JPH0438100B2 - - Google Patents
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- JPH0438100B2 JPH0438100B2 JP62032896A JP3289687A JPH0438100B2 JP H0438100 B2 JPH0438100 B2 JP H0438100B2 JP 62032896 A JP62032896 A JP 62032896A JP 3289687 A JP3289687 A JP 3289687A JP H0438100 B2 JPH0438100 B2 JP H0438100B2
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- JP
- Japan
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- astigmatism correction
- value
- scanning
- currents
- astigmatism
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- 201000009310 astigmatism Diseases 0.000 claims description 45
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 12
- 239000000523 sample Substances 0.000 description 20
- 238000010894 electron beam technology Methods 0.000 description 7
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 6
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 230000010354 integration Effects 0.000 description 1
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 1
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
- H01J37/153—Electron-optical or ion-optical arrangements for the correction of image defects, e.g. stigmators
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- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Electron Beam Exposure (AREA)
- Electron Sources, Ion Sources (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は走査型電子顕微鏡（SEM）等の自動
非点収差補正方法に関する。
非点収差補正方法に関する。
一般に、SEM等の走査像を得る装置において
は、試料に照射する電子ビームを細く絞るために
電子光学系の非点収差を補正することは極めて重
要である。
は、試料に照射する電子ビームを細く絞るために
電子光学系の非点収差を補正することは極めて重
要である。
従来のSEMにおける自動非点収差補正方法を
第４図により説明すると、同図イに示すように電
子線を試料Ｓ上で走査させ、二次電子像、または
反射電子像信号等を検出して微分する。このとき
焦点が合つていれば像はシヤープなのでそのエツ
ジ部分で大きな微分信号値が得られることとな
る。この微分信号を走査中積分して走査終了時の
積分値をＡ／Ｄ変換する。この動作を２組の非点
収差補正コイルに流す補正電流IX，IYを変更する
たびに行い、同図ロに示すように横軸IX、縦軸IY
の平面上で積分値のＡ／Ｄ変換値が最大になるよ
うな電流の組み合わせとして非点収差補正コイル
電流を求めている。
第４図により説明すると、同図イに示すように電
子線を試料Ｓ上で走査させ、二次電子像、または
反射電子像信号等を検出して微分する。このとき
焦点が合つていれば像はシヤープなのでそのエツ
ジ部分で大きな微分信号値が得られることとな
る。この微分信号を走査中積分して走査終了時の
積分値をＡ／Ｄ変換する。この動作を２組の非点
収差補正コイルに流す補正電流IX，IYを変更する
たびに行い、同図ロに示すように横軸IX、縦軸IY
の平面上で積分値のＡ／Ｄ変換値が最大になるよ
うな電流の組み合わせとして非点収差補正コイル
電流を求めている。
このような自動非点収差補正方法は、全画面上
について信号の積分を行つているので、一定時間
内に全動作を完了するためにはプローブの走査速
度が速くなければならず、そうするとプローブ電
流密度は小さく、信号のＳ／Ｎ比が悪くなつてし
まい、積分値のピークが見つかりしにくくなつて
しまう。また、この動作はフオーカスが完全に合
