WO2023243063A1 - 透過型荷電粒子ビーム装置、及びロンチグラム撮像方法 - Google Patents

透過型荷電粒子ビーム装置、及びロンチグラム撮像方法 Download PDF

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WO2023243063A1
WO2023243063A1 PCT/JP2022/024228 JP2022024228W WO2023243063A1 WO 2023243063 A1 WO2023243063 A1 WO 2023243063A1 JP 2022024228 W JP2022024228 W JP 2022024228W WO 2023243063 A1 WO2023243063 A1 WO 2023243063A1
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WO
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sample
piezo element
ronchigram
imaging
focal position
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Application number
PCT/JP2022/024228
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English (en)
French (fr)
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輝 石澤
雄大 久保
美智子 鈴木
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株式会社日立ハイテク
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Publication date
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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
    • H01J37/20—Means for supporting or positioning the objects or the material; Means for adjusting diaphragms or lenses associated with the support
    • 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
    • H01J37/26—Electron or ion microscopes; Electron or ion diffraction tubes
    • H01J37/28—Electron or ion microscopes; Electron or ion diffraction tubes with scanning beams

Definitions

  • the present disclosure relates to a transmission charged particle beam device and a Ronchigram imaging method.
  • the aberration corrector the positive third-order spherical aberration generated within the electron optical system can be canceled out by the negative third-order spherical aberration generated using the multipole lens. This enables high-resolution, high-contrast imaging.
  • the structure of a general aberration corrector is configured using multiple multipole lenses, multiple transfer lenses, and multiple adjustment lenses.
  • Patent Document 1 states, ⁇ Two circular lenses with the same focal length are placed between the first sexter pole and the second sexter pole, and It is stated that the two circular lenses are arranged at twice the distance, and further spaced from a plane passing through the center of the sexter pole adjacent to each circular lens at a distance corresponding to the focal length of the circular lens.
  • Patent Document 2 describes two-fold symmetrical third-order star aberration (S3) and A technique for independently correcting rotationally symmetric third-order astigmatism (A3) is disclosed.
  • the control signals given to the multipole lens, deflection lens, and transfer lens are adjusted to reduce the aberration.
  • the Ronchigram method may be used as one of the means for checking aberrations.
  • the Ronchigram method is a method of irradiating a sample with a focused electron beam and checking an image (Ronchigram) that reflects the angular distribution of aberrations created by the electron beam that has passed through the sample.
  • each aberration is corrected, and the objective lens focus is changed from the back focus to the front focus by changing the objective lens current, and judging from the degree of change, it is determined whether the aberration remains. If so, perform aberration correction again. Then, the above-described correction is repeated until it is determined that each aberration has disappeared.
  • aberration correction can be performed while visually confirming each aberration sequentially.
  • the number of times the flow is performed becomes extremely large, and it takes a long time until all the aberrations are corrected.
  • Patent Document 3 describes a method of measuring aberrations using a Ronchigram (hereinafter referred to as a focus variation Ronchigram) in which the positional relationship between the focal point and the sample is slightly varied during imaging of one Ronchigram. is disclosed.
  • a Ronchigram hereinafter referred to as a focus variation Ronchigram
  • Example 2 of Patent Document 3 the minute displacement of the focal point is not caused by excitation of the objective lens, but a method of displacing the sample height is used, and in particular, a piezo element is used as a means for displacing the sample height.
  • a method of displacing the sample height is used, and in particular, a piezo element is used as a means for displacing the sample height.
  • An example of its use is disclosed.
  • piezo elements have faster response to applied signals than actuators using motors, they are highly compatible as a replacement for objective lenses as a means of moving a focal point in multiple cycles. Further, alternating current operation is required to change the focus, and since this operation works to suppress displacement creep of the piezo element, it is possible to improve the accuracy of displacement by the piezo element.
  • electromagnetic means are used to displace the positional relationship between the focus and the sample in the step of imaging a focus variation Ronchigram.
  • Example 3 of Patent Document 3 discloses a method of displacing the positional relationship between the focus and the sample using a piezo element in the process of imaging a focus variation Ronchigram.
  • this method there is no problem when imaging a focus variation Ronchigram because it is driven by an AC signal, but when imaging a single Ronchigram or a focus variation Ronchigram at multiple positions, the focus may be affected by the displacement hysteresis of the piezo element. Accuracy cannot be improved due to the positional relationship with the sample.
  • the piezo element has a large displacement creep, and in an operation in which movement and stopping are repeated, it is necessary to wait for Ronchigram imaging until the displacement creep stops, so it takes time to capture a plurality of Ronchigram images.
  • Patent Document 3 describe the use of a plurality of focus variation Ronchigrams for the purpose of increasing the accuracy of aberration measurement. As described in Patent Document 3, this results in an increase in the number of measurements, and even a single focus variation Ronchigram requires multiple periods of focus variation, resulting in a significant increase in the time required to measure aberrations.
  • the first problem is that displacement accuracy cannot be improved due to magnetic hysteresis.
  • the second problem is that the amount of heat generated changes as the current in the lens coil used to change the focus changes, causing temperature drift in the field of view and focus due to thermal expansion and contraction of electron microscope components.
  • the third problem is that since there is a time constant for changes in the magnetic flux of the lens coil, it takes time to capture multiple Ronchigram images.
  • the following problem occurs when the positional relationship between the focal point and the sample is displaced using a piezo element.
  • the fourth problem is that displacement accuracy cannot be improved due to the effect of displacement hysteresis of the piezo element.
  • the fifth problem is that it takes time to image multiple Ronchigrams due to displacement creep of the piezo element.
  • the present disclosure provides a transmission charged particle beam device and a Ronchigram imaging method that can solve the five problems described above.
  • a transmission charged particle beam device of the present disclosure acquires a Ronchigram of a sample and corrects aberrations, and includes a piezo element that displaces the sample by expanding and contracting. a position detection element that detects the position of the sample; a control unit that controls the amount of expansion and contraction of the piezo element based on the position of the sample detected by the position detection element, displaces the sample, and stops the sample; and an imaging unit that images one or more single Ronchigrams without changing the focal position of the beam irradiated onto the sample while the sample is stopped.
  • the positional relationship between the focus and the sample can be displaced with high precision and at high speed.
  • FIG. 2 is a schematic diagram of a transmission-type charged particle beam device of Examples 1 to 5.
  • FIG. 2 is a plan view showing details of the stage in FIG. 1;
  • FIG. 2 is a side view showing details of the stage of FIG. 1;
  • FIG. 4 is a block diagram showing details of the piezo element control unit of FIG. 2 or 3.
  • FIG. 5 is a block diagram showing a modification of the piezo element control unit of FIG. 4.
  • FIG. FIG. 3 is a diagram illustrating the positional relationship between a focus and a sample according to Example 1.
  • 2 is a graph showing a method of controlling a Z piezo element with a Z position sensing element when acquiring a plurality of single Ronchigrams according to Example 1.
  • FIG. 7 is a diagram illustrating the thickness of a sample and the positional relationship between the focus and the sample according to Example 2.
  • 7 is a graph showing a method of controlling a Z piezo element with a Z position sensing element when acquiring a plurality of single Ronchigrams according to Example 2.
  • 12 is a graph related to a method of controlling each piezo element with a position sensing element when acquiring a plurality of single Ronchigrams according to Example 3.
  • FIG. 7 is a diagram illustrating the thickness of a sample and the positional relationship between the focus and the sample according to Example 2.
  • 7 is a graph showing a method of controlling a Z piezo element with a Z position sensing element when acquiring a plurality of single Ronchigrams according to Example 2.
  • 12 is a graph related to a method of controlling each piezo element with a position sensing element when acquiring a plurality of single Ronchigrams according to Example 3.
  • FIG. 7 is a diagram showing the relationship between the imaging position and the retracted position of a single Ronchigram according to Example 3; 7 is a graph related to a method of controlling each piezo element with a position sensing element when acquiring a plurality of single Ronchigrams according to Example 4.
  • FIG. 7 is a diagram showing imaging positions of a plurality of single Ronchigrams according to Example 4;
  • FIG. 7 is a diagram illustrating the positional relationship between a tilted focal point and a sample according to Example 5.
  • FIG. 7 is a plan view showing details of a modified example of the stage of Examples 1 to 5. 17 is a side view showing details of a stage according to a modification of FIG. 16.
  • the X direction, Y direction, and Z direction described in this application intersect with each other and are orthogonal to each other.
  • the Z direction will be described as the vertical direction, height direction, or thickness direction of a certain structure.
  • expressions such as “plan view” or “planar view” used in this application mean that a plane constituted by the X direction and the Y direction is viewed from the Z direction.
  • Expressions such as “cross-sectional view” or “cross-sectional view” refer to a plane that includes quantity components in the Z direction and the X direction, or in the Y direction, or in the XY direction.
  • a transmission electron microscope or a scanning transmission electron microscope whose stage is entered from the side will be used as an example of a charged particle beam device.
  • the present invention is not limited to type electron microscopes, nor is it limited to those in which the stage is entered from the side.
  • Example 1 ⁇ Structure of transmission charged particle beam device 1> The transmission charged particle beam device of Example 1 will be described below with reference to FIG. In the first embodiment, a side entry type transmission electron microscope (TEM) or a scanning transmission electron microscope (STEM) is shown as an example of the transmission type charged particle beam device 1.
  • the transmission charged particle beam device 1 of the first embodiment acquires a Ronchigram of a sample and automatically or manually corrects aberrations.
  • the transmission-type charged particle beam device 1 includes an electron gun 4, an electron optical system 5, an imaging system 6, and a stage 3 for displacing a sample, and these are integrated.
  • a vacuum is maintained within the lens barrel of the transmission-type charged particle beam device 1 using a vacuum evacuation means (not shown).
  • Primary electrons 22 are emitted from the electron source 7.
  • the primary electrons 22 are focused and accelerated using the suppression electrode 8, extraction electrode 9, and anode 10 in the electron gun 4. Thereafter, the primary electrons 22 are expanded or contracted and deflected by the focusing lens 11 and the deflection lens 12 in the electron optical system 5. Thereafter, the primary electrons 22 are enlarged, reduced, shifted, tilted, etc. by an aberration corrector 40 to correct aberrations. Thereafter, the focus of the primary electrons 22 is adjusted by the objective lens 13. The primary electrons 22 are then irradiated onto the sample placed on the sample holder 16 at the tip of the stage rod 15.
  • Signal electrons 23 are generated from the sample irradiated with the primary electrons 22 by reflection and emission of secondary electrons. Signal electrons 23 are detected by detector 19 .
  • the signal output from the detector 19 is processed by the signal processing unit 36, then processed (imaged) by the image processing unit 33B and CPU 33A in the computer 33, and displayed on the display device 33C.
  • the electrons that have transmitted through the sample are reduced or enlarged by the imaging system 6 and are irradiated onto the fluorescent screen 18.
  • fluorescence 25 is generated from the fluorescent screen 18.
  • the generated fluorescence 25 is detected by the camera 20 (imaging section).
  • the signal output from the camera 20 is processed by the signal processing unit 36, then processed (imaged) by the image processing unit 33B and CPU 33A in the computer 33, and displayed on the display device 33C.
  • the transmission-type charged particle beam device 1 may include detectors such as a charged particle beam detector, an optical detector, a camera, and an X-ray detector (not shown), and an aperture related to these detectors. It may also include a mechanism or the like.
  • the stage 3 includes a stage drive mechanism 14, a stage rod 15, and a sample holder 16.
  • a sample holder 16 is connected to the tip of the stage rod 15. The sample is placed on the sample holder 16.
  • the position of the field of view is changed by driving the stage 3.
  • the stage drive mechanism 14 is operated in response to a command from the stage control unit 35, and the stage rod 15 is pushed, pulled, rotated, sent, etc. These movements may be realized via atmospheric pressure or spring force, or by offsetting pre-applied atmospheric pressure or spring force.
  • the stage drive mechanism 14 includes a piezo element and a position detection element.
  • the control device 2 (control unit) includes a computer 33, a main control unit 34, a stage control unit 35, a signal processing unit 36, and an aberration corrector control unit 41.
  • the control device 2 controls each component of the transmission charged particle beam device 1 .
  • the computer 33 can be configured by a computer with a known configuration.
  • the computer 33 includes calculation means for performing calculations, storage means for storing information, and input/output means for inputting and outputting information.
  • the storage means includes, for example, non-transitory storage media.
