JPWO2017033591A1 - 荷電粒子線装置および試料ステージのアライメント調整方法 - Google Patents

Abstract

本発明の目的は、試料ステージと光学像のアライメントを、低倍率な光学像と高倍率な光学像を利用して、高精度に、操作性良く、高スループットで調整できることに関する。
本発明は、試料を保持した試料台の光学像をデジタル処理により拡大もしくは縮小または視野変更した第１の処理済み光学像を用いて、試料台アライメントによるアライメント調整が実施可能であり、第１の処理済み光学像とは異なる第２の処理済み光学像を用いて、アライメントポイント指定によるアライメント調整が実施可能であることに関する。
本発明によれば、試料を保持した試料台を試料室から取り出さずに、試料台の外形状と試料上の特徴点を基準として、試料ステージと光学像のアライメントを調整できる。

Description

本発明は、走査型電子顕微鏡などの荷電粒子線装置に関し、特に試料ステージのアライメント調整に関する。

カメラデバイスを備えた荷電粒子線装置では、カメラデバイスにより、試料台に載置された試料の光学像を取得し、この取得された試料の光学像上において、荷電粒子線を照射して観察する試料上の位置や範囲を選択できる。高精度に位置や範囲を選択するためには、試料台を動かす試料ステージと光学像のアライメントを高精度に調整する必要がある。

特開２０１０−１９８９９８号公報（特許文献１）では、カメラデバイスにより撮像され、試料台や試料の光学像を表示した表示画面に、光学像中における試料台の大きさを識別するための、試料台と同形状からなる試料台認識用の調整ガイドを表示させ、表示画面上において、この調整ガイドの拡大／縮小／移動を行って、表示画面上の試料台の光学像と合致させることにより、光学像上での試料台の大きさと中心位置を認識する。そして、この認識した表示画面上における試料台の光学像の大きさと、予め蓄積されているこの試料台の実際の大きさとの対応から、カメラデバイスにより取得された光学像の拡大倍率およびこの光学像上での試料台の中心位置を演算し、試料ステージと光学像のアライメントを調整する。

特開２０１０−１９８９９８号公報

本願発明者が、試料ステージと光学像のアライメントを、高精度に、操作性良く、且つ高スループットで調整することについて鋭意検討した結果、次の知見を得るに至った。

高精度なアライメント調整を実施するためには、特許文献１のような、試料台の外形状（低倍率な光学像）だけを基準とするのではなく、試料上の特徴点（高倍率な光学像）も基準とすることが望ましい。

しかし、光学式ズームのカメラデバイスを用いて試料台の外形状（低倍率な光学像）と試料上の特徴点（高倍率な光学像）の双方を基準としたアライメント調整を実施しようとする場合においては、低倍率な光学像と高倍率な光学像の中心位置は一致しているため、低倍率な光学像の中心付近に試料上の特徴点が存在しないと、試料上の特徴点（高倍率な光学像）を基準としたアライメント調整は実施できない。試料上の特徴点は微小であり、低倍率な光学像では確認が難しいため、高倍率な光学像を取得してみないと、その有無を確認することが難しい。このため、高倍率な光学像において、アライメント調整に適した試料上の特徴点が存在しない場合には、スタンドなどに保持されているカメラデバイスの位置を微調整したり、試料台上の試料位置を微調整したりする必要があった。試料を保持した試料台が荷電粒子線装置の試料室内にあるときは、試料室を大気開放して試料台を取り出した後、試料位置の微調整や、光学像の再取得を行い、試料室に戻した上で試料室を再度真空排気する必要があり、操作工程が煩雑となり、観察スループットの低下を招く。

本発明の目的は、試料ステージと光学像のアライメントを、低倍率な光学像と高倍率な光学像を利用して、高精度に、操作性良く、高スループットで調整できることに関する。

本発明は、試料を保持した試料台の光学像をデジタル処理により拡大もしくは縮小または視野変更した第１の処理済み光学像を用いて、試料台アライメントによるアライメント調整が実施可能であり、第１の処理済み光学像とは異なる第２の処理済み光学像を用いて、アライメントポイント指定によるアライメント調整が実施可能であることに関する。

