JP2014212063A - Scanning charged particle beam microscope, control method of scanning charged particle beam microscope, and axis alignment method of scanning charged particle beam microscope - Google Patents
Scanning charged particle beam microscope, control method of scanning charged particle beam microscope, and axis alignment method of scanning charged particle beam microscope Download PDFInfo
- Publication number
- JP2014212063A JP2014212063A JP2013088325A JP2013088325A JP2014212063A JP 2014212063 A JP2014212063 A JP 2014212063A JP 2013088325 A JP2013088325 A JP 2013088325A JP 2013088325 A JP2013088325 A JP 2013088325A JP 2014212063 A JP2014212063 A JP 2014212063A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- scanning
- charged particle
- aperture
- particle beam
- unit
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
- H01J37/02—Details
- H01J37/04—Arrangements of electrodes and associated parts for generating or controlling the discharge, e.g. electron-optical arrangement or ion-optical arrangement
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
- H01J37/02—Details
- H01J37/04—Arrangements of electrodes and associated parts for generating or controlling the discharge, e.g. electron-optical arrangement or ion-optical arrangement
- H01J37/10—Lenses
- H01J37/14—Lenses magnetic
-
- 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
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Electron Sources, Ion Sources (AREA)
Abstract
【課題】軸合わせを容易に行うことができる走査荷電粒子顕微鏡を提供する。【解決手段】 走査荷電粒子顕微鏡100は、制御部22は、多段の偏向器31,32のうちの一部を制御するための第1制御信号と、多段の偏向器31,32のうちの他の一部を制御するための第2制御信号と、を生成し、第1制御信号は、荷電粒子線EBの走査方向を第1角度だけ回転させるための第1スキャンローテーション情報を含み、第2制御信号は、荷電粒子線EBの走査方向を第2角度だけ回転させるための第2スキャンローテーション情報を含み、制御部22は、前記第1角度と前記第2角度とを相違させて、第1制御信号および第2制御信号を走査部3に出力し、走査部3は、第1制御信号および第2制御信号に基づいて、荷電粒子線EBをアパーチャー9上で走査し、画像生成部24は、検出部6の検出結果に基づいて、アパーチャー像を生成する。【選択図】図1A scanning charged particle microscope capable of easily performing axis alignment is provided. In the scanning charged particle microscope 100, a control unit 22 controls a first control signal for controlling a part of the multistage deflectors 31, 32 and the other of the multistage deflectors 31, 32. A second control signal for controlling a part of the first control signal, the first control signal including first scan rotation information for rotating the scanning direction of the charged particle beam EB by a first angle, The control signal includes second scan rotation information for rotating the scanning direction of the charged particle beam EB by a second angle, and the control unit 22 makes the first angle different from the second angle, The control signal and the second control signal are output to the scanning unit 3, and the scanning unit 3 scans the charged particle beam EB on the aperture 9 based on the first control signal and the second control signal, and the image generation unit 24 Based on the detection result of the detection unit 6, Generate an aperture image. [Selection] Figure 1
Description
本発明は、走査荷電粒子顕微鏡、走査荷電粒子顕微鏡の制御方法、および走査荷電粒子顕微鏡の軸合わせ方法に関する。 The present invention relates to a scanning charged particle microscope, a method for controlling a scanning charged particle microscope, and an axis alignment method for a scanning charged particle microscope.
走査荷電粒子顕微鏡として、例えば、走査電子顕微鏡(SEM)が知られている。 For example, a scanning electron microscope (SEM) is known as a scanning charged particle microscope.
走査電子顕微鏡では、電子銃から加速されて放出された電子ビームを対物レンズによって試料上に集束させて照射し、これにより試料から放出される電子(二次電子や反射電子)を検出して、走査像を取得している。 In a scanning electron microscope, an electron beam accelerated and emitted from an electron gun is focused and irradiated on a sample by an objective lens, thereby detecting electrons (secondary electrons and reflected electrons) emitted from the sample, A scanned image is acquired.
このような走査電子顕微鏡では、電子ビームを対物レンズの軸に合わせるための軸合わせが必要である。この軸合わせは、一般的に、対物レンズの励磁電流、または加速電圧に変調信号を重畳して(電流Wobbler,電圧Wobbler)、走査像を観察することで行われる。 In such a scanning electron microscope, it is necessary to align the axis for aligning the electron beam with the axis of the objective lens. This axis alignment is generally performed by superimposing a modulation signal on the excitation current or acceleration voltage of the objective lens (current Wobbler, voltage Wobbler) and observing the scanning image.
電子ビームが対物レンズの軸に対してずれている場合、走査像には、Wobbler周期と同期した上下左右方向の揺れが観察される。軸が合っているか否かの判定は、この揺れが止まるか否かで判断される。揺れの止め方としては、可動対物絞りを動かし(または、アライメントコイルを制御し)、電子ビームの対物レンズへの入射位置や入射角を変化させることで行なわれる。走査像を観察しながら、揺れが止まるまで上記軸合わせ操作を行なう。なお、電流Wobblerを用いた軸合わせを電流軸合わせ、電圧Wobblerを用いた軸合わせを電圧軸合わせという。 When the electron beam is deviated with respect to the axis of the objective lens, vertical and horizontal fluctuations synchronized with the Wobbler period are observed in the scanned image. Whether or not the axes are aligned is determined by whether or not the shaking stops. As a method of stopping the shaking, the movable objective aperture is moved (or the alignment coil is controlled) to change the incident position and the incident angle of the electron beam on the objective lens. While observing the scanned image, the above-mentioned axis alignment operation is performed until the shaking stops. Note that axis alignment using the current Wobler is referred to as current axis alignment, and axis alignment using the voltage Wobbler is referred to as voltage axis alignment.
また、このような軸合わせを自動で行う場合、まず、対物レンズの電流値を離散的に所定のステップ幅分だけ変化させ、対物レンズの電流値に対応した走査像(静止画像)を複数枚取得する。軸があっていない場合には、取得した各走査像の観察中心位置にはそれぞれずれが生じている(変位がある)。画像解析を用いて、対物レンズの電流値に対応した画像の変位量と変位方向を算出し、このような変位が生じないように可動対物絞りやアライメントコイルをフィードバック制御して、電子ビームの対物レンズへの入射位置や入射角を変化させることで電流軸合わせを行う。なお、上記の手順において、対物レンズ電流を加速電圧と読み替えれば、電圧軸合わせを行うことができる。 When such axis alignment is automatically performed, first, the current value of the objective lens is discretely changed by a predetermined step width, and a plurality of scanning images (still images) corresponding to the current value of the objective lens are obtained. get. When there is no axis, there is a shift (there is a displacement) in the observation center position of each acquired scanned image. Using image analysis, the amount and direction of displacement of the image corresponding to the current value of the objective lens are calculated, and the objective of the electron beam is controlled by feedback control of the movable objective aperture and alignment coil so that such displacement does not occur. Current axis alignment is performed by changing the incident position and angle of incidence on the lens. In the above procedure, voltage axis alignment can be performed by replacing the objective lens current with the acceleration voltage.
このような軸合わせ方法として、例えば、特許文献1には、取得した画像から絞りの中心を検出し、電子ビームが絞りの中心を通るように偏向信号の出力を変化させる方法が開示されている。 As such an axis alignment method, for example, Patent Document 1 discloses a method of detecting the center of an aperture from an acquired image and changing the output of a deflection signal so that an electron beam passes through the center of the aperture. .
また、例えば、特許文献2には、対物レンズの開口部を電子ビームにより走査し、これにより検出される像に基づいて、電子ビームの軸を調整する方法が開示されている。 Further, for example, Patent Document 2 discloses a method of scanning the opening of an objective lens with an electron beam and adjusting the axis of the electron beam based on an image detected thereby.
しかしながら、上述した電子ビームの軸合わせ方法では、軸合わせ作業が煩雑であり、作業に熟練を要する。また、軸合わせを自動で行う場合には、例えば対物レンズの電流値に対応した走査像を複数枚取得し、この複数枚の走査像から軸合わせ作業を行わなければならず、時間がかかるという問題があった。 However, in the above-described electron beam axis alignment method, the axis alignment operation is complicated and requires skill. Further, when the axis alignment is automatically performed, for example, it is necessary to obtain a plurality of scanning images corresponding to the current value of the objective lens, and to perform the axis alignment operation from the plurality of scanning images, which takes time. There was a problem.
本発明は、このような点に鑑みてなされたものであり、本発明のいくつかの態様に係る目的の1つは、軸合わせを容易に行うことができる走査荷電粒子顕微鏡、走査荷電粒子顕微鏡の制御方法、および走査荷電粒子顕微鏡の軸合わせ方法を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above points, and one of the objects according to some aspects of the present invention is to provide a scanning charged particle microscope and a scanning charged particle microscope capable of easily performing axial alignment. It is an object of the present invention to provide a control method for the above and an axis alignment method for a scanning charged particle microscope.
(1)本発明に係る走査荷電粒子顕微鏡は、
荷電粒子線を発生させる荷電粒子線源と、
前記荷電粒子線源から放出される前記荷電粒子線を集束するための対物レンズと、
多段の偏向器を有し、前記対物レンズにより集束された前記荷電粒子線を対象物上で走査するための走査部と、
前記走査部の後段側に配置されているアパーチャーと、
前記荷電粒子線が照射されることにより前記対象物から放出された電子を検出する検出部と、
前記検出部の検出結果に基づいて、画像を生成する画像生成部と、
前記走査部を制御する制御部と、
を含み、
前記制御部は、
前記多段の偏向器のうちの一部を制御するための第1制御信号と、
前記多段の偏向器のうちの他の一部を制御するための第2制御信号と、
を生成し、
前記第1制御信号は、
前記荷電粒子線を走査するための第1走査情報と、
前記荷電粒子線の走査方向を第1角度だけ回転させるための第1スキャンローテーション情報と、
を含み、
前記第2制御信号は、
前記荷電粒子線を走査するための第2走査情報と、
前記荷電粒子線の走査方向を第2角度だけ回転させるための第2スキャンローテーション情報と、
を含み、
前記制御部は、前記第1角度と前記第2角度とを相違させて、前記第1制御信号および前記第2制御信号を前記走査部に出力し、
前記走査部は、前記第1制御信号および前記第2制御信号に基づいて、前記荷電粒子線を前記アパーチャー上で走査し、
前記検出部は、前記荷電粒子線を前記アパーチャー上で走査することにより放出された電子を検出し、
前記画像生成部は、前記検出部の検出結果に基づいて、アパーチャー像を生成する。
(1) A scanning charged particle microscope according to the present invention includes:
A charged particle beam source for generating a charged particle beam;
An objective lens for focusing the charged particle beam emitted from the charged particle beam source;
A scanning unit having a multi-stage deflector and scanning the charged particle beam focused by the objective lens on an object;
An aperture disposed on the rear side of the scanning unit;
A detection unit for detecting electrons emitted from the object by being irradiated with the charged particle beam;
An image generation unit configured to generate an image based on a detection result of the detection unit;
A control unit for controlling the scanning unit;
Including
The controller is
A first control signal for controlling a part of the multi-stage deflector;
A second control signal for controlling another part of the multistage deflector;
Produces
The first control signal is:
First scanning information for scanning the charged particle beam;
First scan rotation information for rotating the scanning direction of the charged particle beam by a first angle;
Including
The second control signal is:
Second scanning information for scanning the charged particle beam;
Second scan rotation information for rotating the scanning direction of the charged particle beam by a second angle;
Including
The control unit outputs the first control signal and the second control signal to the scanning unit by making the first angle different from the second angle,
The scanning unit scans the charged particle beam on the aperture based on the first control signal and the second control signal,
The detection unit detects electrons emitted by scanning the charged particle beam on the aperture,
The image generation unit generates an aperture image based on the detection result of the detection unit.