  • the storage means can store programs. By the arithmetic means executing this program, the computer 33 realizes the operations described in this specification. Accordingly, the transmission-type charged particle beam device 1 realizes the operation described in this specification. That is, this program causes the transmission charged particle beam device 1 to execute the method described in this specification.
  • the calculation means includes a CPU 33A and an image processing unit 33B
  • the input/output means includes a display device 33C
  • the storage means includes a memory 33D as a storage medium.
  • the computer 33 can perform calculations related to signals and transmit and receive information (commands, etc.) to and from each device.
  • the computer 33 also serves as an interface with people and other electronic devices.
  • the main control unit 34 includes an amplifier, an analog-to-digital converter, a digital-to-analog converter, various types of logic, etc., and supplies signals, power, and voltage to the electron gun 4, electron optical system 5, imaging system 6, camera 20, stage 3, etc. give. Further, the main control unit 34 receives signals and performs various processing and control.
  • the main control unit 34 also includes a plurality of memories that store programs for controlling each memory, and one or more CPUs and FPGAs that perform processing. The CPU and FPGA communicate with the computer 33 and control each using instructions from the computer 33 or results of calculations within the CPU.
  • the stage control unit 35 receives instructions regarding movement, rotation, tilting, etc. of the stage 3 from the computer 33 or the main control unit 34, and controls the stage drive mechanism 14. Although not shown here, the stage control unit 35 includes a piezo driver and a position sensing element control unit.
  • the aberration corrector control unit 41 controls a large number of magnetic poles and electrodes included in the aberration corrector 40, and performs an aberration correction operation.
  • the Ronchigram imaged by the camera 20 is processed by the signal processing unit 36 or the image processing unit 33B, and the user observes what is displayed and recognizes the aberration. Then, the user adjusts the aberration corrector control unit 41 to perform an aberration correction operation.
  • the image processing unit 33B calculates aberrations, and based on the results, the computer 33 automatically sends a command to the aberration corrector control unit 41 to perform an aberration correction operation.
  • FIG. 2 is a plan view showing details of the stage 3 in FIG. 1. Details of the stage operation in the X direction and the Y direction will be explained using FIG. 2.
  • An X actuator 52, a Y actuator 53, and a stage rod insertion mechanism 60 are installed in the lens barrel 50.
  • the stage rod 15 is inserted into the lens barrel 50 through the stage rod insertion mechanism 60.
  • An X piezo element 54 and an X position detection element 70 are attached to the tip of the X actuator 52.
  • a Y piezo element 55 and a Y position detection element 71 are attached to the tip of the Y actuator 53.
  • the X piezo element 54, the Y piezo element 55, and the Z piezo element 65 which will be described later, expand and contract by an amount corresponding to the applied voltage, thereby displacing the sample.
  • each of the X position detection element 70, the Y position detection element 71, and the Z position detection element 72 detects the absolute position of the sample displaced by the X piezo element 54, the Y piezo element 55, and the Z piezo element 65. .
  • the X actuator 52 and the X piezo element 54 are pressurized by the X support 61 to support the stage rod 15.
  • the Y actuator 53 and the Y piezo element 55 are pressurized by the Y support 62 and support the stage rod 15.
  • the stage 3 uses the X actuator 52 and the X piezo element 54 to move the stage rod 15 and sample holder 16 in the X direction 57. Further, the stage 3 uses the Y actuator 53 and the Y piezo element 55 to move the stage rod 15 and the sample holder 16 in the Y direction 58.
  • sample holder 16 is connected to the tip of the stage rod 15.
  • a sample 59 is placed on the sample holder 16 .
  • Sample 59 is an observation target. Further, sample 59 includes an amorphous thin film necessary for obtaining a Ronchigram.
  • relatively coarse displacements (hereinafter referred to as coarse movements) are performed by the X actuator 52 and the Y actuator 53.
  • relatively small displacements (hereinafter referred to as fine movements) are performed by the X piezo element 54 and the Y piezo element 55.
  • the displacement of the sample by the X piezo element 54 and the Y piezo element 55 is determined by the amount of expansion and contraction due to the piezoelectric effect of the X piezo element 54 and the Y piezo element 55, respectively, by the X position detection element 70 and the Y position detection element 71. This is done with feedback.
  • Coarse movement and fine movement are realized as movements such as pushing, pulling, rotating, and feeding the stage rod 15 and sample holder 16, for example. These movements may be realized via atmospheric pressure or spring force, may be realized by offsetting atmospheric pressure or spring force applied in advance, or may be realized via a lever not shown. .
  • the stage control unit 35 controls the X actuator 52, the Y actuator 53, the X piezo element 54, and the Y piezo element 55.
  • the stage control unit 35 includes a stage operation calculation unit 35A, a motor driver 35B, and a piezo element control unit 35C.
  • FIG. 3 is a side view showing details of stage 3 in FIG. 1. Details of the stage operation in the Z direction will be explained using FIG. 3. Note that the objective lens 13 is not shown to avoid complexity.
  • FIG. 3 shows a Z actuator 64 for moving the stage 3 in a Z direction 66 parallel to the irradiation direction of the primary electrons 22, a Z piezo element 65, and a Z position detection element 72.
  • the stage 3 uses a Z actuator 64 and a Z piezo element 65 to move the stage rod 15 and sample holder 16 in the Z direction 66.
  • the Z actuator 64 like the X actuator 52 and the Y actuator 53, performs coarse movement of the sample
  • the Z piezo element 65 like the X piezo element 54 and the Y piezo element 55, performs fine movement of the sample.
  • the Z actuator 64 and the Z piezo element 65 are pressurized by the Z support 63 to support the stage rod 15.
  • the Z piezo element 65 whose displacement is controlled by the Z position detection element 72 and the piezo element control unit 35C, changes the distance between the focal point and the sample when capturing a plurality of single Ronchigram images during aberration correction.
  • Examples of the X position detection element 70, the Y position detection element 71, and the Z position detection element 72 include a range finder using capacitance, a range finder using a laser, a linear encoder, and a strain gauge. Ru.
  • Each of the X support 61, Y support 62, and Z support 63 is made of various materials, such as a spring, a reverse action spring, a leaf spring mechanism, hard rubber, and atmospheric pressure.
  • the transmission charged particle beam device 1 may further include a Tilt axis and an Azimuth axis (axes for tilting the sample with respect to the beam) (not shown), and may also include a Rotation axis for rotating the sample itself.
  • FIG. 4 is a block diagram showing details of the piezo element control unit 35C of FIG. 2 or 3.
  • the piezo element control unit 35C is provided for each of the X piezo element 54, the Y piezo element 55, and the Z piezo element 65.
  • the piezo element control unit 35C that controls the amount of displacement of the Z piezo element 65 will be described. Note that the piezo element control unit that controls the amount of displacement of the X piezo element 54 and the piezo element control unit that controls the amount of displacement of the Y piezo element 55 are the same as the piezo element control unit 35C, so a description thereof will be omitted.
  • the computer 33 or the aberration corrector control unit 41 instructs the stage operation calculation unit 35A to determine the amount of displacement by the Z piezo element 65.
  • the stage operation calculation unit 35A commands the amount of displacement to the digital-to-analog converter 105 in the piezo element control unit 35C, and inputs an analog signal to the comparator 104.
  • Comparator 104 outputs an analog signal to piezo driver 103.
  • the piezo driver 103 applies a voltage to the Z piezo element 65 according to the output from the comparator 104.
  • the Z piezo element 65 to which a voltage is applied expands and contracts by an amount of expansion and contraction that corresponds to the applied voltage.
  • the amount of expansion/contraction is detected by the Z position detection element 72, and a signal such as a voltage, charge, current, pulse, or frequency corresponding to the amount of expansion/contraction is output.
  • the signal output from the Z position sensing element 72 is converted and amplified by the position sensing element signal processor 102 into a signal format (for example, voltage) that is easy to process, and is input to the comparator 104.
  • the comparator 104 compares the signal of the digital-to-analog converter 105 and the signal output from the position sensing element signal processor 102, and the signal of the position sensing element signal processor 102 is the voltage (command value) of the digital-to-analog converter 105. If there is a difference between the two, the signal output from the comparator 104 is changed so as to eliminate the difference.
  • the piezo element control unit 35C is a displacement analog feedback of the Z piezo element 65 using the Z position detection element 72.
  • the analog-to-digital converter 106 plays the role of always inputting the output of the Z position detection element 72 to the stage operation calculation unit 35A. Based on the output of the analog-to-digital converter 106, the stage operation calculation unit 35A checks whether the displacement amount of the Z piezo element 65 has reached the target value and whether the Z piezo element 65 is statically fixed. You can check.
  • FIG. 5 is a block diagram showing a modification of the piezo element control unit of FIG. 4.
  • the signal output from the analog-to-digital converter 106 is compared and calculated with the target displacement amount within the stage operation calculation unit 35A, without using an analog comparator. Expressed simply, this is displacement digital feedback.
  • the Z position detection element 72 detected the amount of expansion and contraction of the Z piezo element 65. However, if the Z position detection element 72 can detect the absolute amount of displacement of the sample by the Z piezo element 65, The method is not limited to one that detects the amount of expansion and contraction.
  • FIG. 6 is a diagram illustrating the positional relationship between the focus and the sample according to Example 1.
  • the axis 120 indicating the distance L [nm] has a unit of [nm] and indicates the distance between the focus of the beam and the sample.
  • the focal point and sample positional relationship schematic diagram 121 includes a beam trajectory schematic diagram 125 and a sample 126, and the focal point position of the beam trajectory schematic diagram 125 is fixed at a position 0 nm from the axis 120. At this time, the distance L1 (127) between the focal point and the sample is ⁇ 100 nm, which indicates the back focal point.
  • the distance L2 (128) between the focus and the sample is 0 nm, which indicates a positive focus.
  • the distance L3 (129) between the focus and the sample is +25 nm indicating the front focus.
  • the distance L4 (130) between the focus and the sample is +150 nm indicating the front focus.
  • the focus of the beam is fixed and the position of the sample 126 is determined using a Z piezo sensor equipped with a Z position detection element 72, as shown in schematic diagrams 121 to 124 of the positional relationship between the focus and the sample. element 65 to change the distance between the focal point and the sample.
  • a Z piezo sensor equipped with a Z position detection element 72, as shown in schematic diagrams 121 to 124 of the positional relationship between the focus and the sample. element 65 to change the distance between the focal point and the sample.
  • FIG. 7 is a graph showing a method of controlling the Z piezo element 65 with the Z position detection element 72 when acquiring a plurality of single Ronchigrams according to the first embodiment.
  • the vertical axis 151 of the graph 150 is the distance between the focus and the sample (L focus-sample [nm]), and the horizontal axis 152 is the time (Time [ms]).
  • 0 nm on the vertical axis indicates a positive focus.
  • the positive region on the vertical axis is the front focus
  • the negative region on the vertical axis is the back focus.
  • the value of the vertical axis (distance L between the focus and the sample) is the same as the amount of displacement of the stage 3 caused by the Z piezo element 65 and the Z position detection element 72.
  • T piezo move 155 shown in a graph 154 that enlarges the enlarged area 153 in the graph 150 indicates the time from the start of displacement to the time when the Z piezo element 65 becomes static
  • T expose 156 indicates the time taken when a single Ronchigram is imaged. Indicates the exposure time of the camera.
  • the position of the focus and the sample can be changed step by step by repeating the operation of moving the sample to a specified position in the time T piezo move 155 and capturing the Ronchigram in the time T exposure 156. , and multiple single Ronchigrams are imaged each time the sample is stopped.
  • the time required for the displacement and stabilization of the Z piezo element 65 with the Z position detection element 72 is 30 msec, and the exposure time of the camera when imaging a single Ronchigram is 70 msec. It becomes possible to image 10 single Ronchigrams.
  • FIG. 8 is an example of imaging a plurality of single Ronchigrams according to the first embodiment.
  • R1, R2, R3, and R4 are the single Ronchigrams at the back focus
  • R5 is the single Ronchigram at the positive focus
  • R6, R7, R8, R9, and R10 are the single Ronchigrams at the front focus.
  • All images of R1 to R10 or any single Ronchigram of R1 to R10 are processed by the image processing unit 33B, and aberration information is extracted at the distance between each focal point and the sample. It becomes possible to calculate aberrations.
  • Example 1 A configuration in which a plurality of single Ronchigrams having different distances between a focal point and a sample are imaged using a Z piezo element 65 with a Z position sensing element 72 according to the first embodiment, and a Z piezo element with a Z position sensing element 72 According to the control method No. 65, the following effects can be obtained.
