JPH08298088A - 電子顕微鏡 - Google Patents
電子顕微鏡Info
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- JPH08298088A JPH08298088A JP8063740A JP6374096A JPH08298088A JP H08298088 A JPH08298088 A JP H08298088A JP 8063740 A JP8063740 A JP 8063740A JP 6374096 A JP6374096 A JP 6374096A JP H08298088 A JPH08298088 A JP H08298088A
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- JP
- Japan
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- vibration
- electron gun
- sample
- electron
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 設置床の振動の影響を排除して高解像度を実
現することができる電子顕微鏡を提供する。 【解決手段】 電子銃２の振動を検出する振動センサ
１１，１２と、試料台６の振動を検出する振動センサ１
１，１２と、電子銃２の振動と試料台６の振動の差信号
を偏向コイル４の偏向指令信号にフィードフォワードし
て、電子銃２の振動と試料台６の振動の影響を受けるこ
となく、電子銃２から発射した電子線が試料に到達する
ように制御する制御装置１４とを備えた。
現することができる電子顕微鏡を提供する。 【解決手段】 電子銃２の振動を検出する振動センサ
１１，１２と、試料台６の振動を検出する振動センサ１
１，１２と、電子銃２の振動と試料台６の振動の差信号
を偏向コイル４の偏向指令信号にフィードフォワードし
て、電子銃２の振動と試料台６の振動の影響を受けるこ
となく、電子銃２から発射した電子線が試料に到達する
ように制御する制御装置１４とを備えた。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は電子顕微鏡に係り、
特に半導体の微細加工の検査や微細な物体の観察に用い
る電子顕微鏡の観察像の分解能の向上を図ることができ
る電子顕微鏡に関する。
特に半導体の微細加工の検査や微細な物体の観察に用い
る電子顕微鏡の観察像の分解能の向上を図ることができ
る電子顕微鏡に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来から、電子線を像形成の照射線とし
て用い、電磁石にレンズの作用をさせ試料の拡大像を得
る電子顕微鏡が微細な物体の観察に多用されている。
て用い、電磁石にレンズの作用をさせ試料の拡大像を得
る電子顕微鏡が微細な物体の観察に多用されている。
【０００３】図３は従来の走査電子顕微鏡を示す説明図
である。図３に示されるように、従来の電子顕微鏡は、
鏡体１内に内蔵された、電子銃２、集束レンズ３、偏向
コイル４、対物レンズ５等を備えている。そして、電子
銃２より出た電子線を集束レンズ３、偏向コイル４、対
物レンズ５により試料台６上に載置された試料に入射
し、試料から発生する２次電子を検出器７により検出し
て２次電子の像を得ている。
である。図３に示されるように、従来の電子顕微鏡は、
鏡体１内に内蔵された、電子銃２、集束レンズ３、偏向
コイル４、対物レンズ５等を備えている。そして、電子
銃２より出た電子線を集束レンズ３、偏向コイル４、対
物レンズ５により試料台６上に載置された試料に入射
し、試料から発生する２次電子を検出器７により検出し
て２次電子の像を得ている。
【０００４】このような電子顕微鏡は、図３に示すよう
にその構造が縦型である。そのため、その設置床９の振
動や真空排気用の真空ポンプの振動や音がその観察像の
解像度を悪くする。その解決法として、電子銃２、集束
レンズ３、偏向コイル４、対物レンズ５を内蔵した鏡体
１を、空気ばねや防振ゴムなどからなる防振支持装置８
の上に設置している。