このような走査荷電粒子顕微鏡によれば、第1制御信号の第1角度と第2制御信号の第2角度とを相違させることにより、アパーチャー像を得ることができる。これにより、アパーチャー像に基づいて、軸合わせを行うことができる。アパーチャー像では対物レンズの軸の位置を容易に特定することができるため、アパーチャー像に基づいて軸合わせを行うことにより、軸合わせを容易に行うことができる。 According to such a scanning charged particle microscope, an aperture image can be obtained by making the first angle of the first control signal different from the second angle of the second control signal. Thereby, axis alignment can be performed based on the aperture image. Since the position of the axis of the objective lens can be easily specified in the aperture image, the axis alignment can be easily performed by performing the axis alignment based on the aperture image.
なお、軸合わせとは、対物レンズの軸に一致するように、荷電粒子線を入射させる操作をいう。 Axis alignment refers to an operation in which a charged particle beam is incident so as to coincide with the axis of the objective lens.
(2)本発明に係る走査荷電粒子顕微鏡において、
前記アパーチャーは、前記対物レンズの主面に配置されていてもよい。
(2) In the scanning charged particle microscope according to the present invention,
The aperture may be disposed on a main surface of the objective lens.
(3)本発明に係る走査荷電粒子顕微鏡において、
前記アパーチャーの開口部の中心と前記対物レンズの軸の位置とは一致していてもよい。
(3) In the scanning charged particle microscope according to the present invention,
The center of the aperture of the aperture may coincide with the position of the axis of the objective lens.
(4)本発明に係る走査荷電粒子顕微鏡において、
前記アパーチャー像に基づいて、前記荷電粒子線を前記対物レンズの軸に合わせる軸合わせ部を含んでいてもよい。
(4) In the scanning charged particle microscope according to the present invention,
An axis alignment unit that aligns the charged particle beam with the axis of the objective lens based on the aperture image may be included.
(5)本発明に係る走査荷電粒子顕微鏡の制御方法は、
荷電粒子線を発生させる荷電粒子線源と、前記荷電粒子線源から放出される前記荷電粒子線を集束するための対物レンズと、多段の偏向器を有し、前記対物レンズにより集束された前記荷電粒子線を対象物上で走査するための走査部と、前記走査部の後段側に配置されているアパーチャーと、前記荷電粒子線が照射されることにより前記対象物から放出された電子を検出する検出部と、前記検出部の検出結果に基づいて、画像を生成する画像生成部と、を含む、走査荷電粒子顕微鏡の制御方法であって、
前記多段の偏向器のうちの一部を制御するための第1制御信号と、前記多段の偏向器のうちの他の一部を制御するための第2制御信号と、を生成する制御信号生成工程と、
前記第1制御信号および前記第2制御信号に基づいて前記走査部を制御して、前記荷電粒子線を前記アパーチャー上で走査する走査工程と、
前記検出部により、前記荷電粒子線を前記アパーチャー上で走査することにより放出された電子を検出する検出工程と、
前記画像生成部により、前記検出部の検出結果に基づいて、アパーチャー像を生成する画像生成工程と、
を含み、
前記第1制御信号は、
前記荷電粒子線を走査するための第1走査情報と、
前記荷電粒子線の走査方向を第1角度だけ回転させるための第1スキャンローテーション情報と、
を有し、
前記第2制御信号は、
前記荷電粒子線を走査するための第2走査情報と、
前記荷電粒子線の走査方向を第2角度だけ回転させるための第2スキャンローテーション情報と、
を有し、
前記制御信号生成工程では、前記第1角度と前記第2角度とを相違させる。
(5) A control method of the scanning charged particle microscope according to the present invention includes:
A charged particle beam source for generating a charged particle beam; an objective lens for focusing the charged particle beam emitted from the charged particle beam source; and a multistage deflector, wherein the focused lens beam is focused by the objective lens A scanning unit for scanning a charged particle beam on an object, an aperture disposed on the rear side of the scanning unit, and an electron emitted from the object by being irradiated with the charged particle beam A scanning charged particle microscope control method comprising: a detecting unit that performs detection; and an image generating unit that generates an image based on a detection result of the detecting unit,
Control signal generation for generating a first control signal for controlling a part of the multistage deflector and a second control signal for controlling another part of the multistage deflector Process,
A scanning step of controlling the scanning unit based on the first control signal and the second control signal to scan the charged particle beam on the aperture;
A detection step of detecting electrons emitted by scanning the charged particle beam on the aperture by the detection unit;
An image generation step for generating an aperture image based on the detection result of the detection unit by the image generation unit;
Including
The first control signal is:
First scanning information for scanning the charged particle beam;
First scan rotation information for rotating the scanning direction of the charged particle beam by a first angle;
Have
The second control signal is:
Second scanning information for scanning the charged particle beam;
Second scan rotation information for rotating the scanning direction of the charged particle beam by a second angle;
Have
In the control signal generation step, the first angle is different from the second angle.
このような走査荷電粒子顕微鏡の制御方法によれば、第1制御信号の第1角度と第2制御信号の第2角度とを相違させることにより、アパーチャー像を得ることができる。これにより、アパーチャー像に基づいて、軸合わせを行うことができる。アパーチャー像では対物レンズの軸の位置を容易に特定することができるため、アパーチャー像に基づいて軸合わせを行うことにより、軸合わせを容易に行うことができる。 According to such a scanning charged particle microscope control method, an aperture image can be obtained by making the first angle of the first control signal different from the second angle of the second control signal. Thereby, axis alignment can be performed based on the aperture image. Since the position of the axis of the objective lens can be easily specified in the aperture image, the axis alignment can be easily performed by performing the axis alignment based on the aperture image.
(6)本発明に係る走査荷電粒子顕微鏡の制御方法において、
前記アパーチャーは、前記対物レンズの主面に配置されていてもよい。
(6) In the control method of the scanning charged particle microscope according to the present invention,
The aperture may be disposed on a main surface of the objective lens.
(7)本発明に係る走査荷電粒子顕微鏡の制御方法において、
前記アパーチャーの開口部の中心と前記対物レンズの軸の位置とは一致していてもよい。
(7) In the control method of the scanning charged particle microscope according to the present invention,
The center of the aperture of the aperture may coincide with the position of the axis of the objective lens.
(8)本発明に係る走査荷電粒子顕微鏡の制御方法において、
前記アパーチャー像に基づいて、前記荷電粒子線を前記対物レンズの軸に合わせる工程を含んでいてもよい。
(8) In the control method of the scanning charged particle microscope according to the present invention,
A step of aligning the charged particle beam with the axis of the objective lens based on the aperture image may be included.
(9)本発明に係る走査荷電粒子顕微鏡の軸合わせ方法は、
多段の偏向器によって荷電粒子線を対象物上で走査して、前記対象物から放出された電子を検出し、画像を生成する走査荷電粒子顕微鏡の軸合わせ方法であって、
前記多段の偏向器のうちの一部の前記偏向器におけるスキャンローレーションの回転角を、前記多段の偏向器のうちの他の一部の前記偏向器におけるスキャンローテーションの回転角と相違させて、前記荷電粒子線を前記多段の偏向器の後段側に配置されているアパーチャー上で走査するアパーチャー走査工程と、
前記アパーチャー走査工程により放出された電子の検出結果に基づいて、アパーチャー像を生成するアパーチャー像生成工程と、
前記アパーチャー像に基づいて、前記荷電粒子線を対物レンズの軸に合わせる軸合わせ工程と、
を含む。
(9) The method of axial alignment of the scanning charged particle microscope according to the present invention is as follows:
A scanning charged particle microscope axial alignment method that scans a charged particle beam on an object with a multistage deflector, detects electrons emitted from the object, and generates an image.
The rotation angle of scan rotation in some of the deflectors of the multistage deflector is different from the rotation angle of scan rotation in the other deflectors of the multistage deflector, An aperture scanning step of scanning the charged particle beam on an aperture disposed on a rear stage side of the multistage deflector;
An aperture image generating step for generating an aperture image based on the detection result of the electrons emitted by the aperture scanning step;
An axis alignment step of aligning the charged particle beam with the axis of the objective lens based on the aperture image;
including.
このような走査荷電粒子顕微鏡の軸合わせ方法によれば、多段の偏向器のうちの一部の偏向器におけるスキャンローレーションの回転角を、多段の偏向器のうちの他の一部の偏向器におけるスキャンローテーションの回転角と相違させることにより、アパーチャー像を得ることができる。これにより、アパーチャー像に基づいて、軸合わせを行うことができる。アパーチャー像では対物レンズの軸の位置を容易に特定することができるため、アパーチャー像に基づいて軸合わせを行うことにより、軸合わせを容易に行うことができる。 According to such an axis alignment method of the scanning charged particle microscope, the rotation angle of the scan rotation in some of the deflectors in the multistage deflector is set to the other deflector in the multistage deflector. An aperture image can be obtained by making the angle different from the rotation angle of scan rotation. Thereby, axis alignment can be performed based on the aperture image. Since the position of the axis of the objective lens can be easily specified in the aperture image, the axis alignment can be easily performed by performing the axis alignment based on the aperture image.
(10)本発明に係る走査荷電粒子顕微鏡の軸合わせ方法において、
前記アパーチャーは、前記対物レンズの主面に配置されていてもよい。
(10) In the scanning charged particle microscope axial alignment method according to the present invention,
The aperture may be disposed on a main surface of the objective lens.
(11)本発明に係る走査荷電粒子顕微鏡の軸合わせ方法において、
前記アパーチャーの開口部の中心と前記対物レンズの軸の位置とは一致していてもよい。
(11) In the scanning charged particle microscope axial alignment method according to the present invention,
The center of the aperture of the aperture may coincide with the position of the axis of the objective lens.
以下、本発明の好適な実施形態について図面を用いて詳細に説明する。なお、以下に説明する実施形態は、特許請求の範囲に記載された本発明の内容を不当に限定するものではない。また、以下で説明される構成の全てが本発明の必須構成要件であるとは限らない。 DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. The embodiments described below do not unduly limit the contents of the present invention described in the claims. In addition, not all of the configurations described below are essential constituent requirements of the present invention.
