JPH10208679A - 荷電粒子線装置 - Google Patents
荷電粒子線装置Info
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- JPH10208679A JPH10208679A JP9012399A JP1239997A JPH10208679A JP H10208679 A JPH10208679 A JP H10208679A JP 9012399 A JP9012399 A JP 9012399A JP 1239997 A JP1239997 A JP 1239997A JP H10208679 A JPH10208679 A JP H10208679A
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-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
- H01J37/02—Details
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J2237/00—Discharge tubes exposing object to beam, e.g. for analysis treatment, etching, imaging
- H01J2237/02—Details
- H01J2237/0216—Means for avoiding or correcting vibration effects
Abstract
(57)【要約】
【課題】本発明の目的は構造的な剛性を特別に高めるこ
となしに振動又は揺動の性能に及ぼす影響を低減するの
に適した荷電粒子線装置を提供することにある。 【解決手段】鏡体４０５には機械的振動検出用センサ４
０７（Ｘ）、４０８（Ｙ）、音響セ４０９が設けられ、
試料ステ−ジ４１１側には機械的振動検出用センサ４１
６（Ｘ）、４１７（Ｙ）、音響センサ４１３、電磁波検
出アンテナ４１４（Ｘ）、４１５（Ｙ）が設けられてい
る。これらのセンサ及びアンテナ出力は信号処理回路５
０４、５０５、５２０、５２１により処理され、それに
よって生成された補正信号は信号発生回路５０２、５０
３からのＸ方向及びＹ方向走査信号に加えられる。
となしに振動又は揺動の性能に及ぼす影響を低減するの
に適した荷電粒子線装置を提供することにある。 【解決手段】鏡体４０５には機械的振動検出用センサ４
０７（Ｘ）、４０８（Ｙ）、音響セ４０９が設けられ、
試料ステ−ジ４１１側には機械的振動検出用センサ４１
６（Ｘ）、４１７（Ｙ）、音響センサ４１３、電磁波検
出アンテナ４１４（Ｘ）、４１５（Ｙ）が設けられてい
る。これらのセンサ及びアンテナ出力は信号処理回路５
０４、５０５、５２０、５２１により処理され、それに
よって生成された補正信号は信号発生回路５０２、５０
３からのＸ方向及びＹ方向走査信号に加えられる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は荷電粒子線装置、特
に走査電子顕微鏡や荷電粒子線加工装置等のような、振
動又は揺動が問題となる荷電粒子線装置に関する。
に走査電子顕微鏡や荷電粒子線加工装置等のような、振
動又は揺動が問題となる荷電粒子線装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】荷電粒子線装置においては、一般に除振
台の上に装置を乗せることによって床から装置に伝わっ
てくる振動を遮断又は抑制している。除振台には、振動
を抑制すべく能動的に位置及び高さを変えるアクティブ
除振台も使われている。
台の上に装置を乗せることによって床から装置に伝わっ
てくる振動を遮断又は抑制している。除振台には、振動
を抑制すべく能動的に位置及び高さを変えるアクティブ
除振台も使われている。
【０００３】試料ステージの振動による像障害や加工不
具合に対しては、試料ステージや鏡体の振動を振動ピッ
クアップ等で測り、振動がなくなるのを待つ方法（特開
昭64-69011）や試料ステージ振動の信号を加工して、偏
向器の偏向信号（走査信号）に付加する方法（特開昭61
-23317号公報）等がある。また、鏡体や試料ステージの
揺れ防止策については、特開平1-227436号公報、特開平
5-47645号公報、実開平1-87533号公報等に提案がなされ
ている。
具合に対しては、試料ステージや鏡体の振動を振動ピッ
クアップ等で測り、振動がなくなるのを待つ方法（特開
昭64-69011）や試料ステージ振動の信号を加工して、偏
向器の偏向信号（走査信号）に付加する方法（特開昭61
-23317号公報）等がある。また、鏡体や試料ステージの
揺れ防止策については、特開平1-227436号公報、特開平
5-47645号公報、実開平1-87533号公報等に提案がなされ
ている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】走査電子顕微鏡等では
その分解能が向上するにしたがって一般に用いられてい
る除振台では十分に振動を取り切れなくなっている。そ
こでアクティブ除振台が一部で用いられているが、１Ｈ
ｚ程度の極低周波の振動や横揺れ等の振動が十分に除去
仕切れず、実際の使用環境に於て分解能向上の障害の一
つになっている。更に、除振台を用いいることによって
床からの振動を低減させても、音波振動により除振台上
の構造物が微小に共振し、走査電子顕微鏡等の画像を低
下させていることがある。
その分解能が向上するにしたがって一般に用いられてい
る除振台では十分に振動を取り切れなくなっている。そ
こでアクティブ除振台が一部で用いられているが、１Ｈ
ｚ程度の極低周波の振動や横揺れ等の振動が十分に除去
仕切れず、実際の使用環境に於て分解能向上の障害の一
つになっている。更に、除振台を用いいることによって
床からの振動を低減させても、音波振動により除振台上
の構造物が微小に共振し、走査電子顕微鏡等の画像を低
下させていることがある。
【０００５】すなわち、従来の機械的構造では、要求さ
