JP2003045370A

JP2003045370A - 走査電子顕微鏡

Info

Publication number: JP2003045370A
Application number: JP2001233767A
Authority: JP
Inventors: Hiroyuki Ito; 寛征伊藤; Mine Nakagawa; 美音中川; Noriyuki Kaneoka; 則幸兼岡
Original assignee: Hitachi Ltd; Hitachi Science Systems Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd; Hitachi Science Systems Ltd
Priority date: 2001-08-01
Filing date: 2001-08-01
Publication date: 2003-02-14

Abstract

(57)【要約】【課題】試料が傾斜し、且つ電子線の走査方向に対し
て回転している場合でも、常にフォーカスの合った状態
で観察と分析が行えるようにした走査電子顕微鏡を提供
すること。【解決手段】試料７の観察・分析領域で、電子線４に
よる同一走査線上の任意の２点の(x、y)座標から、制御
部１６により試料７の回転角度θを算出し、この回転角
度θに基づいて１画素ごとのフォーカス電流変化量ΔＩ
を計算し、これを対物レンズ６のフォーカス電流に重畳
させることにより、フォーカスずれを防ぐようにした。【効果】電子線の走査方向に対して試料７が回転して
いる場合でも、試料７の観察・分析領域全面にフォーカ
スが合った像を簡易に得ることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、試料傾斜機能を備
えた走査電子顕微鏡に係り、特に試料傾斜時での焦点補
正を行なうようにした走査電子顕微鏡に関する。

【０００２】

【従来の技術】走査電子顕微鏡はＳＥＭとも呼ばれ、極
く細く絞った電子線(電子ビーム)で試料面を走査して試
料情報を持った信号を検出し、ＳＥＭ像又はＥＢＳＰ
(電子後方散乱回折パターン：Electron Backscatter Di
ffraction Pattern)を得るものである。

【０００３】このとき、電子顕微鏡は焦点深度が深いの
で、凹凸のある試料面からも、全面にわたってフォーカ
ス(焦点)がかなり良好な像を得ることができるので、好
都合であり、試料を傾斜させた観察にも良く対応するこ
とができる。

【０００４】しかし、高分解能による観察の場合は、電
子線の開き角を大きくし、プローブ径(電子ビーム径)を
更に小さくする必要があるが、このときは焦点深度が浅
くなってしまうため、試料傾斜時にはフォーカスずれが
大きくなる。そこで、このことを、以下、図２により説
明する。

【０００５】まず図２(a)に示すように、Ｘ方向とＹ方
向の走査に対して、試料観察面が垂直な場合には、ｚ＝
ｉ面(観察面上のｚ座標、ここでｚ＝０面は対物レンズ
の下面とする)に合わせた電子線４のフォーカスは、走
査(観察)領域２４内を走査したときもずれることはな
い。ここで、ｅ^-は電子線を表わす。

【０００６】一方、試料の観察面を傾斜させた場合、例
えば図２(b)に示すように、試料７が角度α°、Ｙ方向
に傾斜していた場合には、図２(c)に示すように、Ｙ方
向にフォーカスのずれが生じてしまう。

【０００７】そこで、このような場合には、図２(d)に
示すように、Ｘ方向走査線１本毎に対物レンズ６(後述)
のフォーカス電流を変化させるようにした、いわゆる傾
斜焦点補正(ダイナミックフォーカス)が従来から用いら
れている。

【０００８】この傾斜焦点補正手法は、観察時のみなら
ず、試料を大きな角度で傾斜させた上で電子線を照射す
ることにより得られる“菊池線”を用いて結晶方位解析
を行なうＥＢＳＰ法には特に有効である。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】上記従来技術は、電子
線の走査方向に対して試料が傾斜し、且つ回転している
場合について配慮がされておらず、フォーカスずれの補
正に問題があった。従来のダイナミックフォーカスは、
Ｘ方向走査に平行に試料が傾斜している場合のフォーカ
ス補正には有効であったが、電子線の走査方向に対して
試料が傾斜し、且つ回転している場合のフォーカスずれ
の補正は不可能である。

