JPS63200444A - 走査型電子顕微鏡等の自動非点収差補正方法 - Google Patents
走査型電子顕微鏡等の自動非点収差補正方法Info
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- JPS63200444A JPS63200444A JP62032896A JP3289687A JPS63200444A JP S63200444 A JPS63200444 A JP S63200444A JP 62032896 A JP62032896 A JP 62032896A JP 3289687 A JP3289687 A JP 3289687A JP S63200444 A JPS63200444 A JP S63200444A
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- astigmatism correction
- scanning
- astigmatism
- correction
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- 201000009310 astigmatism Diseases 0.000 title claims abstract description 53
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 12
- 239000000523 sample Substances 0.000 abstract description 26
- 238000010894 electron beam technology Methods 0.000 abstract description 8
- 238000001514 detection method Methods 0.000 abstract description 3
- 230000010354 integration Effects 0.000 abstract description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 6
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 230000006870 function Effects 0.000 description 1
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 1
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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
- H01J37/04—Arrangements of electrodes and associated parts for generating or controlling the discharge, e.g. electron-optical arrangement or ion-optical arrangement
- H01J37/153—Electron-optical or ion-optical arrangements for the correction of image defects, e.g. stigmators
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- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Electron Beam Exposure (AREA)
- Electron Sources, Ion Sources (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）等の自動非点収差
補正方法に関する。
補正方法に関する。
Ｃ従来の技術〕
一般に、ＳＥＭ等の走査像を得る装置においては、試料
に照射する電子ビームを細く絞るために電子光学系の非
点収差を補正することは極めて重要である。
に照射する電子ビームを細く絞るために電子光学系の非
点収差を補正することは極めて重要である。
従来のＳＥＭにおける自動非点収差補正方法を第４図に
より説明すると、同図（イ）に示すように電子線を試料
