JPH042032A - 荷電粒子ビーム装置における試料ステージの制御方法 - Google Patents
荷電粒子ビーム装置における試料ステージの制御方法Info
- Publication number
- JPH042032A JPH042032A JP2102375A JP10237590A JPH042032A JP H042032 A JPH042032 A JP H042032A JP 2102375 A JP2102375 A JP 2102375A JP 10237590 A JP10237590 A JP 10237590A JP H042032 A JPH042032 A JP H042032A
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
（産業上の利用分野）
本発明は、走査電子顕微鏡などにおける試料ステージの
制御方法に関する。
制御方法に関する。
（従来の技術）
走査電子顕微鏡などにおいては、試料をＸ、Ｙ方向に水
平移動させると共に、試料を傾斜させて観察することも
行っている。そのため、試料ステージは、傾斜機構と、
傾斜機構の上にＸＹ水平移動機構とを備えており、試料
を水平移動機構の上にセットするようにしている。
平移動させると共に、試料を傾斜させて観察することも
行っている。そのため、試料ステージは、傾斜機構と、
傾斜機構の上にＸＹ水平移動機構とを備えており、試料
を水平移動機構の上にセットするようにしている。
（発明が解決しようとする課題）
第２図は、試料の傾斜と観察位置との関係を説明するた
めの図であり、Ａが試料ステージの傾斜回転軸であり、
Ｓは傾斜角が零のときの試料面である。今、回転軸Ａか
ら距離す離れた試料面位置ｐに光軸Ｏがあり、ｐ部分の
観察を行い、その後、試料ステージを角度θ回転させる
と、試料面Ｓは、図中点線で示すＳ′となり、観察位置
ｐはｐ′に示すように光軸Ｏ（今までの観察位置）から
ΔＸ離れてしまい、視野の逃げが生じることになる。
めの図であり、Ａが試料ステージの傾斜回転軸であり、
Ｓは傾斜角が零のときの試料面である。今、回転軸Ａか
ら距離す離れた試料面位置ｐに光軸Ｏがあり、ｐ部分の
観察を行い、その後、試料ステージを角度θ回転させる
と、試料面Ｓは、図中点線で示すＳ′となり、観察位置
ｐはｐ′に示すように光軸Ｏ（今までの観察位置）から
ΔＸ離れてしまい、視野の逃げが生じることになる。
従って、ステージの傾斜を行った後に、ＸＹ水平移動機
構を用いてｐ′が光軸直下にくるように制御（ユーセン
トリック制御）しなければならない。
構を用いてｐ′が光軸直下にくるように制御（ユーセン
トリック制御）しなければならない。
以下、この制御方法について述べる。
まず、走査電子顕微鏡の観察画面を人間が見ながら、傾
斜角θのときの像の移動量ΔＸを求める。
斜角θのときの像の移動量ΔＸを求める。
ここで、像の移動量ΔＸは、ｚｌを傾斜軸Ａに対する試
料面の高さとすると、次の関係がある。
料面の高さとすると、次の関係がある。
ΔＸＩ！ｚ１ ｔａｎθ
従って、
２、−Δｘ／ｌａｎθ
となり、ΔＸとθとから、試料面の高さが求められる。
その後、試料を任意の角度回転させた場合には、そのと
きの角度と既に求められた試料面の高さ２．とから、コ
ンピュータによって像の移動量ΔＸを求め、このΔＸに
よって水平移動機構を自動的に制御し、傾斜前の視野を
光軸直下に移動させるようにしている。
きの角度と既に求められた試料面の高さ２．とから、コ
ンピュータによって像の移動量ΔＸを求め、このΔＸに
よって水平移動機構を自動的に制御し、傾斜前の視野を
光軸直下に移動させるようにしている。
しかしながら、上記した制御方法は、試料面の高さｚｌ
を求めるステップか自動化されておらず、人間の像観察
によって行わねばならないので、大変不便である。
を求めるステップか自動化されておらず、人間の像観察
によって行わねばならないので、大変不便である。
本発明は、上述した点に鑑みてなされたもので、その目
的は、自動的にユーセントリック制御を行うことができ
る荷電粒子ビーム装置における試料ステージの制御方法
を実現するにある。
的は、自動的にユーセントリック制御を行うことができ
る荷電粒子ビーム装置における試料ステージの制御方法
を実現するにある。
（課題を解決するための手段）
本発明に基づく荷電粒子ビーム装置における試料ステー