【００１０】すなわち、図２(c)に示すように、試料が
傾斜しているだけではなく、更に電子線の走査方向に対
して回転している場合には、Ｘ方向の走査においてもフ
ォーカスのずれが生じるため、上記したダイナミックフ
ォーカスを用いても焦点補正ができない。

【００１１】この結果、従来技術では、ＳＥＭ観察時の
フォーカスずれが補正できないだけではなく、ＥＢＳＰ
法の場合には、フォーカスのずれにより微小結晶粒のパ
ターン検出や、正確な結晶粒サイズの算出が困難である
といった問題があった。

【００１２】本発明の目的は、試料が傾斜し、且つ電子
線の走査方向に対して回転している場合でも、常にフォ
ーカスの合った状態で観察と分析が行えるようにした走
査電子顕微鏡を提供することにある。

【００１３】

【課題を解決するための手段】上記目的は、電子線の試
料の面に対する入射角度を、垂直方向から傾けて観察す
る方式の走査電子顕微鏡において、電子線の走査方向に
対する試料の回転角度を検出する手段を設け、前記回転
角度の検出結果に基づいて、前記電子線の前記試料面で
のフォーカスずれを補正するようにして達成される。

【００１４】同じく、上記目的は、電子線の試料の面に
対する入射角度を、垂直方向から傾けて観察する方式の
走査電子顕微鏡において、電子線の走査方向に対する試
料の回転角度を検出する手段を設け、前記回転角度の検
出結果に基づいて、前記試料の回転角度が補正されるよ
うにして達成される。

【００１５】このとき、前記回転角度を検出する手段
が、前記試料面で前記電子線による同一走査線上にある
任意の２点の座標位置に基づいて、前記回転角度を検出
する手段で構成されるようにしてもよい。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下、本発明による走査電子顕微
鏡について、図示の実施の形態により詳細に説明する。
図１は、本発明の一実施形態に係る走査電子顕微鏡の概
略を示したもので、この図において、電子銃１と引き出
し電極２、及び加速電極３により生成された電子線４
は、電磁型のコンデンサレンズ５と同じく電磁型の対物
レンズ６により微細なビームに絞られ、試料７の表面に
収束される。

【００１７】一方、倍率設定部１０には、図示してない
所定の入力装置から任意の倍率Ｍが設定してある。そし
て、この倍率ＭがＸ方向走査制御部１１とＹ方向走査制
御部１２に入力され、これにより、Ｘ方向走査制御部１
１とＹ方向走査制御部１２からＸ方向走査コイル８とＹ
方向走査コイル９に、それぞれ設定倍率Ｍに適した走査
電流が供給され、この結果、電子線４による試料７の表
面の走査が得られることになる。

【００１８】こうして試料７の表面に電子線４が照射さ
れると、電子線４が収束された部分(点)から二次電子２
１が発生され、この二次電子２１が二次電子検出器２２
により検出される。そして、ここで変換された二次電子
２１による信号が、図示してない表示装置に供給される
ことにより、ＳＥＭ像の表示が得られる。また、このＳ
ＥＭ像表示と同時に、二次電子検出器２２により検出さ
れ信号は、画像信号として画像メモリ２３にも記憶され
る。

【００１９】このとき、対物レンズ６に供給れている電
流の値は、フォーカス電流読込部１５によりフォーカス
電流値として読込まれ、マイクロコンピュータで構成さ
れている制御部１６に入力される。このとき、制御部１
６には、更に倍率設定部１０に設定されている倍率Ｍと
ステージ制御部１４で試料７に設定されている座標情報
及び傾斜角度情報、それに画像メモリ２３に記憶された
画像情報が入力されるようになっている。

【００２０】そして、これにより制御部１６は、試料７
の回転角度θ°を算出し、そして、第１の実施形態の場
合、制御部１６は、この算出した回転角度θ°に基づい
て、試料７の表面に指定された観察・分析領域のＸＹ方
向にわたって逐次、１画素あたりのフォーカス電流変化
量を算出し、対物レンズ電源２０によるフォーカス電流
に重畳させることにより、観察・分析領域全面にフォー
カスを合わせるように制御する。