つている場合を前提としているので、フオーカス
が合つていない状態では自動非点収差補正後の
IX，IYの値が最適であるか否か考慮されていない
という問題がある。
について信号の積分を行つているので、一定時間
内に全動作を完了するためにはプローブの走査速
度が速くなければならず、そうするとプローブ電
流密度は小さく、信号のＳ／Ｎ比が悪くなつてし
まい、積分値のピークが見つかりしにくくなつて
しまう。また、この動作はフオーカスが完全に合
つている場合を前提としているので、フオーカス
が合つていない状態では自動非点収差補正後の
IX，IYの値が最適であるか否か考慮されていない
という問題がある。
本発明は上記問題点を解決するためのもので、
焦点が合つていない場合でも非点収差補正コイル
電流値の最適値に近い値が求められ、少ない試行
錯誤で完全非点収差補正位置を求めることがで
き、Ｓ／Ｎ比を向上させることのできる走査型電
子顕微鏡等の自動非点収差補正方法を提供するこ
とを目的とする。
焦点が合つていない場合でも非点収差補正コイル
電流値の最適値に近い値が求められ、少ない試行
錯誤で完全非点収差補正位置を求めることがで
き、Ｓ／Ｎ比を向上させることのできる走査型電
子顕微鏡等の自動非点収差補正方法を提供するこ
とを目的とする。
そのために本発明の走査型電子顕微鏡等の自動
非点収差補正方法は、２組の非点収差補正コイル
への各補正電流を順次変更し、各補正電流の組み
合わせ毎に互いに直交する方向の各方向への１回
の走査により生ずる２次電子または反射電子等の
信号を検出して微分し、各１回の走査中の微分値
を積分して得られる各方向における積分値の最大
値を与える非点収差補正コイル電流の組み合わせ
を求め、各方向で求められた２点の非点収差補正
電流の組み合わせの各補正電流の平均値を最適非
点収差補正コイル電流とすることを特徴とする。
非点収差補正方法は、２組の非点収差補正コイル
への各補正電流を順次変更し、各補正電流の組み
合わせ毎に互いに直交する方向の各方向への１回
の走査により生ずる２次電子または反射電子等の
信号を検出して微分し、各１回の走査中の微分値
を積分して得られる各方向における積分値の最大
値を与える非点収差補正コイル電流の組み合わせ
を求め、各方向で求められた２点の非点収差補正
電流の組み合わせの各補正電流の平均値を最適非
点収差補正コイル電流とすることを特徴とする。
本発明の走査型電子顕微鏡等の自動非点収差補
正方法は、非点収差補正電流値を順次変更して各
補正電流の組み合わせ毎に互いに直交するａまた
はｂ方向へ１回だけ走査し、２次電子または反射
電子等の信号を検出して微分し、ａまたはｂ方向
への各１回の走査中の微分値を積分し、ａ方向、
ｂ方向における積分値の最大値を与える各非点収
差補正コイル電流の平均値として得られる補正コ
イル電流の組み合わせを最適非点収差補正コイル
電流とすることにより非点収差補正コイル電流値
の最適値に近い値を求め、焦点が合つていない場
合でも少ない試行錯誤で完全非点収差補正位置を
求めることができ、Ｓ／Ｎ比を向上させることの
できる。
正方法は、非点収差補正電流値を順次変更して各
補正電流の組み合わせ毎に互いに直交するａまた
はｂ方向へ１回だけ走査し、２次電子または反射
電子等の信号を検出して微分し、ａまたはｂ方向
への各１回の走査中の微分値を積分し、ａ方向、
ｂ方向における積分値の最大値を与える各非点収
差補正コイル電流の平均値として得られる補正コ
イル電流の組み合わせを最適非点収差補正コイル
電流とすることにより非点収差補正コイル電流値
の最適値に近い値を求め、焦点が合つていない場
合でも少ない試行錯誤で完全非点収差補正位置を
求めることができ、Ｓ／Ｎ比を向上させることの
できる。
以下、実施例を図面を参照して説明する。
本発明によるSEM等の自動非点収差補正方法
について第１図により説明する。
について第１図により説明する。
先ず第１図イに示すように、２組の非点収差補
正コイルへ流す補正電流IX，IYをある値に設定
し、ａ方向へ１回だけ電子線プローブにより試料
Ｓ上を走査し、２次電子像等の検出信号の微分値
を１回の走査中積分し、この積分値を走査終了後
Ａ／Ｄ変換して記憶しておく。このことをIX，IY
を順次変更しながらａ方向にのみ走査を繰り返
し、第１図ロに示すようにその最大値を与える非
点収差補正コイル電流の組み合わせIX1，IY1を求
める。
正コイルへ流す補正電流IX，IYをある値に設定
し、ａ方向へ１回だけ電子線プローブにより試料
Ｓ上を走査し、２次電子像等の検出信号の微分値
を１回の走査中積分し、この積分値を走査終了後
Ａ／Ｄ変換して記憶しておく。このことをIX，IY
を順次変更しながらａ方向にのみ走査を繰り返
し、第１図ロに示すようにその最大値を与える非
点収差補正コイル電流の組み合わせIX1，IY1を求
める。
次に、第１図ハに示すように、同様にしてａ方
向と直交するｂ方向に試料Ｓ上を走査し、同様に
最大値を与える非点収差補正コイル電流の組み合
わせIX2，IY2を求める。
向と直交するｂ方向に試料Ｓ上を走査し、同様に
最大値を与える非点収差補正コイル電流の組み合
わせIX2，IY2を求める。
このように、電子線プローブによる試料の走査
