JPH08273568A - 電子ビーム装置における絞り位置調整方法および電子ビーム装置 - Google Patents

電子ビーム装置における絞り位置調整方法および電子ビーム装置

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JPH08273568A
JPH08273568A JP7073439A JP7343995A JPH08273568A JP H08273568 A JPH08273568 A JP H08273568A JP 7073439 A JP7073439 A JP 7073439A JP 7343995 A JP7343995 A JP 7343995A JP H08273568 A JPH08273568 A JP H08273568A
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JP
Japan
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objective lens
electron beam
diaphragm
correlation
sample
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Withdrawn
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JP7073439A
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English (en)
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Mitsugi Yamada
貢 山田
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Jeol Ltd
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Jeol Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 簡単に対物レンズ絞りの位置(開口の位置)
の調整を行うことができる電子ビーム装置における絞り
調整方法および電子ビーム装置を実現する。 【構成】 対物レンズ制御器15から対物レンズ3に
は、2種の異なった対物レンズ励磁電流が交互に供給さ
れる。各励磁電流の時に検出された信号は、第1と第2
のフレームメモリー26に供給されて記憶される。画像
相関演算器27は、記憶された像信号の相関Cを演算す
る。画像相関演算器27で求められた絞り10の各位置
における相関Cの値は、最大値検出器28に送られて、
絞り10の位置に対応して記憶される。最大値検出器2
8は、絞り10の位置変化に対応した全ての相関Cの値
を比較し、最大の値が得られた時のx方向とy方向の位
置を求め、制御器22と23を制御する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、対物レンズ絞りの位置
調整を正確に行い、一次電子ビームを小さく絞り高分解
能の像を観察することができる走査電子顕微鏡などの電
子ビーム装置における絞り調整方法および電子ビーム装
置に関する。
【0002】
【従来の技術】走査電子顕微鏡では、電子銃からの電子
ビームをコンデンサレンズと対物レンズによって試料上
に細く絞るようにしている。図1はこのような走査電子
顕微鏡の一例を示しており、1は電子銃である。電子銃
1から発生した電子ビームEBは、コンデンサレンズ2
と対物レンズ3によって試料4上に細く集束される。ま
た、電子ビームEBは、偏向コイル5によって偏向さ
れ、試料4上の電子ビームの照射位置は走査される。試
料4への電子ビームの照射によって発生した2次電子
は、2次電子検出器6によって検出される。検出器6の
検出信号は、増幅器7によって増幅された後、試料上の
電子ビームの走査と同期した陰極線管9に供給され、こ
の陰極線管9上に試料の走査像が表示される。
【0003】更に、コンデンサレンズ2と対物レンズ3
との間には、対物レンズ絞り10が配置されている。こ
の絞り10には電子ビームEBの通過開口11が穿たれ
ており、この開口11の位置を電子ビームの光軸に対し
て調整できるように、x方向の摘み12とy方向の摘み
13とが備えられている。また、偏向コイル5には走査
器14から電子ビームEBを試料4上で2次元的に走査
する走査信号が供給され、対物レンズ3には対物レンズ
制御器15から励磁電流が供給されるように構成されて
いる。なお、対物レンズ制御器15からの励磁電流は周