れる分解能を得ようとする場合、剛性が低すぎることが
わかった。特に、近年の大口径化した半導体ウェハ等の
大型の試料を観察するために試料室を大型にした場合、
試料室の剛性が低下し、鏡体が横揺れを起しやすくなっ
ており、これが振動によって生ずる像歪みの主原因であ
ることがわかった。また、試料室内に存在する電磁波が
電子ビームを偏向させ、像障害を起し得ることがわかっ
た。しかし、十分に装置の剛性を高めるためには、部材
の肉厚を桁違いに大きくしなければならないというよう
な非現実的な解答が出かねない。
れる分解能を得ようとする場合、剛性が低すぎることが
わかった。特に、近年の大口径化した半導体ウェハ等の
大型の試料を観察するために試料室を大型にした場合、
試料室の剛性が低下し、鏡体が横揺れを起しやすくなっ
ており、これが振動によって生ずる像歪みの主原因であ
ることがわかった。また、試料室内に存在する電磁波が
電子ビームを偏向させ、像障害を起し得ることがわかっ
た。しかし、十分に装置の剛性を高めるためには、部材
の肉厚を桁違いに大きくしなければならないというよう
な非現実的な解答が出かねない。
【０００６】一方、振動による障害は粒子線光学系のあ
る鏡体と試料を支持する試料ステージの位置関係で決ま
るものであり、試料ステージのみや鏡体のみの振動を計
測しても、鏡体とステージの相対的位置関係の変化、す
なわち相対振動の信号は得られない。したがって、一般
の方式で振動や揺動の障害を取り除くことは理論的にも
不完全であることがわかる。
る鏡体と試料を支持する試料ステージの位置関係で決ま
るものであり、試料ステージのみや鏡体のみの振動を計
測しても、鏡体とステージの相対的位置関係の変化、す
なわち相対振動の信号は得られない。したがって、一般
の方式で振動や揺動の障害を取り除くことは理論的にも
不完全であることがわかる。
【０００７】また、粒子光学系を高分解能型に設定する
と、えてして、低倍率の広い視野の像はその周辺が歪み
やすくなる。こういったことついては、特に対策は講じ
られてきていない。
と、えてして、低倍率の広い視野の像はその周辺が歪み
やすくなる。こういったことついては、特に対策は講じ
られてきていない。
【０００８】本発明の目的は構造的な剛性を特別に高め
ることなしに振動又は揺動の性能に及ぼす影響を低減す
るのに適した荷電粒子線装置を提供することにある。
ることなしに振動又は揺動の性能に及ぼす影響を低減す
るのに適した荷電粒子線装置を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明にもとづく荷電粒
子線装置は、一つの観点によれば、荷電粒子線偏向器
と、試料を荷電粒子線で二次元的に走査するように前記
荷電粒子線偏向器にＸ方向及びＹ方向走査信号を与える
手段と、前記荷電粒子線による前記試料の走査によって
発生される前記試料を特徴づける情報信号を検出する手
段と、機械的振動のＸ方向及びＹ方向成分をそれぞれ検
出する手段と、前記機械的振動の影響を除去するように
前記検出されたＸ方向及びＹ方向成分の信号にもとづい
て前記Ｘ方向及びＹ方向走査信号を補正する手段とを備
えていることを特徴とする。
子線装置は、一つの観点によれば、荷電粒子線偏向器
と、試料を荷電粒子線で二次元的に走査するように前記
荷電粒子線偏向器にＸ方向及びＹ方向走査信号を与える
手段と、前記荷電粒子線による前記試料の走査によって
発生される前記試料を特徴づける情報信号を検出する手
段と、機械的振動のＸ方向及びＹ方向成分をそれぞれ検
出する手段と、前記機械的振動の影響を除去するように
前記検出されたＸ方向及びＹ方向成分の信号にもとづい
て前記Ｘ方向及びＹ方向走査信号を補正する手段とを備
えていることを特徴とする。
【００１０】本発明にもとづく荷電粒子線装置は、もう
一つの観点によれば、荷電粒子線偏向器と、試料を荷電
粒子線で走査するように前記荷電粒子線偏向器に走査信
号を与える手段と、前記荷電粒子線による前記試料の走
査によって発生される前記試料を特徴づける情報信号を
検出する手段と、電磁波及び／又は音響を検出する手段
と、前記電磁波及び／又は音響による影響を除去するよ
うに前記検出された電磁波及び又は／音響信号にもとづ
いて前記走査信号を補正する手段とを備えていることを
特徴とする。
一つの観点によれば、荷電粒子線偏向器と、試料を荷電
粒子線で走査するように前記荷電粒子線偏向器に走査信
号を与える手段と、前記荷電粒子線による前記試料の走
査によって発生される前記試料を特徴づける情報信号を
検出する手段と、電磁波及び／又は音響を検出する手段
と、前記電磁波及び／又は音響による影響を除去するよ
うに前記検出された電磁波及び又は／音響信号にもとづ
いて前記走査信号を補正する手段とを備えていることを
特徴とする。
【００１１】本発明にもとづく荷電粒子線装置は、別の
もう一つの観点によれば、荷電粒子線を試料に集束する
対物レンズと、荷電粒子線偏向器と、前記試料を前記集
束された荷電粒子線で二次元的に走査するように前記荷
電粒子線偏向器にＸ方向及びＹ方向走査信号を与える手
段と、前記荷電粒子線による前記試料の走査によって発
生される前記試料を特徴づける情報信号を検出する手段
と、電磁波のＸ方向、Ｙ方向及びＺ方向成分をそれぞれ
検出する手段と、前記電磁波の影響を除去するように前
記検出されたＸ方向、Ｙ方向及びＺ方向成分の信号にも
とづいて前記Ｘ方向及びＹ方向走査信号並びに前記対物
レンズの励磁電流を補正する手段とを備えていることを
特徴とする。
もう一つの観点によれば、荷電粒子線を試料に集束する
対物レンズと、荷電粒子線偏向器と、前記試料を前記集
束された荷電粒子線で二次元的に走査するように前記荷
電粒子線偏向器にＸ方向及びＹ方向走査信号を与える手
段と、前記荷電粒子線による前記試料の走査によって発
生される前記試料を特徴づける情報信号を検出する手段
と、電磁波のＸ方向、Ｙ方向及びＺ方向成分をそれぞれ
検出する手段と、前記電磁波の影響を除去するように前
記検出されたＸ方向、Ｙ方向及びＺ方向成分の信号にも
とづいて前記Ｘ方向及びＹ方向走査信号並びに前記対物
レンズの励磁電流を補正する手段とを備えていることを