Ｓ上で走査させ、二次電子像、または反射電子像信号等
を検出して微分する。このとき焦点が合っていれば像は
シャープなのでそのエツジ部分で大きな微分信号値が得
られることとなる。この微分信号を走査中積分して走査
終了時の積分値をＡ／Ｄ変換する。この動作を２組の非
点収差補正コイルに流す補正Ｔ１．？！ＬＩ ｘ 、Ｉ
ｖを変更するたびに行い、同図（ロ）に示すように横
軸ＩＮ、縦軸１ｖの平面上で積分値のＡ／Ｄ変換値が最
大になるようなＭｌ流の組み合わせとして非点収差補正
コイル電流を求めている。
より説明すると、同図（イ）に示すように電子線を試料
Ｓ上で走査させ、二次電子像、または反射電子像信号等
を検出して微分する。このとき焦点が合っていれば像は
シャープなのでそのエツジ部分で大きな微分信号値が得
られることとなる。この微分信号を走査中積分して走査
終了時の積分値をＡ／Ｄ変換する。この動作を２組の非
点収差補正コイルに流す補正Ｔ１．？！ＬＩ ｘ 、Ｉ
ｖを変更するたびに行い、同図（ロ）に示すように横
軸ＩＮ、縦軸１ｖの平面上で積分値のＡ／Ｄ変換値が最
大になるようなＭｌ流の組み合わせとして非点収差補正
コイル電流を求めている。
このような自動非点収差補正方法は、全画面上について
信号の積分を行っているので、一定時間内に全動作を完
了するためにはプローブの走査速度が速くなければなら
ず、そうするとプローブ電流密度は小さく、信号のＳ／
Ｎ比が悪くなってしまい、積分値のピークが見つかりに
くくなってしまう。また、この動作はフォーカスが完全
に合っている場合を前提としているので、フォーカスが
合っていない状態では自動非点収差補正後のＴＸ、Ｉｖ
Ｏ値が最適であるか否か考慮されていないという問題が
ある。
信号の積分を行っているので、一定時間内に全動作を完
了するためにはプローブの走査速度が速くなければなら
ず、そうするとプローブ電流密度は小さく、信号のＳ／
Ｎ比が悪くなってしまい、積分値のピークが見つかりに
くくなってしまう。また、この動作はフォーカスが完全
に合っている場合を前提としているので、フォーカスが
合っていない状態では自動非点収差補正後のＴＸ、Ｉｖ
Ｏ値が最適であるか否か考慮されていないという問題が
ある。
本発明は上記問題点を解決するためのもので、焦点が合
っていない場合でも非点収差補正コイル電流値の最適値
に近い値が求められ、少ない試行錯誤で完全非点収差補
正位置を求めることができ、Ｓ／Ｎ比を向上させること
のできる走査型電子顕微鏡等の自動非点収差補正方法を
提供することを目的とする。
っていない場合でも非点収差補正コイル電流値の最適値
に近い値が求められ、少ない試行錯誤で完全非点収差補
正位置を求めることができ、Ｓ／Ｎ比を向上させること
のできる走査型電子顕微鏡等の自動非点収差補正方法を
提供することを目的とする。
そのために本発明の走査型電子９＝鏡等の自動非点収差
補正方法は、２Ｍｉの非点収差補正コイルへの各補正電
流を順次変更し、各補正電流の組み合わせ毎に互いに直
交する方向の各方向への１回の走査により生ずる２次電
子または反射電子等の信号を検出して微分し、各１回の
走査中の微分値を積分して得られる各方向における積分
値の最大値を与える非点収差補正コイル電流の組み合わ
せを求め、各方向で求められた２点の非点収差補正電流
の組み合わせの各補正電流の平均値を最適非点収差補正
コイル電流とすることを特徴とする。
補正方法は、２Ｍｉの非点収差補正コイルへの各補正電
流を順次変更し、各補正電流の組み合わせ毎に互いに直
交する方向の各方向への１回の走査により生ずる２次電
子または反射電子等の信号を検出して微分し、各１回の
走査中の微分値を積分して得られる各方向における積分
値の最大値を与える非点収差補正コイル電流の組み合わ
せを求め、各方向で求められた２点の非点収差補正電流
の組み合わせの各補正電流の平均値を最適非点収差補正
コイル電流とすることを特徴とする。
（作用〕
本発明の走査型電子顕微鏡等の自動非点収差補正方法は
、非点収差補正電流値を順次変更して各補正電流の組み
合わせ毎に互いに直交するａまたはｂ方向へ１回だけ走
査し、２次電子または反射電子等の信号を検出して微分
し、ａまたはｂ方向への各１回の走査中の微分値を積分
し、ａ方向、ｂ方向における積分値の最大値を与える各
非点収差補正コイル電流の平均値として得られる補正コ
イル電流の組み合わせを最適非点収差補正コイル電流と
することにより非点収差補正コイル電流値の最適値に近
い値を求め、焦点が合っていない場合でも少ない試行錯