ジの制御方法は、傾斜機構の上に試料をＸ、Ｙ両方向に
水平移動させる機構を備えたステージの制御方法であっ
て、試料の特徴部分を傾斜機構による傾斜軸上に移動さ
せ、傾斜機構による試料の傾斜角が零のとき、該特徴部
分を直線状に走査し、この走査に基づく検出信号を記憶
し、傾斜機構による試料の傾斜角を一定角度に設定した
後、該特徴部分を荷電粒♀ビームによって直線状に走査
し、この走査に基づく検出信号を記憶し、記憶された２
種の検出信号の位相差を求め、この位相差に基づいて試
料面の傾斜軸からの高さ（２１）を求め、その後、光軸
から任意の距離（ｂ）離れた位置の観察に際して、試料
を所定角度（θ）傾斜させたとき、高さｚ１、距離ｂ１
角度θに基づき、自動的に試料の観察点を光軸に移動さ
せるようにしたことを特徴としている。
ジの制御方法は、傾斜機構の上に試料をＸ、Ｙ両方向に
水平移動させる機構を備えたステージの制御方法であっ
て、試料の特徴部分を傾斜機構による傾斜軸上に移動さ
せ、傾斜機構による試料の傾斜角が零のとき、該特徴部
分を直線状に走査し、この走査に基づく検出信号を記憶
し、傾斜機構による試料の傾斜角を一定角度に設定した
後、該特徴部分を荷電粒♀ビームによって直線状に走査
し、この走査に基づく検出信号を記憶し、記憶された２
種の検出信号の位相差を求め、この位相差に基づいて試
料面の傾斜軸からの高さ（２１）を求め、その後、光軸
から任意の距離（ｂ）離れた位置の観察に際して、試料
を所定角度（θ）傾斜させたとき、高さｚ１、距離ｂ１
角度θに基づき、自動的に試料の観察点を光軸に移動さ
せるようにしたことを特徴としている。
（作用）
試料ステージの傾斜軸と光軸とを合せ、試料上のマーク
などの特徴部分を光軸下に配置し、傾斜角が零のとき、
特徴部分を荷電粒子ビームによって直線状に走査して検
出信号を得、次に、試料を傾斜させて同じ特徴部分を荷
電粒子ビームによって直線状に走査して検出信号を得、
２種の検出信号の位相差から試料面の高さを求め、その
後、任意の試料面の傾斜観察に際しては、この求めた高
さ、傾斜角度、観察部の光軸からの距離によって試料の
水平移動を自動的に行う。
などの特徴部分を光軸下に配置し、傾斜角が零のとき、
特徴部分を荷電粒子ビームによって直線状に走査して検
出信号を得、次に、試料を傾斜させて同じ特徴部分を荷
電粒子ビームによって直線状に走査して検出信号を得、
２種の検出信号の位相差から試料面の高さを求め、その
後、任意の試料面の傾斜観察に際しては、この求めた高
さ、傾斜角度、観察部の光軸からの距離によって試料の
水平移動を自動的に行う。
（実施例）
以下、第１図を参照して本発明の実施例を詳細に説明す
る。第１図は本発明に基づく試料ステージ制御方法を実
施する走査電子顕微鏡の一例を示しており、電子ビーム
ＥＢは、偏向器１によって偏向される。２は試料であり
、Ｚ方向の垂直移動機構の上に傾斜機構があり、傾斜機
構の上にＸＹ水平移動機構が備えられている試料ステー
ジ３上に載せられている。偏向器１へは、コンピュータ
４によって制御される偏向器制御ユニット５から偏向信
号が供給され、それに基づいて電子ビームＥＢは試料２
上で走査される。試料２への電子ビームの照射によって
発生した、例えば、反射電子は、検出器６によって検出
され、その検出信号は増幅器７によって増幅され、ＡＤ
変換器８によってディジタル信号に変換された後、第１
の波形メモリ９に供給されて記憶される。第１の波形メ
モリ９には、偏向器制御ユニット５から参照信号が供給
されている。波形メモリ９に記憶された信号は、コンピ
ュータ４の指令により、第２の波形メモリ１０か第３の
波形メモリ１１のいずれかに供給されて記憶される。第
２と第３の波形メモリ１０．１１に記憶された信号は、
位相差検出ユニ、ｙト１２に供給され、両信号の位相差
が求められる。
る。第１図は本発明に基づく試料ステージ制御方法を実
施する走査電子顕微鏡の一例を示しており、電子ビーム
ＥＢは、偏向器１によって偏向される。２は試料であり
、Ｚ方向の垂直移動機構の上に傾斜機構があり、傾斜機
構の上にＸＹ水平移動機構が備えられている試料ステー
ジ３上に載せられている。偏向器１へは、コンピュータ
４によって制御される偏向器制御ユニット５から偏向信
号が供給され、それに基づいて電子ビームＥＢは試料２
上で走査される。試料２への電子ビームの照射によって