  • the fourth problem of "displacement accuracy is not improved due to the effect of displacement hysteresis of the piezo element" can be solved, the displacement accuracy can be increased, and the accuracy of aberration calculation can be improved.
  • Example 2 Control method of Z piezo element 65 with Z position detection element 72 (Example 2)> It is known that if the focus of the beam remains within the amorphous thin film contained in the sample, the amorphous thin film will be damaged. Therefore, the time the beam remains focused within the amorphous thin film must be kept to a minimum. Therefore, in the second embodiment, when displacing the sample so as to pass through the focal position, the sample is displaced without stopping at least within the range where the focal position falls on the sample.
  • Example 2 when the sample is displaced so as to pass through the focal position, at least within the range where the focal position enters the sample, the moving speed is faster than the moving speed of the sample before or after the focal position of the beam enters the sample. Displace the sample with
  • FIG. 9 is a diagram illustrating the relationship between the thickness of the sample and the distance between the focal point and the sample according to Example 2.
  • the distance between the focus of the beam focused in the sample 126 (including the amorphous thin film) and the sample is D sens-L 132 on the back focus side and D sens-U 131 on the front focus side.
  • D sens-L 132 and D sens-U 131 are both the same as the thickness of the sample.
  • the sum of these two values is taken as D sens 158, and this is defined as a region where the amorphous thin film is likely to be damaged.
  • the area where the focus falls within the sample is defined as the area where the amorphous thin film is likely to be damaged. The closer the amorphous thin film is, the more damage will occur to the amorphous thin film.
  • FIG. 10 is a graph showing a method of controlling the Z piezo element 65 with the Z position detection element 72 when acquiring a plurality of single Ronchigrams according to the second embodiment.
  • the meanings of the vertical axis 151 and the horizontal axis 152 are the same as in FIG. 7, so their explanation will be omitted.
  • D sens 158 indicates a region where the amorphous thin film is likely to be damaged particularly during Ronchigram imaging in the distance between the focal point and the sample, which is the vertical axis 151.
  • the displacement of the sample by the Z piezo element 65 is determined at predetermined time intervals as in FIG. Repeat and stop, and image a single Ronchigram during the stopped time.
  • the distance between the focal point and the sample falls into the region of D sens 158, damaging the amorphous thin film and reducing the quality of the Ronchigram. descend. Therefore, when the distance between the focal point and the sample falls within the area of D sens 158 using the Z piezo element 65 with the Z position detection element 72, the sample is moved as fast as possible to move the sample to the area of D sens 158. Minimize the length of stay. That is, the moving speed when displacing the sample in the region of D sens 158 is faster than the moving speed when displacing the sample outside the region of D sens 158.
  • the deterioration in the quality of the Ronchigram refers to a decrease in the contrast of the Ronchigram, artifact information of the amorphous thin film entering the Ronchigram, and the like.
  • the Z piezo element 65 with the Z position detection element 72 repeats displacement and stopping of the sample, and images a Ronchigram at the time of stopping.
  • the time required to displace the Z piezo element 65 with the Z position detection element 72 is 30 msec, and the exposure time of the camera when imaging a single Ronchigram is 70 msec, 10 Ronchigrams can be imaged in 1 second. can be carried out while reducing damage to the amorphous thin film by minimizing the stay time in the D sense 158 region.
  • Ronchigrams are acquired, but the operation of moving at high speed in the region of D sens 158 may be performed simply when accompanied by a movement that straddles the front focus and the back focus. do not have.
  • the sixth issue is that when crossing the front and back focal points, the sample position stays near the positive focus for a long time due to the effect of the time constant of the lens coil. There is also the problem that this damages the amorphous thin film and causes a decline in the quality of the Ronchigram.
  • FIG. 11 is a graph related to a method of controlling each piezo element with a position detection element when acquiring a Ronchigram according to the third embodiment.
  • a graph 150 showing the relationship between time and the distance between the focus and the sample quickly moves through the region of D sens 158 where damage to the amorphous thin film is likely to occur, similar to FIG.
  • each of the vertical axis 151 and the horizontal axis 152 in FIG. 11 is the same as in FIG. 10, so the explanation thereof will be omitted.
  • the time scale is in the range from 400 msec to 900 msec.
  • the vertical axis 161 of a graph 160 showing the relationship between travel distance on the XY plane and time is the travel distance on the XY plane
  • the horizontal axis 162 is time as in FIGS. 7 and 10. .
  • T esc 162 indicates the evacuation time during which the sample was evacuated from the beam irradiation position.
  • the moving distance in the XY plane means the moving distance when the X piezo element 54 is used alone, the moving distance when the Y piezo element 55 is used alone, or the moving distance when the X piezo element 54 and the Y piezo element 54 are used alone.
  • the outer product of the amount of movement when both elements 55 are used may also be used.
  • the displacement in the retracting direction may be performed using the X actuator 52 or the Y actuator 53 without using the piezo element.
  • FIG. 12 is a diagram showing the relationship between the imaging position and the retracted position of a single Ronchigram according to the third embodiment.
  • FIG. 12 simulates the XY plane on the sample, and the units of both the vertical and horizontal axes are nm.
  • Point EXP 165 on the XY plane is a place to stay when capturing a Ronchigram, and Point ESC 166 is a place to stay at evacuation time T esc 162 in FIG. 11.
  • Point EXP 165 and Point ESC 166 have different coordinates, and are characterized in that their beam irradiation ranges do not overlap when they are at each other's positions.
  • Example 2 the Z piezo element 65 moves quickly in the region of D sens 158, but since the beam is irradiated to the imaging location of the Ronchigram on the sample, the amorphous thin film is damaged to some extent, and the Ronchigram is This leads to quality deterioration.
  • the area on the sample to which the beam is irradiated is changed using the X piezo element 54, the Y piezo element 55, or both before entering the D sens 158 area where damage is likely to occur on the amorphous thin film. be done. Thereafter, the area on the sample that is irradiated with the beam is returned to its original position.
  • Example 3 Before entering the region of D sens 158, which is the distance between the focal point and the sample where damage to the amorphous thin film is likely to occur, the region hit by the beam is changed using the X piezo element 54, the Y piezo element 55, or both. By returning the Ronchigram to the imaging position after leaving the area, deterioration in quality of multiple single Ronchigrams can be avoided. This leads to the sixth problem, ⁇ When crossing the front and back focal points, the time constant of the lens coil causes the sample position to stay near the positive focus for a long time, which can damage the amorphous thin film. Solving the problem of "resulting in deterioration in the quality of Ronchigram". Other effects are the same as in Example 1.
  • FIG. 13 is a graph related to a control method when acquiring a Ronchigram of each piezo element with a position detection element according to the fourth embodiment.
  • the meanings of the vertical axis, horizontal axis, and graph are the same as in FIG. 11, so their explanation will be omitted.
  • Embodiment 3 in addition to the time T esc 162 for staying at the evacuation position, the time required to reach the evacuation position and the time from the evacuation position to the imaging position are required. It takes longer to capture an image.
  • the amorphous thin film will be damaged to some extent no matter the distance between the focal point and the sample. This means that as the number of single Ronchigrams to be imaged increases, the quality of the Ronchigrams deteriorates.
  • the X piezo element 54 with the X position detection element 70 and the Y piezo element 55 with the Y position detection element 71 move the sample.
  • the displacement is performed, and the Ronchigram is always imaged at a different position of the amorphous thin film.
  • FIG. 14 is a diagram showing the imaging positions of a plurality of single Ronchigrams according to the fourth embodiment.
  • the coordinates of the first imaging location P8, the ninth imaging location P9, and the tenth imaging location P10 are different from each other, and the beam irradiation ranges at the imaging locations P1 to P10 do not overlap. It is a characteristic.
  • all the imaging locations were different from each other, but it is also conceivable that the same location may be imaged multiple times, for example, twice or three times, within the number of times that would cause less damage to the amorphous thin film.
  • the imaging position of the Ronchigram is different each time, so the amorphous thin film is required to be as uniform as possible and to move accurately in the XY plane on the order of several nanometers.
  • FIG. 15 is a diagram illustrating the positional relationship between the tilted sample and the focal point according to Example 5.
  • the movement of the X piezo element 54 and the Y piezo element 55 allows movement from the front focal point to the rear focal point. Utilizing this movement, it is possible to change the distance between the focal point and the sample as shown in FIG. 10 by moving on the XY plane using the X piezo element 54 and the Y piezo element 55.
  • Example 5 The same effect as in Example 4 can be achieved without using the Z piezo element 65 with the Z position detection element 72.
  • the stage device configuration is such that an annular coarse movement stage is displaced by a coarse movement mechanism arranged concentrically, and a toroidal fine movement stage is displaced using a piezo element with a position detection element arranged concentrically.
  • a configuration that allows The details of this configuration will be explained below using FIGS. 16 and 17.
  • FIG. 16 A plan view of the stage and its surroundings in this configuration is shown in FIG. 16, and a cross-sectional view is shown in FIG. 17. Note that parts with the same functions are denoted by the same reference numerals as in FIGS. 1, 2, and 3, and the description thereof will be omitted.
  • the stage in this configuration is divided into a fine movement stage member 81 and a coarse movement stage member 82, each of which has an annular shape. Further, the center of the ring of the fine movement stage member 81 and the center of the ring of the coarse movement stage member 82 each substantially coincide with the optical axis.
  • the coarse movement stage member 82 is fixed in the X direction and the Y direction by the X actuator 52, the X coarse movement support 61A, the Y actuator 53, and the Y coarse movement support 62A.
  • the line connecting the operating axes of the X actuator 52 and the X coarse movement support 61A and the line connecting the action axes of the Y actuator 53 and the Y coarse movement support 62A are at 90 degrees, and the light They are spread out in concentric circles around the axis.
  • the fine movement stage member 81 is fixed by the X piezo element 54 with the X position detection element 70, the X fine movement support 61B, the Y piezo element 55 with the Y position detection element 71, and the Y fine movement support 62B.
  • What is the line that connects the operating axes of the X piezo element 54 with the X position detection element 70 and the X fine movement support 61B, and the line that connects the action axes of the Y piezo element 55 with the Y position detection element 71 and the Y fine movement support 62B? ideally at 90 degrees, and spread concentrically around the optical axis.
  • the Z direction of the coarse movement stage member 82 is fixed by the Z actuator 64 and the Z coarse movement support 72A. Further, the fine movement stage member 81 is fixed in the Z direction by the Z piezo element 65 with the Z position detection element 72 and the Z fine movement support 72B.
  • the sample exchange flange 83 is opened, the sample holder 16 is recovered using the sample exchange device 80, and after the sample exchange, it is placed on the fine movement stage member 81 again by the sample exchange device 80. After the sample exchange operation, the sample exchange flange 83 is closed, and the sample exchange device 80 is separated from the sample holder 16. This feature keeps the sample holder 16 in vacuum and isolated from atmospheric pressure. This reduces image vibration due to changes in atmospheric pressure and the influence of drift due to thermal expansion of the sample holder 16 itself due to changes in temperature, compared to a side entry type sample holder.
  • the transmission charged particle beam device 1 equipped with the stage 3 is a scanning/transmission electron microscope (STEM/TEM).
  • a charged particle beam device is a scanning electron microscope (SEM), a combination device of a scanning ion microscope and a scanning electron microscope (FIB-SEM), or a device that applies these, and It may be an apparatus capable of processing, analyzing, and inspecting samples.
  • the transmission charged particle beam device 1 of the first embodiment includes not only the Z piezo element 65 but also the X piezo element 54 and the Y piezo element 55 for displacing the sample. If the displacement in the direction can be controlled with high precision, it is not necessary to provide the X piezo element 54, the Y piezo element 55, and their peripheral devices.
  • the positional relationship between the focal point and the sample can be changed without using the Z piezo element 65, so the Z piezo element 65 and its peripheral devices do not need to be provided.