誤で完全非点収差補正位置を求めることができ、Ｓ／Ｎ
比を向上させることのできる。
、非点収差補正電流値を順次変更して各補正電流の組み
合わせ毎に互いに直交するａまたはｂ方向へ１回だけ走
査し、２次電子または反射電子等の信号を検出して微分
し、ａまたはｂ方向への各１回の走査中の微分値を積分
し、ａ方向、ｂ方向における積分値の最大値を与える各
非点収差補正コイル電流の平均値として得られる補正コ
イル電流の組み合わせを最適非点収差補正コイル電流と
することにより非点収差補正コイル電流値の最適値に近
い値を求め、焦点が合っていない場合でも少ない試行錯
誤で完全非点収差補正位置を求めることができ、Ｓ／Ｎ
比を向上させることのできる。
以下、実施例を図面を参照して説明する。
本発明によるＳＥＭ等の自動非点収差補正方法について
第１図により説明する。
第１図により説明する。
先ず第１図（イ）に示すように、２組の非点収差補正コ
イルへ流す補正電流１ｓ、Ｉｖをある値に設定し、ａ方
向へ１回だけ電子線プローブにより試料Ｓ上を走査し、
２次電子像等の検出信号の微分値を１回の走査中積分し
、この積分値を走査終了後Ａ／Ｄ変換して記憶しておく
。このことをＩｘ、Ｉｖを順次変更しなからａ方向にの
み走査を繰り返し、第１図（ロ）に示すようにその最大
値を与える非点収差補正コイル電流の組み合わせＩｘ＋
、Ｉ□を求める。
イルへ流す補正電流１ｓ、Ｉｖをある値に設定し、ａ方
向へ１回だけ電子線プローブにより試料Ｓ上を走査し、
２次電子像等の検出信号の微分値を１回の走査中積分し
、この積分値を走査終了後Ａ／Ｄ変換して記憶しておく
。このことをＩｘ、Ｉｖを順次変更しなからａ方向にの
み走査を繰り返し、第１図（ロ）に示すようにその最大
値を与える非点収差補正コイル電流の組み合わせＩｘ＋
、Ｉ□を求める。
次に、第１図（ハ）に示すように、同様にしてａ方向と
直交するｂ方向に試料Ｓ上を走査し、同様に最大値を与
える非点収差補正コイル電流の組み合わせ■。、■７□
を求める。
直交するｂ方向に試料Ｓ上を走査し、同様に最大値を与
える非点収差補正コイル電流の組み合わせ■。、■７□
を求める。
このように、電子線プローブによる試料の走査を面状で
はなく線状に行い、ａ、ｂ２方向へ１回のみ走査して１
回分の積分を求め、それぞれ順次非点収差補正電流を変
更して積分値を求める。
はなく線状に行い、ａ、ｂ２方向へ１回のみ走査して１
回分の積分を求め、それぞれ順次非点収差補正電流を変
更して積分値を求める。
最終的に求める最適な非点収差補正コイル電流ｒｘ３．
１ｙ３は、ａ、ｂ両方向を満足する組み合わせとして、 Ｉ Ｘ３＝ （Ｉｘ＋＋ ＩＸ□”） ／ ２ −
−−−−− （１）Ｉ ｙｉ＝ （Ｉｖ＋＋ Ｉ ｖｚ
＞ ／ ２ −・−−−・−（２）のように求める
。このＴＸ３、ＴＹ３の値は、フォーカスが完全に合っ
ている場合はあ−らゆる形状の試料について最適値を示
し、また、フォーカスが合っていない場合についても、
はとんどの形状の試料について最適値に近い値を示すこ
とが実験により確かめられた。こうして最適値に近い値
が得られれば、最終的な完全焦点位置、完全非点収差補
正位置へより少ない試行錯誤で到達することができる。
１ｙ３は、ａ、ｂ両方向を満足する組み合わせとして、 Ｉ Ｘ３＝ （Ｉｘ＋＋ ＩＸ□”） ／ ２ −
−−−−− （１）Ｉ ｙｉ＝ （Ｉｖ＋＋ Ｉ ｖｚ
＞ ／ ２ −・−−−・−（２）のように求める
。このＴＸ３、ＴＹ３の値は、フォーカスが完全に合っ
ている場合はあ−らゆる形状の試料について最適値を示
し、また、フォーカスが合っていない場合についても、
はとんどの形状の試料について最適値に近い値を示すこ
とが実験により確かめられた。こうして最適値に近い値
が得られれば、最終的な完全焦点位置、完全非点収差補
正位置へより少ない試行錯誤で到達することができる。
第２図は非点収差補正コイル電流１ｘ、Ｉｖと画像の状
態を示す図であり、ＬＸ、ＩＹの値に対する像の状態を
一例として円形試料の像のボケで表している。なお、図
の点線は像の輪郭のボケを示している。
態を示す図であり、ＬＸ、ＩＹの値に対する像の状態を
一例として円形試料の像のボケで表している。なお、図
の点線は像の輪郭のボケを示している。
第２図（イ）は焦点が合っている状態で、この図ではｌ
Ｘ０１■、。の時に非点収差は完全に補正されていて像
はａ、ｂ両方向に対してシャープに見えている。このと
き Ｉ ｘ＋ ＝ Ｉ Ｘ２＝ Ｉ ｘ。