本発明によれば、試料を保持した試料台を試料室から取り出さずに、試料台の外形状と試料上の特徴点を基準として、試料ステージと光学像のアライメントを調整できる

走査電子顕微鏡の全体構成の概略図 カメラデバイスの概略図 試料台アライメントによるアライメント調整の説明図 アライメントポイント指定によるアライメント調整の説明図 光学像を切り出してＧＵＩ画面に表示する場合の説明図 画像シフトする場合の説明図 画像シフト後の中心座標を求めるフロー図 試料がずれた場合における光学像取得の説明図 ４個の試料台を有するマルチホルダーの概略図 マルチホルダーにかかるＧＵＩ画面の説明図 １４個の試料台を有するマルチホルダーの概略図 ３本の直線を移動調整する試料台アライメントの説明図 試料台外形の３点を指定する試料台アライメントの説明図

実施例では、試料を保持した試料台を載置して、少なくとも二次元移動する試料ステージと、前記試料に荷電粒子線を照射する照射光学系と、前記試料から放出された情報信号を検出する検出器と、前記情報信号に基づいて形成された荷電粒子像を表示する表示装置と、前記試料台を撮影する光学顕微鏡と、前記光学顕微鏡により撮影された光画像を記憶する記憶部と、前記記憶部に記憶された光学像をデジタル処理により拡大もしくは縮小または視野変更した処理済み光学像を、前記表示装置に表示し、第１の処理済み光学像の上に、試料台アライメント用インジゲーターを表示し、入力デバイスを介して前記第１の処理済み光学像または前記試料台アライメント用インジゲーターを操作して、試料台アライメントによるアライメント調整が実施可能であり、前記第１の処理済み光学像とは異なる第２の処理済み光学像または荷電粒子像の上に、ポインタを表示し、前記入力デバイスを介して前記第２の処理済み光学像もしくは前記荷電粒子像または前記ポインタを操作して、アライメントポイント指定によるアライメント調整が実施可能である、アライメント調整部と、を備える荷電粒子線装置を開示する。

また、実施例では、光学顕微鏡により撮影された試料を保持した試料台の光学像を、荷電粒子線装置の記憶部に記憶し、前記記憶部に記憶された前記光学像をデジタル処理により拡大もしくは縮小または視野変更した第１の処理済み光学像を、荷電粒子線装置の表示装置に表示し、前記第１の処理済み光学像の上に、試料台アライメント用インジゲーターを表示し、入力デバイスを介して前記第１の処理済み光学像または前記試料台アライメント用インジゲーターを操作して、試料台アライメントによるアライメント調整が実施可能であり、前記記憶部に記憶された前記光学像をデジタル処理により拡大もしくは縮小または視野変更した、前記第１の処理済み光学像とは異なる第２の処理済み光学像を前記表示装置に表示し、少なくとも二次元移動する試料ステージに載置された前記試料台が保持した前記試料に照射光学系から荷電粒子線を照射して、当該試料から放出された情報信号を検出器により検出し、当該情報信号に基づいて形成された荷電粒子像を前記表示装置に表示し、前記第１の処理済み光学像とは異なる第２の処理済み光学像または荷電粒子像の上に、ポインタを表示し、前記入力デバイスを介して前記第２の処理済み光学像もしくは前記荷電粒子像または前記ポインタを操作して、アライメントポイント指定によるアライメント調整が実施可能である、アライメント調整方法を開示する。

また、実施例では、試料台アライメントによるアライメント調整を実施した後、第１の処理済み光学像より拡大された第２の処理済み光学像を前記表示装置に表示し、アライメントポイント指定によるアライメント調整が実施可能であることを開示する。

また、実施例では、前記試料台アライメント用インジゲーターが、前記試料ステージに載置された試料台の輪郭を模した形状であること、または、前記第１の処理済み光学像に表示された試料台の輪郭点の座標を入力できるポインタであることを開示する。

また、実施例では、前記試料ステージに複数の試料台が載置された場合には、前記アライメント調整部が、各試料台について、前記試料台アライメントによるアライメント調整、および前記アライメントポイント指定によるアライメント調整が実施可能であることを開示する。

また、実施例では、入力デバイスを介して前記複数の試料台のうちの所定の試料台が選択された場合には、前記試料ステージが、当該試料台にかかるアライメント調整に基づいて少なくとも二次元移動することを開示する。

また、実施例では、前記アライメント調整部が、ある試料台のアライメント調整に基づいて、他の試料台のアライメント調整を支援することを開示する。

以下、上記およびその他の本発明の新規な特徴と効果について図面を参酌して説明する。なお、実施例では、荷電粒子線装置の一例として走査電子顕微鏡（ＳＥＭ）を例に説明するが、本発明は、ＳＥＭ以外にも、外観検査装置、集束イオンビーム装置、またはイオン顕微鏡といった、計測、検査および加工に使用できる荷電粒子線装置一般に対して適用できる。