期的に変化(脈動)させることができる。
【0004】上記した構成で、試料4上に電子ビームを
最も小さく絞るためには、対物レンズ絞り10の開口1
1の位置を光軸に対して精密に合わせる必要がある。こ
のため、x方向摘み12とy方向摘み13とを用いて対
物レンズ絞り10の水平方向の位置を調整するが、この
時、対物レンズ制御器15から対物レンズ3に供給する
励磁電流を脈動させる。すなわち、対物レンズ3の焦点
距離をウォブリングする。
【0005】対物レンズ3の焦点距離を変化させると、
対物レンズ3と対物レンズ絞り10の開口11の位置が
最適な状態でない場合、試料3上の電子ビームEBの走
査領域が変化し、陰極線管9上に表示された像が移動す
る。この陰極線管9上の像が対物レンズ3の励磁電流の
変化(焦点距離の変化)によっても移動しないように、
絞り10の開口11の位置を調整すれば、絞り10(開
口11)を最適な位置に配置できることになる。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】上記した絞り10の調
整は、面倒な作業であり、また、慣れない者にとって
は、この調整自体が困難な場合もある。そして、電子ビ
ームEBの加速電圧を変えた場合などには、絞り10の
位置の再調整が必要になり、熟練者にとっもこれは煩わ
しい作業である。
【0007】本発明は、このような点に鑑みてなされた
もので、その目的は、簡単に対物レンズ絞りの位置(開
口の位置)の調整を行うことができる電子ビーム装置に
おける絞り調整方法および電子ビーム装置を実現するに
ある。
【0008】
【課題を解決するための手段】請求項1の発明に基づく
電子ビーム装置における絞り調整方法は、電子ビームを
試料上に集束するための対物レンズの強度を2種に変化
させ、その変化の都度、試料上の所定領域を電子ビーム
によって走査し、この走査に伴って得られた2種の像信
号の相関を求めるステップを、対物レンズ絞りの位置を
変化させながら行い、相関の値が最大のときの絞り位置
を求め、その位置に絞りを配置するようにしたことを特
徴としている。
【0009】請求項2の発明に基づく電子ビーム装置
は、電子ビームを試料上に集束するための対物レンズ
と、対物レンズ絞りと、電子ビームを試料上に集束する
ための対物レンズの強度を異なった2つの値に変化させ
る手段と、試料上の所定領域を電子ビームによって走査
するための走査手段と、試料への電子ビームの照射によ
って得られた信号を検出する検出器と、検出器からの信
号を対物レンズの異なった値に応じて第1と第2のフレ
ームメモリーに記憶させる手段と、第1と第2のフレー
ムメモリーに記憶された像信号の相関を求める相関演算
手段と、対物レンズ絞りの位置を変化させる手段と、各
対物レンズ絞り位置に応じた相関演算手段による相関の
値を比較しその最大値を求める手段と、相関の最大値が
得られた時の絞り位置に対物レンズ絞りを配置する手段
とを備えたことを特徴としている。
【0010】
【作用】請求項1の発明に基づく電子ビーム装置におけ
る絞り調整方法は、電子ビームを試料上に集束するため
の対物レンズの強度を2種に変化させ、その変化の都
度、試料上の所定領域を電子ビームによって走査し、こ
の走査に伴って得られた2種の像信号の相関を求めるス
テップを、対物レンズ絞りの位置を変化させながら行
い、相関の値が最大のときの絞り位置を求め、その位置
に絞りを配置する。
【0011】請求項2の発明に基づく電子ビーム装置
は、電子ビームを試料上に集束するための対物レンズの
強度を2種に変化させ、その変化の都度、試料上の所定
領域を電子ビームによって走査し、この走査に伴って得
られた2種の像信号を第1と第2のフレームメモリーに
記憶させ、この2種のフレームメモリーに記憶された像
信号の相関を求め、更に、この相関を求めるステップを
対物レンズ絞りの位置を変化させながら行い、相関の値
が最大のときの絞り位置を求め、その位置に絞りを配置
する。
【0012】
【実施例】以下、図面を参照して本発明の実施例を詳細
に説明する。図2は本発明の一実施例である走査電子顕
微鏡を示しており、図1の従来装置と同一ないしは類似
の構成要素には同一番号を付し、その詳細な説明は省略
する。この実施例では、対物レンズ絞り10の水平方向
の位置調整のため、摘みに代えてx方向の移動モータ2
0とy方向の移動モータ21を設けている。モータ20
は制御器22によって回転させられ、それによって絞り
11はx方向に移動させられる。また、モータ21は制
御器23によって回転させられ、それによって絞り10
はy方向に移動させられる。
【0013】検出器6によって検出され増幅器7によっ
て増幅された像信号は、AD変換器24によってディジ
タル信号に変換された後、第1のフレームメモリー25