Ｘ０１■、。の時に非点収差は完全に補正されていて像
はａ、ｂ両方向に対してシャープに見えている。このと
き Ｉ ｘ＋ ＝ Ｉ Ｘ２＝ Ｉ ｘ。
１、、＝ ＩＹｔ＝ＩＹＯ
となり、これは（１）、（２）式も満たしており、この
値が最適値として求められる。
値が最適値として求められる。
第２図（ロ）は焦点が合っていない状態で、像はＩＸと
Ｉｖの値により決まるある方向に伸びた像となる。ここ
で、像をａ方向に走査すれば、αのような像の時に、一
番シャープな像の工・ノジに垂直に走査することになる
ので積分値は最大になる。同様にｂ方向に走査すれば、
βのような時に積分値は最大になる。このようにして、
ＩＸＩ、Ｉ７１ ＩＸＩ、ＩＹ２が求められ、この値は
最適値ではないが、前述したように、この２点は最適値
を与える点に対して対称な位置に存在することが実験に
より確かめられている。この位置は方向性を持たない位
置である。こうして最適値ＩＸ３、Ｉｙａは（１）、（
２）式のように２点の中点を求めることによって得られ
ることになる。
Ｉｖの値により決まるある方向に伸びた像となる。ここ
で、像をａ方向に走査すれば、αのような像の時に、一
番シャープな像の工・ノジに垂直に走査することになる
ので積分値は最大になる。同様にｂ方向に走査すれば、
βのような時に積分値は最大になる。このようにして、
ＩＸＩ、Ｉ７１ ＩＸＩ、ＩＹ２が求められ、この値は
最適値ではないが、前述したように、この２点は最適値
を与える点に対して対称な位置に存在することが実験に
より確かめられている。この位置は方向性を持たない位
置である。こうして最適値ＩＸ３、Ｉｙａは（１）、（
２）式のように２点の中点を求めることによって得られ
ることになる。
第３図は本発明によるＳＥＭ等の自動非点収差補正方法
を実施するための装置の構成を示す図で、１は電子銃、
２は電子線プローブ、３は対物レンズ、４は試料、５ａ
、５ｂは走査コイル、６Ｘ。
を実施するための装置の構成を示す図で、１は電子銃、
２は電子線プローブ、３は対物レンズ、４は試料、５ａ
、５ｂは走査コイル、６Ｘ。
６Ｙは非点収差補正コイル、７は２次電子等検出器、８
はＣＲＴ、９は微分器、１０は積分器、１１はＡ／Ｄコ
ンバータ、１２はサンプル値メモリ、１３は演算処理回
路、１４．１５はＤ／Ａコンバータ、１６は制御回路、
１７はａ方向走査回路、１８はｂ方向走査回路である。
はＣＲＴ、９は微分器、１０は積分器、１１はＡ／Ｄコ
ンバータ、１２はサンプル値メモリ、１３は演算処理回
路、１４．１５はＤ／Ａコンバータ、１６は制御回路、
１７はａ方向走査回路、１８はｂ方向走査回路である。
図において、電子銃１から発生した電子線プローブは、
対物レンズ３によって試料４上へ細く集束されると共に
、制御回路１６により制御されるａ方向走査回路１７、
またはｂ方向走査回路１８による走査信号により、線状
に１回だけ走査される。このとき発生した２次電子を検
出器７で検出する。この検出信号は微分器９で微分され
ると共に、積分器１０で積分されてＡ／Ｄコンバータで
ディジタル量に変換される。この値はメモリ１２に記憶
され、演算処理回路は非点収差補正コイル６Ｘ、６Ｙに
加える電流値を変え、同様にａ方向走査回路５ａ、また
はｂ方向走査回路５ｂにより、線状に１回だけ走査され
、そのときの２次電子が検出されて以後同様の動作が操
り返される。
対物レンズ３によって試料４上へ細く集束されると共に
、制御回路１６により制御されるａ方向走査回路１７、
またはｂ方向走査回路１８による走査信号により、線状
に１回だけ走査される。このとき発生した２次電子を検
出器７で検出する。この検出信号は微分器９で微分され
ると共に、積分器１０で積分されてＡ／Ｄコンバータで
ディジタル量に変換される。この値はメモリ１２に記憶
され、演算処理回路は非点収差補正コイル６Ｘ、６Ｙに
加える電流値を変え、同様にａ方向走査回路５ａ、また
はｂ方向走査回路５ｂにより、線状に１回だけ走査され
、そのときの２次電子が検出されて以後同様の動作が操
り返される。
こうして演算処理回路１３は、サンプル値記憶メモリに
記ｔαされている各データからピーク値を算出し、その
ときのＩＸ１％ Ｉｎ％ Ｉｘｚｓ ｌｙｔが求め
られ、（１）式、（２）式により最適値に近い値を求め
ることができる。
記ｔαされている各データからピーク値を算出し、その
ときのＩＸ１％ Ｉｎ％ Ｉｘｚｓ ｌｙｔが求め
られ、（１）式、（２）式により最適値に近い値を求め
ることができる。
以上のように本発明によれば、焦点が合っていない場合