【００２１】次に、第２の実施形態の場合、制御部１６
は、算出した試料回転角度θ°に基いて、それをステー
ジ制御部１４に記録後、試料ステージ１３を−θ°回転
させ、試料７の回転角度θ°がゼロ値になるように制御
し、これにより、従来技術と同じダイナミックフォーカ
スの適用により、観察・分析領域全面にフォーカスを合
わせることができるようにするのである。

【００２２】更に、この図１の実施形態では、対物レン
ズ系に静電補助レンズ２５が組み込んであり、れこによ
り、フォーカス制御の精度向上が更に図れるようになっ
ている。次に、この実施形態の動作について、図４と図
５のフローチャートにより説明する。

【００２３】ここで、このフローチャートによる処理
は、制御部１６のマイクロコンピュータにより実行さ
れ、このとき、この走査電子顕微鏡の操作者には、その
都度、所定の操作が、制御部１６から指示れるようにな
っているもので、まず始めに、操作者は、図４に示すよ
うに、試料ステージ１３を動かし、試料７の表面で観察
対象となる部分が目的の視野となるように表示させる
(５０１)。

【００２４】このときの操作は、図示してないが、走査
電子顕微鏡自体に備えられている所定の入力装置を用い
て実行される。次に、観察倍率Ｍag(Ｍ)と試料傾斜角度
Ｔilt(α°)を、入力装置１６又は倍率設定部１０とス
テージ制御部１４から入力する(５０２)。

【００２５】次に、表示した目的視野内において、その
左上端部(Ｐ_max)の(ｘ、ｙ)座標を記録し、その端部の
点が画面中央に来るように、Ｘ方向に−Ｌ_X／２Ｍ、Ｙ
方向に−Ｌ_Y／２Ｍだけ、イメージシフト処理により、
或いは試料ステージ１３の制御により、自動的に移動さ
せる。

【００２６】ここで、Ｍは設定されている倍率、Ｌ_X は
画像のＸ方向の表示距離、Ｌ_Y は画像のＹ方向の表示距
離であるが、端部Ｐ_max の位置は、そのｘ、ｙ座標が、
ｚ座標と共に記録できるなら、視野の左上端部に限ら
ず、操作者が任意の位置に指定しても良い。そして、移
動後、オートフォーカス、又は手動によりフォーカスを
合わせ、この位置の作動距離(又はフォーカス電流)を算
出し、最大作動距離Ｚ_max として記録する(５０３)。

【００２７】こうして最大作動距離Ｚ_max が記録された
ら、この後、同じくイメージシフト処理又はステージの
制御により、Ｘ方向にＬ_X／２Ｍ、Ｙ方向にＬ_Y／２Ｍだ
け、自動的に元の視野に移動させ、この状態で観察・分
析領域の決定(５０４)と、画像・分析データサイズの入
力(５０５)、画像取込時間(s／pixel)とＦrame 数の入
力(５０６)を行い、これにより全領域totalの観察・分
析時間が算出される(５０７)。

【００２８】このとき、分析時間が不適当な場合はスッ
テプ５０４に戻り、妥当な時間となるまで設定作業を繰
り返す。そして、この処理５０７の後は、観察・分析領
域を目的視野全体とした場合の操作になる。

【００２９】まず、電子線４の走査方向に対する試料７
の回転角度(θ°)が既知であるか否かを調べ、未知のと
きは目的視野上の右上端部Ｐ_min の(ｘ、ｙ)座標を記録
し、この右上端部Ｐ_min が画面中央に来るように、Ｘ方
向にはＬ_X／２Ｍ、Ｙ方向には−Ｌ_Y／２Ｍだけ、イメー
ジシフト処理又はステージ制御により自動的に移動さ
せ、オートフォーカス又は手動フォーカス合わせ作業に
より作動距離(又はフォーカス電流)を算出し、算出した
値を最小作動距離Ｚ_min として記録する(５０８)。この
とき、右上端部Ｐ_min の位置は、このＰ_max を指定した
走査線上の位置に限る。