特徴とする。
【００１２】本発明にもとづく荷電粒子線装置は、更に
もう一つの観点によれば、荷電粒子線を発生させる手段
と、試料を前記荷電粒子線で走査する手段と、その走査
によって発生される前記試料を特徴づける情報信号を検
出する手段と、その検出された情報信号にもとづいて前
記試料の像を生成する手段と、その生成された像を記憶
する手段と、その記憶された像の歪み生成要因を検出す
る手段と、その検出された像歪み生成要因の信号にもと
づいて歪み補正マップを生成し、その歪み補正マップに
より前記記憶された像の歪みを補正する手段とを備えて
いることを特徴とする。
もう一つの観点によれば、荷電粒子線を発生させる手段
と、試料を前記荷電粒子線で走査する手段と、その走査
によって発生される前記試料を特徴づける情報信号を検
出する手段と、その検出された情報信号にもとづいて前
記試料の像を生成する手段と、その生成された像を記憶
する手段と、その記憶された像の歪み生成要因を検出す
る手段と、その検出された像歪み生成要因の信号にもと
づいて歪み補正マップを生成し、その歪み補正マップに
より前記記憶された像の歪みを補正する手段とを備えて
いることを特徴とする。
【００１３】
【発明の実施の形態】走査電子顕微鏡や透過電子顕微鏡
等では、ＣＲＴに画像を表示させる場合、一度、像情報
を画像メモリに取り込む場合が多い。その取り込んだ像
を観察して、振動や揺動及び元来電子光学系が有する歪
みにもとづく曲がりや揺れといったいわゆる像の歪みが
あれば、それがなくなるように画素を再配置する。その
再配置した像はみかけ上像歪みがなくなる。再び同様の
条件で像を出す場合には、前回行った処理を再び行い、
これをＣＲＴに表示すれば、みかけ上の不具合は発生し
なくなる。
等では、ＣＲＴに画像を表示させる場合、一度、像情報
を画像メモリに取り込む場合が多い。その取り込んだ像
を観察して、振動や揺動及び元来電子光学系が有する歪
みにもとづく曲がりや揺れといったいわゆる像の歪みが
あれば、それがなくなるように画素を再配置する。その
再配置した像はみかけ上像歪みがなくなる。再び同様の
条件で像を出す場合には、前回行った処理を再び行い、
これをＣＲＴに表示すれば、みかけ上の不具合は発生し
なくなる。
【００１４】こういったことを、たとえば、走査電子顕
微鏡や電子顕微鏡等の電子線偏向器、一般的には荷電粒
子線偏向器、の偏向（走査）信号を変化させて行うこと
ができる。この場合は、像に歪みがあれば、その歪みと
逆位相の歪みを有する信号を偏向器の走査信号に重畳さ
せてやればよい。
微鏡や電子顕微鏡等の電子線偏向器、一般的には荷電粒
子線偏向器、の偏向（走査）信号を変化させて行うこと
ができる。この場合は、像に歪みがあれば、その歪みと
逆位相の歪みを有する信号を偏向器の走査信号に重畳さ
せてやればよい。
【００１５】メモリ上の画像を再配置して歪みを補正す
るいわゆる画像処理を行うと、画面周辺に凸凹ができ、
有効な画面の面積が縮小されることがあり得るが、逆位
相の歪みを有する信号を偏向器の走査信号に重畳させて
やる方法では、そのような画面の面積の縮小はほとんど
生じない。
るいわゆる画像処理を行うと、画面周辺に凸凹ができ、
有効な画面の面積が縮小されることがあり得るが、逆位
相の歪みを有する信号を偏向器の走査信号に重畳させて
やる方法では、そのような画面の面積の縮小はほとんど
生じない。
【００１６】像の歪み、たとえば曲がり、を確認するた
めには、まっすぐな線の像が得られる標準試料を用いる
ことが望ましい。
めには、まっすぐな線の像が得られる標準試料を用いる
ことが望ましい。
【００１７】また、画像の揺れや曲がり等の歪みが振動
又は揺動による場合、その補正に振動又は揺動の信号を
用いることができる。
又は揺動による場合、その補正に振動又は揺動の信号を
用いることができる。
【００１８】たとえば特開昭61-23317号公報に記載され
ているように加速度信号を２回積分して、荷電粒子線照
射位置のディスロケーションを計算し、その分、画素の
配置位置を補正することもできるし、計算結果のずれ分
だけ走査信号を補正してもよい。また、振動が正弦波で
あれば、２回積分しなくても、そのまま位相と強度を調
整すれば用いることができる。ここで用いる信号源は、
鏡体の振動と試料ステージの振動の差である相対振動の
信号であることが望ましい。鏡体と試料ステ−ジの振動
をそれぞれ感知するセンサを設け、これらのセンサ信号
を加工後、荷電粒子線偏向器の出力および対物レンズの
出力に重畳させる機構を設ける。
ているように加速度信号を２回積分して、荷電粒子線照
射位置のディスロケーションを計算し、その分、画素の
配置位置を補正することもできるし、計算結果のずれ分
だけ走査信号を補正してもよい。また、振動が正弦波で
あれば、２回積分しなくても、そのまま位相と強度を調
整すれば用いることができる。ここで用いる信号源は、
鏡体の振動と試料ステージの振動の差である相対振動の
信号であることが望ましい。鏡体と試料ステ−ジの振動
をそれぞれ感知するセンサを設け、これらのセンサ信号
を加工後、荷電粒子線偏向器の出力および対物レンズの
出力に重畳させる機構を設ける。
【００１９】センサには、比較的高い振動をピックアッ
プするマイクロフォンと極低周波の振動をピックアップ
する高感度圧電素子を用いるのがよい。圧電素子はＸ方
向及びＹ方向それぞれ互いに独立な方向の振動を測るよ
うにし、それぞれの方向の信号はそれぞれの方向の偏向
器信号に加算してやる。
プするマイクロフォンと極低周波の振動をピックアップ
する高感度圧電素子を用いるのがよい。圧電素子はＸ方
向及びＹ方向それぞれ互いに独立な方向の振動を測るよ
うにし、それぞれの方向の信号はそれぞれの方向の偏向
器信号に加算してやる。
【００２０】音波（音響）の信号も振動の信号と同様に
用いることができる。しかし、音波の場合は方向性がは
っきりしないので、音源信号をＸ方向及びＹ方向それぞ
れ独立に大きさと位相を変えられるようにしておき、像
歪みがなくなるように調節していく。
用いることができる。しかし、音波の場合は方向性がは
っきりしないので、音源信号をＸ方向及びＹ方向それぞ