1. 走査荷電粒子顕微鏡の構成
まず、本実施形態に係る走査荷電粒子顕微鏡の構成について、図面を参照しながら説明する。図1は、本実施形態に係る走査荷電粒子顕微鏡100の構成を示す図である。
1. Configuration of Scanning Charged Particle Microscope First, the configuration of the scanning charged particle microscope according to the present embodiment will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a diagram illustrating a configuration of a scanning charged particle microscope 100 according to the present embodiment.
走査荷電粒子顕微鏡100は、図1に示すように、荷電粒子線源1と、集束レンズ2と、走査部3と、対物レンズ4と、試料ステージ5と、検出部6と、可動対物絞り7と、アライメントコイル8と、アパーチャー9と、表示部10と、操作部12と、記憶部14と、処理部20と、を含んで構成されている。 As shown in FIG. 1, the scanning charged particle microscope 100 includes a charged particle beam source 1, a focusing lens 2, a scanning unit 3, an objective lens 4, a sample stage 5, a detection unit 6, and a movable objective aperture 7. And an alignment coil 8, an aperture 9, a display unit 10, an operation unit 12, a storage unit 14, and a processing unit 20.
走査荷電粒子顕微鏡100は、対象物(試料Sまたはアパーチャー9)上で荷電粒子線を走査し、荷電粒子線が対象物内で散乱されることによって該対象物から放出される電子(二次電子や反射電子)を検出して、画像(走査像)を取得する。荷電粒子線は、例えば、電子、イオン等である。ここでは、走査荷電粒子顕微鏡100が、荷電粒子線として電子線EBを用いた走査電子顕微鏡(SEM)である場合について説明する。 The scanning charged particle microscope 100 scans a charged particle beam on an object (sample S or aperture 9), and electrons (secondary electrons) emitted from the object when the charged particle beam is scattered in the object. Or backscattered electrons) to detect an image (scanned image). The charged particle beam is, for example, an electron or an ion. Here, a case where the scanning charged particle microscope 100 is a scanning electron microscope (SEM) using an electron beam EB as a charged particle beam will be described.
電子線源(荷電粒子線源)1は、電子線EBを発生させる。電子線源1は、例えば、公知の電子銃であり、陰極から放出された電子を陽極で加速して電子線EBを放出する。電子線源1として用いられる電子銃は特に限定されず、例えば、熱電子放出型や、熱電界放出型、冷陰極電界放出型などの電子銃を用いることができる。電子線源1には、駆動部1aから、陰極から放出された電子を加速するための加速電圧が供給される。 An electron beam source (charged particle beam source) 1 generates an electron beam EB. The electron beam source 1 is, for example, a known electron gun, and emits an electron beam EB by accelerating electrons emitted from the cathode at the anode. The electron gun used as the electron beam source 1 is not particularly limited, and for example, a thermionic emission type, a thermal field emission type, a cold cathode field emission type, or the like can be used. The electron beam source 1 is supplied with an acceleration voltage for accelerating electrons emitted from the cathode from the driving unit 1a.
集束レンズ2は、電子線源1の後段(電子線EBの下流側)に配置されている。集束レンズ2は、電子線EBを集束させるためのレンズである。図示の例では、二段の集束レンズ2で、電子線EBを集束させる。 The converging lens 2 is disposed downstream of the electron beam source 1 (on the downstream side of the electron beam EB). The focusing lens 2 is a lens for focusing the electron beam EB. In the illustrated example, the electron beam EB is focused by the two-stage focusing lens 2.
走査部3は、集束レンズ2の後段に配置されている。走査部3は、上段偏向器31および下段偏向器32を有し、集束レンズ2および対物レンズ4により集束された電子線EBを対象物上で走査する。 The scanning unit 3 is disposed at the subsequent stage of the focusing lens 2. The scanning unit 3 includes an upper deflector 31 and a lower deflector 32, and scans an electron beam EB focused by the focusing lens 2 and the objective lens 4 on the object.
上段偏向器31および下段偏向器32は、電子線EBを走査するための電磁コイルである。上段偏向器31および下段偏向器32は、それぞれ電子線EBを二次元的に偏向させる。上段偏向器31および下段偏向器32は、走査制御部22によって制御され、電子線EBの走査を行う。 The upper deflector 31 and the lower deflector 32 are electromagnetic coils for scanning the electron beam EB. The upper deflector 31 and the lower deflector 32 deflect the electron beam EB two-dimensionally, respectively. The upper deflector 31 and the lower deflector 32 are controlled by the scanning control unit 22 and perform scanning of the electron beam EB.
対物レンズ4は、走査部3の後段に配置されている。対物レンズ4は、電子線EBを集束して、試料Sに照射するためのレンズである。走査荷電粒子顕微鏡100では、電子線EBを対物レンズ4の軸(例えば対物レンズ4の機械的な軸)Zに一致させるための軸合わせ(以下、単に「軸合わせ」ともいう)を行う。 The objective lens 4 is arranged at the rear stage of the scanning unit 3. The objective lens 4 is a lens for focusing the electron beam EB and irradiating the sample S. The scanning charged particle microscope 100 performs axis alignment (hereinafter also simply referred to as “axis alignment”) for making the electron beam EB coincide with the axis of the objective lens 4 (for example, the mechanical axis of the objective lens 4) Z.
試料ステージ5は、試料Sを保持し、試料Sを移動させることができる。試料ステージ5は、例えば、試料Sの水平移動、上下移動、回転、傾斜などの動作を行うことができる
。
The sample stage 5 can hold the sample S and move the sample S. The sample stage 5 can perform operations such as horizontal movement, vertical movement, rotation, and tilting of the sample S, for example.
検出部6は、電子線EBが照射されることにより対象物から放出された電子(二次電子や反射電子)を検出する。検出部6は、図示はしないが、例えば、シンチレーターおよび光電子増倍管を含んで構成されている。検出部6によって検出された二次電子や反射電子の検出信号(強度信号)は、A/D変換部6aを介して、バスライン30に送られる。そして、該検出信号は、電子線EBの走査信号と同期された画像データとして、記憶部14に記憶される。検出部6は、図示の例では、対物レンズ4と試料S(試料ステージ5)との間に配置されている。すなわち、検出部6は、例えばアウトレンズ検出器である。なお、検出部6の配置は特に限定されず、例えば対物レンズ4の上方に配置されてもよい。 The detection unit 6 detects electrons (secondary electrons and reflected electrons) emitted from the object by being irradiated with the electron beam EB. Although not shown, the detection unit 6 includes, for example, a scintillator and a photomultiplier tube. Detection signals (intensity signals) of secondary electrons and reflected electrons detected by the detection unit 6 are sent to the bus line 30 via the A / D conversion unit 6a. The detection signal is stored in the storage unit 14 as image data synchronized with the scanning signal of the electron beam EB. In the illustrated example, the detection unit 6 is disposed between the objective lens 4 and the sample S (sample stage 5). That is, the detection unit 6 is, for example, an out-lens detector. The arrangement of the detection unit 6 is not particularly limited, and may be arranged, for example, above the objective lens 4.
可動対物絞り7は、集束レンズ2と走査部3との間に配置されている。可動対物絞り7は、対物レンズ4に入射する電子線EBのうち、対物レンズ4の軸Z近傍の電子線EBだけを通して、それ以外の電子線EBを遮蔽するための絞りである。可動対物絞り7の位置を調整することで、電子線EBを対物レンズ4の軸Zに合わせることができる。 The movable objective aperture 7 is disposed between the focusing lens 2 and the scanning unit 3. The movable objective aperture 7 is a diaphragm for shielding only the electron beam EB near the axis Z of the objective lens 4 out of the electron beam EB incident on the objective lens 4 and shielding other electron beams EB. The electron beam EB can be aligned with the axis Z of the objective lens 4 by adjusting the position of the movable objective aperture 7.
アライメントコイル8は、集束レンズ2と走査部3との間に配置されている。アライメントコイル8は、電子線EBを偏向させて、電子線EBを対物レンズ4の軸Zに合わせるための偏向コイルである。アライメントコイル8は、電子線EBを二次元的に偏向させることができる。 The alignment coil 8 is disposed between the focusing lens 2 and the scanning unit 3. The alignment coil 8 is a deflection coil for deflecting the electron beam EB and aligning the electron beam EB with the axis Z of the objective lens 4. The alignment coil 8 can deflect the electron beam EB two-dimensionally.
アパーチャー9は、走査部3の後段側(電子線EBの下流側)に配置されている。より好ましくは、アパーチャー9は、対物レンズ4の上磁極(内側磁極)41と下磁極(外側磁極)42との間に配置されている。図示の例では、アパーチャー9は、対物レンズ4の主面に配置されている。アパーチャー9は、例えば、金属の板に開口部9bを設けたものである。開口部9bは、図示の例では、電子線EBの進行方向から見て、円形である。開口部9bの径は、例えば、数百μm程度である。アパーチャー9は、開口部9bの中心が、対物レンズ4の軸Zに一致するように配置される。なお、アパーチャー9の開口部9bの形状は、対物レンズ4の軸Zを特定することができれば特に限定されない。アパーチャー9は、対物レンズ4の主面に固定されていてもよいし、移動可能に構成されていてもよい。すなわち、アパーチャー9は、固定絞りであってもよいし、可動絞りであってもよい。 The aperture 9 is disposed on the rear stage side (downstream side of the electron beam EB) of the scanning unit 3. More preferably, the aperture 9 is disposed between the upper magnetic pole (inner magnetic pole) 41 and the lower magnetic pole (outer magnetic pole) 42 of the objective lens 4. In the illustrated example, the aperture 9 is disposed on the main surface of the objective lens 4. The aperture 9 is, for example, a metal plate provided with an opening 9b. In the illustrated example, the opening 9b is circular as viewed from the traveling direction of the electron beam EB. The diameter of the opening 9b is, for example, about several hundred μm. The aperture 9 is disposed so that the center of the opening 9 b coincides with the axis Z of the objective lens 4. The shape of the opening 9b of the aperture 9 is not particularly limited as long as the axis Z of the objective lens 4 can be specified. The aperture 9 may be fixed to the main surface of the objective lens 4 or may be configured to be movable. That is, the aperture 9 may be a fixed diaphragm or a movable diaphragm.
なお、アパーチャー9は、低真空走査電子顕微鏡用のオリフィスであってもよい。すなわち、アパーチャー9は、電子光学系と試料室Rとの間で差動排気を行う際に、電子光学系と試料室Rとの間に圧力差を作るための絞りであってもよい。 The aperture 9 may be an orifice for a low vacuum scanning electron microscope. That is, the aperture 9 may be a diaphragm for creating a pressure difference between the electron optical system and the sample chamber R when performing differential evacuation between the electron optical system and the sample chamber R.