か第2のフレームメモリー26に供給されて記憶され
る。第1のフレームメモリー25と第2のフレームメモ
リー26に記憶された像信号は、画像相関演算器27に
供給されて両信号の相関が演算される。演算器27によ
る相関結果は最大値検出器28に送られる。このような
構成の動作を次に説明する。
【0014】絞り10の位置調整のときには、対物レン
ズ制御器15から対物レンズ3には、2種の異なった対
物レンズ励磁電流が交互に供給される。この励磁電流
は、走査器14から偏向コイル5への1回の試料4上の
2次元走査ごとに変えられる。第1の励磁電流(第1の
焦点距離)の時に、検出器6によって検出された信号
は、増幅器7,AD変換器24を介して第1のフレーム
メモリー25に供給されて記憶される。第2の励磁電流
(第2の焦点距離)の時に、検出器6によって検出され
た信号は、増幅器7,AD変換器24を介して第2のフ
レームメモリー26に供給されて記憶される。その時、
画像相関演算器27は、第1のフレームメモリー25と
第2のフレームメモリー26に記憶された像信号の相関
Cを演算する。この演算は、第1のフレームメモリー2
5の像信号をf1(i,j)とし、第2のフレームメモ
リー26の像信号をf2(i,j)とすると、次の式に
よって実行される。
【0015】
【数1】
【0016】一方、絞り10のx方向とy方向の位置
は、モータ20とモータ21に制御器22,23から与
えられる信号によって変えられるが、この位置の変化
は、ステップ状に行われる。例えば、x方向の位置を動
かさず、y方向の位置をステップ状にn段階移動させ、
次に、x方向の位置を1ステップ移動させ、y方向の位
置をステップ状にn段階移動させる。そして、x方向の
位置をn段階にステップ状に変化させ、その都度、y方
向の位置をステップ状にn段階移動させることによっ
て、絞り10は全ての位置(n×n)に配置されること
になる。
【0017】この絞り10の各位置ごとに前記した対物
レンズ3の励磁電流の2種の変化とそれに基づく像信号
の取り込み、相関Cの演算が実行される。したがって、
絞り10を全ての位置に順々に移動させた場合、合計n
×nの数の相関Cの値が得られる。
【0018】ここで、対物レンズ3の励磁電流を2段階
に変化させた場合、絞り10の開口11の位置が合って
いないと、像は図3(a),(b)のように変化する。
図3(a)は第1の励磁電流のときの像を示し、斜線で
示した領域Iは試料4上の特徴部分である。また、図3
(b)は第2の励磁電流のときの像を示している。この
時、画像相関演算器27で求めた2種の像信号の相関C
の値は小さい。
【0019】次に、対物レンズ3の励磁電流を2段階に
変化させた場合、絞り10の開口11の位置が合ってい
ると、像は図4(a),(b)のようにほとんど変化し
ない。図4(a)は第1の励磁電流のときの像を示し、
斜線で示した領域Iは試料4上の特徴部分である。ま
た、図4(b)は第2の励磁電流のときの像を示してい
る。この時、画像相関演算器27で求めた2種の像信号
の相関Cの値は大きい。
【0020】画像相関演算器27で求められた絞り10
の各位置における相関Cの値は、最大値検出器28に送
られて、絞り10(開口11)の位置に対応して記憶さ
れる。図5は絞り10の位置に対する相関Cの変化を示
している。この図5はx方向の絞り位置変化に対する相
関Cの値を示しており、y方向の絞りの位置は合ってい
る場合である。この図5において、最大の相関Cの値が
得られた時のx方向の位置xが像の移動がなく最適な
位置である。
【0021】最大値検出器28は、絞り10のn×nの
位置変化に対応した全ての相関Cの値を比較し、最大の
値が得られた時のx方向とy方向の位置x,yを求
め、制御器22と23を制御する。この結果、制御器2
2と23は、それぞれモータ20と21とを駆動し、絞
り10をx,yの位置にセットする。その後、対物
レンズ3の励磁電流を像観察時の値に固定し、電子ビー
ムEBを2次元的に走査して、陰極線管9により通常の
走査像の観察を行う。
【0022】以上本発明の一実施例を詳述したが、本発
明はこの実施例に限定されない。例えば、2次電子を検
出したが、反射電子を検出してもよい。また、相関の演
算は、前記した式によらず、次の2つの式に示す差の2
乗和による相関Cでも、差の絶対値和による相関C
であっても良い。
【0023】
【数2】
【0024】
【数3】
【0025】上記相関C,Cの場合、C,C
最小値がx方向とy方向の最適値となる。
【0026】
【発明の効果】以上説明したように、請求項1の発明に
基づく電子ビーム装置における絞り調整方法は、電子ビ
ームを試料上に集束するための対物レンズの強度を2種
に変化させ、その変化の都度、試料上の所定領域を電子