【００３０】そして、最小作動距離Ｚ_min 記録後、Ｘ方
向に−Ｌ_X／２Ｍ、Ｙ方向にＬ_Y／２Ｍ、イメージシフト
処理又はステージ制御により自動的に移動させ、元の視
野に戻してから、既に求めてある最大作動距離Ｐ_max の
(ｘ、ｙ)座標と、いま算出した最小作動距離Ｚ_max、右
上端部Ｐ_min の(ｘ、ｙ)座標、それに最小作動距離Ｚ_m
_in により回転角度(θ°)を後述するようにして算出す
る(５０９)。一方、回転角度(θ°)が既知の場合もある
ので、このときは、それが入力できるようにする(５１
０)。

【００３１】この回転角度(θ°)の算出又は入力後、図
５の処理に続き、まず倍率とＸ方向の走査距離、それに
Ｘ方向の画素数から、Ｘ方向１pixel(１画素)当りのフ
ォーカス変化量Δｆ_X を、後述するようにして算出し
(５１１)、次いで同様に、Ｙ方向１pixel 当りのフォー
カス変化量Δｆ_Y を、同じく後述するようにして算出す
る(５１２)。

【００３２】そして、これらのフォーカス変化量Δ
ｆ_X、Δｆ_Yから、Ｘ、Ｙ方向走査時のＺ方向１pixel 当
りのフォーカス変化量Δｆ_Zを、これも後述するように
して算出する(５１３)。そして、このフォーカス変化量
Δｆ_Z をテーブル(table)に記録(５１４)した後、Ｘ、
Ｙ走査を開始する(５１５)。

【００３３】このとき、フォーカス変化量Δｆ_Z から逐
次走査座標(ｘ、ｙ)に対応したフォーカス電流を設定し
(５１６)、走査点がＰ_(xm、yn)になったとき、１フレー
ム分の走査を終了するのである(５１７)。一方、回転角
度(θ°)を算出又は入力後、試料ステージ１３を自動的
に−θ°回転させ、θ＝０°にし(５１８)、この後、
(５１４)以降の処理を実行するようにしてもよい。

【００３４】この場合、試料７は、それに回転が無い状
態、つまり図２(b)(d)と同じ状態にされるので、(５１
４)の処理では、フォーカス変化量Δｆ_X ＝０にしたま
までフォーカス変化量Δｆ_Z を算出しても良いし、従来
技術と同じくダイナミックフォーカス補正を行なっても
良く、これだけで、フォーカスの合った状態で観察と分
析が行えることになる。

【００３５】次に、前述したステップ５０８〜ステップ
５１０における回転角度θの算出方法について、図２と
図３を用いて説明する。ここで、このとき電子線４によ
る走査は、Ｘ方向走査はＸ軸に対して平行で、Ｙ方向走
査はＹ軸に対して平行に行なわれるものとする(図２(a)
参照)。

【００３６】いま、図２(a)に示したように、観察面が
ｚ＝０面に平行なとき(試料傾斜をしていないとき)、走
査領域２４内の任意の１点を点Ａ(ｘ_a、ｙ_a、ｚ_a)とす
ると、点Ａのｚ座標ｚ_a は、ｚ_a＝ｉであり、従って、
このときはフォーカス位置(ｚ_a)を変化させる必要はな
い。

【００３７】一方、図２(a)の観察面をα°傾けたとき
の平面αはｙ＝ｙ_d(ｙ_d＞０)で、ｚ＝ｉ面と角度α°を
成す(図２(b)〜(d)、図３(a))。

【００３８】ここで、ＳＥＭの場合、電子線４の走査領
域２４(ｘ、ｙ座標)は、試料傾斜角度と無関係(試料傾
斜なしの場合と同じ)であるため、平面α上で点Ａと同
じｘ、ｙ座標を有する点Ａ'(ｘ_a、ｙ_a、ｚ_a')のｚ座標
がわかれば、平面α上の走査領域でフォーカス電流を制
御し、フォーカスを合わせることができる。

