常の電子ビームの焦点合わせ動作
を行う場合について説明する。操作盤15を操作し、焦
点合わせモードの指示を行うと、制御回路14は、対物
レンズ3の駆動電源16と偏向コイル5の偏向制御回路
17とを制御する。この結果、駆動電源16は対物レン
ズ3にステップ状に変化する励磁電流を供給し、偏向制
御回路17はステップ状の励磁電流の変化の都度、試料
の所定領域の操作を行うための走査信号を偏向コイル5
に供給する。
Next, a case of performing a normal electron beam focusing operation will be described. When the operation panel 15 is operated to instruct the focusing mode, the control circuit 14 controls the driving power supply 16 for the objective lens 3 and the deflection control circuit 17 for the deflection coil 5. As a result, the driving power source 16 supplies the objective lens 3 with a stepwise changing exciting current, and the deflection control circuit 17 outputs a scanning signal for operating a predetermined region of the sample each time the stepwise exciting current changes. Deflection coil 5
Supply to.

【0018】各ステップ状の励磁電流によるフォーカス
の状態における検出器6によって検出された2次電子信
号は、増幅器7によって増幅された後、フィルタ8を通
って絶対値回路10によって正の信号に変換させられ
る。絶対値回路10の出力は、積分器11に供給され、
対物レンズ3の各励磁ステップごとの1回の電子ビーム
の走査に基づく信号が積分される。積分器11の積分値
は、AD変換器12によってディジタル信号に変換され
た後、ピーク検出回路13に供給される。
The secondary electron signal detected by the detector 6 in the focus state due to the stepwise excitation current is amplified by the amplifier 7 and then passed through the filter 8 to be converted into a positive signal by the absolute value circuit 10. To be made. The output of the absolute value circuit 10 is supplied to the integrator 11,
A signal based on one scanning of the electron beam for each excitation step of the objective lens 3 is integrated. The integrated value of the integrator 11 is converted into a digital signal by the AD converter 12 and then supplied to the peak detection circuit 13.

【0019】ピーク検出回路13においては、対物レン
ズ3の各励磁ステップごとに積分器11の積分値を記憶
する。図4はこのときの記憶された積分値変化を示して
おり、縦軸が積分値、横軸が対物レンズ3の励磁強度で
ある。ピーク検出回路13は、記憶された積分値の信号
量積分値変化のピークの時の対物レンズ3の励磁強度を
検出し、その値を制御回路14に供給する。制御回路1
4は、駆動電源16を制御し、ピークの時の励磁強度に
対物レンズ3を設定し、このようにして焦点合わせ動作
が行われる。
The peak detection circuit 13 stores the integrated value of the integrator 11 for each excitation step of the objective lens 3. FIG. 4 shows stored integral value changes at this time, where the vertical axis represents the integrated value and the horizontal axis represents the excitation intensity of the objective lens 3. The peak detection circuit 13 detects the excitation intensity of the objective lens 3 at the peak of the signal amount integral value change of the stored integral value, and supplies the value to the control circuit 14. Control circuit 1
Reference numeral 4 controls the drive power supply 16 to set the objective lens 3 to the excitation intensity at the peak, and the focusing operation is performed in this manner.

【0020】さて、本発明においては、上記した焦点合
わせ動作の際、偏向制御回路17から偏向コイル5に供
給される走査信号に工夫が加えられている。すなわち、
対物レンズ3の各励磁ステップごとの電子ビームの走査
は、図5に示した5つのモードを組み合わせて行われ
る。まず、偏向制御回路17は走査信号メモリー18に
記憶してある図5(a)に示した斜めに直線状に走査す
る走査信号を取り出し、この走査信号に基づいた信号を
偏向コイル5に供給する。この結果、試料4上では図5
(a)に示した斜め走査が行われる。
In the present invention, the scanning signal supplied from the deflection control circuit 17 to the deflection coil 5 in the above focusing operation is modified. That is,
Scanning of the electron beam for each excitation step of the objective lens 3 is performed by combining the five modes shown in FIG. First, the deflection control circuit 17 takes out the scanning signal stored in the scanning signal memory 18 for obliquely linear scanning shown in FIG. 5A, and supplies the signal based on this scanning signal to the deflection coil 5. . As a result, FIG.
The oblique scanning shown in (a) is performed.