図１は、走査電子顕微鏡（ＳＥＭ）の全体構成の概略図である。本実施例のＳＥＭは、大まかには、電子光学鏡筒２３、試料室１２、およびその他の制御系により構成される。

まず、電子光学鏡筒２３について説明する。電子銃１より放出された一次電子線４は、アノード２により制御・加速され、コンデンサレンズ３および対物レンズ６により試料ステージ９上に存在する試料８に収束・照射される。一次電子線４の経路には、偏向器５が設けられている。偏向器５には、所定の設定倍率にしたがって偏向制御部１０から所定の偏向電流が供給される。これにより一次電子線４が偏向され、試料の表面を二次元的に走査する。試料に電子線が照射されることにより発生した二次電子７は、二次電子検出器１３により検出され、増幅器１４により増幅される。情報信号は、デジタル信号に変換した後に画像データとしてフレームメモリなどの画像記憶部１５に記憶される。この時の画像信号は、ＣＲＴやＬＣＤなどのモニター１７に表示される。

なお、二次電子の他、反射電子、透過電子、特性Ｘ線、または励起光などの情報信号を所定の検出器により検出して、画像化してもよい。

試料ステージ９は、三次元移動（Ｘ・Ｙ・Ｚ）、傾斜（Ｔ）および回転（Ｒ）の５軸で駆動する。試料８は、試料室１２内に格納された試料台上に載置されている。試料台は、試料ステージ９によりＸＹ平面内で自由に移動できる。アライメントポイントへのＳＥＭの視野移動は、試料ステージ９の移動により実施される。ステージ制御部１１が試料ステージ９をコントロールすることにより、試料ステージ９を任意の位置へ位置決めできる。

電子光学鏡筒２３の各種の動作条件は、主制御部１６（ＳＥＭ制御部）により制御される。また、主制御部１６にはＳＥＭの管理コンソールの役割を果たすコンピュータ１８が接続されている。モニター１７には電子光学鏡筒２３の動作条件を設定するためのＧＵＩ画面が表示される。装置ユーザは、コンピュータ１８に接続されたマウス２０またはキーボード２１などの入力デバイスを操作して、ＧＵＩ画面でＳＥＭの動作条件を設定する。なお、ＳＥＭの動作条件設定は、専用操作パネル２２を用いて、ＧＵＩ画面を介さずに実行することもできる。

図２は、カメラデバイスの概略図であり、カメラデバイス２４の構成を示す。カメラデバイス２４は、試料台を載置できる取付部に立脚した柱部に、光学式カメラが、取付部と正対するように下向き配置されている。カメラデバイス２４は、単焦点レンズポイントで取得した光学像を、コンピュータ１８を介してモニター１７に表示する。記憶媒体１９（データベース）には、不揮発メモリやハードディスクなどの二次記憶装置が備えられており、カメラデバイス２４で取得した光学像データやアライメントデータに関する情報が記憶・管理される。

なお、光学式カメラを試料室１２内に配置して、試料ステージ９に載置された試料台を撮影してもよい。

ＳＥＭ像観察において、試料全体に対してどの位置を観察対象としているか把握したいという要求がある。これを満たす１つの方法として、ＳＥＭ像と光学像のアライメントを用いて、光学像上においてＳＥＭ像観察する試料上の位置や範囲を選択する方法がある。これを実行するために、試料ステージ（ＳＥＭ像）と光学像のアライメント調整（校正）が必要となる。

図３は、試料台アライメントによるアライメント調整の説明図である。試料台アライメントでは、試料台外形をカメラデバイス２４で撮影して光学像を取得する。取得した光学像２５は、コンピュータ１８を介してモニター１７に表示される。試料台アライメントの開始時点で、試料台外形を模した点線円２７をモニター１７に表示する。そして、入力デバイスを操作して、試料台外形に重ねるように、点線円２７を拡大／縮小／移動して合わせる。これにより、光学像２５上での試料台の大きさ（Ｄ）と中心位置（Ｃ（Ｃｘ， Ｃｙ））をコンピュータ１８は認識する。そして、既知として記憶媒体１９に記憶されている、試料台の実際の大きさ（例えば、直径１５ｍｍ）、およびモニター１７の縦横の解像度（それぞれｈとｗ）から、光学像２５の正確な倍率や、モニター１７の１ピクセルに相当する試料ステージの移動量は求まる。

なお、点線円に限らず、試料ステージ９に搭載された試料台に合わせて、正方形や矩形などの点線を表示してもよい。また、点線円は動かさずに、または点線円の操作と合せ、光学像の方ズームおよび画像シフトすることによりアライメント調整してもよい。

