JPH0122705B2 - - Google Patents
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- JPH0122705B2 JPH0122705B2 JP55123405A JP12340580A JPH0122705B2 JP H0122705 B2 JPH0122705 B2 JP H0122705B2 JP 55123405 A JP55123405 A JP 55123405A JP 12340580 A JP12340580 A JP 12340580A JP H0122705 B2 JPH0122705 B2 JP H0122705B2
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- electron beam
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- 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
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- H01J37/02—Details
- H01J37/04—Arrangements of electrodes and associated parts for generating or controlling the discharge, e.g. electron-optical arrangement or ion-optical arrangement
- H01J37/153—Electron-optical or ion-optical arrangements for the correction of image defects, e.g. stigmators
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- H01J37/02—Details
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- H01J2237/244—Detection characterized by the detecting means
- H01J2237/2446—Position sensitive detectors
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- H01J2237/00—Discharge tubes exposing object to beam, e.g. for analysis treatment, etching, imaging
- H01J2237/244—Detection characterized by the detecting means
- H01J2237/24475—Scattered electron detectors
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- H01J2237/245—Detection characterised by the variable being measured
- H01J2237/24571—Measurements of non-electric or non-magnetic variables
- H01J2237/24578—Spatial variables, e.g. position, distance
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- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
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- H01J2237/24592—Inspection and quality control of devices
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- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Electron Sources, Ion Sources (AREA)
- Electron Beam Exposure (AREA)
- Automatic Focus Adjustment (AREA)
- Analysing Materials By The Use Of Radiation (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、非点補正装置（スチグマトール）を
含む電子光学系と、物体面上にフオーカスさせた
電子ビーム・スポツトを用いて物体を走査するた
めのビーム走査装置と、この物体を通つて通過し
た電子を検出するための検出器とを具える電子顕
微鏡装置に関する。
含む電子光学系と、物体面上にフオーカスさせた
電子ビーム・スポツトを用いて物体を走査するた
めのビーム走査装置と、この物体を通つて通過し
た電子を検出するための検出器とを具える電子顕
微鏡装置に関する。
この種の電子顕微鏡は米国特許第3833811号明
細書からも既知であつて、そこに開示されている
電子顕微鏡では物体すなわち試料を走査してこの
試料を通り貫通する電子を検出している。
細書からも既知であつて、そこに開示されている
電子顕微鏡では物体すなわち試料を走査してこの
試料を通り貫通する電子を検出している。
これによつて形成された像から得られた測定量
から、集束レンズの焦点およびスチグマトールの