を面状ではなく線状に行い、ａ，b2方向へ１回
のみ走査して１回分の積分を求め、それぞれ順次
非点収差補正電流を変更して積分値を求める。
を面状ではなく線状に行い、ａ，b2方向へ１回
のみ走査して１回分の積分を求め、それぞれ順次
非点収差補正電流を変更して積分値を求める。
最終的に求める最適な非点収差補正コイル電流
IX3，IY3は、ａ，ｂ両方向を満足する組み合わせ
として、 IX3＝（IX1＋IX2）／２ ……(1) IY3＝（IY1＋IY2）／２ ……(2) のように求める。このIX3，IY3の値は、フオー
カスが完全に合つている場合はあらゆる形状の試
料について最適値を示し、また、フオーカスが合
つていない場合についても、ほとんどの形状の試
料について最適値に近い値を示すことが実験によ
り確かめられた。こうして最適値に近い値が得ら
れれば、最終的な完全焦点位置、完全非点収差補
正位置へより少ない試行錯誤で到達することがで
きる。
IX3，IY3は、ａ，ｂ両方向を満足する組み合わせ
として、 IX3＝（IX1＋IX2）／２ ……(1) IY3＝（IY1＋IY2）／２ ……(2) のように求める。このIX3，IY3の値は、フオー
カスが完全に合つている場合はあらゆる形状の試
料について最適値を示し、また、フオーカスが合
つていない場合についても、ほとんどの形状の試
料について最適値に近い値を示すことが実験によ
り確かめられた。こうして最適値に近い値が得ら
れれば、最終的な完全焦点位置、完全非点収差補
正位置へより少ない試行錯誤で到達することがで
きる。
第２図は非点収差補正コイル電流IX，IYと画像
の状態を示す図であり、IX，IYの値に対する像の
状態を一例として円形試料の像のボケで表してい
る。なお、図の点線は像の輪郭のボケを示してい
る。
の状態を示す図であり、IX，IYの値に対する像の
状態を一例として円形試料の像のボケで表してい
る。なお、図の点線は像の輪郭のボケを示してい
る。
第２図イは焦点が合つている状態で、この図で
はIX0，IY0の時に非点収差は完全に補正されてい
て像はａ，ｂ両方向に対してシヤープに見えてい
る。このとき IX1＝IX2＝IX0 IY1＝IY2＝IY0 となり、これは(1)，(2)式も満たしており、この
値が最適値として求められる。
はIX0，IY0の時に非点収差は完全に補正されてい
て像はａ，ｂ両方向に対してシヤープに見えてい
る。このとき IX1＝IX2＝IX0 IY1＝IY2＝IY0 となり、これは(1)，(2)式も満たしており、この
値が最適値として求められる。
第２図ロは焦点が合つていない状態で、像はIX
とIYの値により決まるある方向に伸びた像とな
る。ここで、像をａ方向に走査すれば、αのよう
な像の時に、一番シヤープな像のエツジに垂直に
走査することになるので積分値は最大になる。同
様にｂ方向に走査すれば、βのような時に積分値
は最大になる。このようにして、IX1，IY1，IX2，
IY2が求められ、この値は最適値ではないが、前
述したように、この２点は最適値を与える点に対
して対称な位置に存在することが実験により確か
められている。この位置は方向性を持たない位置
である。こうして最適値IX3，IY3は(1)，(2)式のよ
うに２点の中点を求めることによつて得られるこ
とになる。
とIYの値により決まるある方向に伸びた像とな
る。ここで、像をａ方向に走査すれば、αのよう
な像の時に、一番シヤープな像のエツジに垂直に
走査することになるので積分値は最大になる。同
様にｂ方向に走査すれば、βのような時に積分値
は最大になる。このようにして、IX1，IY1，IX2，
IY2が求められ、この値は最適値ではないが、前
述したように、この２点は最適値を与える点に対
して対称な位置に存在することが実験により確か
められている。この位置は方向性を持たない位置
である。こうして最適値IX3，IY3は(1)，(2)式のよ
うに２点の中点を求めることによつて得られるこ
とになる。
第３図は本発明によるSEM等の自動非点収差
補正方法を実施するための装置の構成を示す図
で、１は電子銃、２は電子線プローブ、３は対物
レンズ、４は試料、５ａ，５ｂは走査コイル、６
Ｘ，６Ｙは非点収差補正コイル、７は２次電子等
検出器、８はCRT、９は微分器、１０は積分器、
１１はＡ／Ｄコンバータ、１２はサンプル値メモ
リ、１３は演算処理回路、１４，１５はＤ／Ａコ
ンバータ、１６は制御回路、１７はａ方向走査回
路、１８はｂ方向走査回路である。
補正方法を実施するための装置の構成を示す図
で、１は電子銃、２は電子線プローブ、３は対物
レンズ、４は試料、５ａ，５ｂは走査コイル、６
Ｘ，６Ｙは非点収差補正コイル、７は２次電子等
検出器、８はCRT、９は微分器、１０は積分器、
１１はＡ／Ｄコンバータ、１２はサンプル値メモ
リ、１３は演算処理回路、１４，１５はＤ／Ａコ
ンバータ、１６は制御回路、１７はａ方向走査回
路、１８はｂ方向走査回路である。
図において、電子銃１から発生した電子線プロ
ーブは、対物レンズ３によつて試料４上へ細く集
束されると共に、制御回路１６により制御される
ａ方向走査回路１７、またはｂ方向走査回路１８
による走査信号により、線状に１回だけ走査され
る。このとき発生した２次電子を検出器７で検出