にその構造が縦型である。そのため、その設置床９の振
動や真空排気用の真空ポンプの振動や音がその観察像の
解像度を悪くする。その解決法として、電子銃２、集束
レンズ３、偏向コイル４、対物レンズ５を内蔵した鏡体
１を、空気ばねや防振ゴムなどからなる防振支持装置８
の上に設置している。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】従来の電子顕微鏡は、
上述したように、電子銃、集束レンズ、偏向コイル、対
物レンズを内蔵した鏡体を空気ばねや防振ゴムなどから
なる防振支持装置の上に設置している。しかしながら、
この防振支持装置を用いると、鏡体の質量や慣性モーメ
ントで決まる鏡体の固有振動数が存在することになる。
この固有振動数が設置床振動を増幅するので、高分解能
の観察像が得られないという問題点がある。
上述したように、電子銃、集束レンズ、偏向コイル、対
物レンズを内蔵した鏡体を空気ばねや防振ゴムなどから
なる防振支持装置の上に設置している。しかしながら、
この防振支持装置を用いると、鏡体の質量や慣性モーメ
ントで決まる鏡体の固有振動数が存在することになる。
この固有振動数が設置床振動を増幅するので、高分解能
の観察像が得られないという問題点がある。
【０００６】本発明は上述の事情に鑑みなされたもの
で、設置床の振動の影響を排除して高解像度を実現する
ことができる電子顕微鏡を提供することを目的とする。
で、設置床の振動の影響を排除して高解像度を実現する
ことができる電子顕微鏡を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上述した目的を達成する
ため、本発明の第１の態様は、電子銃の振動を検出する
振動センサと、試料台の振動を検出する振動センサと、
電子銃の振動と試料台の振動の差信号を偏向コイルの偏
向指令信号にフィードフォワードして、電子銃の振動と
試料台の振動の影響を受けることなく、電子銃から発射
した電子が試料に到達するように制御する制御装置とを
備えたことを特徴とするものである。
ため、本発明の第１の態様は、電子銃の振動を検出する
振動センサと、試料台の振動を検出する振動センサと、
電子銃の振動と試料台の振動の差信号を偏向コイルの偏
向指令信号にフィードフォワードして、電子銃の振動と
試料台の振動の影響を受けることなく、電子銃から発射
した電子が試料に到達するように制御する制御装置とを
備えたことを特徴とするものである。
【０００８】本発明の第１の態様によれば、電子顕微鏡
の電子銃の振動と試料台の振動の差信号を偏向コイルの
偏向指令信号にフィードフォワードして、電子銃の振動
と試料台の振動の影響を受けることなく、電子銃から発
射した電子が試料に到達するように制御する制御装置を
付加する。電子銃の振動と試料台の振動の差信号を偏向
コイルの偏向指令信号にフィードフォワードすることに
より、電子銃から見た試料台の動きに同調して、電子銃
から発射する電子が試料に到達する地点を動かし、電子
銃の振動と試料台の振動の影響を相殺することができ
る。
の電子銃の振動と試料台の振動の差信号を偏向コイルの
偏向指令信号にフィードフォワードして、電子銃の振動
と試料台の振動の影響を受けることなく、電子銃から発
射した電子が試料に到達するように制御する制御装置を
付加する。電子銃の振動と試料台の振動の差信号を偏向
コイルの偏向指令信号にフィードフォワードすることに
より、電子銃から見た試料台の動きに同調して、電子銃
から発射する電子が試料に到達する地点を動かし、電子
銃の振動と試料台の振動の影響を相殺することができ
る。
【０００９】また、本発明の第２の態様は、設置床の振
動を検出する振動センサと、前記振動センサの検出信号
に基づき、電子銃と試料台の間の相対振動値を求め、こ
の信号（相対振動値）を偏向コイルの偏向指令信号にフ
ィードフォーワードして電子銃の振動と試料台の振動の
影響を受けることなく、電子銃から発射した電子線が試
料に到達するように制御する制御装置とを備えたことを
特徴とするものである。
動を検出する振動センサと、前記振動センサの検出信号
に基づき、電子銃と試料台の間の相対振動値を求め、こ
の信号（相対振動値）を偏向コイルの偏向指令信号にフ
