JPS6151377B2 - - Google Patents

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JPS6151377B2
JPS6151377B2 JP54036445A JP3644579A JPS6151377B2 JP S6151377 B2 JPS6151377 B2 JP S6151377B2 JP 54036445 A JP54036445 A JP 54036445A JP 3644579 A JP3644579 A JP 3644579A JP S6151377 B2 JPS6151377 B2 JP S6151377B2
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JP
Japan
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electron beam
scanning
astigmatism
sample
correction device
Prior art date
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JP54036445A
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English (en)
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JPS556784A (en
Inventor
Takashi Namae
Teruo Someya
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Jeol Ltd
Original Assignee
Nihon Denshi KK
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Publication date
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Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、走査電子顕微鏡等に組込まれる非点
補正装置の改良に関する。
走査電子顕微鏡(SEM)においては電子銃か
ら発生する電子線を集束レンズ系によつて試料表
面上で細く絞つた状態で照射し、該照射位置を二
次元的に走査して走査像を得ている。このとき集
束レンズ系に非点収差が存在すると試料面上にお
ける電子線の断面径を十分に短かくすることがで
きず走査像の分解能を高くすることができないた
め、集束レンズ系内に非点収差による影響を打ち
消すような非対称磁場を発生する非点補正装置が
組み込まれている。
しかしながら非点補正装置の調整は集束レンズ
による焦点合わせの調整と比較して格段に難かし
く、その最適状態への調整を行うためには相当な
熟練を要していた。即ち、通常、非点補正装置を
調整する前に予じめ比較的高倍率の走査像を観察
しながら集束レンズ系を構成する磁界型電子レン
ズへ供給する励磁電流を調整して焦点合わせ操作
を完了させておき、次に走査画像を観察しつつ非
点補正装置の調整を行うが、非点補正装置の調整
ツマミは2つあり、しかも走査像に現われる非点
収差の影響の有無を識別することの難かしさが手
動調整に熟練を要する原因となつていた。
本発明は観察中の走査画像に非点収差に基づく
影響が認められた場合には結像レンズ系に組み込
まれた電磁非点補正装置(所謂xy方式非点補正
装置)におけるx方向,y方向の補正電流を独立
に自動調整する手段を作動させて非点収差の補正
を自動化する装置を提供するものである。
非点収差の原因は第1図に示す如く電子レンズ
の焦点距離が直交する二方向で異なるためであ
る。同図において、x,y軸の交点にレンズ主面
が通つているとするとx方向の焦点面に焦線c
が、又y方向の焦点面に焦線Eが夫々形成され、
C,Eの中間に最小錯乱円Dが形成される。この
D点が非点収差が補正されたときの焦点位置に相
当する。CEの間隔はいわゆる非点隔差△Fであ
る。
いま、第2図aに示すように、x軸と角度を
なすベクトル△Fで表わされるレンズ非点収差を
4極2対型の電磁非点補正装置(いわゆるxy型
非点補正装置)によつて補正することを考える。
図中Sxは○印で示されるx軸及びy軸上に位置
する4極レンズによつて生ずる非点補正ベクトル