する。この検出信号は微分器９で微分されると共
に、積分器１０で積分されてＡ／Ｄコンバータで
デイジタル量に変換される。この値はメモリ１２
に記憶され、演算処理回路は非点収差補正コイル
６Ｘ，６Ｙに加える電流値を変え、同様にａ方向
走査回路５ａ、またはｂ方向走査回路５ｂによ
り、線状に１回だけ走査され、そのときの２次電
子が検出されて以後同様の動作が繰り返される。
ーブは、対物レンズ３によつて試料４上へ細く集
束されると共に、制御回路１６により制御される
ａ方向走査回路１７、またはｂ方向走査回路１８
による走査信号により、線状に１回だけ走査され
る。このとき発生した２次電子を検出器７で検出
する。この検出信号は微分器９で微分されると共
に、積分器１０で積分されてＡ／Ｄコンバータで
デイジタル量に変換される。この値はメモリ１２
に記憶され、演算処理回路は非点収差補正コイル
６Ｘ，６Ｙに加える電流値を変え、同様にａ方向
走査回路５ａ、またはｂ方向走査回路５ｂによ
り、線状に１回だけ走査され、そのときの２次電
子が検出されて以後同様の動作が繰り返される。
こうして演算処理回路１３は、サンプル値記憶
メモリに記憶されている各データからピーク値を
算出し、そのときのIX1，IY1，IX2，IY2が求めら
れ、(1)式、(2)式により最適値に近い値を求めるこ
とができる。
メモリに記憶されている各データからピーク値を
算出し、そのときのIX1，IY1，IX2，IY2が求めら
れ、(1)式、(2)式により最適値に近い値を求めるこ
とができる。
以上のように本発明によれば、焦点が合つてい
ない場合でも、非点収差補正コイル電流値の最適
値に近い値が求められるので、最終的な完全焦点
位置、完全非点収差補正位置へより少ない試行錯
誤で到達することができる。
ない場合でも、非点収差補正コイル電流値の最適
値に近い値が求められるので、最終的な完全焦点
位置、完全非点収差補正位置へより少ない試行錯
誤で到達することができる。
また、１回分の積分中に１回だけ走査するの
で、走査速度を遅くでき、信号Ｓ／Ｎ比が良くな
つて少ないプローブ電流時でも正常に動作するこ
とができる。
で、走査速度を遅くでき、信号Ｓ／Ｎ比が良くな
つて少ないプローブ電流時でも正常に動作するこ
とができる。
第１図は本発明による走査型電子顕微鏡等の自
動非点収差補正方法を説明するための図、第２図
は非点収差補正コイル電流IX，IYと画像の状態を
示す図、第３図は本発明による非点収差補正方法
を実施するための装置の構成を示す図、第４図は
従来の非点収差補正方法を説明するための図であ
る。 １……電子銃、２……電子線プローブ、３……
対物レンズ、４……試料、５ａ，５ｂ……走査コ
イル、６Ｘ，６Ｙ……非点収差補正コイル、７…
…２次電子等検出器、８……CRT、９……微分
器、１０……積分器、１１……Ａ／Ｄコンバー
タ、１２……サンプル値メモリ、１３……演算処
理回路、１４，１５……Ｄ／Ａコンバータ、１６
……制御回路、１７……ａ方向走査回路、１８…
…ｂ方向走査回路。
動非点収差補正方法を説明するための図、第２図
は非点収差補正コイル電流IX，IYと画像の状態を
示す図、第３図は本発明による非点収差補正方法
を実施するための装置の構成を示す図、第４図は
従来の非点収差補正方法を説明するための図であ
る。 １……電子銃、２……電子線プローブ、３……
対物レンズ、４……試料、５ａ，５ｂ……走査コ
イル、６Ｘ，６Ｙ……非点収差補正コイル、７…
…２次電子等検出器、８……CRT、９……微分
器、１０……積分器、１１……Ａ／Ｄコンバー
タ、１２……サンプル値メモリ、１３……演算処
理回路、１４，１５……Ｄ／Ａコンバータ、１６
……制御回路、１７……ａ方向走査回路、１８…
…ｂ方向走査回路。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ ２組の非点収差補正コイルへの各補正電流
（IX，IY）を順次変更し、各補正電流の組み合わ
せ毎に互いに直交する方向の各方向への１回の走
査により生ずる２次電子または反射電子等の信号
を検出して微分し、各１回の走査中の微分値を積
分して得られる各方向における積分値の最大値を
与える非点収差補正コイル電流の組み合わせ
（IX1，IY1）、（IX2，IY2）を求め、次式 IX3＝（IX1＋IX2）／２ IY3＝（IY1＋IY2）／２ により（IX3，IY3）を最適非点収差補正コイル
電流とすることを特徴とする走査型電子顕微鏡等
の自動非点収差補正方法。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62032896A JPS63200444A (ja) | 1987-02-16 | 1987-02-16 | 走査型電子顕微鏡等の自動非点収差補正方法 |
| GB8802668A GB2215088B (en) | 1987-02-16 | 1988-02-05 | Method and apparatus for automatically correcting astigmatism in a scanning electron microscope or the like |