電子線源1、集束レンズ2、対物レンズ4、試料ステージ5、アライメントコイル8は、それぞれ対応する駆動部1a,2a,4a,5a,8aによって、駆動制御される。各駆動部1a,2a,4a,5a,8aは、バスライン30に接続されており、バスライン30を介して、光学系制御部28から駆動信号が供給される。各駆動部1a,2a,4a,5a,8aは、供給された駆動信号に基づいて、電子線源1、集束レンズ2、対物レンズ4、試料ステージ5、アライメントコイル8の駆動を行う。 The electron beam source 1, the focusing lens 2, the objective lens 4, the sample stage 5, and the alignment coil 8 are driven and controlled by the corresponding driving units 1a, 2a, 4a, 5a, and 8a. Each drive unit 1 a, 2 a, 4 a, 5 a, 8 a is connected to the bus line 30, and a drive signal is supplied from the optical system control unit 28 via the bus line 30. Each drive part 1a, 2a, 4a, 5a, 8a drives the electron beam source 1, the focusing lens 2, the objective lens 4, the sample stage 5, and the alignment coil 8 based on the supplied drive signal.
表示部10は、バスライン30を介して処理部20から入力される表示信号に基づいて、処理部20の処理結果等を文字やグラフその他の情報として表示する。表示部10は、例えば、画像生成部24で生成された画像(走査像)を表示する。表示部10は、例えば、CRT、LCD、タッチパネル型ディスプレイなどである。 The display unit 10 displays processing results of the processing unit 20 as characters, graphs, and other information based on display signals input from the processing unit 20 via the bus line 30. The display unit 10 displays the image (scanned image) generated by the image generation unit 24, for example. The display unit 10 is, for example, a CRT, LCD, touch panel display, or the like.
操作部12は、ユーザーによる操作に応じた操作信号を取得し、バスライン30を介し
て処理部20に送る処理を行う。操作部12は、例えば、ボタン、キー、タッチパネル型ディスプレイ、マイクなどである。
The operation unit 12 performs a process of acquiring an operation signal corresponding to an operation by the user and sending the operation signal to the processing unit 20 via the bus line 30. The operation unit 12 is, for example, a button, a key, a touch panel type display, a microphone, or the like.
記憶部14は、処理部20が各種の計算処理や制御処理を行うためのプログラムやデータ等を記憶している。また、記憶部14は、処理部20の作業領域として用いられ、操作部12から入力された操作信号、処理部20が各種プログラムに従って実行した算出結果等を一時的に記憶するためにも使用される。記憶部14には、例えば、検出信号を走査信号に同期させた画像データが記憶される。記憶部14は、バスライン30に接続されている。 The storage unit 14 stores programs, data, and the like for the processing unit 20 to perform various types of calculation processing and control processing. The storage unit 14 is used as a work area of the processing unit 20 and is also used to temporarily store operation signals input from the operation unit 12, calculation results executed by the processing unit 20 according to various programs, and the like. The For example, image data in which the detection signal is synchronized with the scanning signal is stored in the storage unit 14. The storage unit 14 is connected to the bus line 30.
処理部(CPU)20は、記憶部14に記憶されているプログラムに従って、各種の計算処理を行う。処理部20は、記憶部14に記憶されているプログラムを実行することで、以下に説明する、走査制御部22、画像生成部24、軸合わせ部26、光学系制御部28としてとして機能する。ただし、処理部20の少なくとも一部をハードウェア(専用回路)で実現してもよい。 The processing unit (CPU) 20 performs various types of calculation processing according to programs stored in the storage unit 14. The processing unit 20 functions as a scanning control unit 22, an image generation unit 24, an axis alignment unit 26, and an optical system control unit 28 described below by executing a program stored in the storage unit 14. However, at least a part of the processing unit 20 may be realized by hardware (dedicated circuit).
走査制御部22は、走査部3を制御する。具体的には、走査制御部22は、上段偏向器31を制御するための第1制御信号と、下段偏向器32を制御するための第2制御信号と、を生成する処理を行う。第1制御信号および第2制御信号は、それぞれ電子線EBを走査するための走査情報と、電子線EBの走査方向を所与の角度だけ回転させるためのスキャンローテーション情報と、を含んでいる。 The scanning control unit 22 controls the scanning unit 3. Specifically, the scanning control unit 22 performs a process of generating a first control signal for controlling the upper deflector 31 and a second control signal for controlling the lower deflector 32. Each of the first control signal and the second control signal includes scanning information for scanning the electron beam EB and scan rotation information for rotating the scanning direction of the electron beam EB by a given angle.
図2は、走査制御部22を説明するための図である。走査制御部22は、図2に示すように、走査信号発生部22aと、演算部22bと、加算部22cと、を含んで構成されている。 FIG. 2 is a diagram for explaining the scanning control unit 22. As shown in FIG. 2, the scanning control unit 22 includes a scanning signal generation unit 22a, a calculation unit 22b, and an addition unit 22c.
走査信号発生部22aは、電子線EBを走査するための走査情報を含む走査信号X0,Y0を生成する。走査情報とは、二次元の領域(走査領域)を、点で一次元的にスキャンして走査線を得て、その直交方向に走査線でスキャンして二次元の領域を走査するラスタースキャンを行うための情報である。走査信号X0は、例えば、電子線EBをX方向に一次元的に走査して走査線を得るための情報を含む信号であり、図示の例では、のこぎり波である。走査信号Y0は、例えば、走査線のY方向の位置を移動させるランプ波である。 The scanning signal generator 22a generates scanning signals X0 and Y0 including scanning information for scanning the electron beam EB. Scan information refers to a raster scan that scans a two-dimensional region by scanning a two-dimensional region (scan region) one-dimensionally with a point to obtain a scan line, and scanning with the scan line in the orthogonal direction. Information to do. The scanning signal X0 is, for example, a signal including information for obtaining a scanning line by scanning the electron beam EB in the X direction in a one-dimensional manner, and is a sawtooth wave in the illustrated example. The scanning signal Y0 is, for example, a ramp wave that moves the position of the scanning line in the Y direction.
演算部22bおよび加算部22cは、走査信号X0,Y0に電子線EBの走査方向を所与の角度だけ回転させるためのスキャンローテーション(ラスターローテーション)情報を付与して(スキャンローテーション信号を重畳して)、第1制御信号X31’、Y31’および第2制御信号X32’、Y32’を生成する。 The calculation unit 22b and the addition unit 22c add scan rotation (raster rotation) information for rotating the scanning direction of the electron beam EB by a given angle to the scanning signals X0 and Y0 (superimposing the scan rotation signal). ), First control signals X 31 ′, Y 31 ′ and second control signals X 32 ′, Y 32 ′ are generated.
ここで、スキャンローテーションについて説明する。図3は、上段偏向器31におけるスキャンローテーションを説明するための図である。図4は、下段偏向器32におけるスキャンローテーションを説明するための図である。なお、図3および図4に示すX軸は、上記X方向に対応する軸であり、走査線に平行な軸である。また、Y軸は、上記Y方向に対応する軸であり、X軸に直交する軸である。 Here, the scan rotation will be described. FIG. 3 is a diagram for explaining scan rotation in the upper deflector 31. FIG. 4 is a diagram for explaining scan rotation in the lower deflector 32. Note that the X axis shown in FIGS. 3 and 4 is an axis corresponding to the X direction, and is an axis parallel to the scanning line. The Y axis is an axis corresponding to the Y direction and is an axis orthogonal to the X axis.
スキャンローテーションとは、図3および図4に示すように、電子線EBの走査方向を回転させることで電子線EBの走査領域を回転させることをいう。すなわち、スキャンローテーションを行うことで、図3および図4に示すX軸およびY軸を、新たにX’軸およびY’軸として設定することができる。 As shown in FIGS. 3 and 4, scan rotation refers to rotating the scanning region of the electron beam EB by rotating the scanning direction of the electron beam EB. That is, by performing the scan rotation, the X axis and the Y axis shown in FIGS. 3 and 4 can be newly set as the X ′ axis and the Y ′ axis.
ここで、上段偏向器31において、電子線の走査方向の回転角(スキャンローテーショ
ン角)をαとすると、第1制御信号X31’、Y31’は、
X31’=X0cosα+Y0sinα ・・・(1)
Y31’=−X0sinα+Y0cosα ・・・(2)
となる。
Here, in the upper deflector 31, when the rotation angle (scan rotation angle) in the scanning direction of the electron beam is α, the first control signals X 31 ′ and Y 31 ′ are
X 31 ′ = X0 cos α + Y0 sin α (1)
Y 31 ′ = −X0 sin α + Y0 cos α (2)
It becomes.
演算部22bおよび加算部22cは、上記式(1)および式(2)を用いて、走査信号X0,Y0にスキャンローテーション情報(回転角αの情報)を付与して、第1制御信号X31’、Y31’を生成する。 Calculating unit 22b and the adder unit 22c, using the above equation (1) and (2), by applying a scan rotation information to the scanning signal X0, Y0 (information on the rotation angle alpha), the first control signal X 31 ', Y 31 ' is generated.
また、図4に示す下段偏向器32において、電子線の走査方向の回転角(スキャンローテーション角)をβとすると、第2制御信号をX32’、Y32’は、
X32’=X0cosβ+Y0sinβ ・・・(3)
Y32’=−X0sinβ+Y0cosβ ・・・(4)
となる。
Further, in the lower deflector 32 shown in FIG. 4, when the rotation angle (scan rotation angle) in the scanning direction of the electron beam is β, the second control signals X 32 ′ and Y 32 ′ are
X 32 '= X0 cos β + Y0 sin β (3)
Y 32 ′ = −X0 sin β + Y0 cos β (4)
It becomes.
演算部22bおよび加算部22cは、上記式(3)および式(4)を用いて、走査信号X0,Y0にスキャンローテーション情報(回転角βの情報)を付与して、第2制御信号X32’、Y32’を生成する。 The calculation unit 22b and the addition unit 22c use the above formulas (3) and (4) to add scan rotation information (information about the rotation angle β) to the scan signals X0 and Y0, and the second control signal X 32. ', Y 32 ' is generated.
走査制御部22は、第1制御信号X31’、Y31’を、増幅器3aを介して、上段偏向器31に出力する。また、走査制御部22は、第2制御信号X32’、Y32’を、増幅器3aを介して、下段偏向器32に出力する。 The scanning control unit 22 outputs the first control signals X 31 ′ and Y 31 ′ to the upper deflector 31 via the amplifier 3a. Further, the scanning control unit 22 outputs the second control signals X 32 ′ and Y 32 ′ to the lower deflector 32 via the amplifier 3a.