【0021】次に、偏向制御回路17は、メモリー18
から図5(b)に示した楕円走査を行うための走査信号
を取り出し、それを偏向コイル5に供給する。更に、偏
向制御回路17は、メモリー18から図5(c)の円走
査を行う信号、図(d)に示す楕円走査の信号、図5
(e)に示す斜め走査の信号を取り出し、順に偏向コイ
ルにその信号を供給する。なお、図5(a)の走査と
(e)の走査はいずれも斜めの直線走査であるが、それ
ぞれの直線は直交かあるいはそれに近い状態に設定され
ている。また、図5(b)と(d)の走査はいずれも楕
円走査であるが、それぞれの楕円の長径は直交かあるい
はそれに近い状態に設定されている。
Next, the deflection control circuit 17 includes a memory 18
Then, the scanning signal for performing the elliptical scanning shown in FIG. 5B is extracted and supplied to the deflection coil 5. Further, the deflection control circuit 17 causes the memory 18 to output a signal for performing the circular scanning shown in FIG. 5C, an elliptical scanning signal shown in FIG.
The oblique scanning signal shown in (e) is taken out, and the signal is sequentially supplied to the deflection coil. 5A and 5E are oblique linear scans, the respective straight lines are set to be orthogonal or close thereto. 5B and 5D are both elliptical scans, the major axis of each ellipse is set to be orthogonal or close thereto.

【0022】このように、対物レンズ3の各励磁ステッ
プごとに、図5(a)〜(e)に示したモードの走査が
組み合わされた図6に示す走査が行われる。この図6に
示した走査に基づいて、検出器6によって検出された2
次電子信号は、増幅器7によって増幅された後、フィル
タ8を通って絶対値回路10によって正の信号に変換さ
せられ、積分器11に供給されて積分される。
As described above, the scanning shown in FIG. 6 in which the scanning of the modes shown in FIGS. 5A to 5E is combined is performed for each excitation step of the objective lens 3. 2 detected by the detector 6 based on the scan shown in FIG.
The secondary electron signal is amplified by the amplifier 7, passed through the filter 8, converted into a positive signal by the absolute value circuit 10, and supplied to the integrator 11 to be integrated.

【0023】上記した5つのモードの走査を行う方法と
しては、それぞれの走査信号を記憶させておき、逐次そ
れを読みだして偏向コイル5に供給する方法以外に、他
の方法を用いることができる。例えば、基本計算式を用
意し、その計算式に基づいて演算により走査の座標点の
テータを作成し、各モードの走査信号を作成するように
しても良い。この場合、基本計算式としては、次のよう
なものが用いられる。
As a method of performing the scanning in the above-mentioned five modes, other than the method of storing the respective scanning signals and sequentially reading them and supplying them to the deflection coil 5, other methods can be used. . For example, a basic calculation formula may be prepared, the data of the scanning coordinate points may be created by calculation based on the calculation formula, and the scan signal of each mode may be created. In this case, the following is used as the basic calculation formula.

【0024】[0024]

【数1】 [Equation 1]

【0025】更に、前記した偏向制御回路17にsin
とcosを組み合わせた円を描く回路と、走査方向を回
転させる回路を含ませることにより、制御回路14から
の走査開始,停止,変換の指令により所望のモードの走
査信号を作成するように構成しても良い。
Further, the deflection control circuit 17 described above has a sin
By including a circuit for drawing a circle in which COS and COS are combined and a circuit for rotating the scanning direction, the control circuit 14 is configured to generate a scanning signal in a desired mode in response to scanning start, stop, and conversion commands. May be.