発生した、例えば、反射電子は、検出器６によって検出
され、その検出信号は増幅器７によって増幅され、ＡＤ
変換器８によってディジタル信号に変換された後、第１
の波形メモリ９に供給されて記憶される。第１の波形メ
モリ９には、偏向器制御ユニット５から参照信号が供給
されている。波形メモリ９に記憶された信号は、コンピ
ュータ４の指令により、第２の波形メモリ１０か第３の
波形メモリ１１のいずれかに供給されて記憶される。第
２と第３の波形メモリ１０．１１に記憶された信号は、
位相差検出ユニ、ｙト１２に供給され、両信号の位相差
が求められる。
この位相差に応じた信号は、コンピュータ４に供給され
る。なお、コンピュータ４は、試料ステージ３の制御ユ
ニット１３をも制御している。
る。なお、コンピュータ４は、試料ステージ３の制御ユ
ニット１３をも制御している。
上述した構成で、まず、試料２の特徴部分、例えばマー
クをステージの中心（傾斜軸Ａ上）に移動させ、マーク
を横切って電子ビームを直線状に走査する。このとき、
試料の傾斜角は零にされている。この走査に伴って得ら
れた反射電子は、検出器６によって検出され、ＡＤ変換
器８によってディジタル信号に変換されて第１の波形メ
モリ９に供給され、電子ビームの走査位置に応じて記憶
される。この直線状の電子ビームの走査は、検出信号の
ＳＮ比を高めるために多数回行われ、各走査位置に応じ
た検出信号は、第１の波形メモリ９で積算される。積算
された後、第１の波形メモリ９に記憶された信号は、第
２の波形メモリ１０に転送されて記憶される。
クをステージの中心（傾斜軸Ａ上）に移動させ、マーク
を横切って電子ビームを直線状に走査する。このとき、
試料の傾斜角は零にされている。この走査に伴って得ら
れた反射電子は、検出器６によって検出され、ＡＤ変換
器８によってディジタル信号に変換されて第１の波形メ
モリ９に供給され、電子ビームの走査位置に応じて記憶
される。この直線状の電子ビームの走査は、検出信号の
ＳＮ比を高めるために多数回行われ、各走査位置に応じ
た検出信号は、第１の波形メモリ９で積算される。積算
された後、第１の波形メモリ９に記憶された信号は、第
２の波形メモリ１０に転送されて記憶される。
次に、コンピュータ４からの指令によってステージ制御
ユニット１３を制御し、ステージ３の傾斜機構を駆動し
、試料を角度θ傾ける。この段階で、再びマークを横切
って電子ビームを直線状に走査し、走査に伴って検出さ
れた信号をＡＤ変換器８を介して第１の波形メモリ９に
供給して記憶する。この第１の波形メモリ９では、検出
信号を積算し、所定回数の電子ビームの像線状の走査か
終了した後、第１の波形メモリ９に記憶された信号は、
第３の波形メモリ１２に転送されて記憶される。次に、
上述した第２と第３の波形メモリ１０．１１に記憶され
た信号の位相差が位相差検出ユニット１２によって求め
られる。ここで、Ｘを電子ビームの走査位置とし、第２
の波形メモリ１１の波形データをｆ（ｘ）、第３の波形
メモリ１１の波形データをｇ （ｘ）とする。この２種
の波形の自己相関Ｒ（ｉ）を位相差検出ユニット１２に
よって求めるが、Ｒ（ｉ）は、次のように表すことがで
きる。
ユニット１３を制御し、ステージ３の傾斜機構を駆動し
、試料を角度θ傾ける。この段階で、再びマークを横切
って電子ビームを直線状に走査し、走査に伴って検出さ
れた信号をＡＤ変換器８を介して第１の波形メモリ９に
供給して記憶する。この第１の波形メモリ９では、検出
信号を積算し、所定回数の電子ビームの像線状の走査か
終了した後、第１の波形メモリ９に記憶された信号は、
第３の波形メモリ１２に転送されて記憶される。次に、
上述した第２と第３の波形メモリ１０．１１に記憶され
た信号の位相差が位相差検出ユニット１２によって求め
られる。ここで、Ｘを電子ビームの走査位置とし、第２
の波形メモリ１１の波形データをｆ（ｘ）、第３の波形
メモリ１１の波形データをｇ （ｘ）とする。この２種
の波形の自己相関Ｒ（ｉ）を位相差検出ユニット１２に
よって求めるが、Ｒ（ｉ）は、次のように表すことがで
きる。
Ｒ（ｆ） −Σｆ （ｊ） ・ｇ （ｉ＋ｊ）
・・・ （１） 位相差検出ユニット１２は、上記（１）式に示す演算、
すなわち、ｆ （ｘ）とｇ （ｘ）のアドレスをｉだけ
ずらして互いに乗算し、その和を計算する。そして、ｍ
をメモリアドレスの最大値とすると、 ｉ−−（ｍ−ｎ） ・・・、 ０．・・・、（ｍ−ｎ