でも、非点収差補正コイル電流値の最適値に近い値が求
められるので、最終的な完全焦点位置、完全非点収差補
正位置へより少ない試行錯誤で到達することができる。
でも、非点収差補正コイル電流値の最適値に近い値が求
められるので、最終的な完全焦点位置、完全非点収差補
正位置へより少ない試行錯誤で到達することができる。
また、１回分の積分中に１回だけ走査するので、走査速
度を遅くでき、信号Ｓ／Ｎ比が良くなって少ないプロー
ブ電流時でも正常に動作することができる。
度を遅くでき、信号Ｓ／Ｎ比が良くなって少ないプロー
ブ電流時でも正常に動作することができる。
第１図は本発明による走査型電子顕微鏡等の自動非点収
差補正方法を説明するための図、第２図は非点収差補正
コイル電流１ｘ、Ｉｙと画像の状態を示す図、第３図は
本発明による非点収差補正方法を実施するための装置の
構成を示す図、第４図は従来の非点収差補正方法を説明
するための図である。 １・・・電子銃、２・・・電子線プローブ、３・・・対
物レンズ、４・・・試料、５ａ、５ｂ・・・走査コイル
、６Ｘ。 ６Ｙ・・・非点収差補正コイル、７・・・２次電子等検
出器、８・・・ＣＲＴ、９・・・微分器、１０・・・積
分器、１１・・・Ａ／Ｄコンバータ、１２・・・サンプ
ル値メモリ、１３・・・演算処理回路、１４．１５・・
・Ｄ／Ａコンパ−タ、１６・・・制御回路、１７・・・
ａ方向走査回路、１，８・・・ｂ方向走査回路。 出 願 人 日本電子株式会社 代理人 弁理士 蛭 川 昌 信（外２名）第１図 Ｃロン 訃七Ａす１１コイル電流 第２図
差補正方法を説明するための図、第２図は非点収差補正
コイル電流１ｘ、Ｉｙと画像の状態を示す図、第３図は
本発明による非点収差補正方法を実施するための装置の
構成を示す図、第４図は従来の非点収差補正方法を説明
するための図である。 １・・・電子銃、２・・・電子線プローブ、３・・・対
物レンズ、４・・・試料、５ａ、５ｂ・・・走査コイル
、６Ｘ。 ６Ｙ・・・非点収差補正コイル、７・・・２次電子等検
出器、８・・・ＣＲＴ、９・・・微分器、１０・・・積
分器、１１・・・Ａ／Ｄコンバータ、１２・・・サンプ
ル値メモリ、１３・・・演算処理回路、１４．１５・・
・Ｄ／Ａコンパ−タ、１６・・・制御回路、１７・・・
ａ方向走査回路、１，８・・・ｂ方向走査回路。 出 願 人 日本電子株式会社 代理人 弁理士 蛭 川 昌 信（外２名）第１図 Ｃロン 訃七Ａす１１コイル電流 第２図
Claims (1)
- ２組の非点収差補正コイルへの各補正電流を順次変更し
、各補正電流の組み合わせ毎に互いに直交する方向の各
方向への１回の走査により生ずる２次電子または反射電
子等の信号を検出して微分し、各１回の走査中の微分値
を積分して得られる各方向における積分値の最大値を与
える非点収差補正コイル電流の組み合わせを求め、各方
向で求められた２点の非点収差補正電流の組み合わせの
各補正電流の平均値を最適非点収差補正コイル電流とす
ることを特徴とする走査型電子顕微鏡等の自動非点収差
補正方法。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62032896A JPS63200444A (ja) | 1987-02-16 | 1987-02-16 | 走査型電子顕微鏡等の自動非点収差補正方法 |
| GB8802668A GB2215088B (en) | 1987-02-16 | 1988-02-05 | Method and apparatus for automatically correcting astigmatism in a scanning electron microscope or the like |
| US07/154,050 US4791295A (en) | 1987-02-16 | 1988-02-09 | Method and apparatus for automatically correcting astigmatism of scanning electron microscope or the like |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62032896A JPS63200444A (ja) | 1987-02-16 | 1987-02-16 | 走査型電子顕微鏡等の自動非点収差補正方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63200444A true JPS63200444A (ja) | 1988-08-18 |