非点収差を調整するための信号を得ている。
から、集束レンズの焦点およびスチグマトールの
非点収差を調整するための信号を得ている。
２つの検出器によつて検出した像をモニタで表
示し、電子光学素子の励磁を再調整することによ
つてこれら２つの像を一致させ電子ビームの最適
調整状態を得るように構成されている。しかしこ
の方法では操作者がレンズ電流の再調整をたびた
び或いは連続的に行う必要があり、その目的のた
めに別の測定を行なう必要があるという欠点があ
つた。従つて調整に相当時間が掛り、しかもレン
ズ調整のためにその大部分の時間の間試料すなわ
ち物体を照射する必要が度々生じ、かかる調整の
期間中に試料が汚染し、そのため実際の観察が妨
げられることがしばしば生じていた。
示し、電子光学素子の励磁を再調整することによ
つてこれら２つの像を一致させ電子ビームの最適
調整状態を得るように構成されている。しかしこ
の方法では操作者がレンズ電流の再調整をたびた
び或いは連続的に行う必要があり、その目的のた
めに別の測定を行なう必要があるという欠点があ
つた。従つて調整に相当時間が掛り、しかもレン
ズ調整のためにその大部分の時間の間試料すなわ
ち物体を照射する必要が度々生じ、かかる調整の
期間中に試料が汚染し、そのため実際の観察が妨
げられることがしばしば生じていた。
本発明の目的はこれらの欠点を除去することに
ある。
ある。
この目的を達成するため、本発明による電子顕
微鏡装置は、非点補正装置を含む電子光学レンズ
系と、 物体面に位置すると共に電子ビームによつて検
出し得る規則的な組織構造を有する試料を電子ビ
ームで走査するためのビーム走査手段と、 検出面内に配置され独立した電子出力信号を出
力する複数の個別の検出素子を有し、前記試料を
通過した電子を検出する検出手段と、 前記検出素子に接続され、試料を対応する電子
ビームで走査するに際し、１組の離間した検出素
子からの出力信号を比較し、前記規則的な組織構
造を有する試料と検出面への入射電子ビームとの
相互作用に基く干渉によつて検出面内に発生した
電子強度パターンの一方の検出素子から他方の検
出素子に向かう移動を決定する電気的制御回路手
段とを具え、 前記電気的制御回路手段が、種々の遅延時間に
関し前記離間して配置されている検出素子の組か
らの信号の相関積分を形成する第１回路手段、こ
の相関積分を最大とするために必要な遅延時間を
決定する第２の回路手段、及び前記遅延時間に対
応する補正制御信号を発生し試料面の前側で電子
ビームを制御する対応する電子光学素子の励磁を
制御する第３の回路手段を有し、最良の焦点状態
及び所定量の非点収差補正の少くとも１個が生ず
るように構成したことを特徴とする。
微鏡装置は、非点補正装置を含む電子光学レンズ
系と、 物体面に位置すると共に電子ビームによつて検
出し得る規則的な組織構造を有する試料を電子ビ
ームで走査するためのビーム走査手段と、 検出面内に配置され独立した電子出力信号を出
力する複数の個別の検出素子を有し、前記試料を
通過した電子を検出する検出手段と、 前記検出素子に接続され、試料を対応する電子
ビームで走査するに際し、１組の離間した検出素
子からの出力信号を比較し、前記規則的な組織構
造を有する試料と検出面への入射電子ビームとの
相互作用に基く干渉によつて検出面内に発生した
電子強度パターンの一方の検出素子から他方の検
出素子に向かう移動を決定する電気的制御回路手
段とを具え、 前記電気的制御回路手段が、種々の遅延時間に
関し前記離間して配置されている検出素子の組か
らの信号の相関積分を形成する第１回路手段、こ
の相関積分を最大とするために必要な遅延時間を
決定する第２の回路手段、及び前記遅延時間に対
応する補正制御信号を発生し試料面の前側で電子
ビームを制御する対応する電子光学素子の励磁を
制御する第３の回路手段を有し、最良の焦点状態
及び所定量の非点収差補正の少くとも１個が生ず
るように構成したことを特徴とする。
本発明による電子顕微鏡装置では、関連するレ
ンズおよびスチグマトールのセツテイングが連続
して自動的に最適状態にされるので、試料の追加
照射を必要としない。さらに実際の信号検出のた
めに検出器面上において水平走査方向と直交する
方向に沿つて所定の距離だけ離間して配置した少
なくとも１組の検出素子を用いているので、電子
顕微鏡には調整用の素子を何ら追加する必要がな
い。従つて不正確になつたり或いは不安定となつ
たりその他の障害の発生を排除することができ
る。
ンズおよびスチグマトールのセツテイングが連続
して自動的に最適状態にされるので、試料の追加
照射を必要としない。さらに実際の信号検出のた
めに検出器面上において水平走査方向と直交する
方向に沿つて所定の距離だけ離間して配置した少
なくとも１組の検出素子を用いているので、電子
顕微鏡には調整用の素子を何ら追加する必要がな
い。従つて不正確になつたり或いは不安定となつ
たりその他の障害の発生を排除することができ
る。
本発明の一実施例においては、検出器に２個の
検出素子を設け、これら検出素子を同一検出器の
半部に互いに所定距離だけ離間して位置させ、こ
れら検出素子によつて電子光学系の試料走査スポ
ツト・フオーカシング用部分に関連するレンズの
デフオーカシングの量を表わす信号を測定するよ
うに構成することができる。
検出素子を設け、これら検出素子を同一検出器の
半部に互いに所定距離だけ離間して位置させ、こ
れら検出素子によつて電子光学系の試料走査スポ
ツト・フオーカシング用部分に関連するレンズの
デフオーカシングの量を表わす信号を測定するよ
うに構成することができる。
本発明の他の実施例では、検出器に複数対の検
出素子を設けて電子ビームの非点収差の量を表わ
す信号を得、それによつてスチグマトールを再調
整することにより非点収差を最小にすることがで
きる。