れ独立に大きさと位相を変えられるようにしておき、像
歪みがなくなるように調節していく。
【００２１】振動の影響を確実に掴むため、電子線偏向
器の走査周波数は自由に設定でき、振動の周波数と同期
できることが望ましい。同期すると、振動による揺動が
止まり、像が歪んだまま静止する。そこへ補正信号を入
れてやれば、その歪みが補正されるし、その補正の効果
が容易に掴める。
器の走査周波数は自由に設定でき、振動の周波数と同期
できることが望ましい。同期すると、振動による揺動が
止まり、像が歪んだまま静止する。そこへ補正信号を入
れてやれば、その歪みが補正されるし、その補正の効果
が容易に掴める。
【００２２】
【実施例】図１は本発明にもとづく荷電粒子線装置とし
ての大型試料観察用走査電子顕微鏡の一実施例を示す。
ての大型試料観察用走査電子顕微鏡の一実施例を示す。
【００２３】ベース板１０１の上にダンパ１０２を介し
て荷重板１０３を載せ、更にその上に試料室４０４、鏡
体４０５が積み上げられ、鏡体４０５の上部にＸ方向及
びＹ方向に向けたセンサ４０７、４０８を設ける。セン
サ４０７、４０８はそれぞれ電子線のＸ走査方向及びＹ
走査方向の機械的揺動又は振動を検出するものである。
また、鏡体４０５の上部には音響センサ４０９を取り付
けてある。この音響センサ４０９は鏡体４０５に伝わる
音響振動を検出するものである。
て荷重板１０３を載せ、更にその上に試料室４０４、鏡
体４０５が積み上げられ、鏡体４０５の上部にＸ方向及
びＹ方向に向けたセンサ４０７、４０８を設ける。セン
サ４０７、４０８はそれぞれ電子線のＸ走査方向及びＹ
走査方向の機械的揺動又は振動を検出するものである。
また、鏡体４０５の上部には音響センサ４０９を取り付
けてある。この音響センサ４０９は鏡体４０５に伝わる
音響振動を検出するものである。
【００２４】試料室４０４の内部には試料ステ−ジ４１
１が装着されており、この試料ステ−ジ４１１には試料
ホルダ４１２を介して試料４１０が支持されている。試
料ステ−ジ４１１（試料ホルダ４１２でもよい）にも音
響センサ１１３を設けてあり、これにより試料４１０に
伝わる音響振動を検出するようにしている。
１が装着されており、この試料ステ−ジ４１１には試料
ホルダ４１２を介して試料４１０が支持されている。試
料ステ−ジ４１１（試料ホルダ４１２でもよい）にも音
響センサ１１３を設けてあり、これにより試料４１０に
伝わる音響振動を検出するようにしている。
【００２５】試料ホルダ４１２（試料ステ−ジ４１１で
もよい）には試料室４０４内の電磁波のＸ方向、Ｙ方向
及び及びＺ方向成分を検出するためのアンテナ４１４、
４１５及び４１８が設けてあり、更に試料ホルダ４１２
及び試料ステ−ジ４１１（そのどちらか一方でもよい）
には機械的振動のＸ方向成分及びＹ方向成分を検出する
センサ４１６、４１７が設けてある。
もよい）には試料室４０４内の電磁波のＸ方向、Ｙ方向
及び及びＺ方向成分を検出するためのアンテナ４１４、
４１５及び４１８が設けてあり、更に試料ホルダ４１２
及び試料ステ−ジ４１１（そのどちらか一方でもよい）
には機械的振動のＸ方向成分及びＹ方向成分を検出する
センサ４１６、４１７が設けてある。
【００２６】図２は本発明にもとづく荷電粒子線装置と
しての走査電子顕微鏡のシステム構成例を示す。鏡体４
０５内では、高電圧を印加したフィラメント５５１、ウ
ェーネルト５５２の電子銃部からアノード５５３により
電子線を引き出し、コンデンサレンズ５５５、対物レン
ズ５５６によって電子線５５４を試料室４０４内の試料
４１０に集束する。鏡体４０５内にある電子線偏向器５
５５には制御部５０１内部にあるＸ方向走査信号発生回
路５０２及びＹ方向走査信号発生回路５０３から偏向制
御器５５７を介してＸ方向走査信号及びＹ方向走査信号
が供給され、これによって試料４１０は集束された電子
線で２次元的に走査される。
しての走査電子顕微鏡のシステム構成例を示す。鏡体４
０５内では、高電圧を印加したフィラメント５５１、ウ
ェーネルト５５２の電子銃部からアノード５５３により
電子線を引き出し、コンデンサレンズ５５５、対物レン
ズ５５６によって電子線５５４を試料室４０４内の試料
４１０に集束する。鏡体４０５内にある電子線偏向器５
５５には制御部５０１内部にあるＸ方向走査信号発生回
路５０２及びＹ方向走査信号発生回路５０３から偏向制
御器５５７を介してＸ方向走査信号及びＹ方向走査信号
が供給され、これによって試料４１０は集束された電子
線で２次元的に走査される。
【００２７】試料４１０から発生した、その試料を特徴
づける情報信号である２次電子信号は２次電子検出器５
５９によって検出され、ＣＰＵ（中央処理装置）５２２
を介してＣＲＴ（像表示装置）５５８に導入される。試
料４１０の走査とＣＲＴの走査は同期しているので、Ｃ
ＲＴ５５８には試料４１０の２次電子像が表示される。
もちろん、検出器５５９によって検出された像信号はＣ
ＰＵ５２２内のメモリに記憶し、その記憶された像信号
をＣＲＴ５５８に表示するようにしてもよい。
づける情報信号である２次電子信号は２次電子検出器５
５９によって検出され、ＣＰＵ（中央処理装置）５２２
を介してＣＲＴ（像表示装置）５５８に導入される。試
料４１０の走査とＣＲＴの走査は同期しているので、Ｃ
ＲＴ５５８には試料４１０の２次電子像が表示される。
もちろん、検出器５５９によって検出された像信号はＣ
ＰＵ５２２内のメモリに記憶し、その記憶された像信号
をＣＲＴ５５８に表示するようにしてもよい。
【００２８】センサ４０７、４１６によって検出された
信号は信号処理回路５０４に導入され、鏡体４０５及び
試料ステ−ジ４１１間のＸ方向の相対的位置変化の補正
信号が生成される。同様に、センサ４０８、４１７によ
って検出された信号は信号処理回路５０５に導入され、
鏡体４０５及び試料ステ−ジ４１１間のＹ方向の相対位
置変化の補正信号が生成される。これらの補正信号はそ
れぞれＸ方向走査信号及びＹ方向走査信号に加算され、
これによって像の機械的振動又は揺動による影響が除去
される。
信号は信号処理回路５０４に導入され、鏡体４０５及び