Landscapes

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Abstract

焦点と試料との位置関係を高精度且つ高速に変位させる。　透過型荷電粒子ビーム装置は、試料５９のロンチグラムを取得し、収差補正を行う装置であって、伸縮することにより試料を変位させるピエゾ素子６５と、試料５９の位置を検知する位置検知素子７２と、位置検知素子７２によって検知された試料５９の位置に基づいてピエゾ素子６５の伸縮量を制御し、試料５９を変位させて、試料５９を停止させる制御部３５と、試料５９を停止させた状態で、試料５９に照射されるビームの焦点位置を変化させることなく１又は複数の単一ロンチグラムを撮像する撮像部２０と、を備える。

Description

透過型荷電粒子ビーム装置、及びロンチグラム撮像方法
　本開示は、透過型荷電粒子ビーム装置、及びロンチグラム撮像方法に関する。
　近年、半導体デバイスの微細化や、材料開発における原子カラム観察の重要性が増しており、透過電子顕微鏡（ＴＥＭ：Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ　Ｅｌｅｃｔｒｏｎ　Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ）や走査透過電子顕微鏡（ＳＴＥＭ：Ｓｃａｎｎｉｎｇ　Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ　Ｅｌｅｃｔｒｏｎ　Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ）には更なる高分解能化と高コントラスト化が求められている。
　ＳＴＥＭにおいて、高分解能化のためには、試料上で走査する電子線プローブの径を細くすることが必要だが、プローブ径は、電子光学系の収差により制限されてしまう。また、高コントラスト化のためにプローブ電流を増加させるためには、プローブが収束する際の最大角度の電子線が光軸となす角度（開き角α）を拡大する必要があり、それは収差をより大きくし、分解能劣化の一因となる。
　そこで、近年では、収差補正器を搭載したＳＴＥＭやＴＥＭが実用化されている。収差補正器によれば、電子光学系内で発生した正の３次球面収差を、多極子レンズを用いて発生させた負の３次球面収差で打ち消すことができる。このことにより、高分解能で高コントラストな撮像が可能となった。
　３次球面収差を打ち消した後、さらに開き角αを拡大させると５次球面収差の影響により、分解能が劣化するが、５次球面収差については収差補正器と対物レンズの間を適切な転写条件で結ぶことで補正可能であることが知られている。
　一般的な収差補正器の構造としては、複数の多極子レンズと、複数の転送レンズと、複数の調整レンズとを用いて構成されている。
　基本的な収差補正方法として、特許文献１には、「第一のセクスターポールと第二のセクスターポールとの間に、焦点距離が等しい２個の円形レンズを、相互にその焦点距離の２倍の間隔をとり、さらに各円形レンズに隣接するセクスターポールの中心を通る平面から、円形レンズの焦点距離に該当する間隔をとって配置して成る」ことが記載されている。
　また、収差補正器の構成と３次までの寄生収差補正方法として、例えば特許文献２には、球面収差補正器を備えることにより副次的に生じる２回対称３次スター収差（Ｓ３）と４回対称３次非点収差（Ａ３）を独立して補正する技術が開示されている。
　また、特許文献１、及び特許文献２に記載の収差を補正する前段階として、１次２回対称非点（Ａ１）、２次１回対称コマ収差（Ｂ２）、２次３回対称非点収差（Ａ２）を補正する前工程があり、また後工程として、３次球面収差（Ｃ３）、５次球面収差（Ｃ５）を行うプロセスも存在する。
　各収差を補正する際は、多極子レンズ、偏向レンズ、転送レンズに与える制御信号を調整し、収差を低減させていく。そのとき、収差を確認する手段の一つとして、ロンチグラム（Ｒｏｎｃｈｉｇｒａｍ）法を用いることがある。
　ロンチグラム法は、試料に収束した電子線を照射し、試料を透過した電子線が作る収差の角度分布を反映した画像（ロンチグラム）を確認する手法である。
　基本的なロンチグラムを用いた収差補正では、各収差を補正し、対物レンズ電流の変化により、対物レンズ焦点を後焦点から前焦点へと変化させ、その変化具合から判断し、当該収差が残っている場合は再度収差補正を行う。そして、各収差が無くなったと判断するまで上記した補正を繰り返す。
　ロンチグラムを用いた収差補正によれば各収差を順次、視覚で確認しながら収差補正を行うことができる。一方で、補正対象の収差の数だけ収差補正のフローを実施する必要があるため、フローの実施回数が非常に多くなり、すべての収差が補正されるまでに多くの時間を要することとなる。
　特許文献３には、収差測定の手法として、１枚のロンチグラムの撮像中に焦点と試料との位置関係を微小に変動させるロンチグラム（以下、焦点変動ロンチグラムと呼ぶ）を用いて収差を測定する手法が開示されている。
　この手法を用いることで、１枚の焦点変動ロンチグラムから局所的な収差情報を抽出できるので、ロンチグラムから視覚的にとらえていた収差の情報を数値情報にすることができ、収差図形から収差の情報を捉えるのが困難であったユーザに、より簡易的な収差補正の提供や、数値情報で捉えることによりコンピュータを用いた収差補正の自動化フローを組むことが容易となる。
　また、特許文献３の実施例２では、焦点の微小変位は対物レンズの励磁によるものではなく、試料高さを変位させる方法が用いられており、特に試料高さの変位手段としてはピエゾ素子を使用した例が開示されている。
　ピエゾ素子は、印加信号に対する応答性がモータを用いたアクチュエータより高速であるため、複数周期焦点を動かす手段としての対物レンズの代替としての親和性が高い。また焦点変動をさせるためには交流的動作が必要となり、この動作がピエゾ素子の変位クリープを抑えるように働くのでピエゾ素子による変位の精度も高めることができる。
特表２００２－５１０４３１号公報 特開２０１２－２３４７５５号公報 特開２０１５－０５６３７６号公報
　特許文献３の実施例１及び実施例３では、焦点変動ロンチグラムを撮像する工程において電磁的手段を用いて焦点と試料との位置関係を変位させている。この手法では焦点変動ロンチグラムを撮像する際は交流電流による動作なので問題とならないが、１枚のロンチグラムの撮像中に焦点と試料との位置関係を変動させないロンチグラム（以下、単一ロンチグラムと呼ぶ）を撮像する際は磁気ヒステリシスの影響により焦点と試料との位置関係の精度が上がらない。また、レンズ電流を変更したことによりレンズコイルの温度変化によるドリフトが発生する場合がある。その他にもレンズコイルの磁束変化には時定数があるので複数枚のロンチグラムを撮像するには時間がかかってしまう。
　レンズコイルを用いて焦点と試料との位置関係を変更する際は、特に前焦点と後焦点とを跨ぐ移動をする際は、試料内での正焦点付近が維持される時間がレンズコイルの磁束変化時定数の関係上長くなる。このことはロンチグラムの取得に必要なサンプルであるアモルファス薄膜にダメージを与え、ロンチグラムの品質低下を招く。
　特許文献３の実施例３では焦点変動ロンチグラムを撮像する工程でピエゾ素子を用いて焦点と試料との位置関係を変位させる手法が開示されている。この手法では、焦点変動ロンチグラムを撮像する際は交流信号による駆動なので問題とならないが、単一ロンチグラム、または複数位置での焦点変動ロンチグラムを撮像する際は、ピエゾ素子の変位ヒステリシスの影響により焦点と試料との位置関係に精度が上がらない。また、ピエゾ素子は、変位クリープが大きく、移動と停止とを繰り返す動作では変位クリープが停止するまでロンチグラム撮像を待つ必要があるため、複数枚のロンチグラムを撮像するには時間を要する。
　特許文献３の実施例１～３には、収差測定の精度を上げることを目的に複数枚の焦点変動ロンチグラムを用いることが記載されている。特許文献３に記載の通り、これは測定回数の増加を招き、焦点変動ロンチグラムは単一でも複数周期の焦点変動が必要となるため、収差測定にかかる時間が大幅に増加してしまう。
　ここまでの説明を纏めると以下のようになる。
　複数枚の単一ロンチグラムを撮像する工程において、電磁的手段で焦点と試料との位置関係を変位させると、以下の課題が生じる。
　第一の課題として、磁気ヒステリシスの影響で変位の精度が上がらない。
　第二の課題として、焦点変動に用いるレンズコイルの電流変化に伴う発熱量が変化し、電子顕微鏡構成部品の熱膨張、収縮による視野や焦点の温度ドリフトが生じる。
　第三の課題として、レンズコイルの磁束変化に時定数があるため、複数枚のロンチグラム撮像に時間がかかる。
　また、複数枚の単一ロンチグラムを撮像する工程において、ピエゾ素子を用いて焦点と試料との位置関係を変位させると、以下の課題が生じる。
　第四の課題として、ピエゾ素子の変位ヒステリシスの影響で変位の精度が上がらない。
　第五の課題として、ピエゾ素子の変位クリープの影響で複数枚のロンチグラムの撮像に時間がかかる。
　そこで、本開示は、上記した５つの課題を解決することが可能な透過型荷電粒子ビーム装置、及びロンチグラム撮像方法を提供する。
　上記課題を解決するために、本開示の透過型荷電粒子ビーム装置は、試料のロンチグラムを取得し、収差補正を行う透過型荷電粒子ビーム装置であって、伸縮することにより試料を変位させるピエゾ素子と、試料の位置を検知する位置検知素子と、位置検知素子によって検知された試料の位置に基づいてピエゾ素子の伸縮量を制御し、試料を変位させて、試料を停止させる制御部と、試料を停止させた状態で、試料に照射されるビームの焦点位置を変化させることなく１又は複数の単一ロンチグラムを撮像する撮像部と、を備える。
　本開示によれば、焦点と試料との位置関係を高精度且つ高速に変位させることができる。
　上記した以外の課題、構成及び効果は、以下の実施形態の説明により明らかにされる。
実施例１～５の透過型荷電粒子ビーム装置の模式図である。 図１のステージの詳細を示した平面図である。 図１のステージの詳細を示した側面図である。 図２又は図３のピエゾ素子制御ユニットの詳細を示したブロック図である。 図４のピエゾ素子制御ユニットの変形例を示したブロック図である。 実施例１に係る、焦点と試料との位置関係を説明する図である。 実施例１に係る、複数枚の単一ロンチグラムを取得するときのＺ位置検知素子付きＺピエゾ素子の制御方法を示すグラフである。 実施例１に係る、複数枚の単一ロンチグラムの撮像例である。 実施例２に係る、試料の厚さと、焦点と試料との位置関係とを説明する図である。 実施例２に係る、複数枚の単一ロンチグラムの取得時のＺ位置検知素子付きＺピエゾ素子の制御方法を示すグラフである。 実施例３に係る、複数枚の単一ロンチグラムの取得時の各位置検知素子付きピエゾ素子の制御方法に係るグラフである。 実施例３に係る、単一ロンチグラムの撮像位置と退避位置との関係を示す図である。 実施例４に係る、複数枚の単一ロンチグラムの取得時の各位置検知素子付きピエゾ素子の制御方法に係るグラフである。 実施例４に係る、複数枚の単一ロンチグラムの撮像位置を示す図である。 実施例５に係る、傾斜した焦点と試料との位置関係を説明する図である。 実施例１～５のステージの変形例の詳細を示した平面図である。 図１６の変形例に係るステージの詳細を示した側面図である。
　以下、実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、実施の形態を説明するための全ての図において、同一の機能を有する部材には同一の符号を付し、以下の実施の形態では、特に必要なとき以外は同一または同様な部分の説明を原則として繰り返さない。