図４は、アライメントポイント指定によるアライメント調整の説明図である。アライメントポイント指定では、試料をカメラデバイス２４で撮影して光学像を取得する。その後、試料を保持した試料台を試料ステージに載置して試料のＳＥＭ像を取得する。取得した光学像２５とＳＥＭ像２８は、コンピュータ１８を介してモニター１７に並べて表示される。そして、取得した光学像２５とＳＥＭ像２８の双方において認識できる試料上の特徴ある部分を、装置ユーザはアライメントポイントとする。ポインタを移動して、光学像２５上におけるアライメントポイント（例えば、Ｔ１（Ｔ１ｘ,Ｔ１ｙ））を指定し、次に、これに相当するＳＥＭ像２８でのアライメントポイント（例えば、Ｓ（Ｓｘ,Ｓｙ））を指定して、関連付ける。アライメントポイントは、例えば、３点を指定する（１点目：Ｔ１（Ｔ１ｘ,Ｔ１ｙ）、２点目：Ｔ２（Ｔ２ｘ,Ｔ２ｙ）、３点目：Ｔ３（Ｔ３ｘ,Ｔ３ｙ））。これにより、光学像２５におけるアライメントポイント間の距離と、これに相当するＳＥＭ像２８における各アライメントポイント間のステージ座標における距離をコンピュータ１８は認識する。これらの関係から、１ピクセルに相当する試料ステージの移動量は求まる。

ここで、試料台アライメントに用いた光学像２５をズームおよび画像シフトしたものを、アライメントポイント指定に用いることにより、試料を保持した試料台を試料室から取り出さずに、試料台の外形状と試料上の特徴点の双方を基準にアライメントを調整できる。試料台アライメントとアライメントポイント指定の双方が完了すると、低倍率の光学像および高倍率の光学像それぞれにおける１ピクセルでのステージ移動量が確定するため、装置ユーザが指定したナビゲーション用光学像の倍率に合わせ、調整データを取得した低倍率の光学像または高倍率の光学像を拡大や縮小もしくは合成などしてナビゲーション用光学像を作成し、これに基づいてＳＥＭ像観察する試料上の位置や範囲を選択して、ステージ移動させることが可能となる。なお、試料台アライメントとアライメントポイント指定を選択的に実施してアライメント調整することもできる。

図５は、光学像を切り出してＧＵＩ画面に表示する場合の説明図であり、カメラデバイス２４により取得した光学像をズーム・縮小する方法を示す。

通常、カメラデバイス２４により取得した光学像は、倍率が１倍であるとして扱われる。取得した光学像の縦と横の解像度をそれぞれＨ・Ｗとする。Ｂ点（Ｂｘ,Ｂｙ）をズーム中心とした場合、切り出し後の縦と横の解像度をそれぞれｈ・ｗとすると、切り出し始点（ズーム後の左端の座標Ａ点（Ａｘ,Ａｙ））は、
Ａｘ＝Ｂｘ−（ｗ／２）
Ａｙ＝Ｂｙ−（ｈ／２）
で表すことができる。ここで求まった切り出し領域をＧＵＩ画面にナビゲーション領域として表示する。このように、カメラデバイス２４で取得した解像度（基準画像）とＧＵＩ画面に表示する領域との割合でズーム・縮小を行う。

ズームステップは、縦・横の解像度を維持するように切り出したサイズとする。例えば、画像表示エリアの縦横比が４：３であり、縦と横の解像度がそれぞれ横：１２８０、縦：９６０の場合は、
切り出し横サイズ＝横解像度−切り出し倍数×４
切り出し縦サイズ＝切り出し横サイズ×３÷４
となる。ここでいう切り出し倍数とは、横４ピクセル、縦３ピクセル切り取った場合を１とする。横８（４×２）ピクセル、縦６（３×２）ピクセル切り取った場合を２とする。

また、この時のズーム倍率は、
倍率＝横解像度÷切り出し横サイズ（＝縦解像度÷切り出し縦サイズ）
となる。

図６は、画像シフトする場合の説明図であり、ズーム視野を移動させる方法を示す。ズーム視野の移動は、画像表示エリア上の視野移動させたい位置と元画像の中心座標からの移動距離を計算し、切り出し始点座標を求めることにより行う。