出素子を設けて電子ビームの非点収差の量を表わ
す信号を得、それによつてスチグマトールを再調
整することにより非点収差を最小にすることがで
きる。
好ましくはデフオーカシングおよび非点収差を
自動的に同時に補正することができるものとし、
その場合には例えば、目的に適したプログラム
ド・マイクロプロセツサを用い、これを検出素子
に接続し、このマイクロプロセツサによつて検出
素子から得られた検出信号から所望の組み合わせ
を形成し、それより両補正に対する制御信号を導
出させる。
自動的に同時に補正することができるものとし、
その場合には例えば、目的に適したプログラム
ド・マイクロプロセツサを用い、これを検出素子
に接続し、このマイクロプロセツサによつて検出
素子から得られた検出信号から所望の組み合わせ
を形成し、それより両補正に対する制御信号を導
出させる。
以下、図面につき本発明の実施例を説明する。
第１図に示す電子顕微鏡はアノード２およびビ
ーム・アライメント系３を有する電子源１と、コ
ンデンサ・レンズ４と、非点補正装置（スチグマ
トール）５と、対物レンズ６と、ビーム走査系７
と、試料面９を有する試料空間８と、回折レンズ
（diffration lens）１０と、中間レンズ１１と、
投影レンズ１２と、フイルムカメラ１３と、信号
出力ライン１５を有する検出器１４とを具えてい
る。これら全ての構成部品をハウジング１６内に
収納し、このハウジング１６に電子源用の入力給
電ライン１７および蛍光スクリーン１９を観察す
るための観察窓１８を取り付ける。さらにこのハ
ウジング１６には真空ポンプ装置２０、プレート
状のプレートカメラ２１およびテレビジヨン・モ
ニタ２２を接続させてもよい。さらに電子光学系
特に対物レンズ６およびスチグマトール５に対す
る制御回路２４に接続されている電子回路２３に
検出器１４を接続する。
ーム・アライメント系３を有する電子源１と、コ
ンデンサ・レンズ４と、非点補正装置（スチグマ
トール）５と、対物レンズ６と、ビーム走査系７
と、試料面９を有する試料空間８と、回折レンズ
（diffration lens）１０と、中間レンズ１１と、
投影レンズ１２と、フイルムカメラ１３と、信号
出力ライン１５を有する検出器１４とを具えてい
る。これら全ての構成部品をハウジング１６内に
収納し、このハウジング１６に電子源用の入力給
電ライン１７および蛍光スクリーン１９を観察す
るための観察窓１８を取り付ける。さらにこのハ
ウジング１６には真空ポンプ装置２０、プレート
状のプレートカメラ２１およびテレビジヨン・モ
ニタ２２を接続させてもよい。さらに電子光学系
特に対物レンズ６およびスチグマトール５に対す
る制御回路２４に接続されている電子回路２３に
検出器１４を接続する。
焦点補正のみを目的とした実施例においては、
検出器１４は第２図に示すように少なくとも２個
の個別の検出素子３０および３１を具える。説明
の便宜のため、先ずこの実施例につき説明する。
検出器１４は第２図に示すように少なくとも２個
の個別の検出素子３０および３１を具える。説明
の便宜のため、先ずこの実施例につき説明する。
これら検出素子３０および３１を、検出器を通
る分割線すなわち図にＹ軸として示した線分に対
して同一側に位置させ、このＹ軸の方向を物体す
なわち試料を走査するテレビジヨンラスタ型の走
査パターンのフレーム方向に対応させる。従つ
て、このＹ軸と直角なＸ軸はこの走査パターンの
水平走査方向と一致する。これらＸ軸およびＹ軸
の原点は電子顕微鏡の電子光学軸上にある。次に
試料上の電子ビーム・スポツトの焦点を自動調整
する場合につき説明する。これに関連し、試料走
査は静止した電子ビームに対して試料を移動させ
て行なうものとみなす。
る分割線すなわち図にＹ軸として示した線分に対
して同一側に位置させ、このＹ軸の方向を物体す
なわち試料を走査するテレビジヨンラスタ型の走
査パターンのフレーム方向に対応させる。従つ
て、このＹ軸と直角なＸ軸はこの走査パターンの
水平走査方向と一致する。これらＸ軸およびＹ軸
の原点は電子顕微鏡の電子光学軸上にある。次に
試料上の電子ビーム・スポツトの焦点を自動調整
する場合につき説明する。これに関連し、試料走
査は静止した電子ビームに対して試料を移動させ
て行なうものとみなす。
今、例えば金属のような組織構造を有する試料
を照射する電子ビームは静止しているとし、この
電子ビームに対し横切る方向に速度ｓで試料を移
動させると、乱されない電子ビームとこの試料の
組織構造によつて偏向された電子との間の干渉に
よる強度パターンが検出器面内に発生し、この強
度パターンが速度ｖで移動する。この速度ｖはｖ
＝Ｌ・ｓ・d-1で与えられ、Ｌはビーム焦点と像
面との間の距離または投影レンズのフイールドが
ビーム焦点と像面との間に位置しているときの等
価距離であり、ｄは試料面内の試料に対して測定
されるべき焦点距離の誤差であり、アンダーフオ
ーカシングの場合には正とし、またオーバーフオ
ーカシングの場合には負とする。アンダーフオー
カシングの場合には電子源から見て試料面の後に
焦点があり、オーバーフオーカシングの場合には
電子源から見て試料面の前側に焦点が位置してい
る。前述の式から、速度ｖの強度パターンの移動
方向はアンダーフオーカシングの場合には速度ｓ
の走査方向と同一方向であり、オーバーフオーカ
シングの場合には反対方向となる。好ましくは、
試料用支持フイルムの構造は所望の強度パターン
を発生するような構造のものを選ぶ必要がある。
強度パターンの移動を測定するには、２つの検出
素子を互いに所定の距離だけ離間させて位置さ
せ、これら２個の検出素子からの対応した類似の
信号間の時間差を決定する方法を用いる。例え
ば、x′方向に距離ａだけ離れて位置している検出
素子３０および３１からの強度パターンの検知を
表わす信号s1およびs2によつてΔt＝ａ・ｄ・