　また、本願において説明されるＸ方向、Ｙ方向及びＺ方向は、互いに交差し、互いに直交している。本願では、Ｚ方向をある構造体の上下方向、高さ方向または厚さ方向として説明する。また、本願で用いられる「平面図」または「平面視」などの表現は、Ｘ方向及びＹ方向によって構成される面を、Ｚ方向から見ることを意味する。「断面図」または「断面視」などの表現はＺ方向及びＸ方向、もしくはＹ方向、もしくはＸ－Ｙの量成分を含む構成される面を示す。
　説明に当たっては、荷電粒子ビーム装置として透過電子顕微鏡又は走査透過型電子顕微鏡のうちステージをサイドからエントリーするものを例に説明するが、本発明に係る荷電粒子ビーム装置は、透過電子顕微鏡又は走査透過型電子顕微鏡には限られず、また、ステージをサイドからエントリーするものにも限られない。
（実施例１）
　＜透過型荷電粒子ビーム装置１の構造＞
　以下に図１を用いて、実施例１の透過型荷電粒子ビーム装置について説明する。実施例１では、透過型荷電粒子ビーム装置１の一例として、サイドエントリー方式の透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）又は走査透過型電子顕微鏡（ＳＴＥＭ）が示されている。実施例１の透過型荷電粒子ビーム装置１は、試料のロンチグラムを取得し、自動又は手動で収差補正を行う。
　透過型荷電粒子ビーム装置１は、電子銃４と、電子光学系５と、結像系６と、試料を変位させるためのステージ３と、を備え、これらが一体化されて構成される。透過型荷電粒子ビーム装置１の鏡筒内において、図示されない真空排気手段を用いて真空が保持される。
　電子源７から１次電子２２が放出される。１次電子２２は、電子銃４内の抑制電極８、引出電極９、及び陽極１０を用いて集束され、加速される。その後、１次電子２２は、電子光学系５内の集束レンズ１１、及び偏向レンズ１２によって拡大または縮小され、偏向される。その後、１次電子２２は、収差補正器４０で拡大、縮小、シフト、チルトなどが行われ収差の補正が行われる。その後、１次電子２２は、対物レンズ１３によって焦点の調整が行われる。そして、１次電子２２は、ステージ棒１５の先端の試料ホルダ１６上に載置された試料に照射される。
　１次電子２２が照射された試料からは、反射及び２次電子の放出によって信号電子２３が発生する。信号電子２３は、検出器１９で検出される。検出器１９から出力された信号は、信号処理ユニット３６により処理された後、コンピュータ３３内の画像処理ユニット３３Ｂ、及びＣＰＵ３３Ａにより処理（画像化）され、表示装置３３Ｃに表示される。
　また、試料に照射された電子のうち、試料を透過した電子（透過電子２４）は、結像系６によって縮小または拡大され、蛍光板１８に照射される。透過電子２４が照射されると、蛍光板１８からは蛍光２５が発生する。発生した蛍光２５は、カメラ２０（撮像部）によって検出される。カメラ２０から出力された信号は、信号処理ユニット３６により処理された後、コンピュータ３３内の画像処理ユニット３３Ｂ、及びＣＰＵ３３Ａにより処理（画像化）され、表示装置３３Ｃに表示される。
　透過型荷電粒子ビーム装置１は、上記以外にも、図示されない荷電粒子線検出器、光学検出器、カメラ、Ｘ線検出器、等の検出器を備えてもよく、これらの検出器に係る絞り機構等を備えてもよい。
　ステージ３は、ステージ駆動機構１４と、ステージ棒１５と、試料ホルダ１６とを備える。ステージ棒１５の先端には、試料ホルダ１６が接続される。試料は、試料ホルダ１６上に載置される。視野の位置は、ステージ３を駆動することによって変更される。視野の位置を調整する際には、ステージ制御ユニット３５からの指令によりステージ駆動機構１４が動作し、ステージ棒１５に対して押す、引く、回す、送る、等の運動を実現させる。これらの運動は、大気圧またはバネ力を介して実現されてもよく、あらかじめ付与された大気圧またはバネ力を相殺することにより実現されてもよい。ここでは図示しないが、ステージ駆動機構１４の内部にはピエゾ素子と位置検知素子とが含まれる。
　制御装置２（制御部）は、コンピュータ３３と、主制御ユニット３４と、ステージ制御ユニット３５と、信号処理ユニット３６と、収差補正器制御ユニット４１と、を含む。制御装置２は、透過型荷電粒子ビーム装置１の各構成要素を制御する。
　コンピュータ３３は、公知の構成を備えるコンピュータによって構成することができる。たとえば、コンピュータ３３は、演算を行う演算手段と、情報を格納する記憶手段と、情報の入出力を行う入出力手段と、を備える。記憶手段は、たとえば、一時的でない記憶媒体を含む。記憶手段は、プログラムを格納することができる。このプログラムを演算手段が実行することによって、コンピュータ３３は、本明細書に記載される動作を実現する。これに伴って、透過型荷電粒子ビーム装置１は、本明細書に記載される動作を実現する。すなわち、このプログラムは、透過型荷電粒子ビーム装置１に、本明細書に記載される方法を実行させる。
　本実施例では、演算手段は、ＣＰＵ３３Ａ及び画像処理ユニット３３Ｂを含み、入出力手段は、表示装置３３Ｃを含み、記憶手段は、記憶媒体としてのメモリ３３Ｄを含む。コンピュータ３３は、信号に係る演算と、各装置に対する情報（コマンド等）の送受信と、を行うことができる。また、コンピュータ３３は、人及び他の電子機器とのインターフェイスとしての役割を担う。
　主制御ユニット３４は、増幅器、アナログデジタルコンバータ、デジタルアナログコンバータ、各種ロジックなどを含み、電子銃４、電子光学系５、結像系６、カメラ２０、ステージ３などに信号、電力、及び電圧を与える。また、主制御ユニット３４は、信号を受け取り、各種の処理、及び制御を行う。また、主制御ユニット３４内には、各々を制御するためのプログラムを格納する複数のメモリ、及び処理する１又は複数のＣＰＵやＦＰＧＡが含まれる。ＣＰＵやＦＰＧＡは、コンピュータ３３と通信を行い、コンピュータ３３からの命令、もしくはＣＰＵ内での演算結果で各々を制御する。
　ステージ制御ユニット３５は、ステージ３の移動、回転、傾斜などに係る指示をコンピュータ３３もしくは主制御ユニット３４から受け取り、ステージ駆動機構１４の制御を行う。ここでは図示しないが、ステージ制御ユニット３５内には、ピエゾドライバ、及び位置検知素子制御ユニットを含む。
　収差補正器制御ユニット４１は、収差補正器４０内に含まれる多数の磁極、及び電極の制御を行い、収差補正動作を行う。収差認識動作時には、カメラ２０によって撮像されたロンチグラムを信号処理ユニット３６、もしくは画像処理ユニット３３Ｂによって処理し、表示されたものをユーザが観察及び収差認識する。そして、ユーザは、収差補正器制御ユニット４１を調整し、収差補正動作を行う。もしくは画像処理ユニット３３Ｂにより収差計算を行い、結果から自動でコンピュータ３３が収差補正器制御ユニット４１に指令を送り、収差補正動作を行う。
　＜ステージ３の構造＞
　図２は、図１のステージ３の詳細を示した平面図である。図２を用いてＸ方向及びＹ方向についてのステージ動作の詳細を説明する。
　鏡筒５０には、Ｘアクチュエータ５２と、Ｙアクチュエータ５３と、ステージ棒挿入機構６０と、が設置されている。ステージ棒挿入機構６０を通して、ステージ棒１５が鏡筒５０に挿入される。Ｘアクチュエータ５２の先端には、Ｘピエゾ素子５４とＸ位置検知素子７０とが取り付けられる。また、Ｙアクチュエータ５３の先端には、Ｙピエゾ素子５５とＹ位置検知素子７１とが取り付けられる。Ｘピエゾ素子５４、Ｙピエゾ素子５５、及び後述するＺピエゾ素子６５は、印加された電圧に応じた伸縮量で伸縮し、試料を変位させる。また、Ｘ位置検知素子７０、Ｙ位置検知素子７１、及びＺ位置検知素子７２のそれぞれは、Ｘピエゾ素子５４、Ｙピエゾ素子５５、及びＺピエゾ素子６５によって変位された試料の絶対位置を検知する。
　Ｘアクチュエータ５２及びＸピエゾ素子５４には、Ｘ支持体６１より与圧が加えられ、ステージ棒１５を支持する。Ｙアクチュエータ５３及びＹピエゾ素子５５には、Ｙ支持体６２より与圧が与えられ、ステージ棒１５を支持する。
　ステージ３は、Ｘアクチュエータ５２及びＸピエゾ素子５４を用いて、ステージ棒１５及び試料ホルダ１６をＸ方向５７に移動させる。また、ステージ３は、Ｙアクチュエータ５３及びＹピエゾ素子５５を用いて、ステージ棒１５及び試料ホルダ１６をＹ方向５８に移動させる。
　ステージ棒１５の先端には、試料ホルダ１６が接続されている。試料ホルダ１６には、試料５９が載置される。試料５９は、観察対象である。また、試料５９は、ロンチグラムの取得時に必要なアモルファス薄膜を含む。
　ステージ３による試料の変位のうち比較的粗い変位（以下、粗動と呼ぶ）については、Ｘアクチュエータ５２及びＹアクチュエータ５３が行う。一方、ステージ３による試料の変位のうち比較的微小な変位（以下、微動と呼ぶ）については、Ｘピエゾ素子５４及びＹピエゾ素子５５が行う。本実施例では、Ｘピエゾ素子５４及びＹピエゾ素子５５による試料の変位は、Ｘピエゾ素子５４及びＹピエゾ素子５５の圧電効果による伸縮量のそれぞれをＸ位置検知素子７０及びＹ位置検知素子７１でフィードバックを行いながら行われる。粗動及び微動は、たとえばステージ棒１５及び試料ホルダ１６に対して押す、引く、回す、送る、等の運動として実現される。これらの運動は、大気圧またはバネ力を介して実現されてもよく、あらかじめ付与された大気圧またはバネ力を相殺することにより実現されてもよく、図示しないレバーを介して実現されてもよい。
　ステージ制御ユニット３５は、Ｘアクチュエータ５２、Ｙアクチュエータ５３、Ｘピエゾ素子５４及びＹピエゾ素子５５を制御する。ステージ制御ユニット３５は、ステージ動作演算ユニット３５Ａと、モータドライバ３５Ｂと、ピエゾ素子制御ユニット３５Ｃと、を備える。
　図３は、図１のステージ３の詳細を示した側面図である。図３を用いてＺ方向についてのステージ動作の詳細を説明する。なお、煩雑さを避けるために対物レンズ１３は図示しない。
　図３には、ステージ３を１次電子２２の照射方向と平行なＺ方向６６に動かすためのＺアクチュエータ６４と、Ｚピエゾ素子６５と、Ｚ位置検知素子７２と、が示されている。ステージ３は、Ｚアクチュエータ６４及びＺピエゾ素子６５を用いて、ステージ棒１５及び試料ホルダ１６をＺ方向６６に移動させる。Ｚアクチュエータ６４は、Ｘアクチュエータ５２及びＹアクチュエータ５３と同様に、試料の粗動を行い、Ｚピエゾ素子６５は、Ｘピエゾ素子５４及びＹピエゾ素子５５と同様に、試料の微動を行う。また、Ｚアクチュエータ６４及びＺピエゾ素子６５には、Ｚ支持体６３より与圧が加えられ、ステージ棒１５を支持する。
　Ｚ位置検知素子７２とピエゾ素子制御ユニット３５Ｃによって変位量を制御されるＺピエゾ素子６５は、収差補正時の複数枚の単一ロンチグラム撮像時に、焦点と試料との間の距離を変更する。
　Ｘ位置検知素子７０、Ｙ位置検知素子７１、及びＺ位置検知素子７２としては、静電容量を用いた測距計、レーザーを用いた測距計、リニアエンコーダ、歪ゲージなどが一例として想定される。
　Ｘ支持体６１、Ｙ支持体６２、及びＺ支持体６３のそれぞれは、バネ、逆作用バネ、板バネ機構、硬質ゴム、大気圧などを一例とした様々なもので構成される。
　透過型荷電粒子ビーム装置１は、さらに、図示されないＴｉｌｔ軸及びＡｚｉｍｕｔｈ軸（試料をビームに対して傾斜させるための軸）を備えてもよく、試料自体を回転させるＲｏｔａｔｉｏｎ軸を備えてもよい。
　図４は、図２又は図３のピエゾ素子制御ユニット３５Ｃの詳細を示したブロック図である。ピエゾ素子制御ユニット３５Ｃは、Ｘピエゾ素子５４、Ｙピエゾ素子５５及びＺピエゾ素子６５のそれぞれに設けられる。以下の説明では、Ｚピエゾ素子６５の変位量を制御するピエゾ素子制御ユニット３５Ｃについて説明する。なお、Ｘピエゾ素子５４の変位量を制御するピエゾ素子制御ユニット、及びＹピエゾ素子５５の変位量を制御するピエゾ素子制御ユニットは、ピエゾ素子制御ユニット３５Ｃと同様であるのでその説明を省略する。