まず、元画像Ｗ×Ｈの画像に対して、中心点座標（Ｂｘ×Ｂｙ）を中心にズーム処理を行う。切り出した領域をＧＵＩ画面の画像表示エリア（ナビゲーション領域）に表示する。次に、画像表示エリア上で、ズーム視野の中心としたい中心位置を指定する。指定方法は例えば、マウスなどである。この中心位置をＰ（Ｐｘ、Ｐｙ）とする。指定された中心位置を画像表示エリアの中心に表示（画像シフト）させるために、一度、元画像に対しての換算を行う。画像シフトの処理は、以下のとおりである。

図７は、画像シフト後の中心座標を求めるフロー図である。ステップ１として、指定された中心位置（画像シフト後の中心座標）の座標と画像表示エリアの中心座標との距離を求める。ステップ２として、ズーム倍率は変わらないため、求めた距離を元画像Ｗ×Ｈのピクセル値に変換する。最後に、ステップ３として、求めたピクセル値から、元画像Ｗ×Ｈの中心点座標との距離を求め、元画像Ｗ×Ｈの中心点座標に当該距離を加算した座標を新たな中心点座標として更新し、ズーム視野の移動後の切り出し始点の座標を求める。このように、元画像の中心点座標にズームした画像でのシフト距離（オフセット）分を足し、さらに元のズーム倍率にて画像表示エリアに表示することにより、画像シフトする。

画像シフトが可能になると、より正確にアライメント調整しようとしてズームした場合に、ズーム中心がアライメントポイントからずれており、アライメントポイントがズーム視野から外れてしまったときにも、アライメントポイントを画像表示エリアに表示してアライメントポイント指定による調整を実施できる。

図８は、試料がずれた場合における光学像取得の説明図である。カメラデバイスにより取得した光学像の中心が、試料の中心から大きくずれている場合がある。光学式ズームは光学像中心を基準として拡大するため、その中心が試料の中心から大きくずれていると、光学式ズームを行った際に、試料の中心がズーム視野から外れてしまう。このままでは、試料の中心付近にある特徴点をアライメントポイントとして指定することはできない。そこで、画像シフトすることにより、ズーム視野内に試料の中心付近が映し出されるため、試料の中心付近にある特徴点をアライメントポイントとして指定することができ、さらにそのまま、試料室に試料を入れた状態でＳＥＭ像観察を続けることができる。

本実施例によれば、カメラデバイスから取得した光学像に対し、画像切り出しによるズーム処理を施すことにより、ズーム機能搭載のカメラデバイス相当の操作性を満足する。さらに、切り出した部分を利用して画像シフト処理を行うことにより、カメラデバイスの位置ずれが発生していても、試料の中心を基準としたズーム処理が行える。

本実施例によれば、光学像のズーム処理および画像シフト処理を適用することにより、取得した光学像について任意の位置をズーム中心として拡大できるため、試料を試料室に入れて電子顕微鏡観察を開始した後に、ズーム中心がずれていることが判明し、光学像を取り直したい場合でも、試料を試料室から取り出すことなく観察をスムーズに行うことができる。このため、電子顕微鏡画像の観察を行う一連の操作におけるスループットが向上する。特に、低倍率な光学像における試料台の外形状を基準とする試料台アライメントと、高倍率な光学像における試料上の特徴点を基準とするアライメントポイント指定を、同じ光学像を用いて、確実に実施できる。

本実施例では、複数の試料台を有するマルチホルダーにおいて、それぞれの試料台毎に試料台アライメントとアライメントポイント指定を行い、アライメントデータを記録し、ＧＵＩにより選択された試料台に応じてアライメントが調整される場合を説明する。以下、実施例１との相違点を中心に説明する。

図９に、４個の試料台を有するマルチホルダーの概略図を示す。円形のマルチホルダー３２には、４個の試料台３１が２行２列で保持されている。それぞれの試料台３１には、試料がそれぞれ保持される。走査電子顕微鏡に配置されたマルチホルダー３２の大きさ、試料台の数、各試料台の中心位置、各試料台の大きさ、および各試料台に保持された試料などの情報は、走査電子顕微鏡のデータベースに記憶される。

図１０に、マルチホルダーにかかるＧＵＩ画面の説明図を示す。このＧＵＩ画面の左側にはＳＥＭ像の表示領域３５があり、右側上部には光学像の表示領域３６があり、右側下部にはマルチホルダーの操作領域３７がある。マルチホルダーの操作領域３７には、走査電子顕微鏡に配置されたマルチホルダーを模した操作画像が表示され、試料台に相当する部分をマウスでクリックなどすることにより、その試料台を操作するモードに移行する。ＳＥＭ像の表示領域３５および光学像の表示領域３６には、その試料台にかかるＳＥＭ像および光学像がそれぞれ表示される。