L-1s-1で与えられる時間差Δtが得られる。この
時間差Δtを測定することによつて、ａ・ｄ・
L-1s-1に関する値を得、ａ，Ｌおよびｓは既知で
あるからｄの値を導出でき、このｄの値を使用し
て補正信号を形成し、この補正信号を電子光学系
の関連するスポツト形成用レンズの制御回路に供
給して焦点補正を行なうことができる。
を照射する電子ビームは静止しているとし、この
電子ビームに対し横切る方向に速度ｓで試料を移
動させると、乱されない電子ビームとこの試料の
組織構造によつて偏向された電子との間の干渉に
よる強度パターンが検出器面内に発生し、この強
度パターンが速度ｖで移動する。この速度ｖはｖ
＝Ｌ・ｓ・d-1で与えられ、Ｌはビーム焦点と像
面との間の距離または投影レンズのフイールドが
ビーム焦点と像面との間に位置しているときの等
価距離であり、ｄは試料面内の試料に対して測定
されるべき焦点距離の誤差であり、アンダーフオ
ーカシングの場合には正とし、またオーバーフオ
ーカシングの場合には負とする。アンダーフオー
カシングの場合には電子源から見て試料面の後に
焦点があり、オーバーフオーカシングの場合には
電子源から見て試料面の前側に焦点が位置してい
る。前述の式から、速度ｖの強度パターンの移動
方向はアンダーフオーカシングの場合には速度ｓ
の走査方向と同一方向であり、オーバーフオーカ
シングの場合には反対方向となる。好ましくは、
試料用支持フイルムの構造は所望の強度パターン
を発生するような構造のものを選ぶ必要がある。
強度パターンの移動を測定するには、２つの検出
素子を互いに所定の距離だけ離間させて位置さ
せ、これら２個の検出素子からの対応した類似の
信号間の時間差を決定する方法を用いる。例え
ば、x′方向に距離ａだけ離れて位置している検出
素子３０および３１からの強度パターンの検知を
表わす信号s1およびs2によつてΔt＝ａ・ｄ・
L-1s-1で与えられる時間差Δtが得られる。この
時間差Δtを測定することによつて、ａ・ｄ・
L-1s-1に関する値を得、ａ，Ｌおよびｓは既知で
あるからｄの値を導出でき、このｄの値を使用し
て補正信号を形成し、この補正信号を電子光学系
の関連するスポツト形成用レンズの制御回路に供
給して焦点補正を行なうことができる。
これら信号s1およびs2の間の強度パターン検知
の時間差を表わす遅延時間の最適値は、相関関数
ｙ＝∫s1（ｔ）・s2（ｔ＋Δt）dtの最大値に対応する
時間差Δtの値と符号とを決定することによつて
得ることができる。このようにして作成したΔt
の値は所要の焦点補正信号の目安を与える。従つ
て、検出器が複数個の検出素子を具え、これら検
出素子が組を構成するように選択し、これら組を
構成する両検出素子を前記検出器の同一半部内に
互いにｘ方向に所定距離だけ離間して位置するよ
うに構成するのが有益である。
の時間差を表わす遅延時間の最適値は、相関関数
ｙ＝∫s1（ｔ）・s2（ｔ＋Δt）dtの最大値に対応する
時間差Δtの値と符号とを決定することによつて
得ることができる。このようにして作成したΔt
の値は所要の焦点補正信号の目安を与える。従つ
て、検出器が複数個の検出素子を具え、これら検
出素子が組を構成するように選択し、これら組を
構成する両検出素子を前記検出器の同一半部内に
互いにｘ方向に所定距離だけ離間して位置するよ
うに構成するのが有益である。
本発明による電子顕微鏡の他の実施例において
は、試料面にフオーカスされる電子ビーム・スポ
ツトのフオーカシングすなわち焦点合わせと非点
収差の両方の補正を行なうことができる。この目
的を達成するために、検出器は好ましくは個別に
読取可能な検出素子を例えば５×５の直交配列さ
せてなるマトリツクスを具える。既に説明したよ
うに、このような検出素子のマトリツクスから検
出素子の組を適切に選択して焦点補正信号を得る
ことができる。
は、試料面にフオーカスされる電子ビーム・スポ
ツトのフオーカシングすなわち焦点合わせと非点
収差の両方の補正を行なうことができる。この目
的を達成するために、検出器は好ましくは個別に
読取可能な検出素子を例えば５×５の直交配列さ
せてなるマトリツクスを具える。既に説明したよ
うに、このような検出素子のマトリツクスから検
出素子の組を適切に選択して焦点補正信号を得る
ことができる。
第３図は電子光学軸の一部分を示すとともに試
料面に対する非点収差と焦点誤差との両方が存在
する電子ビームの状況を示す図である。
料面に対する非点収差と焦点誤差との両方が存在
する電子ビームの状況を示す図である。
この図には電子光学軸４０を横切つてｘ−ｙ座
標系を示してあり、そのｘおよびｙ方向は試料を
横切る電子ビーム・スポツトのラスタ型走査方向
と対応している。この場合水平走査方向がｘ方向
に一致し、フレーム方向がｙ方向に一致してお
り、さらにこの図には、非点収差のあるビームの
一方の焦線ｍを面４１に位置させて示してあり、
他方の焦線ｎを面４２内に位置させて示してあ
る。これら面４１および４２を非点収差のある電
子ビームの平均焦点（クロスオーバー領域）４３
の前後等距離の位置にそれぞれ位置させる。さら
にこの図には試料面４４および検出面４５を示し
てある。
標系を示してあり、そのｘおよびｙ方向は試料を
横切る電子ビーム・スポツトのラスタ型走査方向
と対応している。この場合水平走査方向がｘ方向
に一致し、フレーム方向がｙ方向に一致してお
り、さらにこの図には、非点収差のあるビームの
一方の焦線ｍを面４１に位置させて示してあり、
他方の焦線ｎを面４２内に位置させて示してあ
る。これら面４１および４２を非点収差のある電
子ビームの平均焦点（クロスオーバー領域）４３
の前後等距離の位置にそれぞれ位置させる。さら
にこの図には試料面４４および検出面４５を示し
てある。
フオーカスされた電子ビームの非点収差は、一
般には、互いに垂直な焦線ｍおよびｎの、例えば