　コンピュータ３３、もしくは収差補正器制御ユニット４１は、ステージ動作演算ユニット３５ＡにＺピエゾ素子６５による変位量を指令する。指令を受けたステージ動作演算ユニット３５Ａは、ピエゾ素子制御ユニット３５Ｃ内のデジタルアナログコンバータ１０５に対して変位量を指令し、アナログ信号を比較器１０４に入力する。比較器１０４は、ピエゾドライバ１０３に対してアナログ信号を出力する。そして、ピエゾドライバ１０３は、比較器１０４からの出力に従い、Ｚピエゾ素子６５に電圧を印加する。電圧が印加されたＺピエゾ素子６５は、印加された電圧に対応する伸縮量で伸縮する。その伸縮量は、Ｚ位置検知素子７２によって検知され、伸縮量に対応した電圧、電荷、電流、パルス、又は周波数などの信号が出力される。Ｚ位置検知素子７２から出力された信号は、位置検知素子信号処理器１０２で処理しやすい信号の形（例えば電圧）に変換及び増幅され、比較器１０４に入力される。比較器１０４は、デジタルアナログコンバータ１０５の信号と、位置検知素子信号処理器１０２から出力される信号とを比較し、位置検知素子信号処理器１０２の信号がデジタルアナログコンバータ１０５の電圧（指令値）に対して差異がある場合、その差異をなくなるように比較器１０４から出力する信号を変化させる。
　簡易的に表現すると、ピエゾ素子制御ユニット３５Ｃは、Ｚ位置検知素子７２を用いたＺピエゾ素子６５の変位量アナログフィードバックである。
　ここで、アナログデジタルコンバータ１０６は、Ｚ位置検知素子７２の出力をステージ動作演算ユニット３５Ａに常に入力する役割を担っている。ステージ動作演算ユニット３５Ａは、アナログデジタルコンバータ１０６の出力に基づいて、Ｚピエゾ素子６５の変位量が目標値に到達したか否かの確認、及びＺピエゾ素子６５が静定しているか否かの確認をすることができる。
　図５は、図４のピエゾ素子制御ユニットの変形例を示したブロック図である。図５の構成では、アナログ的な比較器を用いずに、アナログデジタルコンバータ１０６が出力した信号をステージ動作演算ユニット３５Ａ内で目標変位量と比較、演算する方式である。簡易的に表現すると、変位量デジタルフィードバックである。
　Ｚ位置検知素子７２は、Ｚピエゾ素子６５の伸縮量を検知したが、Ｚ位置検知素子７２は、Ｚピエゾ素子６５による試料の変位の絶対量を検知できるものであれば、Ｚピエゾ素子６５の伸縮量を検知するものに限定されない。
　＜Ｚ位置検知素子７２付きＺピエゾ素子６５の制御方法（実施例１）＞
　図６は、実施例１に係る、焦点と試料と位置関係を説明する図である。距離Ｌ［ｎｍ］を示す軸１２０は、単位は［ｎｍ］であり、ビームの焦点と試料との間の距離を示す。
　焦点と試料と位置関係模式図１２１は、ビーム軌道模式図１２５と試料１２６とを含み、ビーム軌道模式図１２５の焦点位置は、軸１２０の０ｎｍの位置で固定される。このとき、焦点と試料との間の距離Ｌ１（１２７）は、後焦点を示す－１００ｎｍである。
　また、焦点と試料との位置関係模式図１２２では、焦点と試料との間の距離Ｌ２（１２８）は、正焦点を示す０ｎｍである。また、焦点と試料との位置関係模式図１２３では、焦点と試料との間の距離Ｌ３（１２９）は、前焦点を示す＋２５ｎｍである。また、焦点と試料との位置関係模式図１２４では、焦点と試料との間の距離Ｌ４（１３０）は、前焦点を示す＋１５０ｎｍである。
　複数枚の単一ロンチグラムを取得するときには、焦点と試料との位置関係模式図１２１～１２４に示すように、ビームの焦点を固定しておき、試料１２６の位置をＺ位置検知素子７２付きＺピエゾ素子６５で変位させ、焦点と試料との間の距離を変動させる。具体的な制御例は、図７により開示される。
　図７は、実施例１に係る、複数枚の単一ロンチグラムを取得するときのＺ位置検知素子７２付きＺピエゾ素子６５の制御方法を示すグラフである。グラフ１５０の縦軸１５１は、焦点と試料との間の距離（Ｌ　ｆｏｃｕｓ－ｓａｍｐｌｅ［ｎｍ］）であり、横軸１５２は、時間（Ｔｉｍｅ［ｍｓ］）である。縦軸の０ｎｍは、正焦点を示している。また、縦軸の正の領域は前焦点、縦軸の負の領域は後焦点である。縦軸の値（焦点と試料との間の距離Ｌ）は、Ｚピエゾ素子６５とＺ位置検知素子７２によるステージ３の変位量と同一である。
　グラフ１５０の中の拡大領域１５３を拡大したグラフ１５４に示したＴｐｉｅｚｏ　ｍｏｖｅ１５５は、Ｚピエゾ素子６５が変位開始から静定するまでの時間を示し、Ｔｅｘｐｏｓｅ１５６は、単一ロンチグラムの撮像時のカメラの露光時間を示す。
　Ｚ位置検知素子７２付きＺピエゾ素子６５の変位の特徴である、変位後すぐに静定することができるという特徴により、Ｚピエゾ素子６５の変位完了後に即座に単一ロンチグラムの撮像を行うことが可能である。
　この制御方式を用いて、Ｔｐｉｅｚｏ　ｍｏｖｅ１５５の時間で試料を指定の位置へ移動し、Ｔｅｘｐｏｓｅ１５６の時間でロンチグラムの撮像を行うという動作を繰り返すことによって、焦点と試料との位置を段階的に変化させ、試料の停止毎に複数枚の単一ロンチグラムを撮像する。
　この特徴によると、Ｚ位置検知素子７２付きＺピエゾ素子６５の変位及び静定に要する時間が３０ｍ秒であり、単一ロンチグラムの撮像時のカメラの露光時間が７０ｍ秒であるから、１秒間に１０枚の単一ロンチグラムを撮像することが可能となる。
　図８は、実施例１に係る、複数枚の単一ロンチグラムの撮像例である。Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、及びＲ４は、後焦点の単一ロンチグラム、Ｒ５は、正焦点の単一ロンチグラム、並びに、Ｒ６、Ｒ７、Ｒ８、Ｒ９、及びＲ１０は、前焦点の単一ロンチグラムである。
　Ｒ１～Ｒ１０の全ての画像、もしくはＲ１～Ｒ１０のうちの任意の単一ロンチグラムを画像処理ユニット３３Ｂで処理し、各焦点と試料との間の距離において収差情報を抽出することによって、高精度な収差の計算が可能となる。
　＜実施例１の効果＞
　実施例１に係る、Ｚ位置検知素子７２付きＺピエゾ素子６５を用いて焦点と試料との間の距離が異なる複数枚の単一ロンチグラムを撮像する構成、及びＺ位置検知素子７２付きＺピエゾ素子６５の制御方法によれば、以下に示す効果が得られる。
　まず、Ｚ位置検知素子７２付きＺピエゾ素子６５を用いて焦点と試料との間の距離を変位させると、０．１ｎｍオーダーで試料の変位制御が可能となる。このことは、第一の課題の「磁気ヒステリシスの影響で変位の精度が上がらない」という課題を解決し、変位の精度を上げることができ、且つ収差計算の正確性を高めることが可能となる。
　同時に、第四の課題の「ピエゾ素子の変位ヒステリシスの影響で変位の精度が上がらない」という課題も解決し、変位の精度を上げることができ、且つ収差計算の正確性を高めることができる。
　次に、単一ロンチグラムを撮像するときは、ピエゾ素子は直流駆動に近い。直流駆動のピエゾ素子は、発熱を生じ難いため、焦点と試料との間の距離の変位に伴う温度ドリフトが発生しない。このことは、第二の課題の「焦点変動に用いるレンズコイルの電流変化に伴う発熱量が変化し、電子顕微鏡構成部品の熱膨張、収縮による視野や焦点の温度ドリフトが生じる」という課題を解決し、収差補正時に視野や焦点のドリフトが発生しない。なお、焦点変動ロンチグラムを取得するときは、ピエゾ素子を交流駆動するためピエゾ素子のＴａｎδの影響で発熱が生じるため本課題は解決し難い。
　また、Ｚ位置検知素子７２付きＺピエゾ素子６５を用いて焦点と試料との間の距離を変位させる場合、変位開始から変位終了（静定）まで２０～４０μ秒程度である。このことは、第三の課題の「レンズコイルの磁束変化に時定数（約１秒）があるため、複数枚のロンチグラム撮像に時間がかかる」という課題を解決し、複数枚の単一ロンチグラムの撮像に要する時間を短縮することが可能となる。
　同時に、第五の課題の「ピエゾ素子の変位クリープの影響で複数枚のロンチグラム撮像に時間がかかる」という課題も解決し、複数枚の単一ロンチグラムの撮像に要する時間を短縮することが可能となる。
（実施例２）
　＜Ｚ位置検知素子７２付きＺピエゾ素子６５の制御方法（実施例２）＞
　試料に含まれるアモルファス薄膜内にビームの焦点が滞在するとアモルファス薄膜にダメージが入ることが知られている。そのため、アモルファス薄膜内にビームの焦点を滞在する時間は最小限にとどめる必要がある。そこで、実施例２では、焦点位置を通過するよう試料を変位させる場合、少なくとも試料に焦点位置が入る範囲において試料を停止させることなく試料を変位させる。また、実施例２では、焦点位置を通過するよう試料を変位させる場合、少なくとも試料に焦点位置が入る範囲において、試料にビームの焦点位置が入る前又は後の試料の移動速度より高速の移動速度で試料を変位させる。
　図９は、実施例２に係る、試料の厚さと、焦点と試料との間の距離との関係を説明する図である。試料１２６（アモルファス薄膜を含む）内に焦点が入るビームの焦点と試料との間の距離は、後焦点側ではＤｓｅｎｓ－Ｌ１３２であり、前焦点側ではＤｓｅｎｓ－Ｕ１３１である。Ｄｓｅｎｓ－Ｌ１３２、及びＤｓｅｎｓ－Ｕ１３１は、共に試料の厚さと同一である。本実施例では、それら２つを足し合わせた値をＤｓｅｎｓ１５８とし、これをアモルファス薄膜にダメージが入りやすい領域と定義する。
　本実施例では、簡易的に表現するために、試料内に焦点が入る領域をアモルファス薄膜にダメージが入りやすい領域としたが、アモルファス薄膜内に焦点が入っていなくとも、焦点とアモルファス薄膜表面が近ければ近いほどアモルファス薄膜にはダメージが入る。
　図１０は、実施例２に係る、複数枚の単一ロンチグラムの取得時のＺ位置検知素子７２付きＺピエゾ素子６５の制御方法を示すグラフである。縦軸１５１、及び横軸１５２の意味は、図７と同様であるので、その説明を省略する。Ｄｓｅｎｓ１５８は、先述の通り、縦軸１５１である焦点と試料との間の距離の中で、特にロンチグラムの撮像時にアモルファス薄膜にダメージが入りやすい領域を示している。
　図１０の横軸１５２が０ｍ秒～５７０ｍ秒（焦点と試料との間の距離が－１８０ｎｍ～－５０ｎｍ）の間では、図７と同様に所定の時間間隔でＺピエゾ素子６５による試料の変位と停止とを繰り返し、停止している時間に単一ロンチグラムを撮像する。
　焦点と試料との間の距離が－５０ｎｍ～５０ｎｍまでの間でロンチグラムを撮像すると、焦点と試料との間の距離がＤｓｅｎｓ１５８の領域に入り、アモルファス薄膜にダメージを与え、ロンチグラムの質が低下する。そのため、Ｚ位置検知素子７２付きのＺピエゾ素子６５により、Ｄｓｅｎｓ１５８の領域に焦点と試料との間の距離が入る際は、なるべく高速で試料を移動させて、Ｄｓｅｎｓ１５８の領域へ試料の滞在時間を最小限にとどめる。すなわち、Ｄｓｅｎｓ１５８の領域で試料を変位させるときの移動速度は、Ｄｓｅｎｓ１５８の領域以外で試料を変位させるときの移動速度より速い。ここで、ロンチグラムの質の低下とは、ロンチグラムのコントラストの低下、及びアモルファス薄膜のアーキファクト情報がロンチグラムに入るなどのことを示す。
　Ｄｓｅｎｓ１５８の領域外に試料が移動した後、再度、Ｚ位置検知素子７２付きのＺピエゾ素子６５により、試料の変位と停止とを繰り返し、停止時にロンチグラムを撮像する。
　この特徴によると、Ｚ位置検知素子７２付きＺピエゾ素子６５の変位に要する時間が３０ｍ秒、単一ロンチグラムの撮像時のカメラの露光時間が７０ｍ秒とすると、１秒間に１０枚のロンチグラムの撮像を、Ｄｓｅｎｓ１５８の領域への滞在時間を極力短くすることで、アモルファス薄膜へのダメージを低減させながら、実施することができる。