試料ステ−ジ４１１間のＸ方向の相対的位置変化の補正
信号が生成される。同様に、センサ４０８、４１７によ
って検出された信号は信号処理回路５０５に導入され、
鏡体４０５及び試料ステ−ジ４１１間のＹ方向の相対位
置変化の補正信号が生成される。これらの補正信号はそ
れぞれＸ方向走査信号及びＹ方向走査信号に加算され、
これによって像の機械的振動又は揺動による影響が除去
される。
【００２９】音響センサ４０９、４１３によって検出さ
れた信号は信号処理回路５２０に導入される。その信号
はここでフ−リエ変換されて各周波数ごとに強度及び位
相の補正後合成される。これらの信号にもとづいてＸ、
Ｙ方向走査信号に加えられるべき補正信号及び対物レン
ズに供給されるべき補正信号が生成される。偏向制御器
５５７及び対物レンズ制御器５６０はこれらの信号にも
とづいて電子線偏向器５５０及び対物レンズ５５４を制
御し、それによって、音波（音響）にもとづく振動又は
揺動の像に与える影響が除去される。
れた信号は信号処理回路５２０に導入される。その信号
はここでフ−リエ変換されて各周波数ごとに強度及び位
相の補正後合成される。これらの信号にもとづいてＸ、
Ｙ方向走査信号に加えられるべき補正信号及び対物レン
ズに供給されるべき補正信号が生成される。偏向制御器
５５７及び対物レンズ制御器５６０はこれらの信号にも
とづいて電子線偏向器５５０及び対物レンズ５５４を制
御し、それによって、音波（音響）にもとづく振動又は
揺動の像に与える影響が除去される。
【００３０】アンテタ４１４、４１５及び４１８によっ
て検出された信号は信号処理回路５２１に導入される。
その信号はここでフ−リエ変換されて各周波数ごとに強
度及び位相の補正後合成される。これらの信号にもとづ
いてＸ、Ｙ方向走査信号に加えられるべき補正信号及び
対物レンズに供給されるべき補正信号が生成される。偏
向制御器５５７及び対物レンズ制御器５６０はこれらの
信号にもとづいて電子線偏向器５５０及び対物レンズ５
５４を制御し、それによって、電磁波にもとづく振動又
は揺動の像に与える影響が除去される。
て検出された信号は信号処理回路５２１に導入される。
その信号はここでフ−リエ変換されて各周波数ごとに強
度及び位相の補正後合成される。これらの信号にもとづ
いてＸ、Ｙ方向走査信号に加えられるべき補正信号及び
対物レンズに供給されるべき補正信号が生成される。偏
向制御器５５７及び対物レンズ制御器５６０はこれらの
信号にもとづいて電子線偏向器５５０及び対物レンズ５
５４を制御し、それによって、電磁波にもとづく振動又
は揺動の像に与える影響が除去される。
【００３１】図３は生成された像の評価のための像歪み
検出原理の説明図である。図３の左側は直線の像が振動
又は揺動のために歪んで蛇行線の像となっている例を示
す。図中、６０１が本来の直線で、６０２が蛇行線を表
す。同図によれば、各走査線出力信号６０３の立ち上が
り（又は立ち下がり）の位相位置（たとえば６０４）と
それがあるべき位置６０５と間の位相差θに振動の影響
が現れている。このθを小さくすべく、図２のＣＰＵ５
２２から各信号処理回路５０４、５０５、５２０、５２
１にフィードバックをかけて歪みの補正の最適化を行
う。
検出原理の説明図である。図３の左側は直線の像が振動
又は揺動のために歪んで蛇行線の像となっている例を示
す。図中、６０１が本来の直線で、６０２が蛇行線を表
す。同図によれば、各走査線出力信号６０３の立ち上が
り（又は立ち下がり）の位相位置（たとえば６０４）と
それがあるべき位置６０５と間の位相差θに振動の影響
が現れている。このθを小さくすべく、図２のＣＰＵ５
２２から各信号処理回路５０４、５０５、５２０、５２
１にフィードバックをかけて歪みの補正の最適化を行
う。
【００３２】図４は図３の左側の図と同様の図で、これ
は直線７０１及び蛇行線７０２が傾斜している場合の例
である。この場合は図３におけると同様の検出原理にも
とづきＸ方向及びＹ方向の振動について像歪み補正の最
適化を行う。
は直線７０１及び蛇行線７０２が傾斜している場合の例
である。この場合は図３におけると同様の検出原理にも
とづきＸ方向及びＹ方向の振動について像歪み補正の最
適化を行う。
【００３３】振動の補正適正化の調整は試料として直線
像を与える調整用パタ−ンすなわち標準（基準）パタ−
ンを用いて行うことが望ましい。
像を与える調整用パタ−ンすなわち標準（基準）パタ−
ンを用いて行うことが望ましい。
【００３４】更に、Ｘ、Ｙ両方向の振動を正確にとらえ
るため、調整用パタ−ンはＸ、Ｙの２方向以上の方向に
直線像を与えるものであることが望ましい。あるいは、
ステ−ジが回転できるものであれば、ステ−ジの回転に
よる試料の方向の変更と電子光学系の偏向の変更（回
転：ラスタ−ロ−テ−ション）との組み合わせによって
任意の角度の揺動を検出することができる。
るため、調整用パタ−ンはＸ、Ｙの２方向以上の方向に
直線像を与えるものであることが望ましい。あるいは、
ステ−ジが回転できるものであれば、ステ−ジの回転に
よる試料の方向の変更と電子光学系の偏向の変更（回
転：ラスタ−ロ−テ−ション）との組み合わせによって
任意の角度の揺動を検出することができる。
【００３５】図５は本発明にもとづく荷電粒子線装置と
しての大型試料観察用走査電子顕微鏡のもう一つの実施
例を示す。これは画像処理の技術を用いて振動の影響を
除去する例である。検出された２次電子信号はメモリで
あるビデオＲＡＭ８２３に一旦画像として取り込み、記
憶する。一方、信号処理回路８０６はこれに取り込まれ
る各センサやアンテナ（４０７〜４０９、４１３〜４１
８：これらは図２に示されているそれらと同じ）の出力
信号を分解合成後、位相情報をもとにビデオＲＡＭ８２
３に記憶されている像の補正マップ８０７を作成し、こ
の補正マップをもとに画像処理装置８０８によりビデオ
ＲＡＭ８２３の像を補正し、ＣＲＴ５５８に表示する。
しての大型試料観察用走査電子顕微鏡のもう一つの実施
例を示す。これは画像処理の技術を用いて振動の影響を
除去する例である。検出された２次電子信号はメモリで
あるビデオＲＡＭ８２３に一旦画像として取り込み、記