ィードフォーワードして電子銃の振動と試料台の振動の
影響を受けることなく、電子銃から発射した電子線が試
料に到達するように制御する制御装置とを備えたことを
特徴とするものである。
【００１０】前記電子銃と試料台の間の相対振動値を求
める１つの方法は、設置床と電子銃の間の振動伝達関数
と設置床と試料台の間の振動伝達関数の差の伝達関数の
インパルス応答と設置床の振動信号のたたみ込み積分に
よって求めることである。また、前記電子銃と試料台の
間の相対振動値を求める他の方法は、設置床と電子銃の
間の振動伝達関数と設置床と試料台の間の振動伝達関数
の差の伝達関数と設置床の振動信号の積から求めること
である。
める１つの方法は、設置床と電子銃の間の振動伝達関数
と設置床と試料台の間の振動伝達関数の差の伝達関数の
インパルス応答と設置床の振動信号のたたみ込み積分に
よって求めることである。また、前記電子銃と試料台の
間の相対振動値を求める他の方法は、設置床と電子銃の
間の振動伝達関数と設置床と試料台の間の振動伝達関数
の差の伝達関数と設置床の振動信号の積から求めること
である。
【００１１】本発明の第２の態様における１つの方法に
よれば、設置床と電子銃の間の振動伝達関数と設置床と
試料台の間の振動伝達関数の差の伝達関数のインパルス
応答と設置床の振動信号のたたみ込み積分により、試料
台と電子銃の間の相対振動値を求める。この積分信号
（試料台と電子銃の間の相対振動値）を偏向コイルの偏
向指令信号にフィードフォワードして、電子銃の振動と
試料台の振動の影響を受けることなく、電子が試料に到
達するように制御することにより、電子顕微鏡はその設
置床の振動の影響を受けることがなくなる。
よれば、設置床と電子銃の間の振動伝達関数と設置床と
試料台の間の振動伝達関数の差の伝達関数のインパルス
応答と設置床の振動信号のたたみ込み積分により、試料
台と電子銃の間の相対振動値を求める。この積分信号
（試料台と電子銃の間の相対振動値）を偏向コイルの偏
向指令信号にフィードフォワードして、電子銃の振動と
試料台の振動の影響を受けることなく、電子が試料に到
達するように制御することにより、電子顕微鏡はその設
置床の振動の影響を受けることがなくなる。
【００１２】また、本発明の第２の態様における他の方
法によれば、設置床と電子銃の間の振動伝達関数と設置
床と試料台の間の振動伝達関数の差の伝達関数と設置床
の振動信号の積から、試料台と電子銃の間の相対振動値
を求める。この相対振動値を表す信号を偏向コイルの偏
向指令信号にフィードフォワードして、電子銃の振動と
試料台の振動の影響を受けることなく、電子が試料に到
達するように制御することにより、電子顕微鏡はその設
置床の振動の影響を受けることがなくなる。
法によれば、設置床と電子銃の間の振動伝達関数と設置
床と試料台の間の振動伝達関数の差の伝達関数と設置床
の振動信号の積から、試料台と電子銃の間の相対振動値
を求める。この相対振動値を表す信号を偏向コイルの偏
向指令信号にフィードフォワードして、電子銃の振動と
試料台の振動の影響を受けることなく、電子が試料に到
達するように制御することにより、電子顕微鏡はその設
置床の振動の影響を受けることがなくなる。
【００１３】
【実施例】以下、本発明に係る電子顕微鏡の第１実施例
を図１を参照して説明する。電子顕微鏡は、鏡体１内に
内蔵された、電子銃２、集束レンズ３、偏向コイル４、
対物レンズ５を備えている。また試料台６に隣接して、
試料台６上に載置された試料からの２次電子を検出する
検出器７が設置されている。
を図１を参照して説明する。電子顕微鏡は、鏡体１内に
内蔵された、電子銃２、集束レンズ３、偏向コイル４、
対物レンズ５を備えている。また試料台６に隣接して、
試料台６上に載置された試料からの２次電子を検出する
検出器７が設置されている。
【００１４】また、電子銃２の位置には電子銃の振動を
計測する振動センサ１１が設置され、試料台６の位置に
は試料台６の振動を計測する振動センサ１２が設置され
ている。そして、振動センサ１１，１２の信号は加減演
算器１３に入力され、加減演算器１３で得られた差信号
は制御装置１４に入力される。制御装置１４では、ＰＩ
Ｄ等の制御則の演算がなされ、制御信号が出力されるよ
うになっている。そして、制御装置１４の出力信号は偏