ここで、軸合わせを行う場合、走査制御部22は、上段偏向器31の回転角(第1角度)αと下段偏向器32の回転角(第2角度)βとを相違させて、第1制御信号X31’、Y31’および第2制御信号X32’、Y32’を走査部3に出力する。すなわち、上段偏向器31におけるスキャンローレーションの回転角αを、下段偏向器32におけるスキャンローテーションの回転角βと相違させる。これにより、走査部3は、電子線EBをアパーチャー9上で走査する。したがって、アパーチャー9の走査像(アパーチャー像)が得られる。後述するように、アパーチャー像に基づいて、軸合わせを行うことにより、容易に軸合わせを行うことができる。 Here, when the axis alignment is performed, the scanning control unit 22 sets the rotation angle (first angle) α of the upper deflector 31 and the rotation angle (second angle) β of the lower deflector 32 to be different from each other. The control signals X 31 ′ and Y 31 ′ and the second control signals X 32 ′ and Y 32 ′ are output to the scanning unit 3. That is, the rotation angle α of the scan rotation in the upper deflector 31 is made different from the rotation angle β of the scan rotation in the lower deflector 32. Thereby, the scanning unit 3 scans the electron beam EB on the aperture 9. Therefore, a scanning image (aperture image) of the aperture 9 is obtained. As will be described later, the axis alignment can be easily performed by performing the axis alignment based on the aperture image.
また、試料Sの走査像を得る場合(試料Sの観察を行う場合)、走査制御部22は、上段偏向器31の回転角αと下段偏向器32の回転角βとを同じにして、走査部3に出力する。これにより、走査部3は、電子線EBを試料S上で走査する。したがって、試料Sの走査像(試料像)が得られる。 When obtaining a scanned image of the sample S (when observing the sample S), the scanning control unit 22 performs scanning by setting the rotation angle α of the upper deflector 31 and the rotation angle β of the lower deflector 32 to be the same. Output to part 3. Thereby, the scanning unit 3 scans the electron beam EB on the sample S. Therefore, a scanning image (sample image) of the sample S is obtained.
画像生成部24は、検出部6の検出結果に基づいて、画像(走査像)を生成する。具体的には、画像生成部24は、検出部6の検出信号を走査信号に同期させて画像データとして記憶部14に記憶し、該画像データから表示信号を生成する。この表示信号に基づいて、表示部10は、走査像を表示する。 The image generation unit 24 generates an image (scanned image) based on the detection result of the detection unit 6. Specifically, the image generation unit 24 stores the detection signal of the detection unit 6 in the storage unit 14 as image data in synchronization with the scanning signal, and generates a display signal from the image data. Based on this display signal, the display unit 10 displays a scanned image.
光学系制御部28は、電子線源1、集束レンズ2、対物レンズ4、試料ステージ5、アライメントコイル8を制御する。具体的には、光学系制御部28は、電子線源1、集束レンズ2、対物レンズ4、試料ステージ5、アライメントコイル8を制御するための制御信号を生成し出力する。各制御信号は、それぞれ対応する駆動部1a,2a,4a,5a,8aを介して、電子線源1、集束レンズ2、対物レンズ4、試料ステージ5、アライメントコイル8に入力される。 The optical system control unit 28 controls the electron beam source 1, the focusing lens 2, the objective lens 4, the sample stage 5, and the alignment coil 8. Specifically, the optical system control unit 28 generates and outputs control signals for controlling the electron beam source 1, the focusing lens 2, the objective lens 4, the sample stage 5, and the alignment coil 8. Each control signal is input to the electron beam source 1, the focusing lens 2, the objective lens 4, the sample stage 5, and the alignment coil 8 via the corresponding driving units 1 a, 2 a, 4 a, 5 a, and 8 a.
2. 走査荷電粒子顕微鏡の動作
次に、走査荷電粒子顕微鏡の動作について説明する。ここでは、走査荷電粒子顕微鏡100の軸合わせ方法について説明する。図5は、走査荷電粒子顕微鏡100における軸合わせ処理の一例を示すフローチャートである。また、図6〜図9は、走査荷電粒子顕微鏡100の軸合わせ処理における走査部3の動作を説明するための図である。
2. Operation of Scanning Charged Particle Microscope Next, the operation of the scanning charged particle microscope will be described. Here, an axis alignment method of the scanning charged particle microscope 100 will be described. FIG. 5 is a flowchart showing an example of the axis alignment process in the scanning charged particle microscope 100. 6 to 9 are diagrams for explaining the operation of the scanning unit 3 in the axis alignment processing of the scanning charged particle microscope 100. FIG.
図6は、走査荷電粒子顕微鏡100の軸合わせ処理を行う前の状態、すなわち、電子線EBが対物レンズ4の軸Zにあっていない状態を示す図である。なお、図6では、走査荷電粒子顕微鏡100は、試料Sを走査して、試料Sの走査像を得られる状態である。具体的には、走査制御部22は、回転角α(図3参照)と回転角β(図4参照)とを同じ角度(例えばα=β=0°)として、第1制御信号X31’、Y31’および第2制御信号X32’、Y32’を生成して走査部3に出力する。走査部3は、α=0の情報を含む第1制御信号X31’、Y31’およびβ=0の情報を含む第2制御信号X32’、Y32’に基づいて、電子線EBを試料S上で走査する。検出部6は、電子線EBが試料Sに照射されることにより試料Sから放出される電子を検出する。画像生成部24は、検出部6の検出結果に基づいて、画像を生成する。 FIG. 6 is a diagram showing a state before the axis alignment process of the scanning charged particle microscope 100 is performed, that is, a state where the electron beam EB is not on the axis Z of the objective lens 4. In FIG. 6, the scanning charged particle microscope 100 is in a state where the sample S can be scanned to obtain a scanned image of the sample S. Specifically, the scanning control unit 22 sets the rotation angle α (see FIG. 3) and the rotation angle β (see FIG. 4) to the same angle (for example, α = β = 0 °), and controls the first control signal X 31 ′. , Y 31 ′ and second control signals X 32 ′, Y 32 ′ are generated and output to the scanning unit 3. The scanning unit 3 transmits the electron beam EB based on the first control signals X 31 ′, Y 31 ′ including information of α = 0 and the second control signals X 32 ′, Y 32 ′ including information of β = 0. Scan on sample S. The detection unit 6 detects electrons emitted from the sample S when the sample S is irradiated with the electron beam EB. The image generation unit 24 generates an image based on the detection result of the detection unit 6.
図6に示すように、α=βの場合、電子線EBは、対物レンズ4の主面4fにおいて、所定の1点(偏向支点)Fを通って、試料S上に入射する。すなわち、電子線EBを試料S上で走査しても、対物レンズ4の主面4fでは、電子線EBは偏向支点Fを通る。具体的には、上段偏向器31で所定の方向(例えば+X方向)に電子線EBを偏向し、下段偏向器32で該所定の方向とは反対方向(例えば−X方向)に電子線EBを振り戻す。これにより、電子線EBは、偏向支点Fを通って、試料S上に入射する。図6では、軸があっていないため、偏向支点Fの位置は、対物レンズ4の軸Zからずれている。 As shown in FIG. 6, when α = β, the electron beam EB is incident on the sample S through a predetermined point (deflection fulcrum) F on the main surface 4 f of the objective lens 4. That is, even when the electron beam EB is scanned on the sample S, the electron beam EB passes through the deflection fulcrum F on the main surface 4 f of the objective lens 4. Specifically, the upper deflector 31 deflects the electron beam EB in a predetermined direction (for example, + X direction), and the lower deflector 32 deflects the electron beam EB in a direction opposite to the predetermined direction (for example, −X direction). Look back. As a result, the electron beam EB is incident on the sample S through the deflection fulcrum F. In FIG. 6, since there is no axis, the position of the deflection fulcrum F is deviated from the axis Z of the objective lens 4.
走査荷電粒子顕微鏡100が図6に示すような軸があっていない状態において、例えばユーザーが操作部12を操作して軸合わせ処理を行うためのプログラムを起動させることにより、走査荷電粒子顕微鏡100(処理部20)は、図5に示す軸合わせ処理を開始する。 In a state where the scanning charged particle microscope 100 does not have an axis as shown in FIG. 6, for example, the user operates the operation unit 12 to start a program for performing an axis alignment process, whereby the scanning charged particle microscope 100 ( The processing unit 20) starts the axis alignment process shown in FIG.
まず、走査制御部22が、上段偏向器31を制御するための第1制御信号X31’、Y31’と、下段偏向器32を制御するための第2制御信号X32’、Y32’を生成する(S10)。走査制御部22は、回転角αと回転角βとを相違させて(例えばα=10°、β=0°)として、第1制御信号X31’、Y31’および第2制御信号X32’、Y32’を生成する。回転角αおよび回転角βの値は、走査倍率、アパーチャー9の径によって適宜設定される。走査制御部22は、α=10°の情報を含む第1制御信号X31’、Y31’およびβ=0°の情報を含む第2制御信号X32’、Y32’を走査部3に出力する。 First, the scan control unit 22 controls the first control signals X 31 ′ and Y 31 ′ for controlling the upper deflector 31 and the second control signals X 32 ′ and Y 32 ′ for controlling the lower deflector 32 . Is generated (S10). The scanning control unit 22 makes the rotation angle α different from the rotation angle β (for example, α = 10 °, β = 0 °), and controls the first control signal X 31 ′, Y 31 ′ and the second control signal X 32. ', Y 32 ' is generated. The values of the rotation angle α and the rotation angle β are appropriately set depending on the scanning magnification and the diameter of the aperture 9. The scanning control unit 22 supplies the first control signals X 31 ′ and Y 31 ′ including information of α = 10 ° and the second control signals X 32 ′ and Y 32 ′ including information of β = 0 ° to the scanning unit 3. Output.
走査部3は、α=10°の情報を含む第1制御信号X31’、Y31’およびβ=0°の情報を含む第2制御信号X32’、Y32’に基づいて、電子線EBを走査する(S11)。これにより、走査部3では、上段偏向器31にのみα=10°のスキャンローテーションがかかる。 Based on the first control signals X 31 ′, Y 31 ′ including information of α = 10 ° and the second control signals X 32 ′, Y 32 ′ including information of β = 0 °, the scanning unit 3 EB is scanned (S11). Thereby, in the scanning unit 3, only the upper deflector 31 is subjected to scan rotation of α = 10 °.
図7は、α≠βである第1制御信号X31’、Y31’および第2制御信号X32’、Y32’に基づいて動作する走査部3を示す図である。図7に示すように、α≠βの場合、電子線EBは、対物レンズ4の主面4fにおいて、所定の走査領域Aで走査される。これにより、電子線EBをアパーチャー9上で走査することができる。 FIG. 7 is a diagram illustrating the scanning unit 3 that operates based on the first control signals X 31 ′ and Y 31 ′ and the second control signals X 32 ′ and Y 32 ′ in which α ≠ β. As shown in FIG. 7, when α ≠ β, the electron beam EB is scanned in a predetermined scanning region A on the main surface 4 f of the objective lens 4. Thereby, the electron beam EB can be scanned on the aperture 9.
次に、検出部6は、電子線EBをアパーチャー9上で走査することにより放出された電子を検出し(S12)、画像生成部24は、検出部6の検出結果に基づいて、アパーチャ
ー像を生成する(S13)。
Next, the detection unit 6 detects the emitted electrons by scanning the electron beam EB on the aperture 9 (S12), and the image generation unit 24 generates an aperture image based on the detection result of the detection unit 6. Generate (S13).