【0026】以上本発明の一実施例を詳述したが、本発
明はこの実施例に限定されない。例えば、2次電子を検
出したが、反射電子を検出してもよい。また、実施例で
は、走査電子顕微鏡を例に説明したが、イオンビームを
用いた装置などにも本発明を適用することかできる。更
に、焦点合わせ動作の際に対物レンズの励磁を変化させ
たが、対物レンズの補助レンズを設け、補助レンズの励
磁を変化させるようにしても良い。更にまた、焦点合わ
せの際、1走査ごとに検出信号を積算し、積算信号を比
較して最適焦点位置を得るように構成したが、検出信号
の最大の振幅値(ピークツーピーク値)を検出するよう
にしても良い。
Although one embodiment of the present invention has been described in detail above, the present invention is not limited to this embodiment. For example, although secondary electrons are detected, reflected electrons may be detected. Further, in the embodiments, the scanning electron microscope has been described as an example, but the present invention can also be applied to an apparatus using an ion beam. Furthermore, although the excitation of the objective lens was changed during the focusing operation, an auxiliary lens of the objective lens may be provided and the excitation of the auxiliary lens may be changed. Furthermore, when focusing, the detection signals are integrated for each scanning and the integrated signals are compared to obtain the optimum focus position. However, the maximum amplitude value (peak-to-peak value) of the detection signal is detected. It may be done.

【0027】[0027]

【発明の効果】以上説明したように、本発明に基づく荷
電粒子ビーム装置における焦点合わせは、集束レンズ強
度のステップ状変化の都度、試料上の荷電粒子ビームの
照射位置の走査を直線状の走査と曲線状の走査とを組み
合わせて行うように構成した。その結果、試料の形状、
位置、および非点収差の有無によらず、低照射電流で焦
点合わせ動作を実行することができる。また、全画素型
の走査方式に比べれば、短時間で焦点合わせを行うこと
ができる。すなわち、図5に示した5つのモードを用い
ることにより、観察画面中の広い範囲を走査することが
できる。また、観察したい対象は、一般的に画面の中心
にあると考えられるが、本発明による走査方式では、画
面の中心を集中的に走査することになるので、観察した
い対象部分の焦点合わせに好都合となる。
As described above, the focusing in the charged particle beam apparatus according to the present invention is performed by linearly scanning the irradiation position of the charged particle beam on the sample each time the focusing lens intensity changes stepwise. And a curved scanning are combined. As a result, the shape of the sample,
The focusing operation can be performed with a low irradiation current regardless of the position and the presence or absence of astigmatism. In addition, focusing can be performed in a short time as compared with the all-pixel scanning method. That is, by using the five modes shown in FIG. 5, it is possible to scan a wide range on the observation screen. Further, although the object to be observed is generally considered to be in the center of the screen, the scanning method according to the present invention intensively scans the center of the screen, which is convenient for focusing the target portion to be observed. Becomes

【0028】更に、走査形状は、例えば、交差する線分
である図5(a),(e)の走査モード、円を基本とす
る図5(c)〜(d)の走査モードによって構成されて
いるため、非点収差がある場合でも、その最小錯乱円の
できる焦点距離にフォーカスを合わせることができる。
更にまた、同心円状に走査する場合には、コンタクトホ
ールなどの円形状の試料が問題となったが、本発明の組
み合わされた走査モードでは、円形試料のエッジ部分と
交差する回数が多く信号量積分値の変化を得やすい利点
がある。
Further, the scanning shape is constituted by, for example, the scanning modes shown in FIGS. 5 (a) and 5 (e) which are intersecting line segments, and the scanning modes shown in FIGS. 5 (c) to 5 (d) based on a circle. Therefore, even if there is astigmatism, it is possible to focus on the focal length where the circle of minimum confusion is formed.
Furthermore, when scanning concentrically, a circular sample such as a contact hole became a problem, but in the combined scanning mode of the present invention, the number of crossing with the edge portion of the circular sample is large and the signal amount is large. There is an advantage that changes in the integrated value can be easily obtained.

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

【図1】従来の円形走査の様子を示す図である。FIG. 1 is a diagram showing a state of a conventional circular scan.

【図2】従来の8字状の走査の様子を示す図である。FIG. 2 is a diagram showing a conventional 8-shaped scanning state.

【図3】本発明に基づく走査電子顕微鏡の一実施例を示
す図である。
FIG. 3 is a diagram showing an embodiment of a scanning electron microscope according to the present invention.