向コイル４の偏向のための信号に重畳されて偏向コイル
４に入力される。
計測する振動センサ１１が設置され、試料台６の位置に
は試料台６の振動を計測する振動センサ１２が設置され
ている。そして、振動センサ１１，１２の信号は加減演
算器１３に入力され、加減演算器１３で得られた差信号
は制御装置１４に入力される。制御装置１４では、ＰＩ
Ｄ等の制御則の演算がなされ、制御信号が出力されるよ
うになっている。そして、制御装置１４の出力信号は偏
向コイル４の偏向のための信号に重畳されて偏向コイル
４に入力される。
【００１５】本実施例によれば、電子銃２の振動と試料
台６の振動は、それぞれ振動センサ１１，１２により検
出されて、これら検出信号Ｘ1 ，Ｘ2 は加減演算器１３
に入力され、加減演算器１３で演算された差信号Ｘ1 −
Ｘ2 は制御装置１４に入力される。制御装置１４は上記
差信号に基づき、制御信号を出力し、この制御信号は偏
向コイル４の偏向のための信号に重畳され、電子線のフ
ィードフォワード制御がなされる。これによって、電子
銃２から見た試料台６の動きに同調して、電子銃２から
発射する電子が試料に到達する地点を動かし、電子銃２
の振動と試料台６の振動の影響を相殺することができ
る。
台６の振動は、それぞれ振動センサ１１，１２により検
出されて、これら検出信号Ｘ1 ，Ｘ2 は加減演算器１３
に入力され、加減演算器１３で演算された差信号Ｘ1 −
Ｘ2 は制御装置１４に入力される。制御装置１４は上記
差信号に基づき、制御信号を出力し、この制御信号は偏
向コイル４の偏向のための信号に重畳され、電子線のフ
ィードフォワード制御がなされる。これによって、電子
銃２から見た試料台６の動きに同調して、電子銃２から
発射する電子が試料に到達する地点を動かし、電子銃２
の振動と試料台６の振動の影響を相殺することができ
る。
【００１６】図２は本発明の第２実施例を示す説明図で
ある。本実施例の電子顕微鏡は、図１の実施例と同様
に、鏡体１内に内蔵された、電子銃２、集束レンズ３、
偏向コイル４、対物レンズ５、試料台６および検出器７
を具備している。鏡体１は防振支持装置８を介して設置
床９上に設置されている。
ある。本実施例の電子顕微鏡は、図１の実施例と同様
に、鏡体１内に内蔵された、電子銃２、集束レンズ３、
偏向コイル４、対物レンズ５、試料台６および検出器７
を具備している。鏡体１は防振支持装置８を介して設置
床９上に設置されている。
【００１７】また、設置床９の位置には、設置床の振動
を計測する振動センサ１５が設置されており、振動セン
サ１５の検出信号ＸG（ｔ）は制御装置１６に入力され
るようになっている。
を計測する振動センサ１５が設置されており、振動セン
サ１５の検出信号ＸG（ｔ）は制御装置１６に入力され
るようになっている。
【００１８】制御装置１６では、設置床振動ＸG （ｔ）
に基づいて次式でたたみ込み積分を行うようになってい
る。
に基づいて次式でたたみ込み積分を行うようになってい
る。
【数１】 ここで、ｈ（τ）＝ｈ1（τ）−ｈ2（τ）であり、ま
た、ｈ1 (τ）は設置床と電子銃の間の振動インパルス
応答、ｈ2（τ）は設置床と試料台の間の振動インパル
ス応答である。
た、ｈ1 (τ）は設置床と電子銃の間の振動インパルス
応答、ｈ2（τ）は設置床と試料台の間の振動インパル
ス応答である。
【００１９】制御装置１６では、上記たたみ込み積分で
得られたｙ（ｔ）をもとにＰＩＤ等の制御則の演算を行
い、制御信号ｚ（ｔ）を出力する。そして、この出力信
号は顕微鏡の偏向のための信号に重畳されて偏向コイル
４に入力される。
得られたｙ（ｔ）をもとにＰＩＤ等の制御則の演算を行
い、制御信号ｚ（ｔ）を出力する。そして、この出力信
号は顕微鏡の偏向のための信号に重畳されて偏向コイル
４に入力される。
【００２０】本実施例によれば、設置床９と電子銃２の
間の振動伝達関数と設置床９と試料台６の間の振動伝達
関数の差の伝達関数のインパルス応答と設置床９の振動
信号のたたみ込み積分により、試料台６と電子銃２の間
の相対振動値を求める。
間の振動伝達関数と設置床９と試料台６の間の振動伝達
関数の差の伝達関数のインパルス応答と設置床９の振動
信号のたたみ込み積分により、試料台６と電子銃２の間