憶する。一方、信号処理回路８０６はこれに取り込まれ
る各センサやアンテナ（４０７〜４０９、４１３〜４１
８：これらは図２に示されているそれらと同じ）の出力
信号を分解合成後、位相情報をもとにビデオＲＡＭ８２
３に記憶されている像の補正マップ８０７を作成し、こ
の補正マップをもとに画像処理装置８０８によりビデオ
ＲＡＭ８２３の像を補正し、ＣＲＴ５５８に表示する。
【００３６】同一の観察条件の下では同一の補正マップ
を用いて像歪みの補正をすることができる。したがっ
て、特定の観察条件における補正マップを記憶しておけ
ば、同じ観察条件で像観察を行う場合、記憶しておいた
補正マップを読出して像の補正を行うことで簡便に像の
補正を行うことができる。更に、複数の条件下で得られ
た複数の補正マップを記憶しておけば、より多様な条件
下において簡便に像の補正を行うことができる。すなわ
ち、補正マップを観察条件ごとに生成して記憶し、その
観察条件の選択に応じてその選択された観察条件に対応
する補正マップを読出し、その読出された補正マップに
もとづいて像を補正すると便利である。
を用いて像歪みの補正をすることができる。したがっ
て、特定の観察条件における補正マップを記憶しておけ
ば、同じ観察条件で像観察を行う場合、記憶しておいた
補正マップを読出して像の補正を行うことで簡便に像の
補正を行うことができる。更に、複数の条件下で得られ
た複数の補正マップを記憶しておけば、より多様な条件
下において簡便に像の補正を行うことができる。すなわ
ち、補正マップを観察条件ごとに生成して記憶し、その
観察条件の選択に応じてその選択された観察条件に対応
する補正マップを読出し、その読出された補正マップに
もとづいて像を補正すると便利である。
【００３７】表示されている像が本来直線になるべきは
ずなのに蛇行線となった場合は、その蛇行線を、図２の
実施例に関連して説明したと同様に、直線に補正しても
よい。この場合、図５において得られた像は信号処理装
置８０６内のＣＰＵによる信号処理操作で、図２に関連
して説明したと同様に、外部揺動又は振動とは無関係に
修正される。
ずなのに蛇行線となった場合は、その蛇行線を、図２の
実施例に関連して説明したと同様に、直線に補正しても
よい。この場合、図５において得られた像は信号処理装
置８０６内のＣＰＵによる信号処理操作で、図２に関連
して説明したと同様に、外部揺動又は振動とは無関係に
修正される。
【００３８】これらの方法は像に生じるいわゆる糸巻状
歪み、たる型歪み、うず巻状歪みといった、電子光学系
に起因する歪みの補正にも有効である（図示省略）。
歪み、たる型歪み、うず巻状歪みといった、電子光学系
に起因する歪みの補正にも有効である（図示省略）。
【００３９】実施例は本発明を走査形電子顕微鏡に適用
した例であるが、走査形電子顕微鏡以外に透過形電子顕
微鏡、収束イオンビーム装置等の観察分析装置や電子線
描画装置等の描画装置に適用することも大変有効であ
る。
した例であるが、走査形電子顕微鏡以外に透過形電子顕
微鏡、収束イオンビーム装置等の観察分析装置や電子線
描画装置等の描画装置に適用することも大変有効であ
る。
【００４０】
【発明の効果】本発明によれば、構造的な剛性を特別に
高めることなしに振動又は揺動の性能に及ぼす影響を低
減するのに適した荷電粒子線装置が提供される。
高めることなしに振動又は揺動の性能に及ぼす影響を低
減するのに適した荷電粒子線装置が提供される。
【図１】本発明にもとづく荷電粒子線装置としての大型
試料観察用走査電子顕微鏡の一実施例斜視図。
試料観察用走査電子顕微鏡の一実施例斜視図。
【図２】本発明にもとづく荷電粒子線装置としての走査
電子顕微鏡のシステム構成例を示す図。
電子顕微鏡のシステム構成例を示す図。
【図３】生成された像の評価のための像歪み検出原理の
一例の説明図。
一例の説明図。
【図４】生成された像の評価のための像歪み検出原理の
もう一つの例の説明図。
もう一つの例の説明図。
【図５】本発明にもとづく荷電粒子線装置としての大型
試料観察用走査電子顕微鏡のもう一つのシステム構成例
を示す図。
試料観察用走査電子顕微鏡のもう一つのシステム構成例
を示す図。
１０１…ベース板、１０２…ダンパ、１０３…荷重板、
４０４…試料室、４０５…鏡体、４０７、４０８、４１
６、４１７…センサ、４０９、４１３…音響センサ、４
１０…試料、４１１…試料ステージ、４１２…試料ホル
ダ、４１４、４１５、４１８…アンテナ、５０２、５０
３：信号発生回路、５０４、５０５、５２０、５２１…
信号処理回路、５２２…ＣＰＵ、５５７…偏向制御器、
５６０：レンズ制御器、５５８…ＣＲＴ、８０６…信号
処理回路、８０７…信号補正マップ、８０８…画像処理
回路、８２３…ビデオＲＡＭ。
４０４…試料室、４０５…鏡体、４０７、４０８、４１
６、４１７…センサ、４０９、４１３…音響センサ、４
１０…試料、４１１…試料ステージ、４１２…試料ホル
ダ、４１４、４１５、４１８…アンテナ、５０２、５０
３：信号発生回路、５０４、５０５、５２０、５２１…
信号処理回路、５２２…ＣＰＵ、５５７…偏向制御器、
５６０：レンズ制御器、５５８…ＣＲＴ、８０６…信号
処理回路、８０７…信号補正マップ、８０８…画像処理
回路、８２３…ビデオＲＡＭ。
Claims (14)
- 【請求項１】荷電粒子線偏向器と、試料を荷電粒子線で
二次元的に走査するように前記荷電粒子線偏向器にＸ方
向及びＹ方向走査信号を与える手段と、前記荷電粒子線
による前記試料の走査によって発生される前記試料を特
徴づける情報信号を検出する手段と、機械的振動のＸ方
向及びＹ方向成分をそれぞれ検出する手段と、前記機械
的振動の影響を除去するように前記検出されたＸ方向及
びＹ方向成分の信号にもとづいて前記Ｘ方向及びＹ方向
走査信号を補正する手段とを備えていることを特徴とす
る荷電粒子線装置。 - 【請求項２】前記荷電粒子線偏向器を含む鏡体と、前記
試料を支持する試料ステ−ジを含む試料室とを備え、前
記機械的振動検出手段は前記鏡体及び試料ステ−ジ間相
対振動を検出するように、前記鏡体に設けられた、機械
的振動のＸ方向及びＹ方向成分検出用センサと、前記試