図10は、アパーチャー像の一例を示す図である。図10に示す円形の明るい部分の外側の暗い部分は、対物レンズ4の主面4fに設置したアパーチャー9によって電子線EBがカットされている部分に対応している。すなわち、図10に示す円形の明るい部分は、図7に示すアパーチャー9の開口部9bに対応している。アパーチャー9の開口部9bの中心は、対物レンズ4の軸Zと一致するように配置されているため、図10の円形の明るい部分の中心の位置が、対物レンズ4の軸の位置を表している。 FIG. 10 is a diagram illustrating an example of an aperture image. The dark part outside the circular bright part shown in FIG. 10 corresponds to the part where the electron beam EB is cut by the aperture 9 installed on the main surface 4 f of the objective lens 4. That is, the circular bright portion shown in FIG. 10 corresponds to the opening 9b of the aperture 9 shown in FIG. Since the center of the opening 9b of the aperture 9 is arranged so as to coincide with the axis Z of the objective lens 4, the position of the center of the circular bright portion in FIG. 10 represents the position of the axis of the objective lens 4. Yes.
次に、軸合わせ部26が、アパーチャー像に基づいて、軸合わせを行う(S14)。具体的には、軸合わせ部26は、例えば、アパーチャー像から、パターンマッチング等によって、図10に示すアパーチャー像の円形の明るい部分の中心の位置と走査領域(走査像)の中心の位置との間のずれ量およびずれの方向等を算出する。そして、軸合わせ部26は、算出されたずれ量およびずれの方向等に基づいて、アパーチャー像の円形の明るい部分の中心が、走査領域の中心と一致するように、アライメントコイル8を動作させる。これにより、電子線EBを、対物レンズ4の軸に合わせることができる。 Next, the axis alignment unit 26 performs axis alignment based on the aperture image (S14). Specifically, the axis aligning unit 26 uses, for example, pattern matching or the like from the aperture image to obtain a position between the center of the circular bright portion of the aperture image shown in FIG. 10 and the center position of the scanning region (scanned image). The amount of deviation and the direction of deviation are calculated. Then, the axis alignment unit 26 operates the alignment coil 8 so that the center of the circular bright portion of the aperture image coincides with the center of the scanning region based on the calculated shift amount and shift direction. Thereby, the electron beam EB can be aligned with the axis of the objective lens 4.
図8は、軸があっている状態でのα≠βのときの第1制御信号X31’、Y31’および第2制御信号X32’、Y32’に基づいて動作する走査部3を示す図である。図8に示すように、走査領域Aの中心の位置とアパーチャー9の開口部9bの中心の位置とが一致している。また、図11は、軸があっている状態におけるアパーチャー像の一例を示す図である。図11に示すように、アパーチャー像の円形の明るい部分の中心が、走査領域(走査像)の中心と一致しており、軸があっていることがわかる。 FIG. 8 shows the scanning unit 3 that operates based on the first control signals X 31 ′ and Y 31 ′ and the second control signals X 32 ′ and Y 32 ′ when α ≠ β with the axes aligned. FIG. As shown in FIG. 8, the position of the center of the scanning area A coincides with the position of the center of the opening 9 b of the aperture 9. FIG. 11 is a diagram illustrating an example of an aperture image in a state where the axes are aligned. As shown in FIG. 11, it can be seen that the center of the circular bright portion of the aperture image coincides with the center of the scanning region (scanned image), and the axis is aligned.
次に、走査制御部22は、α=β(例えばα=β=0°)として、第1制御信号X31’、Y31’および第2制御信号X32’、Y32’を生成する(S15)。これにより、軸があった状態で、電子線EBを試料S上で走査することができる。図9は、軸があっている状態におけるα=βのときの走査部3を示す図である。図9に示すように、対物レンズ4の主面4fにおいて、偏向支点Fの位置と対物レンズ4の軸Zの位置とは一致している。 Next, the scanning control unit 22 generates first control signals X 31 ′ and Y 31 ′ and second control signals X 32 ′ and Y 32 ′ with α = β (for example, α = β = 0 °) ( S15). Thereby, the electron beam EB can be scanned on the sample S in a state where there is an axis. FIG. 9 is a diagram illustrating the scanning unit 3 when α = β in a state where the axes are aligned. As shown in FIG. 9, the position of the deflection fulcrum F and the position of the axis Z of the objective lens 4 coincide with each other on the main surface 4 f of the objective lens 4.
以上の工程により、軸合わせが完了する。 The axis alignment is completed through the above steps.
走査荷電粒子顕微鏡100は、例えば、以下の特徴を有する。 The scanning charged particle microscope 100 has the following features, for example.
走査荷電粒子顕微鏡100では、走査制御部22は、回転角αと回転角βとを相違させて(α≠β)、第1制御信号X31’、Y31’および第2制御信号X32’、Y32’を走査部3に出力し、走査部3は、第1制御信号X31’、Y31’および第2制御信号X32’、Y32’に基づいて、電子線EBをアパーチャー9上で走査し、画像生成部24は、検出部6の検出結果に基づいて、アパーチャー像を生成する。これにより、アパーチャー像に基づいて、軸合わせを行うことができる。アパーチャー像では対物レンズ4の軸Zの位置を容易に特定することができるため、アパーチャー像に基づいて軸合わせを行うことにより、電子線EBの軸合わせを容易に行うことができる。 In the scanning charged particle microscope 100, the scanning control unit 22 makes the rotation angle α different from the rotation angle β (α ≠ β), and controls the first control signals X 31 ′, Y 31 ′ and the second control signal X 32 ′. , Y 32 ′ are output to the scanning unit 3, and the scanning unit 3 transmits the electron beam EB to the aperture 9 based on the first control signals X 31 ′, Y 31 ′ and the second control signals X 32 ′, Y 32 ′. Scanning above, the image generation unit 24 generates an aperture image based on the detection result of the detection unit 6. Thereby, axis alignment can be performed based on the aperture image. Since the position of the axis Z of the objective lens 4 can be easily specified in the aperture image, the axis alignment of the electron beam EB can be easily performed by performing the axis alignment based on the aperture image.
例えば、電流Wobbler等を用いて、軸合わせを行う場合、対物レンズ電流値に対応した静止画像(走査像)を複数枚取得しなければならなかった。これに対して、走査荷電粒子顕微鏡100では、アパーチャー像に基づいて、軸合わせを行うため、例えば、1枚の静止画像(走査像)から対物レンズ4の軸Zの位置を特定して軸合わせを行うことができる。したがって、走査荷電粒子顕微鏡100によれば、軸合わせのための走査像の取得時間を短縮することができ、短時間で容易に軸合わせを行うことができる。 For example, when the axis alignment is performed using the current Wobbler or the like, a plurality of still images (scanned images) corresponding to the objective lens current value must be acquired. On the other hand, in the scanning charged particle microscope 100, since the axis alignment is performed based on the aperture image, for example, the position of the axis Z of the objective lens 4 is specified from one still image (scanned image) and the axis alignment is performed. It can be performed. Therefore, according to the scanning charged particle microscope 100, it is possible to shorten the time for acquiring a scanned image for axial alignment, and it is possible to easily perform axial alignment in a short time.
さらに、アパーチャー像は、アパーチャー9の影を見るという手法であるため、コントラストがつきやすい。したがって、コントラストのつくにくい平坦な試料Sや、メッシュ等の周期構造をもった試料Sであっても、容易に軸合わせを行うことができる。 Furthermore, since the aperture image is a method of looking at the shadow of the aperture 9, it is easy to contrast. Therefore, even a flat sample S that is difficult to contrast or a sample S having a periodic structure such as a mesh can be easily aligned.
走査荷電粒子顕微鏡100では、アパーチャー9は、対物レンズ4の主面4fに配置されている。このため、アパーチャー像を用いて、容易に対物レンズ4の軸Zの位置を特定することができる。 In the scanning charged particle microscope 100, the aperture 9 is disposed on the main surface 4 f of the objective lens 4. For this reason, the position of the axis Z of the objective lens 4 can be easily specified using the aperture image.
走査荷電粒子顕微鏡100では、アパーチャー9の開口部9bの中心と対物レンズ4の軸の位置とは一致しているため、アパーチャー像を用いて、容易に対物レンズ4の軸の位置を特定することができる。 In the scanning charged particle microscope 100, since the center of the opening 9b of the aperture 9 and the axis position of the objective lens 4 coincide with each other, the position of the axis of the objective lens 4 can be easily specified using the aperture image. Can do.
走査荷電粒子顕微鏡100では、軸合わせ部26は、アパーチャー像に基づいて、電子線EBを対物レンズ4の軸に合わせるため、軸合わせの自動化を図ることができる。 In the scanning charged particle microscope 100, the axis alignment unit 26 aligns the electron beam EB with the axis of the objective lens 4 based on the aperture image, so that the axis alignment can be automated.
3. 変形例
次に、本実施形態に係る走査荷電粒子顕微鏡100の変形例について説明する。なお、以下では、上述した走査荷電粒子顕微鏡100と異なる点について説明し、同様の点については説明を省略する。
3. Next, a modified example of the scanning charged particle microscope 100 according to the present embodiment will be described. Hereinafter, differences from the scanning charged particle microscope 100 described above will be described, and description of similar points will be omitted.
(1)第1変形例
まず、第1変形例について説明する。図12は、第1変形例に係る走査荷電粒子顕微鏡200の構成を示す図である。
(1) First Modification First, a first modification will be described. FIG. 12 is a diagram showing a configuration of a scanning charged particle microscope 200 according to the first modification.
上述した図1に示す走査荷電粒子顕微鏡100では、軸合わせ部26が、アパーチャー像に基づいて、軸合わせを行った。すなわち、軸合わせ部26が、アパーチャー像に基づいて、自動的に軸合わせを行った。 In the scanning charged particle microscope 100 shown in FIG. 1 described above, the axis alignment unit 26 performs axis alignment based on the aperture image. That is, the axis alignment unit 26 automatically performed axis alignment based on the aperture image.
これに対して、走査荷電粒子顕微鏡200では、図12に示すように、軸合わせ部を有さずに、ユーザーが、アパーチャー像に基づいて、可動対物絞り7およびアライメントコイル8の少なくとも一方を手動で操作して、軸合わせを行う。 On the other hand, in the scanning charged particle microscope 200, as shown in FIG. 12, the user manually moves at least one of the movable objective aperture 7 and the alignment coil 8 based on the aperture image without having the axis alignment unit. Operate to adjust the axis.
具体的には、ユーザーは、表示部10に表示されているアパーチャー像(図10参照)を確認しながら、アパーチャー像の円形の明るい部分の中心の位置と走査領域(走査像)の中心の位置とが一致するように(図11参照)、可動対物絞り7を操作する。なお、ユーザーは、可動対物絞り7ではなく、操作部12を介して、アライメントコイル8の励磁電流を制御することにより、アパーチャー像の円形の明るい部分の中心の位置と走査領域の中心の位置とを一致させる作業を行ってもよい。 Specifically, the user confirms the aperture image (see FIG. 10) displayed on the display unit 10 and the center position of the circular bright portion of the aperture image and the center position of the scanning region (scanned image). Is operated (see FIG. 11), the movable objective aperture 7 is operated. Note that the user controls the excitation current of the alignment coil 8 not via the movable objective aperture 7 but through the operation unit 12, so that the center position of the circular bright portion of the aperture image and the center position of the scanning region are You may perform the operation | work which matches.