ＳＥＭ像と光学像のアライメント調整は次のように行う。マルチホルダーの各試料台に試料を配置した後、カメラデバイスによりマルチホルダーの光学像を取得する。その後、マルチホルダーを試料室に入れ、真空排気して、ＳＥＭ観察可能な状態とする。そして、マルチホルダーの操作領域３７により試料台を選択したら、試料台アライメントの開始を選択し、光学像の表示領域３６に表示された点線円を拡大／縮小／移動して、試料台の光学像と一致させて試料台アライメントを行う。次に、アライメントポイント指定の開始を選択し、光学像の表示領域３６に表示された光学像をズームや画像シフトし、試料上の特徴ある部分を表示する。また、ＳＥＭ像の表示領域３５にも、試料上の同じ部分が表示されるようにする。そして、それぞれの画像上の特徴点をマウスでクリックするなどしてアライメントポイント指定を行う。このアライメントポイント指定を所定回数（例えば、３回）実施して、アライメントポイント指定を終了する。この結果、選択された試料台に対する試料台アライメントとアライメントポイント指定が完了したこととなり、この調整データは、選択された試料台と関連付けてデータベースに記憶される。アライメント調整にて使用された光学像およびＳＥＭ像ならびに加速電圧やステージ座標などの観察条件も関連付けてデータベースに記憶される。なお、試料台アライメントとアライメントポイント指定のいずれかを選択的に実施してアライメント調整することもできる。

次に、マルチホルダーの操作領域３７により別の試料台を選択した後に、同様に試料台アライメントとアライメントポイント指定を実施して、その調整データをデータベースに記憶する。この一連の作業を全ての試料台に対して実施すれば、マルチホルダーに対するアライメント調整は完了する。

なお、走査電子顕微鏡に設置されたマルチホルダーが既知のものである場合には、データベースに記憶されているマルチホルダーの大きさ、試料台の数、各試料台の中心位置、および各試料台の大きさなどの情報に基づき、マルチホルダーの操作領域３７により選択された試料台の光学像やＳＥＭ像が、アライメント調整し易い視野（観察位置や倍率）で光学像の表示領域３６やＳＥＭ像の表示領域３５に表示される。点線円の拡大／縮小／移動、光学像のズームや画像シフト、並びにＳＥＭ像の視野探しなどの手間を大幅に省くことができるため、各試料台のアライメント調整を効率的に実施できる。さらに、一部の試料台についてアライメント調整が終了した後は、そのデータも用いてマルチホルダーの操作領域３７により選択された試料台の光学像やＳＥＭ像の視野を仮設定することにより、一部の試料台についてアライメント調整が終わるにつれ、残りの試料台のアライメント調整をますます効率的に実施できるようになる。

ＳＥＭ観察の際は、マルチホルダーの操作領域３７により選択された試料台に応じて、データベースから調整データを読み込み、アライメント調整を実施した上で、光学像の表示領域３６やＳＥＭ像の表示領域３５に光学像やＳＥＭ像を表示する。そして、光学像の表示領域３６における所望の位置をマウスなどでクリックすることにより、その位置のＳＥＭ像が、ＳＥＭ像の表示領域３５に高精度に表示される。

なお、一度アライメント調整を実施したマルチホルダーについては、データベースから調整データの他、アライメント調整時の加速電圧などの観察条件を読み出すことにより、アライメント調整することなく観察できる。一度試料室から取り出したマルチホルダーであっても、試料室に再配置した後に、素早く観察できる。

また、図１１に、１４個の試料台を有するマルチホルダーの概略図を示す。略矩形状のマルチホルダー３４には、１４個の試料台３３を３行に分けて保持されている。１行目と３行目には５個、２行目には４個の試料台３３があり、左上から右下にかけて番号が割り当てられている。このように、マルチホルダーとしては様々な形態のものが利用できる。

本実施例によれば、マルチホルダーに保持された複数の試料を電子顕微鏡観察する際のスループットが向上する。特に、各試料台の試料台アライメントとアライメントポイント指定を、試料室外で光学像を取り直すことなく、効率的に実施できる。また、光学像上で指定した位置にステージ（ＳＥＭ像の視野）が移動するナビゲーション機能など）と連動することにより、より一層の操作性向上を図ることができる。