）の範纏でＲ（ｉ）が最大となったときのｉの値（ΔＸ
）が求められる。すなわち、このｉの値が、試料面の傾
斜角が００と傾斜角がθのときの検出信号の波形の位相
差（Ｘ方向の像のずれ量）となる。
・・・ （１） 位相差検出ユニット１２は、上記（１）式に示す演算、
すなわち、ｆ （ｘ）とｇ （ｘ）のアドレスをｉだけ
ずらして互いに乗算し、その和を計算する。そして、ｍ
をメモリアドレスの最大値とすると、 ｉ−−（ｍ−ｎ） ・・・、 ０．・・・、（ｍ−ｎ
）の範纏でＲ（ｉ）が最大となったときのｉの値（ΔＸ
）が求められる。すなわち、このｉの値が、試料面の傾
斜角が００と傾斜角がθのときの検出信号の波形の位相
差（Ｘ方向の像のずれ量）となる。
ここで、位相差ΔＸは、第２図から次のように表すこと
ができる。
ができる。
Δｘｗｂ＋ｚ＋ ｔａｎθ−ｂ／ｃｏｓθ・・・
（２） 上式で、未知変数はｚｌとｂであるが、上記位相差を求
めた時、マークをステージの中心（傾斜軸上）に配置し
たため、ｂ−ｏとなる。従って、（２）式は、 Δｘ −ｚ 、 ｔａｎθ となり、 ｚｌ−Δｘ／ｌａｎθ が導かれ、試料面の高さｚｌが計算によって求めること
ができるようになる。
（２） 上式で、未知変数はｚｌとｂであるが、上記位相差を求
めた時、マークをステージの中心（傾斜軸上）に配置し
たため、ｂ−ｏとなる。従って、（２）式は、 Δｘ −ｚ 、 ｔａｎθ となり、 ｚｌ−Δｘ／ｌａｎθ が導かれ、試料面の高さｚｌが計算によって求めること
ができるようになる。
上記したステップで、試料面の高さｚｌが自動的に求め
られ、その後、任意の部分（傾斜軸から距離す離れた位
置）の試料部分を傾斜して観察する場合、傾斜が零の場
合からのＸ方向の観察位置の移動量は、上記（２）式に
よって求められ、その移動量分Ｘ方向に試料が移動させ
られる。この結果、光軸直下に観察部分が位置させ、ユ
ーセントリック制御を行うことができ、試料を傾斜させ
ても像の逃げを防止することができる。また、Ｚ方向の
高さのずれ量Δ２は、次式によって求められる。
られ、その後、任意の部分（傾斜軸から距離す離れた位
置）の試料部分を傾斜して観察する場合、傾斜が零の場
合からのＸ方向の観察位置の移動量は、上記（２）式に
よって求められ、その移動量分Ｘ方向に試料が移動させ
られる。この結果、光軸直下に観察部分が位置させ、ユ
ーセントリック制御を行うことができ、試料を傾斜させ
ても像の逃げを防止することができる。また、Ｚ方向の
高さのずれ量Δ２は、次式によって求められる。
Δｚ−ｂ”ｔａｎθ＋Ｚｒ ｚ＋／ｃｏｓθこの求
めたΔ２の値によってＺ方向にステージを駆動し、傾斜
前と傾斜後の試料を同一高さで観察を行うことができる
。
めたΔ２の値によってＺ方向にステージを駆動し、傾斜
前と傾斜後の試料を同一高さで観察を行うことができる
。
以上本発明の詳細な説明したか、本発明はこの実施例に
限定されない。例えば、反射電子を検出するようにした
が２次電子を検出するようにしても良い。また、走査電
子顕微鏡を例に説明したが、イオンビーム装置などにも
本発明を適用することができる。更に、試料面の高さを
求めるときにマークを走査するようにしたが、マーク以
外の試料上の特徴点を用いても良い。
限定されない。例えば、反射電子を検出するようにした
が２次電子を検出するようにしても良い。また、走査電
子顕微鏡を例に説明したが、イオンビーム装置などにも
本発明を適用することができる。更に、試料面の高さを
求めるときにマークを走査するようにしたが、マーク以
外の試料上の特徴点を用いても良い。
（発明の効果）
以上、詳細に説明したように、本発明では、試料ステー
ジの傾斜軸と光軸とを合せ、試料上のマークなどの特徴
部分を光軸下に配置し、傾斜角か零のとき、特徴部分を
荷電粒子ビームによって直線状に走査として検出信号を
得、次に、試料を傾斜させて同じ特徴部分を荷電粒子ビ
ームによって直線状に走査して検出信号を得、２種の検
出信号の位相差から試料面の高さを求め、その後、任意
の試料面の傾斜観察に際しては、この求めた高さ、傾斜
角度、観察部の光軸からの距離によって試料の水平移動
を自動的に行うようにしたので、試料ステージのユーセ
ントリック制御を全て自動的に行うことができる。
ジの傾斜軸と光軸とを合せ、試料上のマークなどの特徴
部分を光軸下に配置し、傾斜角か零のとき、特徴部分を