【００３９】ここで、点Ａ'のｚ座標ｚ_a'は、ｚ_a'＝ｉ−(ｙ_d−ｙ_a)・tanα であり、フォーカス位置(ｚ_a')は、ｙ座標の関数として
変化させれば良い。さらに、図２(e)と図３(b)に示すよ
うに、平面αが電子線の走査方向に対してθ°回転(θ
＝未知)しているときの平面を平面θとする。

【００４０】このとき、点Ａと同じｘ、ｙ座標を有する
平面θ上の点Ａ"(ｘ_a、ｙ_a、ｚ_a")のｚ座標ｚ_a"を、
ｘ、ｙ、α、θの関数として表記できれば、点Ａ"
(ｘ_a、ｙ_a、ｚ_a")の実測によって、回転角度θの値を求
めることができる。このため、まず図３(a)において、
ｚ座標をｘ、ｙ、α、θの関数として表すため、仮定点
Ｐ、Ｑ、Ｒを設定する。このとき、これらの点はｘ＝ｘ
_a の同一直線上にあるとし、以下のように設定する。

【００４１】まず、点Ａ'を通るｙ＝０の法線を引いた
ときのｙ＝０平面との交点を、点Ｒとすると、点Ｒの座
標は(ｘ_a、０、ｚ_a')である。次に、点Ｒを通る対物レ
ンズ６の下面(ｚ＝０面)の法線を引いたときのｚ＝０面
との交点を点Ｑとすると、点Ｑの座標は(ｘ_a、０、０)
である。そして、線分ＱＲと平面αとの交点を点Ｐとす
ると、点Ｐの座標は(ｘ_a、０、ｚ_p)となる(０＜ｚ_p≦ｚ
_a')。

【００４２】そうすると、まず線分Ａ'Ｒは、Ａ'Ｒ＝ｙ_a …………(1) と表わせ、線分ＱＲは、ＱＲ＝ｚ_a’ …………(2) と表せる。従って、これら(1)式と(2)式２により、線分
ＱＰは、ＱＰ＝ｚ_a'−ｙ_a・tanα …………(3) となる。

【００４３】次に、図３(b)において、ｚ座標をｘ、
ｙ、α、θの関数として表すため、仮定点Ｐ'、Ｑ'、
Ｒ'を以下のように設定する。そして、まずｙ＝０面が
電子線の走査方向に対してθ°回転した平面をｙθと
し、点Ａ”を通る平面ｙθの法線を引いたとき、この法
線と平面ｙθの交点を点Ｒ'(ｘ_R'、ｙ_R'、ｚ_R')とする
と、点Ｒ'は、ｘ_R'＝(ｘ_a−tanθ)・cos２θ ｙ_R'＝−(ｘ_a−tanθ)・sinθ・cosθ ｚ_R'＝ｚ_a" である。

【００４４】また、点Ｒ'を通り、ｚ＝０面の法線を引
いたときのｚ＝０面との交点を点Ｑ'(ｘ_Q'、ｙ_Q'、
ｚ_Q')とすると、点Ｑ'は、ｘ_Q'＝(ｘ_a−tanθ)・cos２θ ｙ_Q'＝−(ｘ_a−tanθ)・sinθ・cosθ ｚ_Q'＝０となる。

【００４５】更に線分Ｑ'Ｒ'と平面θとの交点を点Ｐ'
(ｘ_P'、ｙ_P'、ｚ_P')とすると、点Ｐ'は、ｘ_P'＝(ｘ_a−tanθ)・cos２θ ｙ_P'＝−(ｘ_a−tanθ)・sinθ・cosθ ０＜ｚ_P'≦ｚ_a” と表わせる。

【００４６】よって、線分Ａ”Ｒ'は、Ａ"Ｒ'＝ｘ_a・sinθ＋ｙ_a・cosθ …………(4) となり、次に、線分Ｐ'Ｒ'は、(4)式により、Ｐ'Ｒ'＝(ｘ_a・sinθ＋ｙ_a・cosθ)・tanα ……(5) となる。このとき、Ａ"(ｘ_a、ｙ_a、ｚ_a")とＲ'のｚ座標
は等しく、点Ｐ'、Ｑ'、Ｒ'は同一直線上にあり、且つ
０＜ｚ_P'≦ｚ_a"であるから、ｚ_a”＝Ｑ'Ｐ'＋Ｐ'Ｒ'で
ある。