ｘ−ｙ座標に対する方向αと、光軸に沿つて測つ
た２つの焦線ｍおよびｎ間の距離２ｐとによつて
表わす。一般的な非点収差の式から明らかなよう
に、水平走査方向に沿うｘ方向に沿つて試料を走
査すると、この試料の走査によつて検出面上に生
ずる強度パターンの移動は、ｍ−ｎ座標系がｘ−
ｙ座標系と一致せず電子ビームが示す非点収差が
斜めに向いている場合には、ｙ方向の変位成分を
有することが明らかである。この検出面上での強
度パターンの移動を焦点および非点収差の両方を
補正するための調整基準として用いることができ
る。強度パターンの移動に対する一般式から、ｘ
軸に沿う試料走査の場合には、それぞれのパター
ン移動速度すなわち検出面内でのｘ方向速度Ux
およびｙ方向の速度Uyは Ux＝−Ls（ｄ＋pcos2α）（d2−p2）-1 Uy＝−Lspsin2α（d2−p2）-1 で与えられる。これらの式からUxおよびUyを決
定することができるが、その場合ｘ方向およびｙ
方向に互いに離間している検出素子のそれぞれの
組からの時間差測定値を利用して行なう。
般には、互いに垂直な焦線ｍおよびｎの、例えば
ｘ−ｙ座標に対する方向αと、光軸に沿つて測つ
た２つの焦線ｍおよびｎ間の距離２ｐとによつて
表わす。一般的な非点収差の式から明らかなよう
に、水平走査方向に沿うｘ方向に沿つて試料を走
査すると、この試料の走査によつて検出面上に生
ずる強度パターンの移動は、ｍ−ｎ座標系がｘ−
ｙ座標系と一致せず電子ビームが示す非点収差が
斜めに向いている場合には、ｙ方向の変位成分を
有することが明らかである。この検出面上での強
度パターンの移動を焦点および非点収差の両方を
補正するための調整基準として用いることができ
る。強度パターンの移動に対する一般式から、ｘ
軸に沿う試料走査の場合には、それぞれのパター
ン移動速度すなわち検出面内でのｘ方向速度Ux
およびｙ方向の速度Uyは Ux＝−Ls（ｄ＋pcos2α）（d2−p2）-1 Uy＝−Lspsin2α（d2−p2）-1 で与えられる。これらの式からUxおよびUyを決
定することができるが、その場合ｘ方向およびｙ
方向に互いに離間している検出素子のそれぞれの
組からの時間差測定値を利用して行なう。
先ず補正手順の第１ステツプとして、正しいと
予想されるスポツトフオーカス値と焦線間の最大
距離ｐとを含む範囲に亘つてビームをスポツト状
に焦束させるレンズの励磁を連続的にまたは間欠
的に変えることによつて、一連のｄ値を得る。上
記移動速度を示す式から、ｄ＝d1＝−｜ｐ｜およ
びｄ＝d2＝＋｜ｐ｜の場合には両速度Uxおよび
Uyの符号は水平走査方向に関して同時に反転す
る。ｄ＝d3＝−pcos2αの場合には、水平走査方
向に対する移動速度Uxの符号のみが反転する。
焦点誤差のないｄ＝０となる最適フオーカシング
を得るためには、レンズの励磁電流が、d1および
d2に対するレンズの励磁とそれぞれ関連する２個
の励磁電流の算術平均となるように調整する。上
述した水平走査に対するパターン移動の反転は、
第２図に基いて説明したように検出素子を相互配
置することによつて得られる遅延時間Δtに依存
するパターン移動を表わす出力から検出すること
ができる。
予想されるスポツトフオーカス値と焦線間の最大
距離ｐとを含む範囲に亘つてビームをスポツト状
に焦束させるレンズの励磁を連続的にまたは間欠
的に変えることによつて、一連のｄ値を得る。上
記移動速度を示す式から、ｄ＝d1＝−｜ｐ｜およ
びｄ＝d2＝＋｜ｐ｜の場合には両速度Uxおよび
Uyの符号は水平走査方向に関して同時に反転す
る。ｄ＝d3＝−pcos2αの場合には、水平走査方
向に対する移動速度Uxの符号のみが反転する。
焦点誤差のないｄ＝０となる最適フオーカシング
を得るためには、レンズの励磁電流が、d1および
d2に対するレンズの励磁とそれぞれ関連する２個
の励磁電流の算術平均となるように調整する。上
述した水平走査に対するパターン移動の反転は、
第２図に基いて説明したように検出素子を相互配
置することによつて得られる遅延時間Δtに依存
するパターン移動を表わす出力から検出すること
ができる。
マイクロプロセツサによつて制御される自動補
正回路では、焦点誤差ｄがレンズの励起電流に直
線的に依存すること、ｐまたはpcos2αと種々の
ｄ値と関連するレンズの励磁電流値との間に正比
例関係があること、およびｐの符号がUyの符号
と明確な関係にあることを利用するのが有益であ
る。
正回路では、焦点誤差ｄがレンズの励起電流に直
線的に依存すること、ｐまたはpcos2αと種々の
ｄ値と関連するレンズの励磁電流値との間に正比
例関係があること、およびｐの符号がUyの符号
と明確な関係にあることを利用するのが有益であ
る。
非点収差の補正は２つのステツプによつて行な
う。第１のステツプでは、非点収差の向き、すな
わちｍ−ｎ座標系の向きをｘ−ｙ座標系と一致さ
せるためにダイアゴナル（diagonal）非点収差を
追加する。移動パターンからダイアゴナル非点収
差の大きさを知る；この場合Uyの符号反転を使
用して追加のチエツクを行なうことができる。非
点収差の方向がｘ−ｙ座標系と一致するような状
態にある場合には、第２のステツプで、大きさ−
pcos2αのｘ軸方向の非点収差を追加して焦線間
距離ｐを零まで低減させる。この場合、Uxの符
号反転を使用してチエツクを行なう。順次の補正
ステツプが行なわれた後、電子ビームは、その焦
点が最適状態になると共に非点収差がほとんどな
い状態にされる。補正をマイクロプログラム回路
に対しプログラムしてこの補正を普通の測定時に
連続して行なうことができる。その場合、ほとん
ど画像を乱すことなく測定されるべき画像情報を
使用することができる。補正用の好適なレンズに
ついては「J.Phys.D Apl.Physics」Vol.7，