本実施例では、円の代わりに、３本の直線を移動調整する試料台アライメントについて説明する。以下、実施例１および２との相違点を中心に説明する。

図１２は、３本の直線を移動調整する試料台アライメントの説明図である。本実施例にかかる試料台アライメントでは、光学像の座標上で眺めた傾きがそれぞれ異なる既知の３本の直線ガイド線６５（６５-１，６５-２，６５-３）が、図１２（ａ）に示すように重畳表示される。したがって、この３本の直線ガイド線６５-１，６５-２，６５-３をＧＵＩ画面６０上で適宜平行移動させれば、互いに異なる組み合わせの２本の直線ガイド線同士の交点６７（６７-１，６７-２，６７-３）を頂点とする複数の相似形の三角形６８を、ＧＵＩ画面６０上、すなわち光学像６１上で形成することができる。

三角形の各頂点となる交点６７（６７-１，６７-２，６７-３）それぞれの座標から、単純な計算で自動的に、光学像上での試料台像６２のサイズと中心位置、および試料台像６２を含む光学像６１の撮像倍率を高精度かつ迅速に取得することができる。

なお、３本の直線ガイド線６５（６５-１，６５-２，６５-３）は、図１２に示すように、試料台像６２の円形の輪郭Ｓを概ね三分する点となるように、各直線ガイド線６５の傾きを定めておくことが好ましい。これにより、ユーザによらず、円形の輪郭Ｓをその長さ方向に沿って概ね三分する外接点６６（６６-１，６６-２，６６-３）が測定基準ポイントを取得するための基準となるので、より高精度の撮像倍率の取得が可能となる。

本実施例では、試料台外形に円を合わせるのではなく、試料台外形の３点を指定する試料台アライメントについて説明する。以下、実施例１乃至３との相違点を中心に説明する。

図１３は、試料台外形の３点を指定する試料台アライメントの説明図である。本実施例にかかる試料台アライメントでは、ＧＵＩ画面上に、マウスなどの操作によりＧＵＩ画面上を移動自在なポインタ７０を表示し、例えば、円形、長方形、平行四辺形、正多角形のような輪郭Ｓを有する試料台像を含む光学像６１上で、ポインタ７０をこの輪郭形状Ｓ上に移動させてドロップすることにより、直接、これら試料台像６２の輪郭上に複数の点を、測定基準ポイントとして設定する。

本実施例によれば、円形、長方形、平行四辺形または正多角形などの所定の輪郭形状の上にある輪郭点７１（７１-１，７１-２，７１-３）それぞれの座標から、その中心を演算することにより、単純な計算で自動的に、光学像上での試料台像のサイズと中心位置、および試料台像を含む光学像６１の撮像倍率を少ない工数で迅速に取得することができる。

１ 電子銃
２ アノード
３ コンデンサレンズ
４ 一次電子線
５ 偏向器
６ 対物レンズ
７ 二次電子
８ 試料
９ 試料ステージ
１０ 偏向制御部
１１ ステージ制御部
１２ 試料室
１３ 二次電子検出器
１４ 増幅器
１５ 画像記憶部
１６ 主制御部
１７ モニター
１８ コンピュータ
１９ 記憶媒体
２０ マウス
２１ キーボード
２２ 専用操作パネル
２３ 電子光学鏡筒
２４ カメラデバイス
２５ 光学像
２７ 点線円
２８ ＳＥＭ像
３１ 試料台
３２ マルチホルダー
３３ 試料台
３４ マルチホルダー
３５ ＳＥＭ像の表示領域
３６ 光学像の表示領域
３７ マルチホルダーの操作領域
６０ ＧＵＩ画面
６１ 光学像、
６２ 試料台像
６５ 直線ガイド線
６６ 接点
６７ 交点
６８ 三角形
７０ ポインタ
７１ 輪郭点

Claims (12)