荷電粒子ビームによって直線状に走査として検出信号を
得、次に、試料を傾斜させて同じ特徴部分を荷電粒子ビ
ームによって直線状に走査して検出信号を得、２種の検
出信号の位相差から試料面の高さを求め、その後、任意
の試料面の傾斜観察に際しては、この求めた高さ、傾斜
角度、観察部の光軸からの距離によって試料の水平移動
を自動的に行うようにしたので、試料ステージのユーセ
ントリック制御を全て自動的に行うことができる。
第１図は、本発明に基づくステージ制御方法を実施する
ための走査電子顕微鏡を示す図、第２図は、試料の傾斜
と観察位置との関係を説明するための図である。 １・・・偏向器 ２・・・試料３・・・試料
ステージ ４・・・コンピュータ５・・・偏向器制
御ユニット ６・・・検出器 ７・・・増幅器８・・・Ａ
Ｄ変換器 ９．１０．１１・・・波形メモリ １２・・・位相差検出ユニット １３・・・ステージ制御ユニット
ための走査電子顕微鏡を示す図、第２図は、試料の傾斜
と観察位置との関係を説明するための図である。 １・・・偏向器 ２・・・試料３・・・試料
ステージ ４・・・コンピュータ５・・・偏向器制
御ユニット ６・・・検出器 ７・・・増幅器８・・・Ａ
Ｄ変換器 ９．１０．１１・・・波形メモリ １２・・・位相差検出ユニット １３・・・ステージ制御ユニット
Claims (1)
- 傾斜機構の上に試料をＸ、Ｙ両方向に水平移動させる機
構を備えた荷電粒子ビーム装置における試料ステージの
制御方法であって、試料の特徴部分を傾斜機構による傾
斜軸上に移動させ、傾斜機構による試料の傾斜角が零の
とき、該特徴部分を直線状に走査し、この走査に基づく
検出信号を記憶し、傾斜機構による試料の傾斜角を一定
角度に設定した後、該特徴部分を荷電粒子ビームによっ
て直線状に走査し、この走査に基づく検出信号を記憶し
、記憶された２種の検出信号の位相差を求め、この位相
差に基づいて試料面の傾斜軸からの高さ（ｚ＿１）を求
め、その後、光軸から任意の距離（ｂ）離れた位置の観
察に際して、試料を所定角度（θ）傾斜させたとき、高
さｚ＿１、距離ｂ、角度θに基づき、自動的に試料の観
察点を光軸に移動させるようにした荷電粒子ビーム装置
における試料ステージの制御方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2102375A JPH042032A (ja) | 1990-04-18 | 1990-04-18 | 荷電粒子ビーム装置における試料ステージの制御方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2102375A JPH042032A (ja) | 1990-04-18 | 1990-04-18 | 荷電粒子ビーム装置における試料ステージの制御方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH042032A true JPH042032A (ja) | 1992-01-07 |
Family
ID=14325716
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2102375A Pending JPH042032A (ja) | 1990-04-18 | 1990-04-18 | 荷電粒子ビーム装置における試料ステージの制御方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH042032A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007192741A (ja) * | 2006-01-20 | 2007-08-02 | Sharp Corp | 元素分析方法及び元素分析装置 |
-
1990
- 1990-04-18 JP JP2102375A patent/JPH042032A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007192741A (ja) * | 2006-01-20 | 2007-08-02 | Sharp Corp | 元素分析方法及び元素分析装置 |
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