（1974）に開示されている。
う。第１のステツプでは、非点収差の向き、すな
わちｍ−ｎ座標系の向きをｘ−ｙ座標系と一致さ
せるためにダイアゴナル（diagonal）非点収差を
追加する。移動パターンからダイアゴナル非点収
差の大きさを知る；この場合Uyの符号反転を使
用して追加のチエツクを行なうことができる。非
点収差の方向がｘ−ｙ座標系と一致するような状
態にある場合には、第２のステツプで、大きさ−
pcos2αのｘ軸方向の非点収差を追加して焦線間
距離ｐを零まで低減させる。この場合、Uxの符
号反転を使用してチエツクを行なう。順次の補正
ステツプが行なわれた後、電子ビームは、その焦
点が最適状態になると共に非点収差がほとんどな
い状態にされる。補正をマイクロプログラム回路
に対しプログラムしてこの補正を普通の測定時に
連続して行なうことができる。その場合、ほとん
ど画像を乱すことなく測定されるべき画像情報を
使用することができる。補正用の好適なレンズに
ついては「J.Phys.D Apl.Physics」Vol.7，
（1974）に開示されている。
第１図は独立して読取可能な複数個の検出素子
を有する検出器を具えた本発明による電子顕微鏡
を示す線図、第２図は入射電子ビームから見た検
出器を説明するための線図、第３図は焦点誤差の
効果および電子ビームの非点収差の効果を示すた
めの電子光学軸の一部分を示す線図である。 １…電子源、２…アノード、３…ビーム・アラ
イメント系、４…集束レンズ、５…スチグマトー
ル、６…対物レンズ、７…ビーム走査線、８…試
料空間、９，４４…試料面、１０…回折レンズ、
１１…中間レンズ、１２…投影レンズ、１３…フ
イルム、１４…検出器、１５…信号出力ライン、
１６…ハウジング、１７…給電ライン、１８…覗
窓、１９…蛍光スクリーン、２０…真空ポンプ装
置、２１…プレートカメラ、２２…テレビジヨン
モニタ、２３…電子回路、２４…制御回路、３
０，３１…検出素子、４０…電子光学軸、Ｘ，Ｙ
…軸、ｍ，ｎ…焦線、４２…面、４３…平均焦
点、４５…検出面。
を有する検出器を具えた本発明による電子顕微鏡
を示す線図、第２図は入射電子ビームから見た検
出器を説明するための線図、第３図は焦点誤差の
効果および電子ビームの非点収差の効果を示すた
めの電子光学軸の一部分を示す線図である。 １…電子源、２…アノード、３…ビーム・アラ
イメント系、４…集束レンズ、５…スチグマトー
ル、６…対物レンズ、７…ビーム走査線、８…試
料空間、９，４４…試料面、１０…回折レンズ、
１１…中間レンズ、１２…投影レンズ、１３…フ
イルム、１４…検出器、１５…信号出力ライン、
１６…ハウジング、１７…給電ライン、１８…覗
窓、１９…蛍光スクリーン、２０…真空ポンプ装
置、２１…プレートカメラ、２２…テレビジヨン
モニタ、２３…電子回路、２４…制御回路、３
０，３１…検出素子、４０…電子光学軸、Ｘ，Ｙ
…軸、ｍ，ｎ…焦線、４２…面、４３…平均焦
点、４５…検出面。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 非点補正装置を含む電子光学レンズ系と、 物体面に位置すると共に電子ビームによつて検
出し得る規則的な組織構造を有する試料を電子ビ
ームで走査するためのビーム走査手段と、 検出面内に配置され独立した電子出力信号を出
力する複数の個別の検出素子を有し、前記試料を
通過した電子を検出する検出手段と、 前記検出素子に接続され、試料を対応する電子
ビームで走査するに際し、１組の離間した検出素
子からの出力信号を比較し、前記規則的な組織構
造を有する試料と検出面への入射電子ビームとの
相互作用に基く干渉によつて検出面内に発生した
電子強度パターンの一方の検出素子から他方の検
出素子に向かう移動を決定する電気的制御回路手
段とを具え、 前記電気的制御回路手段が、種々の遅延時間に
関し前記離間して配置されている検出素子の組か
らの信号の相関積分を形成する第１回路手段、こ
の相関積分を最大とするために必要な遅延時間を
決定する第２の回路手段、及び前記遅延時間に対
応する補正制御信号を発生し試料面の前側で電子
ビームを制御する対応する電子光学素子の励磁を
制御する第３の回路手段を有し、最良の焦点状態
及び所定量の非点収差補正の少くとも１個が生ず
るように構成したことを特徴とする電子顕微鏡装
置。 ２ 前記ビーム走査手段が試料をラスタ走査する
ように構成され、前記検出手段が焦点補正を行な
うために前記ビーム走査手段の水平走査方向と対
応する方向に沿つて互いに所定の距離だけ離間す
る少なくとも２個の個別の検出素子を有し、前記
検出素子が電子顕微鏡の電子光軸を通り水平走査
線に直交する方向の検出器分割線の同一側に位置
し、前記電気的制御回路手段が検出素子からの信
号を用いて強度パターンの移動に応じて補正制御
信号を発生し、この電気的制御回路手段が電子光
学レンズ系のスポツト形成レンズの励磁を制御す
るように構成したことを特徴とする特許請求の範
囲第１項記載の電子顕微鏡装置。 ３ 非点収差を補正するために前記検出手段が少
なくとも１個の別の個別の検出素子を有し、水平
走査方向と直角の方向に沿つて互いに所定の距離
だけ離間する個別の検出素子の別の組を構成し、
前記電気的制御回路手段が互いに直角に離間する
検出素子の対応する組からの信号を用いて各強度
パターンの移動に対する決定に応じて前記非点補
正装置に供給される補正制御信号を発生するよう
に構成したことを特徴とする特許請求の範囲第２
項記載の電子顕微鏡装置。 ４ 前記電気的制御回路手段が、試料面の前側で
電子ビームに作用するスポツト形成電子光学レン
ズ素子の励磁を系統的に変化させる制御信号を発
生させるように配置され、この変化が所定の最良
値を含む値の範囲に亘つており、水平走査による
反転移動を検出するための手段を設け、検出した