1. 試料を保持した試料台を載置して、少なくとも二次元移動する試料ステージと、
   前記試料に荷電粒子線を照射する照射光学系と、
   前記試料から放出された情報信号を検出する検出器と、
   前記情報信号に基づいて形成された荷電粒子像を表示する表示装置と、
   前記試料台を撮影する光学顕微鏡と、
   前記光学顕微鏡により撮影された光画像を記憶する記憶部と、を備える荷電粒子線装置
   であって、
   前記記憶部に記憶された光学像をデジタル処理により拡大もしくは縮小または視野変更
   した処理済み光学像を、前記表示装置に表示し、
   第１の処理済み光学像の上に、試料台アライメント用インジゲーターを表示し、入力デバイスを介して前記第１の処理済み光学像または前記試料台アライメント用インジゲーターを操作して、試料台アライメントによるアライメント調整が実施可能であり、
   前記第１の処理済み光学像とは異なる第２の処理済み光学像または荷電粒子像の上に、ポインタを表示し、前記入力デバイスを介して前記第２の処理済み光学像もしくは前記荷電粒子像または前記ポインタを操作して、アライメントポイント指定によるアライメント調整が実施可能である、アライメント調整部を備える荷電粒子線装置。
2. 請求項１記載の荷電粒子線装置において、
   試料台アライメントによるアライメント調整を実施した後、第１の処理済み光学像より拡大された第２の処理済み光学像を前記表示装置に表示し、アライメントポイント指定によるアライメント調整が実施可能であることを特徴とする荷電粒子線装置。
3. 請求項１記載の荷電粒子線装置において、
   前記試料台アライメント用インジゲーターが、前記試料ステージに載置された試料台の輪郭を模した形状であること、または、前記第１の処理済み光学像に表示された試料台の輪郭点の座標を入力できるポインタであることを特徴とする荷電粒子線装置。
4. 請求項１記載の荷電粒子線装置において、
   前記試料ステージに複数の試料台が載置された場合には、前記アライメント調整部が、各試料台について、前記試料台アライメントによるアライメント調整、および前記アライメントポイント指定によるアライメント調整が実施可能であることを特徴とする荷電粒子線装置。
5. 請求項４記載の荷電粒子線装置において、
   入力デバイスを介して前記複数の試料台のうちの所定の試料台が選択された場合には、前記試料ステージが、当該試料台にかかるアライメント調整に基づいて少なくとも二次元移動することを特徴とする荷電粒子線装置。
6. 請求項４記載の荷電粒子線装置において、
   前記アライメント調整部が、ある試料台のアライメント調整に基づいて、他の試料台のアライメント調整を支援することを特徴とする荷電粒子線装置。
7. アライメント調整方法であって、
   光学顕微鏡により撮影された試料を保持した試料台の光学像を、荷電粒子線装置の記憶部に記憶し、
   前記記憶部に記憶された前記光学像をデジタル処理により拡大もしくは縮小または視野変更した第１の処理済み光学像を、荷電粒子線装置の表示装置に表示し、
   前記第１の処理済み光学像の上に、試料台アライメント用インジゲーターを表示し、入力デバイスを介して前記第１の処理済み光学像または前記試料台アライメント用インジゲーターを操作して、試料台アライメントによるアライメント調整が実施可能であり、
   前記記憶部に記憶された前記光学像をデジタル処理により拡大もしくは縮小または視野変更した、前記第１の処理済み光学像とは異なる第２の処理済み光学像を前記表示装置に表示し、
   少なくとも二次元移動する試料ステージに載置された前記試料台が保持した前記試料に照射光学系から荷電粒子線を照射して、当該試料から放出された情報信号を検出器により検出し、当該情報信号に基づいて形成された荷電粒子像を前記表示装置に表示し、
   前記第１の処理済み光学像とは異なる第２の処理済み光学像または荷電粒子像の上に、ポインタを表示し、前記入力デバイスを介して前記第２の処理済み光学像もしくは前記荷電粒子像または前記ポインタを操作して、アライメントポイント指定によるアライメント調整が実施可能である、アライメント調整方法。
8. 請求項７記載のアライメント調整方法であって、
   試料台アライメントによるアライメント調整を実施した後、第１の処理済み光学像より拡大された第２の処理済み光学像を前記表示装置に表示し、アライメントポイント指定によるアライメント調整が実施可能であることを特徴とするアライメント調整方法。
9. 請求項７記載のアライメント調整方法であって、
   前記試料台アライメント用インジゲーターが、前記試料ステージに載置された試料台の輪郭を模した形状であること、または、前記第１の処理済み光学像に表示された試料台の輪郭点の座標を入力できるポインタであることを特徴とするアライメント調整方法。
10. 請求項７記載のアライメント調整方法であって、
    前記試料ステージに複数の試料台が載置された場合には、各試料台について、前記試料台アライメントによるアライメント調整、および前記アライメントポイント指定によるアライメント調整が実施可能であることを特徴とするアライメント調整方法。
11. 請求項１０記載のアライメント調整方法において、
    入力デバイスを介して前記複数の試料台のうちの所定の試料台が選択された場合には、前記試料ステージが、当該試料台にかかるアライメント調整に基づいて少なくとも二次元移動することを特徴とするアライメント調整方法。
12. 請求項１０記載のアライメント調整方法において、
    ある試料台のアライメント調整に基づいて、他の試料台のアライメント調整を支援することを特徴とするアライメント調整方法。

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