(2)第2変形例
次に、第2変形例について説明する。図13は、第2変形例に係る走査荷電粒子顕微鏡300の構成を示す図である。
(2) Second Modification Next, a second modification will be described. FIG. 13 is a diagram illustrating a configuration of a scanning charged particle microscope 300 according to the second modification.
上述した図1に示す走査荷電粒子顕微鏡100では、軸合わせ部26が、アライメントコイル8を動作させて、軸合わせを行った。 In the scanning charged particle microscope 100 shown in FIG. 1 described above, the axis alignment unit 26 operates the alignment coil 8 to perform axis alignment.
これに対して、走査荷電粒子顕微鏡300では、図13に示すように、軸合わせ部26が、可動対物絞り7を動作させて、軸合わせを行う。可動対物絞り7は、駆動部7aによって、駆動制御される。駆動部7aは、バスライン30に接続されており、バスライン3
0を介して、光学系制御部28から駆動信号が供給される。駆動部7aは、駆動信号に基づいて、可動対物絞り7の駆動を行う。
On the other hand, in the scanning charged particle microscope 300, as shown in FIG. 13, the axis alignment unit 26 operates the movable objective aperture 7 to perform axis alignment. The movable objective aperture 7 is driven and controlled by the driving unit 7a. The drive unit 7a is connected to the bus line 30 and the bus line 3
A drive signal is supplied from the optical system control unit 28 via 0. The drive unit 7a drives the movable objective aperture 7 based on the drive signal.
なお、図示はしないが、軸合わせ部26が、アライメントコイル8および可動対物絞り7の両方を制御して、軸合わせを行ってもよい。 Although not shown, the axis alignment unit 26 may perform axis alignment by controlling both the alignment coil 8 and the movable objective aperture 7.
(3)第3変形例
次に、第3変形例について説明する。図14は、第3変形例に係る走査荷電粒子顕微鏡400の構成を示す図である。
(3) Third Modification Next, a third modification will be described. FIG. 14 is a diagram showing a configuration of a scanning charged particle microscope 400 according to the third modification.
上述した図1に示す走査荷電粒子顕微鏡100では、走査部3は、上段偏向器31および下段偏向器32を有する2段偏向系であった。 In the scanning charged particle microscope 100 shown in FIG. 1 described above, the scanning unit 3 is a two-stage deflection system having an upper stage deflector 31 and a lower stage deflector 32.
これに対して、走査荷電粒子顕微鏡400では、図14に示すように、走査部3は、3段以上の多段の偏向器31,32,33,34を有する多段偏向系である。 On the other hand, in the scanning charged particle microscope 400, as shown in FIG. 14, the scanning unit 3 is a multistage deflection system having multistage deflectors 31, 32, 33, and 34 of three or more stages.
図示の例では、走査部3は、4段の偏向器31,32,33,34で構成されているが、その段数は特に限定されない。このような多段偏向系では、アパーチャー像を得る場合、多段の偏向器31,32,33,34のうちの一部の偏向器を制御するための第1制御信号、および多段の偏向器31,32,33,34のうちの他の一部の偏向器を制御するための第2制御信号において、スキャンローテーションの回転角を相違させることにより、アパーチャー像を得ることができる。すなわち、多段の偏向器31,32,33,34のうちの一部の偏向器におけるスキャンローレーションの回転角αを、多段の偏向器31,32,33,34のうちの他の一部の偏向器におけるスキャンローテーションの回転角βと相違させることにより、アパーチャー像を得ることができる。 In the illustrated example, the scanning unit 3 includes four stages of deflectors 31, 32, 33, and 34, but the number of stages is not particularly limited. In such a multistage deflection system, when an aperture image is obtained, a first control signal for controlling some of the multistage deflectors 31, 32, 33, and 34, and the multistage deflectors 31, An aperture image can be obtained by making the rotation angle of the scan rotation different in the second control signal for controlling the other part of the deflectors 32, 33, and 34. That is, the rotation angle α of the scan rotation in some of the multi-stage deflectors 31, 32, 33, 34 is set to the other part of the multi-stage deflectors 31, 32, 33, 34. An aperture image can be obtained by making it different from the rotation angle β of the scan rotation in the deflector.
(4)第4変形例
次に、第4変形例について説明する。
(4) Fourth Modification Next, a fourth modification will be described.
上述した図1に示す走査荷電粒子顕微鏡100では、回転角αと回転角βとを相違させて第1制御信号X31’、Y31’および第2制御信号X32’、Y32’を走査部3に出力し、上段偏向器31のスキャンローテーションの回転角と下段偏向器32のスキャンローテーションの回転角とを相違させて、アパーチャー像を得ていた。 In the scanning charged particle microscope 100 shown in FIG. 1 described above, the first control signals X 31 ′ and Y 31 ′ and the second control signals X 32 ′ and Y 32 ′ are scanned by making the rotation angle α different from the rotation angle β. An aperture image was obtained by outputting the difference to the rotation angle of the scan rotation of the upper deflector 31 and the rotation angle of the scan rotation of the lower deflector 32.
これに対して、図示はしないが、モーター等の駆動部を用いて、上段偏向器31および下段偏向器32の少なくとも一方を機械的に回転させることにより、電子線EBの走査方向を回転させて、アパーチャー像を得てもよい。 On the other hand, although not shown, the scanning direction of the electron beam EB is rotated by mechanically rotating at least one of the upper deflector 31 and the lower deflector 32 using a drive unit such as a motor. An aperture image may be obtained.
なお、上述した実施形態および各変形例は、一例であってこれらに限定されるわけではない。例えば、実施形態および各変形例を適宜組み合わせることも可能である。 In addition, embodiment mentioned above and each modification are examples, and are not necessarily limited to these. For example, it is possible to combine the embodiment and each modification as appropriate.
本発明は、実施の形態で説明した構成と実質的に同一の構成(例えば、機能、方法および結果が同一の構成、あるいは目的及び効果が同一の構成)を含む。また、本発明は、実施の形態で説明した構成の本質的でない部分を置き換えた構成を含む。また、本発明は、実施の形態で説明した構成と同一の作用効果を奏する構成又は同一の目的を達成することができる構成を含む。また、本発明は、実施の形態で説明した構成に公知技術を付加した構成を含む。 The present invention includes configurations that are substantially the same as the configurations described in the embodiments (for example, configurations that have the same functions, methods, and results, or configurations that have the same objects and effects). In addition, the invention includes a configuration in which a non-essential part of the configuration described in the embodiment is replaced. In addition, the present invention includes a configuration that exhibits the same operational effects as the configuration described in the embodiment or a configuration that can achieve the same object. Further, the invention includes a configuration in which a known technique is added to the configuration described in the embodiment.
1…荷電粒子線源(電子線源)、1a…駆動部、2…集束レンズ、2a…駆動部、3…走
査部、3a…増幅器、4…対物レンズ、4a…駆動部、4f…主面、5…試料ステージ、5a…駆動部、6…検出部、6a…A/D変換部、7…可動対物絞り、7a…駆動部、8…アライメントコイル、8a…駆動部、9…アパーチャー、9b…開口部、10…表示部、12…操作部、14…記憶部、20…処理部、22…走査制御部、22a…走査信号発生部、22b…演算部、22c…加算部、24…画像生成部、26…軸合わせ部、28…光学系制御部、30…バスライン、31…上段偏向器、32…下段偏向器、100,200,300,400…走査荷電粒子顕微鏡
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Charged particle beam source (electron beam source), 1a ... Drive part, 2 ... Converging lens, 2a ... Drive part, 3 ... Scanning part, 3a ... Amplifier, 4 ... Objective lens, 4a ... Drive part, 4f ... Main surface 5 ... Sample stage, 5a ... Driver, 6 ... Detector, 6a ... A / D converter, 7 ... Moving objective aperture, 7a ... Driver, 8 ... Alignment coil, 8a ... Driver, 9 ... Aperture, 9b ... Opening part, 10 ... Display part, 12 ... Operation part, 14 ... Storage part, 20 ... Processing part, 22 ... Scanning control part, 22a ... Scanning signal generation part, 22b ... Calculation part, 22c ... Addition part, 24 ... Image Generation unit 26 ... Axis alignment unit 28 28 Optical system control unit 30 Bus line 31 Upper stage deflector 32 Lower deflector 100, 200, 300, 400 Scanning charged particle microscope
Claims (11)
前記荷電粒子線源から放出される前記荷電粒子線を集束するための対物レンズと、
多段の偏向器を有し、前記対物レンズにより集束された前記荷電粒子線を対象物上で走査するための走査部と、
前記走査部の後段側に配置されているアパーチャーと、
前記荷電粒子線が照射されることにより前記対象物から放出された電子を検出する検出部と、
前記検出部の検出結果に基づいて、画像を生成する画像生成部と、
前記走査部を制御する制御部と、
を含み、
前記制御部は、
前記多段の偏向器のうちの一部を制御するための第1制御信号と、
前記多段の偏向器のうちの他の一部を制御するための第2制御信号と、
を生成し、
前記第1制御信号は、
前記荷電粒子線を走査するための第1走査情報と、
前記荷電粒子線の走査方向を第1角度だけ回転させるための第1スキャンローテーション情報と、
を含み、
前記第2制御信号は、
前記荷電粒子線を走査するための第2走査情報と、
前記荷電粒子線の走査方向を第2角度だけ回転させるための第2スキャンローテーション情報と、
を含み、
前記制御部は、前記第1角度と前記第2角度とを相違させて、前記第1制御信号および前記第2制御信号を前記走査部に出力し、
前記走査部は、前記第1制御信号および前記第2制御信号に基づいて、前記荷電粒子線を前記アパーチャー上で走査し、
前記検出部は、前記荷電粒子線を前記アパーチャー上で走査することにより放出された電子を検出し、
前記画像生成部は、前記検出部の検出結果に基づいて、アパーチャー像を生成する、走査荷電粒子顕微鏡。 A charged particle beam source for generating a charged particle beam;
An objective lens for focusing the charged particle beam emitted from the charged particle beam source;
A scanning unit having a multi-stage deflector and scanning the charged particle beam focused by the objective lens on an object;
An aperture disposed on the rear side of the scanning unit;
A detection unit for detecting electrons emitted from the object by being irradiated with the charged particle beam;
An image generation unit configured to generate an image based on a detection result of the detection unit;
A control unit for controlling the scanning unit;
Including
The controller is
A first control signal for controlling a part of the multi-stage deflector;
A second control signal for controlling another part of the multistage deflector;
Produces
The first control signal is:
First scanning information for scanning the charged particle beam;
First scan rotation information for rotating the scanning direction of the charged particle beam by a first angle;
Including
The second control signal is:
Second scanning information for scanning the charged particle beam;
Second scan rotation information for rotating the scanning direction of the charged particle beam by a second angle;
Including
The control unit outputs the first control signal and the second control signal to the scanning unit by making the first angle different from the second angle,
The scanning unit scans the charged particle beam on the aperture based on the first control signal and the second control signal,
The detection unit detects electrons emitted by scanning the charged particle beam on the aperture,
The image generation unit is a scanning charged particle microscope that generates an aperture image based on a detection result of the detection unit.