判定移動に対応する励磁値を特定すると共に記憶
し、記憶した励磁値から補正制御信号を順次発生
するように構成したことを特徴とする特許請求の
範囲第３項記載の電子顕微鏡装置。 ５ 前記電気的制御回路手段が、前記検出素子の
離間した組からの各信号に関係する時間依存相関
関数の最大値に対応する遅延時間を決定する手段
を有し、この遅延時間を補正制御信号の大きさと
して用いるように構成したことを特徴とする特許
請求の範囲第１項記載の電子顕微鏡装置。 ６ 前記検出手段が、複数の検出素子で構成され
ている直交マトリツクスを有することを特徴とす
る特許請求の範囲第１項記載の電子顕微鏡装置。 ７ 前記試料が、試料面内で試料を支持する支持
フイルムを有することを特徴とする特許請求の範
囲第１項記載の電子顕微鏡装置。
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| NL7906632A NL7906632A (nl) | 1979-09-05 | 1979-09-05 | Automatische bundelcorrektie in stem. |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5673853A JPS5673853A (en) | 1981-06-18 |
| JPH0122705B2 true JPH0122705B2 (ja) | 1989-04-27 |
Family
ID=19833784
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12340580A Granted JPS5673853A (en) | 1979-09-05 | 1980-09-05 | Method and device for automatically correcting electron microscope |
Country Status (7)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4379230A (ja) |
| JP (1) | JPS5673853A (ja) |
| CA (1) | CA1153131A (ja) |
| DE (1) | DE3032818A1 (ja) |
| FR (1) | FR2464558A1 (ja) |
| GB (1) | GB2059120B (ja) |
| NL (1) | NL7906632A (ja) |
Families Citing this family (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4567369A (en) * | 1982-06-18 | 1986-01-28 | National Research Development Corporation | Correction of astigmatism in electron beam instruments |
| GB2123582B (en) * | 1982-06-18 | 1986-01-29 | Nat Res Dev | Correction of astigmatism in electron beam instruments |
| NL8304217A (nl) * | 1983-12-07 | 1985-07-01 | Philips Nv | Automatisch instelbare electronenmicroscoop. |
| JPS60147117A (ja) * | 1984-01-10 | 1985-08-03 | Fujitsu Ltd | 電子ビ−ム装置の調整方法 |
| US4948971A (en) * | 1988-11-14 | 1990-08-14 | Amray Inc. | Vibration cancellation system for scanning electron microscopes |
| US5300776A (en) * | 1992-09-16 | 1994-04-05 | Gatan, Inc. | Autoadjusting electron microscope |
| DE19802848B4 (de) * | 1998-01-26 | 2012-02-02 | Display Products Group,Inc. | Verfahren und Vorrichtung zum Testen eines Substrats |
| WO2003005396A2 (en) * | 2001-01-26 | 2003-01-16 | Fei Company | Method and apparatus for scanned instrument calibration |
| US6770867B2 (en) | 2001-06-29 | 2004-08-03 | Fei Company | Method and apparatus for scanned instrument calibration |
| EP1783811A3 (en) * | 2005-11-02 | 2008-02-27 | FEI Company | Corrector for the correction of chromatic aberrations in a particle-optical apparatus |
| US20070134513A1 (en) * | 2005-12-13 | 2007-06-14 | Binney & Smith | Chemiluminescent system |