を表わし、Syはx軸及びy軸と45゜回転させた
〓で示される位置に設けらた他の4極レンズによ
つて生ずる非点補正ベクトルを表わす。ここで、
これらのベクトル関係の考察を容易にするため各
ベクトルがX軸となす角度を全て2倍にして第2
図bに示す如く△F,Sx,Syとする。
第2図bにおいて、△Fはxy方向成分△Fxと
△Fyに分割され、その大きさは前述した非点隔
差△Fと一致する。この△Fは次式で表される。
△F=√△2+△2 又、最小錯乱円の直径δは非点隔差△Fに比例
し、 δ=K・△F ……(1) となる。ここで、Kは電子線の試料に対する開き
角αに関する係数である。
第2図c中△F′は非点補正装置を動作させた
ときの合成非点ベクトルを示し、△F′に対応す
る非点隔差△F′は次式で表される。
△F′ =√(△−)2+(△−)2 ……(2) 従つて、(1)式の関係から、このときの最小錯乱
円の直径δ′は次のようになる。
δ′=K・√(△−)2+(△−)2 ……(3) 以上のことから、最小錯乱円の状態で非点収差
補正装置の2組の4極レンズを夫々独立に操作し
δ′が順次最小値になるように制御すれば、△
F′→0即ち、δ′→0になし得、非点収差を完全
に補正することができることが分る。
通常SEM等の走査画像に非点収差による影響
が認められるような状態での手動による焦点合わ
せ操作を行えば試料上における電子線の断面形状
はほぼ最小錯乱円の状態に達していると考えられ
るので、この状態からxy方式非点補正装置のx
方向,y方向の補正電流を独立に調整して最小錯
乱円を小さくする自動制御を行えば前述した原理
から非点補正の自動化が達成される。
第3図は、上述した本発明の原理に基づく本発
明装置の一例を示す略図である。
同図において1は図示しない電子銃から発生し
た電子ビームであり、該電子ビームは対物レンズ
2によつて試料3上へ細く集束されると共に偏向
コイル4x,4yによつて試料3上で2次元的に
走査される。5x,5yは夫々x方向及びy方向
非点補正コイルである。尚、偏向コイルのX,Y
方向と非点補正コイルのx,y方向は相互に関係
なく自由に定められている。電子線照射により試
料3より発生した2次電子等の情報は検出器6に
よつて検出され、得られた検出信号は増巾器7を
介して表示装置8及び自動焦点合わせ制御装置9
へ送られる。該制御装置9はタイミング回路10
からのスタート信号aによつて動作を開始し、逆
に停止信号bを上記タイミング回路10へ送つて
動作を終了する。動作中、上記制御装置9は励磁
電流指定信号dを発し、該信号dは対物レンズ駆
動回路11又は非点補正コイル駆動回路12x,
12yへ切換回路S1,S2及び記憶回路13x,1
3yを介して送られる。
14及び15は記憶回路であり、該記憶回路1
4,15には切換回路S3,S4を介して動作終了時
の励磁電流指定信号dの値が記憶される。16は
平均回路であり、該平均回路16は上記記憶回路
14,15に記憶されている信号値の平均値eを
求め、該平均値eを前記切換回路S1を介して前記
駆動回路11へ送り最小錯乱円を与える励磁電流
を対物レンズ2に供給する。
17は走査回路であり、該走査回路17より発
生したX走査信号及びY走査信号は切換回路S5
S6を介して偏向コイル駆動回路18X,18Yへ
送られる。尚X走査信号のみは切換回路S6を介し
て偏向コイル駆動回路18Yへも供給可能にされ
ている。又上記走査回路17はX走査信号に同期
した同期信号fを発生し、該同期信号fは前記タ
イミング回路10及び制御装置9へ送られる。そ
して該タイミング回路10は該同期信号f,前記
停止信号b及び予め定められた順序に従つて切換
回路S1〜S6の切換を行う。
上述した如き構成を有する装置の動作を第4図
に示すタイミング図に従つて説明する。
オペレータによつてスタートが指示されるとタ
イミング回路10はスタート信号a1を制御装置
9へ送ると共にS1をの状態、S2およびS6
の状態とする。従つて電子ビーム1は試料3上
でX方向にのみ走査され、各走査毎に制御装置9
により対物レンズ2の励磁電流が変化され、所謂
焦点合わせ操作が行われる。即ち制御装置9は対
物レンズ2の励磁電流を電子ビームの1回のX方
向走査毎に徐々に段階的に変化させると共に、例
えば走査毎に得られる検出信号の変化分の大きさ
を積算し、この積算値が最大となる様な励磁電流
値を求め、その値に励磁電流を固定する。従つて
この電流値の時に電子ビーム径が最も細くなつて
いる。
ところがこの焦点合わせ操作時S2はの状態