前記アパーチャーは、前記対物レンズの主面に配置されている、走査荷電粒子顕微鏡。 In claim 1,
The aperture is a scanning charged particle microscope arranged on a main surface of the objective lens.
前記アパーチャーの開口部の中心と前記対物レンズの軸の位置とは一致している、走査荷電粒子顕微鏡。 In claim 1 or 2,
A scanning charged particle microscope in which the center of the aperture of the aperture coincides with the position of the axis of the objective lens.
前記アパーチャー像に基づいて、前記荷電粒子線を前記対物レンズの軸に合わせる軸合わせ部を含む、走査荷電粒子顕微鏡。 In any one of Claims 1 thru | or 3,
A scanning charged particle microscope including an axis alignment unit that aligns the charged particle beam with the axis of the objective lens based on the aperture image.
れた電子を検出する検出部と、前記検出部の検出結果に基づいて、画像を生成する画像生成部と、を含む、走査荷電粒子顕微鏡の制御方法であって、
前記多段の偏向器のうちの一部を制御するための第1制御信号と、前記多段の偏向器のうちの他の一部を制御するための第2制御信号と、を生成する制御信号生成工程と、
前記第1制御信号および前記第2制御信号に基づいて前記走査部を制御して、前記荷電粒子線を前記アパーチャー上で走査する走査工程と、
前記検出部により、前記荷電粒子線を前記アパーチャー上で走査することにより放出された電子を検出する検出工程と、
前記画像生成部により、前記検出部の検出結果に基づいて、アパーチャー像を生成する画像生成工程と、を含み、
前記第1制御信号は、
前記荷電粒子線を走査するための第1走査情報と、
前記荷電粒子線の走査方向を第1角度だけ回転させるための第1スキャンローテーション情報と、
を有し、
前記第2制御信号は、
前記荷電粒子線を走査するための第2走査情報と、
前記荷電粒子線の走査方向を第2角度だけ回転させるための第2スキャンローテーション情報と、
を有し、
前記制御信号生成工程では、前記第1角度と前記第2角度とを相違させる、走査荷電粒子顕微鏡の制御方法。 A charged particle beam source for generating a charged particle beam; an objective lens for focusing the charged particle beam emitted from the charged particle beam source; and a multistage deflector, wherein the focused lens beam is focused by the objective lens A scanning unit for scanning a charged particle beam on an object, an aperture disposed on the rear side of the scanning unit, and an electron emitted from the object by being irradiated with the charged particle beam A scanning charged particle microscope control method comprising: a detecting unit that performs detection; and an image generating unit that generates an image based on a detection result of the detecting unit,
Control signal generation for generating a first control signal for controlling a part of the multistage deflector and a second control signal for controlling another part of the multistage deflector Process,
A scanning step of controlling the scanning unit based on the first control signal and the second control signal to scan the charged particle beam on the aperture;
A detection step of detecting electrons emitted by scanning the charged particle beam on the aperture by the detection unit;
An image generation step of generating an aperture image based on a detection result of the detection unit by the image generation unit;
The first control signal is:
First scanning information for scanning the charged particle beam;
First scan rotation information for rotating the scanning direction of the charged particle beam by a first angle;
Have
The second control signal is:
Second scanning information for scanning the charged particle beam;
Second scan rotation information for rotating the scanning direction of the charged particle beam by a second angle;
Have
The method for controlling a scanning charged particle microscope, wherein, in the control signal generation step, the first angle and the second angle are different.
前記アパーチャーは、前記対物レンズの主面に配置されている、走査荷電粒子顕微鏡の制御方法。 In claim 5,
The method for controlling a scanning charged particle microscope, wherein the aperture is disposed on a main surface of the objective lens.
前記アパーチャーの開口部の中心と前記対物レンズの軸の位置とは一致している、走査荷電粒子顕微鏡の制御方法。 In claim 5 or 6,
A method for controlling a scanning charged particle microscope, wherein a center of an aperture of the aperture and a position of an axis of the objective lens coincide with each other.
前記アパーチャー像に基づいて、前記荷電粒子線を前記対物レンズの軸に合わせる工程を含む、走査荷電粒子顕微鏡の制御方法。 In any one of Claims 5 thru | or 7,
A method for controlling a scanning charged particle microscope, comprising: aligning the charged particle beam with an axis of the objective lens based on the aperture image.
前記多段の偏向器のうちの一部の前記偏向器におけるスキャンローレーションの回転角を、前記多段の偏向器のうちの他の一部の前記偏向器におけるスキャンローテーションの回転角と相違させて、前記荷電粒子線を前記多段の偏向器の後段側に配置されているアパーチャー上で走査するアパーチャー走査工程と、
前記アパーチャー走査工程により放出された電子の検出結果に基づいて、アパーチャー像を生成するアパーチャー像生成工程と、
前記アパーチャー像に基づいて、前記荷電粒子線を対物レンズの軸に合わせる軸合わせ工程と、
を含む、走査荷電粒子顕微鏡の軸合わせ方法。 A scanning charged particle microscope axial alignment method that scans a charged particle beam on an object with a multistage deflector, detects electrons emitted from the object, and generates an image.
The rotation angle of scan rotation in some of the deflectors of the multistage deflector is different from the rotation angle of scan rotation in the other deflectors of the multistage deflector, An aperture scanning step of scanning the charged particle beam on an aperture disposed on a rear stage side of the multistage deflector;
An aperture image generating step for generating an aperture image based on the detection result of the electrons emitted by the aperture scanning step;
An axis alignment step of aligning the charged particle beam with the axis of the objective lens based on the aperture image;
A method for axial alignment of a scanning charged particle microscope.
前記アパーチャーは、前記対物レンズの主面に配置されている、走査荷電粒子顕微鏡の軸合わせ方法。 In claim 9,
A method for axial alignment of a scanning charged particle microscope, wherein the aperture is disposed on a main surface of the objective lens.
前記アパーチャーの開口部の中心と前記対物レンズの軸の位置とは一致している、走査荷電粒子顕微鏡の軸合わせ方法。 In claim 9 or 10,
An axis alignment method for a scanning charged particle microscope, wherein the center of the aperture of the aperture coincides with the position of the axis of the objective lens.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2013088325A JP2014212063A (en) | 2013-04-19 | 2013-04-19 | Scanning charged particle beam microscope, control method of scanning charged particle beam microscope, and axis alignment method of scanning charged particle beam microscope |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2013088325A JP2014212063A (en) | 2013-04-19 | 2013-04-19 | Scanning charged particle beam microscope, control method of scanning charged particle beam microscope, and axis alignment method of scanning charged particle beam microscope |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2014212063A true JP2014212063A (en) | 2014-11-13 |
Family
ID=51931656
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2013088325A Pending JP2014212063A (en) | 2013-04-19 | 2013-04-19 | Scanning charged particle beam microscope, control method of scanning charged particle beam microscope, and axis alignment method of scanning charged particle beam microscope |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2014212063A (en) |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS55111165U (en) * | 1980-02-20 | 1980-08-05 | ||
JPS5767912A (en) * | 1980-10-14 | 1982-04-24 | Toshiba Corp | Axis aligning method of electronic optical lens barrel |
JP2000082435A (en) * | 1998-09-07 | 2000-03-21 | Jeol Ltd | Image observation method and scanning electron microscope in scanning electron microscope |
JP2005174812A (en) * | 2003-12-12 | 2005-06-30 | Jeol Ltd | Scanning electron microscope, scanning electron microscope control method, and electron beam axis adjustment method |
US20120138814A1 (en) * | 2010-12-03 | 2012-06-07 | Carl Zeiss Nts Ltd. | Particle beam device with deflection system |
-
2013
- 2013-04-19 JP JP2013088325A patent/JP2014212063A/en active Pending
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS55111165U (en) * | 1980-02-20 | 1980-08-05 | ||
JPS5767912A (en) * | 1980-10-14 | 1982-04-24 | Toshiba Corp | Axis aligning method of electronic optical lens barrel |
JP2000082435A (en) * | 1998-09-07 | 2000-03-21 | Jeol Ltd | Image observation method and scanning electron microscope in scanning electron microscope |
JP2005174812A (en) * | 2003-12-12 | 2005-06-30 | Jeol Ltd | Scanning electron microscope, scanning electron microscope control method, and electron beam axis adjustment method |
US20120138814A1 (en) * | 2010-12-03 | 2012-06-07 | Carl Zeiss Nts Ltd. | Particle beam device with deflection system |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP4977509B2 (en) | Scanning electron microscope | |
US9012842B2 (en) | Charged particle beam device and inclined observation image display method | |
JP6403196B2 (en) | Image evaluation method and charged particle beam apparatus | |
US11282672B2 (en) | Charged particle beam apparatus and sample processing observation method | |
WO2015050201A1 (en) | Charged particle beam inclination correction method and charged particle beam device | |
JP2013251225A (en) | Axis alignment method of charged particle beam and charged particle beam device | |
JP6620170B2 (en) | Charged particle beam apparatus and optical axis adjustment method thereof | |
JP2017220413A (en) | Charged particle beam device and its aberration compensation method | |
WO2014084095A1 (en) | Charged particle beam device and program | |
JP6266467B2 (en) | Electron microscope and monochromator adjustment method | |
JP2015185511A (en) | Charged particle beam equipment | |
JP2016039119A (en) | Electron microscope, and adjustment method for the electron microscope | |
US9741535B2 (en) | Charged particle beam apparatus | |
JP2001235438A (en) | Image observation method and scanning electron microscope | |
JP2003151484A (en) | Scanning charged particle beam device | |
JP5555653B2 (en) | Electron microscope and three-dimensional image construction method | |
JP2014212063A (en) | Scanning charged particle beam microscope, control method of scanning charged particle beam microscope, and axis alignment method of scanning charged particle beam microscope | |
JP4397683B2 (en) | Scanning electron microscope, scanning electron microscope control method, and electron beam axis adjustment method | |
CN111146062B (en) | Electron microscope and image processing method | |
US10020162B2 (en) | Beam alignment method and electron microscope | |
CN115668431A (en) | Method for focusing and operating a particle beam microscope | |
EP3401942A1 (en) | Electron microscope and control method | |
JP6464064B2 (en) | Charged particle equipment | |
JP7490832B2 (en) | CHARGED PARTICLE BEAM DEVICE AND CONTROL METHOD FOR CHARGED PARTICLE BEAM DEVICE | |
JP2004146192A (en) | Sample observation method by transmission electron microscope |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20151117 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20160907 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20160928 |
|
A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20170322 |