| EP1953791A1 (en) * | 2007-02-05 | 2008-08-06 | FEI Company | Apparatus for observing a sample with a particle beam and an optical microscope |
| EP2325862A1 (en) * | 2009-11-18 | 2011-05-25 | Fei Company | Corrector for axial aberrations of a particle-optical lens |
| EP2511936B1 (en) | 2011-04-13 | 2013-10-02 | Fei Company | Distortion free stigmation of a TEM |
Family Cites Families (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3576438A (en) * | 1969-04-28 | 1971-04-27 | Bell Telephone Labor Inc | Focus monitor for electron microscope including an auxiliary electron gun and focusing lens |
| JPS5433195B2 (ja) * | 1972-05-16 | 1979-10-18 | ||
| JPS4919627A (ja) * | 1972-06-14 | 1974-02-21 | ||
| JPS521869B2 (ja) * | 1972-07-11 | 1977-01-18 | ||
| US4038543A (en) * | 1975-07-08 | 1977-07-26 | Siemens Aktiengesellschaft | Scanning transmission electron microscope including an improved image detector |
| DE2542356C2 (de) * | 1975-09-19 | 1977-10-20 | Siemens AG, 1000 Berlin und 8000 München | Verfahren zur Fokussierung der Objektivlinse eines Korpuskular-Durchstrahlungs-Rastermikroskops und Einrichtung zur selbsttätigen Durchführung des Verfahrens, sowie Anwendung |
| DE2619739A1 (de) * | 1976-04-30 | 1977-11-10 | Max Planck Gesellschaft | Durchstrahlungs-raster-korpuskularstrahlmikroskop mit unterteiltem detektor im primaerstrahlkegel |
| JPS5492050A (en) * | 1977-12-29 | 1979-07-20 | Jeol Ltd | Method and apparatus for astigmatic correction of scanning electronic microscope and others |
| US4162403A (en) * | 1978-07-26 | 1979-07-24 | Advanced Metals Research Corp. | Method and means for compensating for charge carrier beam astigmatism |
-
1979
- 1979-09-05 NL NL7906632A patent/NL7906632A/nl not_active Application Discontinuation
-
1980
- 1980-08-30 DE DE19803032818 patent/DE3032818A1/de active Granted
- 1980-09-01 GB GB8028209A patent/GB2059120B/en not_active Expired
- 1980-09-03 FR FR8019038A patent/FR2464558A1/fr active Granted
- 1980-09-05 CA CA000359606A patent/CA1153131A/en not_active Expired
- 1980-09-05 US US06/184,561 patent/US4379230A/en not_active Expired - Lifetime
- 1980-09-05 JP JP12340580A patent/JPS5673853A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5673853A (en) | 1981-06-18 |
| FR2464558B1 (ja) | 1983-12-30 |
| US4379230A (en) | 1983-04-05 |
| FR2464558A1 (fr) | 1981-03-06 |
| CA1153131A (en) | 1983-08-30 |
| GB2059120B (en) | 1983-07-13 |
| NL7906632A (nl) | 1981-03-09 |
| DE3032818A1 (de) | 1981-04-02 |
| GB2059120A (en) | 1981-04-15 |
| DE3032818C2 (ja) | 1991-06-20 |
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