【００４７】また、平面αと平面θは、傾斜角度(α°)
が同一であり、それぞれα＝０°のときの面(ｚ＝ｉ面)
から対物レンズ５の下面(ｚ＝０面)までの距離は一定で
あることから、ＱＰ＝Ｑ'Ｐ'＝ｉ−ｙ_d・tanαとおけ
る。よって、(3)式と(5)式により、ｚ_a"＝ｚ_a'−{ｙ_a(１−cosθ)−ｘ_a・sinθ}・tanα ……(6) となる。

【００４８】ここで(6)式を満足し、且つθを算出する
ためには、ｚ_a'が同一になっている２点の(ｘ_a、ｙ_a、
ｚ_a")座標が必要であるが、点Ｐ_maxと点Ｐ_min の２点は
同一走査線上にあり、従って、これらの座標から(6)式
を満足させることができ、従って、この(6)式により回
転角度θを算出することができる。このとき、Ｚ_max＜
Ｚ_min となってしまった場合も、(6)式により、同様に
してθが算出できるため、Ｐ_max とＰ_minの入替は不要
である。

【００４９】次に、図５のステップ５１１〜ステップ５
１３及びステップ５１６におけるΔｆ_X、Δｆ_Y、Δ
ｆ_Z、Ｉ_B の算出方法について、以下に説明する。ま
ず、走査領域のＸ座標をａ₁、ａ₂、……ａ_m、Ｙ座標を
ｂ₁、ｂ₂、……ｂ_nとすると、Ｘ、Ｙ方向の走査距離Ｘ
(m)、Ｙ(n)は、Ｘ(m)＝ａ_m−ａ₁＝Ｌ_X／Ｍ …………(8) Ｙ(n)＝ｂ_n−ｂ₁＝Ｌ_Y／Ｍ …………(9) となる。

【００５０】そうすると、Ｘ方向Ｘ(m)走査時のフォー
カス変化量Δｆ_X(m)は、(8)式と(9)式により、 Δｆ_X(m)＝(ａ_m−ａ₁)・sinθ・tanα ……(10) となり、Ｙ方向Ｙ(n)走査時のフォーカス変化量Δｆ
_Y(n)は、(8)式と(9)式により、 Δｆ_Y(n)＝{ｂ_n−ｂ₁＋(ｂ₁−ｂ_n)・(１−cosθ)}・tanα ……(11) となる。

【００５１】ここで、１画素当りの走査距離Ｘ(1)、Ｙ
(1)は、Ｘ(1)＝ａ_m−ａ₁／ｍ−１Ｙ(1)＝ｂ_n−ｂ₁／ｎ−１と一定であることが判る。

【００５２】よって、Ｘ方向１画素当りのフォーカス変
化量Δｆ_X 、及びＹ方向１画素当りのフォーカス変化量
Δｆ_Y は、次式の通りに表わせることになり、これらは
一定の割合で変化する。 Δｆ_X＝Δｆ_X(m)／ｍ−１ …………(12) Δｆ_Y＝Δｆ_Y(n)／ｎ−１ …………(13)

【００５３】ここで、Ｘ(m)とＹ(n)の各走査領域内の任
意の走査位置を点Ｂ(ａ_s、ｂ_t)とすると(０＜ｓ≦ｍ、
０＜ｔ≦ｎ、ｓ及びｔは整数)、点Ｂにおける点Ｐ
_max(ａ₁、ｂ₁)からのフォーカス変化量Δｆ_Z は、(12)
式と(13)式により、 Δｆ_Z＝Δｆ_X(s−1)＋Δｆ_Y(t−1) ……(14) と表わせる。

【００５４】よって、点Ｂにおける点Ｐ_max(ａ₁、ｂ₁)
からのフォーカス電流の変化量ΔＩは、(14)式により、 ΔＩ＝ｋ・Δｆ_Z …………(15) となる。ここで、ｋは定数で、加速電圧、レンズのコイ
ル巻数、レンズの形状などにより定まる。