にあり、しかも記憶回路13x,13yはタイミ
ング回路10からのクリアパルスCによつてクリ
アされており非点補正コイル5x,5yは作動し
ていないため、非点収差は全く補正されていな
い。そのため試料3上には第5図に示す様な非点
収差により橢円形となつた電子ビームが照射され
ている。ここで橢円の長軸と走査方向Xとが角度
θ傾いているとすれば、上述した積算値は橢円の
走査方向Xにおける太さ(第5図における′)
が最小となつた時に検出信号が最も鋭い変化を示
すために最大となる。従つて制御装置9が対物レ
ンズ2の励磁電流を徐々に段階的に変化させるこ
とにより電子ビームの形状を第1図に示す様にF
からC→G→D→H→E→Iの様に変化させれば
′が例えば焦線Cと最小錯乱円Dとの間(例え
ばG)で必ず最小値を持ち、この最小値を与える
励磁電流値I1の所で制御装置9は停止信号b1
発して焦点合わせ操作を停止する。
タイミング回路10は該停止信号b1に同期し
てS3を短期間だけの状態として上記電流値I1
に対応する励磁電流指定信号K1を記憶回路14
に記憶させると共に、S5およびS6をの状態に
することにより、電子ビームの走査方向をY方向
とする。そしてタイミング回路10はこの状態で
スタート信号a2を制御装置9へ送り、Y方向の
電子ビーム走査における焦点合わせ操作を行う。
従つてX方向の場合と全く同様な手順で第5図に
おける′が最小値となる(例えば第1図におけ
るH)励磁電流値I2が求められる。そして焦点
合わせ操作の終了を示す停止信号b2に同期して
タイミング回路10は短期間だけS4をの状態
として上記電流値I2に対応する励磁電流指定信
号値K2を記憶回路15に記憶させる。この様に
して記憶回路14,15にK1,K2が納められる
と、タイミング回路10はS1をの状態として
平均回路16の出力信号e=(K+K/2)を駆動
回 路11へ送る。従つて対物レンズ2の励磁電流は
+I/2となり、試料3には第1図に示すGとH
の 丁度中間に存在する最小錯乱円Dの状態で電子ビ
ームが照射されることとなる。そしてこの最小錯
乱円の状態で対物レンズ2の励磁電流を固定した
まま、次に非点補正が行われる。
即ち、タイミング回路10はS2をの状態に
すると共にスタート信号a3を制御装置9へ送る
ことにより、電子ビームをY方向に走査した状態
でy方向非点補正コイル5yを動作させる。制御
装置9は先の焦点合わせ操作の場合と全く同様
に、電子ビームの1回のY方向走査毎に非点補正
コイル5yに流す電流を徐々に段階的に変化させ
ると共に、1回の電子ビーム走査毎に得られる検
出信号における変化分の積算値を求め、該積算値
が最大即ち電子ビーム径が最小となる電流値(例
えばI3)を検出し、該電流値I3に非点補正コイ
ル5yの励磁電流を固定する。そしてこの電流値
3はS2が切換えられても記憶回路13yによつ
て保持される。この様な操作は言い換えれば第1
図における焦線Eを非点補正コイル5yにより錯
乱円Dの位置へ移動させることに相当し、これに
よりy方向の電子ビーム径を最小とすることがで
きる。
停止信号b3によりy方向の電子ビーム径が最
小となつたことを確認した後にタイミング回路は
2をの状態としてx方向非点補正コイル5x
を動作させ、更にスタート信号a4を制御装置9
へ送り、x方向の非点補正を開始させる。そして
制御装置はy方向の場合と全く同様にx方向の電
子ビーム径を最小とする電流値I4を検出し、そ
の値に非点補正コイル5xの励磁電流を固定す
る。従つて停止信号b4の時点では電子ビームは
x,y両方向の非点が補正された円形で最小のビ
ーム径となつている。そこで停止信号b4に同期
してS5およびS6をの状態にもどし電子ビーム
を試料3上で通常の2次元走査させれば、該走査
に同期した表示装置8の画面には非点収差が補正
され、しかも焦点が合つた鮮明な走査電子顕微鏡
像が表示されることになる。
尚、上述した焦点合わせ操作及び非点補正操作
のいずれか一方あるいは両方共繰返し行えば更に
効果があることは言うまでもない。
又、上述した実施例では一つの制御装置9を切
換えることにより焦点合わせ操作と非点補正操作
を行つたが、2つの制御装置を別個に備えるよう
にしても良いし、制御装置自体も上述した検出信
号の変化分の積算値を求める方式のものに限らず
その他の方式、例えば検出信号の微分値が最も大
きくなるようにする方式のものなど、要するに電
子ビーム径(走査方向の)が最も小さくなつたこ
とを検出できるものであればどんなものでも良
い。
更に電子線を試料上で最小錯乱円の状態にする