料ステ−ジに設けられた、機械的振動のＸ方向及びＹ方
向成分検出用センサとを含んでいることを特徴とする請
求項１に記載された荷電粒子線装置。 - 【請求項３】荷電粒子線偏向器と、試料を荷電粒子線で
走査するように前記荷電粒子線偏向器に走査信号を与え
る手段と、前記荷電粒子線による前記試料の走査によっ
て発生される前記試料を特徴づける情報信号を検出する
手段と、電磁波及び／又は音響を検出する手段と、前記
電磁波及び／又は音響による影響を除去するように前記
検出された電磁波及び又は／音響信号にもとづいて前記
走査信号を補正する手段とを備えていることを特徴とす
る荷電粒子線装置。 - 【請求項４】荷電粒子線を試料に集束する対物レンズ
と、荷電粒子線偏向器と、前記試料を前記集束された荷
電粒子線で二次元的に走査するように前記荷電粒子線偏
向器にＸ方向及びＹ方向走査信号を与える手段と、前記
荷電粒子線による前記試料の走査によって発生される前
記試料を特徴づける情報信号を検出する手段と、電磁波
のＸ方向、Ｙ方向及びＺ方向成分をそれぞれ検出する手
段と、前記電磁波の影響を除去するように前記検出され
たＸ方向、Ｙ方向及びＺ方向成分の信号にもとづいて前
記Ｘ方向及びＹ方向走査信号並びに前記対物レンズの励
磁電流を補正する手段とを備えていることを特徴とする
荷電粒子線装置。 - 【請求項５】前記走査信号の周波数を任意に設定可能に
したことを特徴とする請求項１〜４に記載された荷電粒
子線装置。 - 【請求項６】前記荷電粒子線偏向器を含む鏡体と、前記
試料を支持する試料ステ−ジを含む試料室とを備え、前
記音波検出手段は前記鏡体及び試料ステ−ジ間相対振動
を検出するように、前記鏡体に設けられたセンサと前記
試料ステ−ジに設けられたセンサとを含んでいることを
特徴とする請求項３に記載された荷電粒子線装置。 - 【請求項７】荷電粒子線を発生させる手段と、試料を前
記荷電粒子線で走査する手段と、その走査によって発生
される前記試料を特徴づける情報信号を検出する手段
と、その検出された情報信号にもとづいて前記試料の像
を生成する手段と、その生成された像を記憶する手段
と、その記憶された像の歪み生成要因を検出する手段
と、その検出された像歪み生成要因の信号にもとづいて
歪み補正マップを生成し、その歪み補正マップにより前
記記憶された像の歪みを補正する手段とを備えているこ
とを特徴とする荷電粒子線装置。 - 【請求項８】前記像歪み生成要因検出手段は機械的振動
検出手段を含み、その機械的振動検出手段は前記像歪み
生成要因としての機械的振動のＸ方向及びＹ方向成分を
検出することを特徴とする請求項７に記載されえた荷電
粒子線装置。 - 【請求項９】前記荷電粒子線発生源を含む鏡体と、前記
試料を支持する試料ステ−ジを含む試料室とを備え、前
記機械的振動検出手段は前記鏡体及び試料ステ−ジ間相
対振動を検出するように、前記鏡体に設けられた、機械
的振動のＸ方向及びＹ方向成分検出用センサと、前記試
料ステ−ジに設けられた、機械的振動のＸ方向及びＹ方
向成分検出用センサとを含んでいることを特徴とする請
求項８に記載された荷電粒子線装置。 - 【請求項１０】前記像歪み生成要因検出手段は電磁波及
び／又は音響検出手段を含んでいることを特徴とする請
求項７に記載された荷電粒子線装置。 - 【請求項１１】前記像歪み生成要因検出手段は電磁波検
出手段を含み、その電磁波検出手段は前記像歪み生成要
因としての電磁波のＸ方向、Ｙ方向及びＺ方向成分を検
出することを特徴とする請求項７に記載された荷電粒子
線装置。 - 【請求項１２】前記荷電粒子線発生源を含む鏡体と、前
記試料を支持する試料ステ−ジを含む試料室とを備え、
前記像歪み生成要因検出手段は音響検出手段を含み、そ
の音響検出手段は前記鏡体及び試料ステ−ジ間相対振動
を検出するように、前記鏡体に設けられた音響センサ
と、前記試料ステ−ジに設けられた音響センサとを含ん
でいることを特徴とする請求項７に記載された荷電粒子
線装置。 - 【請求項１３】前記補正マップを観察条件ごとに生成し
て記憶し、その観察条件の選択に応じてその選択された
観察条件に対応する補正マップを読出し、その読出され
た補正マップにもとづいて前記像を補正することを特徴
とする請求項７〜１２のいずれかに記載された荷電粒子
線装置。 - 【請求項１４】前記像歪み生成要因検出のために少なく
とも１方向に直線像を与える試料を用いることを特徴と
する請求項７〜１３のいずれかに記載された荷電粒子線
装置。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9012399A JPH10208679A (ja) | 1997-01-27 | 1997-01-27 | 荷電粒子線装置 |
| US09/012,757 US6043490A (en) | 1997-01-27 | 1998-01-23 | Vibration cancellation system for a charged particle beam apparatus |
| GB9801512A GB2321555B (en) | 1997-01-27 | 1998-01-23 | Charged particle beam apparatus |
| DE19802862A DE19802862A1 (de) | 1997-01-27 | 1998-01-26 | Vorrichtung mit einem Strahl geladener Teilchen |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9012399A JPH10208679A (ja) | 1997-01-27 | 1997-01-27 | 荷電粒子線装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10208679A true JPH10208679A (ja) | 1998-08-07 |
Family
ID=11804193