の相対振動値を求める。
【００２１】そして、前記相対振動値を表す信号を偏向
コイル４の偏向指令信号にフィードフォワードして、電
子銃２の振動と試料台６の振動の影響を受けることな
く、電子が試料に到達するように制御することにより、
電子顕微鏡はその設置床の振動の影響を受けることがな
くなる。
コイル４の偏向指令信号にフィードフォワードして、電
子銃２の振動と試料台６の振動の影響を受けることな
く、電子が試料に到達するように制御することにより、
電子顕微鏡はその設置床の振動の影響を受けることがな
くなる。
【００２２】次に、設置床の振動の計測値に基づいた他
の制御方法を説明する。振動センサ１５の検出信号ＸG
（ｔ）は制御装置１６に入力され、制御装置１６では、
設置床振動ＸG （ｔ）に基づいて以下の演算を行うよう
になっている。 ｙ（ｓ）＝Ｇ（ｓ）・ＸG（ｓ） ここで、解を複素数表示で仮定すると、
の制御方法を説明する。振動センサ１５の検出信号ＸG
（ｔ）は制御装置１６に入力され、制御装置１６では、
設置床振動ＸG （ｔ）に基づいて以下の演算を行うよう
になっている。 ｙ（ｓ）＝Ｇ（ｓ）・ＸG（ｓ） ここで、解を複素数表示で仮定すると、
【数２】 となる。ここでＹ，Ａは複素振幅であり、Ｓ＝ｊωとお
いたＧ(ｊω)を用いると、
いたＧ(ｊω)を用いると、
【数３】 と表せる。この実数部から定常振動ｙ（ｔ）が得られ
る。 ｙ（ｔ）＝｜Ｇ（ｊω）｜Ａｃｏｓ（ωｔ−φ）とな
る。 ここで｜Ｇ（ｊω）｜は、複素関数Ｇ（ｊω）の絶対値
であり、φはその偏角であり、 φ＝−∠Ｇ（ｊω） と表される。
る。 ｙ（ｔ）＝｜Ｇ（ｊω）｜Ａｃｏｓ（ωｔ−φ）とな
る。 ここで｜Ｇ（ｊω）｜は、複素関数Ｇ（ｊω）の絶対値
であり、φはその偏角であり、 φ＝−∠Ｇ（ｊω） と表される。
【００２３】制御装置１６では、上記演算で得られたｙ
（ｔ）をもとにＰＩＤ等の制御則の演算を行い、制御信
号ｚ（ｔ）を出力する。そして、この出力信号は顕微鏡
の偏向のための信号に重畳されて偏向コイル４に入力さ
れる。
（ｔ）をもとにＰＩＤ等の制御則の演算を行い、制御信
号ｚ（ｔ）を出力する。そして、この出力信号は顕微鏡
の偏向のための信号に重畳されて偏向コイル４に入力さ
れる。
【００２４】即ち、本制御方法によれば、設置床９と電
子銃２の間の振動伝達関数と設置床９と試料台６の間の
振動伝達関数の差の伝達関数を求める。この差の伝達関
数、即ち、周波数伝達関数と設置床９の振動信号との積
から試料台６と電子銃２の間の相対振動値を求める。そ
して、前記相対振動値を表す信号を偏向コイル４の偏向
指令信号にフィードフォワードして、電子銃２の振動と
試料台６の振動の影響を受けることなく、電子が試料に
到達するように制御することにより、電子顕微鏡はその
設置床の振動の影響を受けることがなくなる。
子銃２の間の振動伝達関数と設置床９と試料台６の間の
振動伝達関数の差の伝達関数を求める。この差の伝達関
数、即ち、周波数伝達関数と設置床９の振動信号との積
から試料台６と電子銃２の間の相対振動値を求める。そ
して、前記相対振動値を表す信号を偏向コイル４の偏向
指令信号にフィードフォワードして、電子銃２の振動と
試料台６の振動の影響を受けることなく、電子が試料に
到達するように制御することにより、電子顕微鏡はその
設置床の振動の影響を受けることがなくなる。
【００２５】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、電
子顕微鏡は、電子銃の振動と試料台の振動の影響を受け
ることなく、電子銃からの電子が試料に到達するように
制御することにより、電子顕微鏡はその設置床の振動の
影響を受けることがなくなり、高解像度を実現できる。
子顕微鏡は、電子銃の振動と試料台の振動の影響を受け
ることなく、電子銃からの電子が試料に到達するように
制御することにより、電子顕微鏡はその設置床の振動の
影響を受けることがなくなり、高解像度を実現できる。
【図１】本発明に係る電子顕微鏡の第１実施例を示す説
明図である。
明図である。
【図２】本発明に係る電子顕微鏡の第２実施例を示す説
明図である。
明図である。
【図３】従来の電子顕微鏡の構造を示す説明図である。