【図4】対物レンズの励磁強度と積分値との関係を示す
図である。
FIG. 4 is a diagram showing a relationship between an excitation intensity of an objective lens and an integrated value.

【図5】本発明に基づく各走査モードを示す図である。FIG. 5 is a diagram showing each scanning mode according to the present invention.

【図6】本発明に基づく組み合わされた走査モードを示
す図である。
FIG. 6 illustrates a combined scanning mode according to the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 電子銃 2 集束レンズ 3 対物レンズ 4 試料 5 偏向コイル 6 検出器 7 増幅器 9 陰極線管 12 AD変換器 14 制御回路 15 操作盤 16 駆動電源 17 駆動電源 18 走査信号メモリー 1 electron gun 2 focusing lens 3 objective lens 4 sample 5 deflection coil 6 detector 7 amplifier 9 cathode ray tube 12 AD converter 14 control circuit 15 operation panel 16 drive power supply 17 drive power supply 18 scanning signal memory

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 荷電粒子ビームを試料上に集束するため
の集束レンズの強度をステップ状に変化させ、その変化
の都度、試料上の荷電粒子ビームの照射位置を走査し、
この走査に伴って得られた信号に基づき、最適集束レン
ズの強度を検出し、その強度に集束レンズ強度の設定を
行うようにした荷電粒子ビーム装置における焦点合わせ
方法において、集束レンズ強度のステップ状変化の都
度、試料上の荷電粒子ビームの照射位置の走査を直線状
の走査と曲線状の走査とを組み合わせて行うことを特徴
とする荷電粒子ビーム装置における焦点合わせ方法。
1. The intensity of a focusing lens for focusing the charged particle beam on the sample is changed stepwise, and the irradiation position of the charged particle beam on the sample is scanned each time the intensity is changed.
Based on the signal obtained by this scanning, the intensity of the optimum focusing lens is detected, and the focusing lens intensity is set to that intensity. A focusing method in a charged particle beam apparatus, characterized in that a scanning of an irradiation position of a charged particle beam on a sample is performed by a combination of a linear scanning and a curved scanning each time a change occurs.
【請求項2】 前記直線状の走査は、交差する2本の斜
め走査であり、曲線状の走査は楕円形状の走査と円形の
走査である請求項1記載の荷電粒子ビーム装置における
焦点合わせ方法。
2. The focusing method in a charged particle beam apparatus according to claim 1, wherein the linear scan is two intersecting oblique scans, and the curved scan is an elliptical scan and a circular scan. .
【請求項3】 荷電粒子ビームを試料上に集束するため
の集束レンズと、集束レンズの強度をステップ状に変化
させるための手段と、試料上の荷電粒子ビームの照射位
置を走査するための走査手段と、集束レンズ強度の各ス
テップ状変化の都度、試料上を直線状に走査する走査信
号と曲線状に走査する走査信号とを走査手段に供給する
ための走査信号発生手段と、試料への荷電粒子ビームの
照射によって得られた信号を検出する検出器と、集束レ
ンズ強度の各ステップ状変化の都度、検出器からの信号
を積算する積算手段と、各ステップ状変化ごとの積算値
に基づいて、集束レンズの強度を設定するための手段と
を備えた荷電粒子ビーム装置。
3. A focusing lens for focusing the charged particle beam on the sample, a means for changing the intensity of the focusing lens in a stepwise manner, and a scan for scanning the irradiation position of the charged particle beam on the sample. Means, a scanning signal generating means for supplying to the scanning means a scanning signal for linearly scanning the sample and a scanning signal for curvilinear scanning at each stepwise change of the focusing lens intensity, and to the sample. Based on the detector that detects the signal obtained by irradiation of the charged particle beam, the integrating means that integrates the signal from the detector each time each step-like change in the focusing lens intensity, and the integrated value for each step-like change And a means for setting the intensity of the focusing lens.
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US7528394B2 (en) * 2005-05-09 2009-05-05 Jeol Ltd. Focused ion beam system

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2002148227A (en) * 2000-11-08 2002-05-22 Nikon Corp Method and apparatus for inspection of surface as well as device manufacturing method
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