【００５５】そこで、点Ｐ_max(ａ₁、ｂ₁)のフォーカス
電流量をＩとすると、この点Ｂにおけるフォーカス電流
量Ｉ_B は、(15)式により、Ｉ_B＝Ｉ＋ｋ・Δｆ_Z …………(16) となる。

【００５６】次に、上記実施形態による走査電子顕微鏡
による試料の観察結果について、図６により説明する。
ここで、この図６の像は、或る同一の試料について、同
一の回転角度θのもとでＳＥＭ観察した結果であるが、
ここで上側の図６(a)は、上記図４と図５のフローチャ
ートによる処理を適用しなかった場合の観察結果で、こ
の場合、電子線の走査方向に対して試料が回転している
ため、図の右上部及び左下部においてフォーカスずれが
生じてしまい、視野全体の表面状態を把握するのが困難
であることが判る。

【００５７】一方、下側の図６(b)の画像は、上記図４
と図５のフローチャートによる処理を適用し、１画素単
位でフォーカス電流が変化されるようにした場合で、こ
のときは視野全体にフォーカスの合ったＳＥＭ像が得ら
れ、従って、視野全体の表面状態の把握が容易にでき
る。

【００５８】

【発明の効果】本発明によれば、試料が傾斜し且つ電子
線の走査方向に対して回転している場合でも、視野内の
全域にわたってフォーカスずれの補正が得られ、従っ
て、視野全体の表面状態を容易に把握することができ
る。また、この結果、本発明によれば、結晶方位解析に
適用して、精度の良い解析結果を容易に得ることができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による走査電子顕微鏡の一実施形態を示
す概略構成図である。

【図２】走査電子顕微鏡における試料の傾斜状態と電子
線走査領域の説明図である。

【図３】本発明による走査電子顕微鏡の一実施形態にお
ける電子線位置と試料の関係を示す説明図である。

【図４】本発明による走査電子顕微鏡の一実施形態の動
作を説明するためのフローチャートである。

【図５】本発明による走査電子顕微鏡の一実施形態の動
作を説明するためのフローチャートである。

【図６】走査電子顕微鏡による観察結果の説明図でる。

【符号の説明】

１電子銃２引出し電極３加速電極４電子線５コンデンサレンズ６対物レンズ７試料８Ｘ方向走査コイル９Ｙ方向走査コイル１０倍率設定部１１Ｘ方向走査制御部１２Ｙ方向走査制御部１３試料ステージ１４ステージ制御部１５フォーカス電流読込部１６制御部(マイクロコンピュータ) ２０対物レンズ電源２１二次電子２２二次電子検出器２３画像メモリ部２４走査(観察)領域２５静電補助レンズ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者中川美音茨城県ひたちなか市大字市毛882番地株式会社日立サイエンスシステムズ内 (72)発明者兼岡則幸茨城県ひたちなか市大字市毛882番地株式会社日立製作所計測器グループ内Ｆターム(参考） 2G001 AA03 BA07 BA15 BA18 CA03 FA10 GA01 GA06 GA13 HA13 KA08 PA12 5C001 AA05 AA06 CC04 5C033 MM02

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】電子線の試料の面に対する入射角度を、
垂直方向から傾けて観察する方式の走査電子顕微鏡にお
いて、電子線の走査方向に対する試料の回転角度を検出する手
段を設け、前記回転角度の検出結果に基づいて、前記電子線の前記
試料面でのフォーカスずれを補正するように構成したこ
とを特徴とする走査電子顕微鏡。
【請求項２】電子線の試料の面に対する入射角度を、
垂直方向から傾けて観察する方式の走査電子顕微鏡にお
いて、電子線の走査方向に対する試料の回転角度を検出する手
段を設け、前記回転角度の検出結果に基づいて、前記試料の回転角
度が補正されるように構成したことを特徴とする走査電
子顕微鏡。
【請求項３】請求項１又は請求項２に記載の発明にお
いて、前記回転角度を検出する手段が、前記試料面で前記電子
線による同一走査線上にある任意の２点の座標位置に基
づいて、前記回転角度を検出する手段で構成されている
ことを特徴とする走査電子顕微鏡。