ビームによって走査し、この走査に伴って得られた2種
の像信号の相関を求めるステップを、対物レンズ絞りの
位置を変化させながら行い、相関の値が最大のときの絞
り位置を求め、その位置に絞りを配置するようにした。
その結果、対物レンズ絞りの位置を自動的に最適な位置
に合わせることができ、煩わしい絞り位置の調整動作を
なくすことができる。
【0027】請求項2の発明に基づく電子ビーム装置
は、電子ビームを試料上に集束するための対物レンズの
強度を2種に変化させ、その変化の都度、試料上の所定
領域を電子ビームによって走査し、この走査に伴って得
られた2種の像信号を第1と第2のフレームメモリーに
記憶させ、この2種のフレームメモリーに記憶された像
信号の相関を求め、更に、この相関を求めるステップを
対物レンズ絞りの位置を変化させながら行い、相関の値
が最大のときの絞り位置を求め、その位置に絞りを配置
するように構成した。その結果、対物レンズ絞りの位置
を自動的に最適な位置に合わせることができ、煩わしい
絞り位置の調整動作をなくすことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】従来の走査電子顕微鏡を示す図である。
【図2】本発明に基づく走査電子顕微鏡の一実施例を示
す図である。
【図3】対物レンズの励磁強度の変化に伴う像の移動を
説明するための図である。
【図4】対物レンズの励磁強度の変化に伴う像の移動を
説明するための図である。
【図5】x方向の位置に対する相関の値の変化を示す図
である。
【符号の説明】
1 電子銃 2 コンデンサレンズ 3 対物レンズ 4 試料 5 偏向コイル 6 検出器 7 増幅器 9 陰極線管 10 対物レンズ絞り 11 開口 14 走査器 15 対物レンズ制御器 20,21 モータ 22,23 モータ制御器 24 AD変換器 25,26 フレームメモリー 27 画像相関演算器 28 最大値検出器

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 電子ビームを試料上に集束するための対
    物レンズの強度を2種に変化させ、その変化の都度、試
    料上の所定領域を電子ビームによって走査し、この走査
    に伴って得られた2種の像信号の相関を求めるステップ
    を、対物レンズ絞りの位置を変化させながら行い、相関
    の値が最大のときの絞り位置を求め、その位置に絞りを
    配置するようにした電子ビーム装置における絞り調整方
    法。
  2. 【請求項2】 電子ビームを試料上に集束するための対
    物レンズと、対物レンズ絞りと、電子ビームを試料上に
    集束するための対物レンズの強度を異なった2つの値に
    変化させる手段と、試料上の所定領域を電子ビームによ
    って走査するための走査手段と、試料への電子ビームの
    照射によって得られた信号を検出する検出器と、検出器
    からの信号を対物レンズの異なった値に応じて第1と第
    2のフレームメモリーに記憶させる手段と、第1と第2
    のフレームメモリーに記憶された像信号の相関を求める
    相関演算手段と、対物レンズ絞りの位置を変化させる手
    段と、各対物レンズ絞り位置に応じた相関演算手段によ
    る相関の値を比較しその最大値を求める手段と、相関の
    最大値が得られた時の絞り位置に対物レンズ絞りを配置
    する手段とを備えた電子ビーム装置。
JP7073439A 1995-03-30 1995-03-30 電子ビーム装置における絞り位置調整方法および電子ビーム装置 Withdrawn JPH08273568A (ja)

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005276639A (ja) * 2004-03-25 2005-10-06 Jeol Ltd 走査型電子ビーム装置における対物レンズ絞りの位置調整方法
JP2008502104A (ja) * 2004-06-03 2008-01-24 イマゴ サイエンティフィック インストルメンツ コーポレーション レーザ原子プロービング方法
JP2011228223A (ja) * 2010-04-23 2011-11-10 Hitachi High-Technologies Corp 透過電子顕微鏡、および視野ずれ補正方法
CN115112015A (zh) * 2022-06-17 2022-09-27 东方晶源微电子科技(北京)有限公司 电子束光阑的校准方法、装置、设备及可读存储介质

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