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9012399A Pending JPH10208679A (ja) | 1997-01-27 | 1997-01-27 | 荷電粒子線装置 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6043490A (ja) |
| JP (1) | JPH10208679A (ja) |
| DE (1) | DE19802862A1 (ja) |
| GB (1) | GB2321555B (ja) |
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| US9793091B1 (en) | 2016-06-28 | 2017-10-17 | Ngr Inc. | Image generation apparatus |
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| TW479156B (en) * | 1999-01-08 | 2002-03-11 | Asm Lithography Bv | Lithographic projection apparatus, method of controlling the position of a moveable table in a lithographic projection apparatus, integrated circuits device manufacturing method, and integrated circuits device made by the manufacturing method |
| JP3943832B2 (ja) * | 2000-12-28 | 2007-07-11 | 株式会社東芝 | 基板検査装置およびその制御方法 |
| JP4680052B2 (ja) * | 2005-12-22 | 2011-05-11 | シスメックス株式会社 | 標本撮像装置及びこれを備える標本分析装置 |
| US7598492B1 (en) * | 2007-01-16 | 2009-10-06 | Kla-Tencor Technologies Corporation | Charged particle microscopy using super resolution |
| JP5537386B2 (ja) * | 2010-11-09 | 2014-07-02 | 株式会社日立ハイテクノロジーズ | 荷電粒子線装置 |
| EP3163597A1 (en) * | 2015-11-02 | 2017-05-03 | FEI Company | Charged particle microscope with vibration detection/correction |
| JP6633986B2 (ja) * | 2016-07-20 | 2020-01-22 | 株式会社日立ハイテクノロジーズ | 荷電粒子線装置 |
| CN106653538A (zh) * | 2016-11-28 | 2017-05-10 | 聚束科技（北京）有限公司 | 一种扫描带电粒子显微镜系统及振动补偿方法 |
| WO2024068547A1 (en) | 2022-09-26 | 2024-04-04 | Carl Zeiss Multisem Gmbh | Disturbance compensation for charged particle beam devices |
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| JPS5823740B2 (ja) * | 1980-03-12 | 1983-05-17 | 富士通株式会社 | 電子ビ−ム露光方法 |
| JPS6010723A (ja) * | 1983-06-30 | 1985-01-19 | Fujitsu Ltd | 電子ビ−ム露光方式 |
| JPS612317A (ja) * | 1984-06-15 | 1986-01-08 | Hitachi Ltd | 半導体装置の製造方法 |
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| US4907287A (en) * | 1985-10-16 | 1990-03-06 | Hitachi, Ltd. | Image correction system for scanning electron microscope |
| JP2560745B2 (ja) * | 1987-09-10 | 1996-12-04 | 富士通株式会社 | 電子ビーム露光方法 |
| JPH0187533U (ja) * | 1987-12-01 | 1989-06-09 | ||
| JPH01227436A (ja) * | 1988-03-08 | 1989-09-11 | Toshiba Corp | 荷電ビーム描画装置 |
| JPH01286244A (ja) * | 1988-05-13 | 1989-11-17 | Hitachi Ltd | 走査振動を補正する電子ビーム装置 |
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-
1997
- 1997-01-27 JP JP9012399A patent/JPH10208679A/ja active Pending
-
1998
- 1998-01-23 GB GB9801512A patent/GB2321555B/en not_active Expired - Fee Related
- 1998-01-23 US US09/012,757 patent/US6043490A/en not_active Expired - Fee Related
- 1998-01-26 DE DE19802862A patent/DE19802862A1/de not_active Ceased
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