１ 鏡体 ２ 電子銃 ３ 集束レンズコイル ４ 偏向コイル ５ 対物レンズコイル ６ 試料台 ７ 検出器 ８ 防振支持装置 ９ 設置床 １１，１２，１５ 振動センサ １３ 加減演算器 １４，１６ 制御装置
Claims (4)
- 【請求項１】 電子銃の振動を検出する振動センサと、
試料台の振動を検出する振動センサと、電子銃の振動と
試料台の振動の差信号を偏向コイルの偏向指令信号にフ
ィードフォワードして、電子銃の振動と試料台の振動の
影響を受けることなく、電子銃から発射した電子線が試
料に到達するように制御する制御装置とを備えたことを
特徴とする電子顕微鏡。 - 【請求項２】 設置床の振動を検出する振動センサと、
前記振動センサの検出信号に基づき、電子銃と試料台の
間の相対振動値を求め、この信号（相対振動値）を偏向
コイルの偏向指令信号にフィードフォーワードして、電
子銃の振動と試料台の振動の影響を受けることなく、電
子銃から発射した電子線が試料に到達するように制御す
る制御装置とを備えたことを特徴とする電子顕微鏡。 - 【請求項３】 前記電子銃と試料台の間の相対振動値
は、設置床と電子銃の間の振動伝達関数と設置床と試料
台の間の振動伝達関数の差の伝達関数のインパルス応答
と設置床の振動信号のたたみ込み積分によって求めるこ
とを特徴とする請求項２記載の電子顕微鏡。 - 【請求項４】 前記電子銃と試料台の間の相対振動値
は、設置床と電子銃の間の振動伝達関数と設置床と試料
台の間の振動伝達関数の差の伝達関数と設置床の振動信
号の積から求めることを特徴とする請求項２記載の電子
顕微鏡。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8063740A JPH08298088A (ja) | 1995-02-28 | 1996-02-26 | 電子顕微鏡 |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6513095 | 1995-02-28 | ||
| JP7-65130 | 1995-02-28 | ||
| JP8063740A JPH08298088A (ja) | 1995-02-28 | 1996-02-26 | 電子顕微鏡 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08298088A true JPH08298088A (ja) | 1996-11-12 |
Family
ID=26404871
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8063740A Pending JPH08298088A (ja) | 1995-02-28 | 1996-02-26 | 電子顕微鏡 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08298088A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1777730A1 (en) * | 2005-10-19 | 2007-04-25 | ICT Integrated Circuit Testing Gesellschaft für Halbleiterprüftechnik mbH | Arrangement and method for compensating emitter tip vibrations |
| US7939800B2 (en) | 2005-10-19 | 2011-05-10 | ICT, Integrated Circuit Testing, Gesellschaft fur Halbleiterpruftechnik mbH | Arrangement and method for compensating emitter tip vibrations |
| KR101437154B1 (ko) * | 2011-12-22 | 2014-09-05 | 전형준 | 전자주사현미경의 측정오차 보정방법 |
Citations (9)
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