　本実施例では、１０枚のロンチグラムの取得を行っているが、Ｄｓｅｎｓ１５８の領域を高速で移動する動作は、単純に前焦点と後焦点とを跨いだ動きを伴うときに行っても構わない。
　＜実施例２の効果＞
　上記した第一～第五の課題以外にも、第六の課題として、前焦点と後焦点をまたぐ際はレンズコイルの時定数の影響で試料位置が正焦点付近に滞在する時間が長くなり、これはアモルファス薄膜にダメージを与え、ロンチグラムの品質低下を招く、という課題も存在する。
　実施例２に記載のＺ位置検知素子７２付きＺピエゾ素子６５の制御方法を用いて、複数の単一ロンチグラムの撮像を行うことによれば、以下に示す効果が得られる。
　Ｚ位置検知素子７２付きＺピエゾ素子６５の変位を用いて、Ｄｓｅｎｓ１５８の領域への長時間の滞在を避けつつ、複数枚の単一ロンチグラムの撮像を行うと、ロンチグラムの撮像時のアモルファス薄膜へのダメージを低減させることができる。これにより、ロンチグラムの品質低下を避けることができる。このことは、第六の課題の「前焦点と後焦点をまたぐ際はレンズコイルの時定数の影響で試料位置が正焦点付近に滞在する時間が長くなり、これはアモルファス薄膜にダメージを与え、ロンチグラムの品質低下を招く」という課題を解決する。その他の効果は、実施例１と同様である。
（実施例３）
　＜Ｘ，Ｙ，Ｚ位置検知素子、Ｘ，Ｙ，Ｚピエゾ素子のロンチグラム撮像時の制御方法＞
　図１１は、実施例３に係る、ロンチグラムの取得時の各位置検知素子付きピエゾ素子の制御方法に係るグラフである。時間と、焦点と試料との間の距離との関係を示すグラフ１５０は、図１０と同様にアモルファス薄膜にダメージが入りやすいＤｓｅｎｓ１５８の領域を素早く移動する。なお、図１１の縦軸１５１、横軸１５２の各々は、図１０と同様であるので、その説明を省略する。ただし、図１１では、時間のスケールが、４００ｍ秒から９００ｍ秒の領域となっている。Ｘ－Ｙ平面での移動距離と時間との関係を示すグラフ１６０の縦軸１６１は、Ｘ－Ｙ平面での移動距離であり、横軸１６２は、図７及び図１０と同様に時間である。
　本実施例では、焦点と試料との間の距離がＤｓｅｎｓ１５８の領域に入るときにＸピエゾ素子５４、Ｙピエゾ素子５５、又はＸピエゾ素子５４及びＹピエゾ素子５５の両方により、試料を変位方向（Ｚ方向）とは異なる退避方向（Ｘ方向、又はＹ方向）に変位させ、試料に対するビームの照射位置を変更する。Ｔｅｓｃ１６２は、試料をビームの照射位置から退避させた退避時間を示す。ここで、Ｘ－Ｙ平面での移動距離とは、Ｘピエゾ素子５４を単体で用いた場合の移動距離、Ｙピエゾ素子５５を単体で用いた場合の移動距離、またはＸピエゾ素子５４及びＹピエゾ素子５５の両方を用いた場合の移動量の外積でも構わない。また、退避方向への変位は、ピエゾ素子を用いずにＸアクチュエータ５２やＹアクチュエータ５３を用いてもよい。
　図１２は、実施例３に係る、単一ロンチグラムの撮像位置と退避位置との関係を示す図である。図１２は、試料上のＸ－Ｙ平面を模しており、縦軸及び横軸の単位は、共にｎｍである。Ｘ－Ｙ平面におけるＰｏｉｎｔ　ＥＸＰ１６５は、ロンチグラムを撮像するときに滞在する場所であり、Ｐｏｉｎｔ　ＥＳＣ１６６は、図１１の退避時間Ｔｅｓｃ１６２のときに滞在する場所である。
　Ｐｏｉｎｔ　ＥＸＰ１６５とＰｏｉｎｔ　ＥＳＣ１６６とは、別な座標であり、お互いの位置にいるときのビームの照射範囲は重複していないことが特徴である。
　実施例２では、Ｄｓｅｎｓ１５８の領域においてＺピエゾ素子６５により素早く動かしているが、試料上のロンチグラムの撮像箇所にはビームが照射されるので、アモルファス薄膜には少なからずダメージが入り、ロンチグラムの品質低下を招く。一方、本実施例では、アモルファス薄膜にダメージが入りやすいＤｓｅｎｓ１５８の領域に入る前にＸピエゾ素子５４、Ｙピエゾ素子５５、又はその両方を用いて試料上のビームが照射される領域が変更される。その後、試料上のビームが照射される領域を元の位置に戻す。
　この動作により、ロンチグラムの撮像位置のアモルファス薄膜のダメージを実施例２よりさらに低下させることができる。その結果、品質の高い複数枚の単一ロンチグラムの撮像が可能となる。
　＜実施例３の効果＞
　アモルファス薄膜にダメージが入りやすい焦点と試料との間の距離であるＤｓｅｎｓ１５８の領域に入る前に、Ｘピエゾ素子５４、Ｙピエゾ素子５５、又はその両方を用いてビームが当たる領域を変更し、領域を外れた後に再度ロンチグラのム撮像位置に戻すことによって、複数枚の単一ロンチグラムの品質低下を避けることができる。このことは、第六の課題の「前焦点と後焦点をまたぐ際はレンズコイルの時定数の影響で試料位置が正焦点付近に滞在する時間が長くなり、これはアモルファス薄膜にダメージを与え、ロンチグラムの品質低下を招く」を解決する。その他の効果は、実施例１と同様である。
（実施例４）
　＜Ｘ，Ｙ，Ｚ位置検知素子、Ｘ，Ｙ，Ｚピエゾ素子のロンチグラム撮像時の制御方法＞
　図１３は、実施例４に係る、各位置検知素子付きピエゾ素子のロンチグラム取得時の制御方法に係るグラフである。縦軸、横軸、グラフの意味は、図１１と同様であるのでその説明を省略する。
　実施例３では、退避位置に滞在する時間Ｔｅｓｃ１６２に加え、退避位置に到達するまでの時間、及び退避位置から撮像する位置に戻すまでの時間が必要であり、複数枚の単一ロンチグラムを撮像するための時間が長くなる。
　また、いかなる焦点と試料との間の距離においてもアモルファス薄膜へは多少のダメージが入る。このことは、撮像する単一ロンチグラムの枚数が増えれば増えるほどロンチグラムの品質の低下につながることになる。
　そこで、本実施例では、Ｚ位置検知素子７２付きＺピエゾ素子６５による試料の変位に同期して、Ｘ位置検知素子７０付きＸピエゾ素子５４及びＹ位置検知素子７１付きＹピエゾ素子５５による試料の変位を行い、常に異なるアモルファス薄膜の位置でのロンチグラムの撮像を行う。
　図１３のＸピエゾ素子５４及びＹピエゾ素子５５による移動距離と時間との関係のグラフ１６０では、試料の移動量のみ示し、移動方向については示されていないが、試料の移動方向は一方向に限らない。例えば、最初の４回はＸ方向に試料を移動させ、次にＹ方向に試料を移動させた後、最初のＸの移動とは逆の方向（－Ｘ方向）に試料を動かして、相対的にビームを試料上で走査するように、ロンチグラムの撮像位置を変更しても構わない。
　図１４は、実施例４に係る、複数枚の単一ロンチグラムの撮像位置を示す図である。１回目の撮像箇所Ｐ１、２回目の撮像箇所Ｐ２、３回目の撮像箇所Ｐ３、４回目の撮像箇所Ｐ４、５回目の撮像箇所Ｐ５、６回目の撮像箇所Ｐ６、７回目の撮像箇所Ｐ７、８回目の撮像箇所Ｐ８、９回目の撮像箇所Ｐ９、及び１０回目の撮像箇所Ｐ１０は、互いに別な座標であり、また撮像箇所Ｐ１～Ｐ１０にいるときのビーム照射範囲は、重複していないことが特徴である。
　本実施例では、全ての撮像箇所が互いに異なったが、アモルファス薄膜へのダメージが少ない回数内では、同じ個所で複数回、例えば２回、又は３回撮像する例も想定される。
　本実施例は、実施例３とは違い、ロンチグラムの撮像位置が毎回違うため、なるべく均一なアモルファス薄膜の状態、及び数ｎｍオーダーでの正確なＸ－Ｙ平面での移動が求められる。
　＜実施例４の効果＞
　Ｘ位置検知素子７０付きＸピエゾ素子５４、及びＹ位置検知素子７１付きＹピエゾ素子５５を用いて複数枚のロンチグラムを撮像する際に、アモルファス薄膜へのビーム照射位置を適宜変更するようにして撮像することによって、複数枚のロンチグラムの品質低下を防ぐことができる。また、実施例３のようなビームの退避等に要する時間が必要ないので、複数枚の単一ロンチグラムの撮像に必要な時間を実施例１や実施例２と同等にすることができる。このことにより、実施例１と実施例２の両方の効果を得ることができる。
（実施例５）
　＜アモルファス薄膜に傾きがある場合のロンチグラム撮像方法＞
　図１５は、実施例５に係る、傾斜した試料と焦点との位置関係を説明する図である。傾斜した試料１８０のように、アモルファス薄膜のビーム照射面に傾きがある場合、もしくは傾きを与えている場合、Ｘピエゾ素子５４及びＹピエゾ素子５５により、例えばＬｘ－ｙ１８１だけ視野移動を行うと、試料と焦点との位置関係が距離Ｌｆ１８２だけ変更される。図１５の移動の例では、Ｘピエゾ素子５４及びＹピエゾ素子５５の動きにより、前焦点から後焦点への移動が可能となっている。この動きを利用して、図１０のような焦点と試料との間の距離の変更を、Ｘピエゾ素子５４及びＹピエゾ素子５５を用いたＸ－Ｙ平面での移動で実現することができる。
　＜実施例５の効果＞
　実施例４と同等の効果が、Ｚ位置検知素子７２付きＺピエゾ素子６５を用いずに行うことができる。
　＜装置構成の変形例＞
　実施例１～５の装置構成は、図１～３に示すように、サイドエントリー型の装置構成であったが、本開示は、その構成に限らない。
　例えば、ステージの装置構成は、円環型の粗動ステージを、同心円状に配置した粗動機構により変位させ、円環状の微動ステージを同心円状に配置した位置検知素子付きピエゾ素子を用いて変位させる構成でも構わない。以下、この構成の詳細を図１６及び図１７を用いて説明する。
　本構成のステージ周辺の平面図を図１６、断面図を図１７に示す。なお、同一機能の部品に関しては、図１、図２及び図３と同じ符号を用いて、その説明を省略する。本構成におけるステージは、微動ステージ部材８１と、粗動ステージ部材８２と、に分かれており、それぞれ円環状である。また、微動ステージ部材８１の円環の中心と、粗動ステージ部材８２の円環の中心とは、それぞれ光軸とほぼ一致している。
　なお、本開示で説明される「円環」は、数学的な円環とほぼ同じであればよく、数学的な円環と完全に同じである必要は無い。例えば、外径または内径の一部に切り欠きを有する円環も、本開示の「円環」に含まれる。
　粗動ステージ部材８２のＸ方向及びＹ方向は、Ｘアクチュエータ５２と、Ｘ粗動支持体６１Ａと、Ｙアクチュエータ５３と、Ｙ粗動支持体６２Ａとで固定される。Ｘアクチュエータ５２とＸ粗動支持体６１Ａの作用軸を結ぶ線と、Ｙアクチュエータ５３とＹ粗動支持体６２Ａの作用軸を結ぶ線とは、理想的には９０度となっており、また光軸を中心に同心円状に広がっている。
　微動ステージ部材８１は、Ｘ位置検知素子７０付きＸピエゾ素子５４と、Ｘ微動支持体６１Ｂと、Ｙ位置検知素子７１付きＹピエゾ素子５５と、Ｙ微動支持体６２Ｂとで固定される。Ｘ位置検知素子７０付きＸピエゾ素子５４とＸ微動支持体６１Ｂとの作用軸を結ぶ線と、Ｙ位置検知素子７１付きＹピエゾ素子５５とＹ微動支持体６２Ｂとの作用軸を結ぶ線とは、理想的には９０度となっており、また光軸を中心に同心円状に広がっている。
　粗動ステージ部材８２のＺ方向は、Ｚアクチュエータ６４と、Ｚ粗動支持体７２Ａとによって固定される。また、微動ステージ部材８１のＺ方向は、Ｚ位置検知素子７２付きＺピエゾ素子６５と、Ｚ微動支持体７２Ｂと、で固定されている。
　試料交換の際は、試料交換フランジ８３が開き、試料交換装置８０を用いて、試料ホルダ１６を回収し、試料交換後再び試料交換装置８０で微動ステージ部材８１上に設置される。試料交換動作後は、試料交換フランジ８３が閉じられ、また試料交換装置８０は、試料ホルダ１６と分離される。この特徴により、試料ホルダ１６は、真空中に保持され、大気圧から分離される。このことにより、サイドエントリー型の試料ホルダよりも、大気圧の変化による像振動の低減や、気温の変化による試料ホルダ１６自身の熱膨張によるドリフトの影響が小さくなる。
　本装置構成においても同様に、図４、図５に記載の位置検知素子付きピエゾ素子の制御方法をとることが可能である。また実施例１－５に記載の位置検知素子付きピエゾ素子を用いた、ロンチグラムの取得時のビーム照射位置、焦点と試料との間の距離の関係の制御を実施することができる。