ことは、上述した方式に限らず例えば試料上で電
子線を円形走査させながら制御装置を動作させる
方式によつても実現できる。
【図面の簡単な説明】
第1図は非点収差を説明するための図、第2図
a,b,cは夫々本発明の原理を説明するための
図、第3図は本発明を実施した装置の一例を示す
構成図、第4図は上記実施例の動作を説明するた
めのタイミング図、第5図は橢円形の電子ビーム
と走査方向との関係を示す図である。 1:電子ビーム、2:対物レンズ、4X,4
Y:偏向コイル、5x,5y:非点補正コイル、
6:検出器、8:表示装置、9:焦点合わせ制御
装置、10:タイミング回路、13x,13y,
14,15:記憶回路、16:平均回路、17:
走査回路、S1,S6:切換回路。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 試料上に照射される電子ビームを細く集束す
    るための集束レンズ系と、電子ビームを試料上で
    二次元的に繰返し走査するための偏向手段と、前
    記集束レンズ系に組込まれたxy方式非点収差補
    正装置とを備えた装置において、電子ビームに照
    射される試料より発生する情報から試料上におけ
    る電子ビーム径に対応する信号を発生する手段
    と、電子ビームの走査期間中前記xy方式非点収
    差補正装置のx方向励磁強度を一定に保つたまま
    電子ビームの走査と同期してy方向励磁強度を順
    次変更させて前述した電子ビーム径に対応する信
    号が最も大きくなるようにy方向励磁強度を設定
    する手段と、電子ビームの走査期間中前記xy方
    式非点収差補正装置のy方向励磁強度を一定に保
    つたまま電子ビームの走査と同期してx方向励磁
    強度を順次変化させて前述した電子ビーム径に対
    応する信号が最も大きくなるようにx方向励磁強
    度を設定する手段を設けたことを特徴とする走査
    電子顕微鏡等における非点補正装置。
JP3644579A 1979-03-28 1979-03-28 Method and device for astrigmatism correction in scanning electron microscope Granted JPS556784A (en)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPWO2006104193A1 (ja) * 2005-03-29 2008-09-11 パイオニア株式会社 非点収差の調整方法

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5766637A (en) * 1980-10-14 1982-04-22 Toshiba Corp Exposure device for electron beam
JPS58207561A (ja) * 1982-05-27 1983-12-03 Honda Motor Co Ltd 自動変速プ−リ

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS4834477A (ja) * 1971-09-06 1973-05-18
JPS50141261A (ja) * 1974-04-24 1975-11-13
JPS5218161A (en) * 1975-08-01 1977-02-10 Hitachi Ltd Sample scan type sample image display unit

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS4834477A (ja) * 1971-09-06 1973-05-18
JPS50141261A (ja) * 1974-04-24 1975-11-13
JPS5218161A (en) * 1975-08-01 1977-02-10 Hitachi Ltd Sample scan type sample image display unit

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPWO2006104193A1 (ja) * 2005-03-29 2008-09-11 パイオニア株式会社 非点収差の調整方法

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