| JPH0438100B2 JPH0438100B2 (ja) | 1992-06-23 |
Family
ID=12371654
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62032896A Granted JPS63200444A (ja) | 1987-02-16 | 1987-02-16 | 走査型電子顕微鏡等の自動非点収差補正方法 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4791295A (ja) |
| JP (1) | JPS63200444A (ja) |
| GB (1) | GB2215088B (ja) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6435838A (en) * | 1987-07-31 | 1989-02-06 | Jeol Ltd | Charged particle beam device |
| US5057689A (en) * | 1989-09-20 | 1991-10-15 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Scanning electron microscope and a method of displaying cross sectional profiles using the same |
| JP2835097B2 (ja) * | 1989-09-21 | 1998-12-14 | 株式会社東芝 | 荷電ビームの非点収差補正方法 |
| JP2647732B2 (ja) * | 1990-06-27 | 1997-08-27 | 株式会社日立製作所 | 電子線寸法計測装置 |
| US5389858A (en) * | 1992-07-16 | 1995-02-14 | International Business Machines Corporation | Variable axis stigmator |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5492050A (en) * | 1977-12-29 | 1979-07-20 | Jeol Ltd | Method and apparatus for astigmatic correction of scanning electronic microscope and others |
| JPS56147350A (en) * | 1980-04-16 | 1981-11-16 | Nichidenshi Tekunikusu:Kk | Correction method and performing device of astigmatism |
| US4567369A (en) * | 1982-06-18 | 1986-01-28 | National Research Development Corporation | Correction of astigmatism in electron beam instruments |
-
1987
- 1987-02-16 JP JP62032896A patent/JPS63200444A/ja active Granted
-
1988
- 1988-02-05 GB GB8802668A patent/GB2215088B/en not_active Expired - Fee Related
- 1988-02-09 US US07/154,050 patent/US4791295A/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| GB2215088A (en) | 1989-09-13 |
| GB2215088B (en) | 1992-02-05 |
| GB8802668D0 (en) | 1988-03-02 |
| JPH0438100B2 (ja) | 1992-06-23 |
| US4791295A (en) | 1988-12-13 |
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