| US07/154,050 US4791295A (en) | 1987-02-16 | 1988-02-09 | Method and apparatus for automatically correcting astigmatism of scanning electron microscope or the like |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62032896A JPS63200444A (ja) | 1987-02-16 | 1987-02-16 | 走査型電子顕微鏡等の自動非点収差補正方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63200444A JPS63200444A (ja) | 1988-08-18 |
| JPH0438100B2 true JPH0438100B2 (ja) | 1992-06-23 |
Family
ID=12371654
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62032896A Granted JPS63200444A (ja) | 1987-02-16 | 1987-02-16 | 走査型電子顕微鏡等の自動非点収差補正方法 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4791295A (ja) |
| JP (1) | JPS63200444A (ja) |
| GB (1) | GB2215088B (ja) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6435838A (en) * | 1987-07-31 | 1989-02-06 | Jeol Ltd | Charged particle beam device |
| US5057689A (en) * | 1989-09-20 | 1991-10-15 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Scanning electron microscope and a method of displaying cross sectional profiles using the same |
| JP2835097B2 (ja) * | 1989-09-21 | 1998-12-14 | 株式会社東芝 | 荷電ビームの非点収差補正方法 |
| JP2647732B2 (ja) * | 1990-06-27 | 1997-08-27 | 株式会社日立製作所 | 電子線寸法計測装置 |
| US5389858A (en) * | 1992-07-16 | 1995-02-14 | International Business Machines Corporation | Variable axis stigmator |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5492050A (en) * | 1977-12-29 | 1979-07-20 | Jeol Ltd | Method and apparatus for astigmatic correction of scanning electronic microscope and others |
| JPS56147350A (en) * | 1980-04-16 | 1981-11-16 | Nichidenshi Tekunikusu:Kk | Correction method and performing device of astigmatism |
| US4567369A (en) * | 1982-06-18 | 1986-01-28 | National Research Development Corporation | Correction of astigmatism in electron beam instruments |
-
1987
- 1987-02-16 JP JP62032896A patent/JPS63200444A/ja active Granted
-
1988
- 1988-02-05 GB GB8802668A patent/GB2215088B/en not_active Expired - Fee Related
- 1988-02-09 US US07/154,050 patent/US4791295A/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| GB2215088A (en) | 1989-09-13 |
| US4791295A (en) | 1988-12-13 |
| GB8802668D0 (en) | 1988-03-02 |
| GB2215088B (en) | 1992-02-05 |
| JPS63200444A (ja) | 1988-08-18 |
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