　以上、上記実施の形態に基づいて本発明を具体的に説明したが、本発明は、上記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能である。
　例えば、上記実施の形態では、ステージ３を備えた透過型荷電粒子ビーム装置１は、走査／透過電子顕微鏡（ＳＴＥＭ／ＴＥＭ）である場合を示した。しかし、そのような荷電粒子ビーム装置は、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）、走査型イオン顕微鏡と走査型電子顕微鏡との複合装置（ＦＩＢ－ＳＥＭ）、または、これらを応用した装置であり、且つ、試料の加工、解析及び検査が可能な装置であってもよい。
　また、実施例１の透過型荷電粒子ビーム装置１は、試料の変位のためにＺピエゾ素子６５だけでなく、Ｘピエゾ素子５４及びＹピエゾ素子５５を備えるが、実施例１では、試料のＺ方向の変位を高精度に制御することができれば、Ｘピエゾ素子５４、Ｙピエゾ素子５５、及びそれらの周辺装置を備えなくてもよい。
　また、実施例５では、Ｚピエゾ素子６５を用いずに焦点と試料との位置関係を変更することができるので、Ｚピエゾ素子６５、及びその周辺装置を備えなくてもよい。
　１：透過型荷電粒子ビーム装置、　２：制御装置、　３：ステージ、　４：電子銃、　５：電子光学系、　６：結像系、　７：電子源、　８：抑制電極、　９：引出電極、　１０：陽極、　１１：集束レンズ、　１２：偏向レンズ、　１３：対物レンズ、　１４：ステージ駆動機構、　１５：ステージ棒、　１６：試料ホルダ、　１８：蛍光板、　１９：検出器、　２０：カメラ、　２２：１次電子、　２３：信号電子、　２４：透過電子、　２５：蛍光、　３３：コンピュータ、　３３Ｂ：画像処理ユニット、　３３Ｃ：表示装置、　３３Ｄ：メモリ、　３４：主制御ユニット、　３５：ステージ制御ユニット、　３５Ａ：ステージ動作演算ユニット、　３５Ｂ：モータドライバ、　３５Ｃ：ピエゾ素子制御ユニット、　３６：信号処理ユニット、　４０：収差補正器、　４１：収差補正器制御ユニット、　５０：鏡筒、　５２：Ｘアクチュエータ、　５３：Ｙアクチュエータ、　５４：Ｘピエゾ素子、　５５：Ｙピエゾ素子、　５７：Ｘ方向、　５８：Ｙ方向、　５９、１２６、１８０：試料、　６０：ステージ棒挿入機構、　６１：Ｘ支持体、　６１Ａ：Ｘ粗動支持体、　６１Ｂ：Ｘ微動支持体、　６２：Ｙ支持体、　６２Ａ：Ｙ粗動支持体、　６２Ｂ：Ｙ微動支持体、　６３：Ｚ支持体、　６４：Ｚアクチュエータ、　６５：Ｚピエゾ素子、　６６：Ｚ方向、　７０：Ｘ位置検知素子、　７１：Ｙ位置検知素子、　７２：Ｚ位置検知素子、　７２Ａ：Ｚ粗動支持体、　７２Ｂ：Ｚ微動支持体、　８０：試料交換装置、　８１：微動ステージ部材、　８２：粗動ステージ部材、　８３：試料交換フランジ、　１０２：位置検知素子信号処理器、　１０３：ピエゾドライバ、　１０４：比較器、　１０５：デジタルアナログコンバータ、　１０６：アナログデジタルコンバータ、　１２１～１２４：位置関係模式図、　１２５：ビーム軌道模式図

Claims (18)

  1. 　試料のロンチグラムを取得し、収差補正を行う透過型荷電粒子ビーム装置であって、
    　伸縮することにより前記試料を変位させるピエゾ素子と、
    　前記試料の位置を検知する位置検知素子と、
    　前記位置検知素子によって検知された前記試料の位置に基づいて前記ピエゾ素子の伸縮量を制御し、前記試料を変位させて、前記試料を停止させる制御部と、
    　前記試料を停止させた状態で、前記試料に照射されるビームの焦点位置を変化させることなく１又は複数の単一ロンチグラムを撮像する撮像部と、を備える
    　ことを特徴とする透過型荷電粒子ビーム装置。
  2. 　前記制御部は、前記ピエゾ素子を制御して、前記試料の変位と前記試料の停止とを繰り返し実行することにより、前記試料の位置と前記ビームの前記焦点位置との間の距離を段階的に変化させ、
    　前記撮像部は、前記試料の停止毎に１又は複数の前記単一ロンチグラムを撮像する
    　ことを特徴とする請求項１に記載の透過型荷電粒子ビーム装置。
  3. 　前記試料を前記ビームの前記焦点位置を通過するよう変位させる場合、前記制御部は、前記ピエゾ素子を制御して、少なくとも前記試料に前記ビームの前記焦点位置が入る範囲において前記試料を停止させることなく前記試料を変位させる
    　ことを特徴とする請求項１に記載の透過型荷電粒子ビーム装置。
  4. 　前記試料を前記ビームの前記焦点位置を通過するよう変位させる場合、前記制御部は、前記ピエゾ素子を制御して、少なくとも前記試料に前記ビームの前記焦点位置が入る範囲において、前記試料に前記ビームの前記焦点位置が入る前又は後の前記試料の移動速度より高速の移動速度で前記試料を変位させる
    　ことを特徴とする請求項１に記載の透過型荷電粒子ビーム装置。
  5. 　前記制御部は、前記試料に前記ビームの前記焦点位置が入らないように前記ピエゾ素子による前記試料の変位方向とは異なる退避方向に前記試料を退避させる
    　ことを特徴とする請求項１に記載の透過型荷電粒子ビーム装置。
  6. 　前記制御部は、前記試料に前記ビームの前記焦点位置が入る前に前記退避方向に前記試料を退避させ、前記ピエゾ素子を制御して前記試料を前記変位方向に変位させ、前記退避方向とは逆方向に前記試料を変位させる
    　ことを特徴とする請求項５に記載の透過型荷電粒子ビーム装置。
  7. 　前記ピエゾ素子は、前記ビームの照射方向に前記試料を変位させる第１のピエゾ素子であって、
    　前記ビームの照射方向と直交する直交方向に前記試料を変位させる第２のピエゾ素子をさらに備え、
    　前記制御部は、前記第１のピエゾ素子及び前記第２のピエゾ素子を制御して、前記試料の前記照射方向への変位及び前記試料の前記直交方向への変位と前記試料の停止とを繰り返し実行することにより、前記試料への前記ビームの照射位置を変化させ、且つ前記照射方向について前記試料の位置と前記ビームの前記焦点位置との間の距離を段階的に変化させ、
    　前記撮像部は、前記試料の停止毎に１又は複数の前記単一ロンチグラムを撮像する
    　ことを特徴とする請求項１に記載の透過型荷電粒子ビーム装置。
  8. 　前記制御部は、前記試料の前記照射方向への変位と前記試料の前記直交方向への変位とが同期するよう前記第１のピエゾ素子及び前記第２のピエゾ素子を制御する
    　ことを特徴とする請求項７に記載の透過型荷電粒子ビーム装置。
  9. 　前記ピエゾ素子は、前記ビームの照射方向と直交する方向に前記試料を変位させ、
    　前記試料は、前記照射方向に対して前記試料の前記ビームが照射されるビーム照射面が傾斜するよう配置される
    　ことを特徴とする請求項１に記載の透過型荷電粒子ビーム装置。
  10. 　収差補正を行うために試料のロンチグラムを撮像するロンチグラム撮像方法であって、
    　位置検知素子によって検知された前記試料の位置に基づいてピエゾ素子の伸縮量を制御し、前記試料を変位させて、前記試料を停止させること、
    　前記試料を停止させた状態で、前記試料に照射されるビームの焦点位置を変化させることなく１又は複数の単一ロンチグラムを撮像すること、を有する
    　ことを特徴とするロンチグラム撮像方法。
  11. 　前記試料を変位させることは、
    　前記ピエゾ素子を制御して、前記試料の変位と前記試料の停止とを繰り返し実行することにより、前記試料の位置と前記ビームの前記焦点位置との間の距離を段階的に変化させること、を含み、
    　前記単一ロンチグラムを撮像することは、
    　前記試料の停止毎に１又は複数の前記単一ロンチグラムを撮像すること、を含む
    　ことを特徴とする請求項１０に記載のロンチグラム撮像方法。
  12. 　前記試料を変位させることは、
    　前記試料を前記ビームの前記焦点位置を通過するよう変位させる場合、前記ピエゾ素子を制御して、少なくとも前記試料に前記ビームの前記焦点位置が入る範囲において前記試料を停止させることなく前記試料を変位させること、を含む
    　ことを特徴とする請求項１０に記載のロンチグラム撮像方法。
  13. 　前記試料を変位させることは、
    　前記試料を前記ビームの前記焦点位置を通過するよう変位させる場合、前記ピエゾ素子を制御して、少なくとも前記試料に前記ビームの前記焦点位置が入る範囲において、前記試料に前記ビームの前記焦点位置が入る前又は後の前記試料の移動速度より高速の移動速度で前記試料を変位させること、を含む
    　ことを特徴とする請求項１０に記載のロンチグラム撮像方法。
  14. 　前記試料に前記ビームの前記焦点位置が入らないように前記ピエゾ素子による前記試料の変位方向とは異なる退避方向に前記試料を退避させること、をさらに有する
    　ことを特徴とする請求項１０に記載のロンチグラム撮像方法。
  15. 　前記試料を退避させることは、
    　前記試料に前記ビームの前記焦点位置が入る前に前記退避方向に前記試料を退避させること、
    　前記ピエゾ素子を制御して、前記試料を前記変位方向に変位させること、及び
    　前記退避方向とは逆方向に前記試料を変位させること、を含む
    　ことを特徴とする請求項１４に記載のロンチグラム撮像方法。
  16. 　前記試料を変位させることは、
    　前記ビームの照射方向に前記試料を変位させる第１のピエゾ素子、及び前記ビームの照射方向と直交する直交方向に前記試料を変位させる第２のピエゾ素子を制御して、前記試料の前記照射方向への変位及び前記試料の前記直交方向への変位と前記試料の停止とを繰り返し実行することにより、前記試料への前記ビームの照射位置を変化させ、且つ前記照射方向について前記試料の位置と前記ビームの前記焦点位置との間の距離を段階的に変化させること、を含み、
    　前記単一ロンチグラムを撮像することは、
    　前記試料の停止毎に１又は複数の前記単一ロンチグラムを撮像すること、を含む
    　ことを特徴とする請求項１０に記載のロンチグラム撮像方法。
  17. 　前記第１のピエゾ素子及び前記第２のピエゾ素子を制御することは、
    　前記試料の前記照射方向への変位と前記試料の前記直交方向への変位とが同期するよう前記第１のピエゾ素子及び前記第２のピエゾ素子を制御すること、を含む
    　ことを特徴とする請求項１６に記載のロンチグラム撮像方法。
  18. 　前記試料を、前記ビームの照射方向に対して前記試料の前記ビームが照射されるビーム照射面が傾斜するよう配置すること、をさらに有し、
    　前記試料を変位させることは、
    　前記ピエゾ素子を制御して、前記ビームの前記照射方向と直交する方向に前記試料を変位させることを含む
    　ことを特徴とする請求項１０に記載のロンチグラム撮像方法。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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US6552340B1 (en) * 2000-10-12 2003-04-22 Nion Co. Autoadjusting charged-particle probe-forming apparatus
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JP2012104426A (ja) * 2010-11-12 2012-05-31 Hitachi High-Technologies Corp 荷電粒子光学装置及びレンズ収差測定方法

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