JPH10162761A - 走査電子顕微鏡における電子ビームの調整方法 - Google Patents
走査電子顕微鏡における電子ビームの調整方法Info
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- JPH10162761A JPH10162761A JP8322893A JP32289396A JPH10162761A JP H10162761 A JPH10162761 A JP H10162761A JP 8322893 A JP8322893 A JP 8322893A JP 32289396 A JP32289396 A JP 32289396A JP H10162761 A JPH10162761 A JP H10162761A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 チャージアップしやすい試料であっても、正
確なオートフォーカスなどの動作を行うことができる走
査電子顕微鏡における電子ビームの調整方法を実現す
る。 【解決手段】 試料５上に照射される電子ビームの状態
をステップ状に変化させ、このステップ状の変化ごとに
試料の所定の領域を走査し、試料から得られた信号を各
ステップ状の変化ごとに積分し、演算部３２において、
得られた積分値の信号強度分布に基づいて、各ステップ
における積分信号強度とスムージング処理した信号との
ばらつきを求め、積分データのＳＮ比に応じた信号と求
められたばらつきによって積分値の積算回数を求め、こ
の積算回数だけ信号強度分布メモリー３１において積分
値の積算を行い、この積算データの信号強度分布によ
り、最大値を求める。
確なオートフォーカスなどの動作を行うことができる走
査電子顕微鏡における電子ビームの調整方法を実現す
る。 【解決手段】 試料５上に照射される電子ビームの状態
をステップ状に変化させ、このステップ状の変化ごとに
試料の所定の領域を走査し、試料から得られた信号を各
ステップ状の変化ごとに積分し、演算部３２において、
得られた積分値の信号強度分布に基づいて、各ステップ
における積分信号強度とスムージング処理した信号との
ばらつきを求め、積分データのＳＮ比に応じた信号と求
められたばらつきによって積分値の積算回数を求め、こ
の積算回数だけ信号強度分布メモリー３１において積分
値の積算を行い、この積算データの信号強度分布によ
り、最大値を求める。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、電子ビームのオー
トフォーカスやオートスティグマを行う走査電子顕微鏡
における電子ビームの調整方法に関する。
トフォーカスやオートスティグマを行う走査電子顕微鏡
における電子ビームの調整方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】図１は、オートフォーカス機能を有した
従来の走査電子顕微鏡の一例を示している。１は電子銃
（図示せず）から発生し加速された電子ビームである。
２，３は２段偏向コイルであり、２段偏向コイル２，３
の夫々には、水平と垂直方向の偏向コイルが含まれてい
る。４は対物レンズであり、対物レンズ４によって細く
集束された電子ビームは試料５に照射される。６は試料
５への電子ビームの照射によって発生した、例えば、２
次電子を検出するための検出器である。
従来の走査電子顕微鏡の一例を示している。１は電子銃
（図示せず）から発生し加速された電子ビームである。
２，３は２段偏向コイルであり、２段偏向コイル２，３
の夫々には、水平と垂直方向の偏向コイルが含まれてい
る。４は対物レンズであり、対物レンズ４によって細く
集束された電子ビームは試料５に照射される。６は試料
５への電子ビームの照射によって発生した、例えば、２
次電子を検出するための検出器である。
【０００３】２段偏向コイル２，３の水平方向の偏向コ
イルには、水平走査信号発生回路７から駆動回路８を介
して水平走査信号が供給され、垂直方向偏向コイルに
は、垂直走査信号発生回路９から駆動回路１０を介して
垂直走査信号が供給される。水平走査信号発生回路７と
垂直走査信号発生回路９からの走査信号の速度（周期）
は、コンピュータの如き制御回路１１によって制御され
る。前記検出器６によって検出された信号は、増幅器１
２を介して水平，垂直走査信号が供給されている陰極線
管１３とフィルター回路１４に供給される。フィルター
回路１４の出力信号は絶対値回路１５を介して積分回路
１６に供給され、積分回路１６によって積分される。積
分回路１６の積分値は、ＡＤ変換器１７によってデジタ
ル信号に変換され、制御回路１１内の信号強度分布メモ
リー１９に記憶される。
イルには、水平走査信号発生回路７から駆動回路８を介
して水平走査信号が供給され、垂直方向偏向コイルに
は、垂直走査信号発生回路９から駆動回路１０を介して
垂直走査信号が供給される。水平走査信号発生回路７と
垂直走査信号発生回路９からの走査信号の速度（周期）
は、コンピュータの如き制御回路１１によって制御され
る。前記検出器６によって検出された信号は、増幅器１
２を介して水平，垂直走査信号が供給されている陰極線
管１３とフィルター回路１４に供給される。フィルター
回路１４の出力信号は絶対値回路１５を介して積分回路
１６に供給され、積分回路１６によって積分される。積
分回路１６の積分値は、ＡＤ変換器１７によってデジタ
ル信号に変換され、制御回路１１内の信号強度分布メモ
リー１９に記憶される。
【０００４】制御回路１１内には信号強度分布メモリー
１９に記憶された多数の積分値の最大値を検出する最大
値検出ユニット２０を有している。更に、制御回路１１
は対物レンズ値設定データメモリー２１，補助コイル値
設定データメモリー２２を有している。対物レンズ値設
定データメモリー２１の値は、ＤＡ変換器２３を介して
対物レンズ駆動回路２４に供給される。また、補助コイ
ル値設定データメモリー２２の値はＤＡ変換器２５を介
して補助コイル２６の駆動回路２７に供給される。な
お、２８は対物レンズ値変換ユニット，２９はオートフ
ォーカスユニットである。このような構成の動作は次の
通りである。
１９に記憶された多数の積分値の最大値を検出する最大
値検出ユニット２０を有している。更に、制御回路１１
は対物レンズ値設定データメモリー２１，補助コイル値
設定データメモリー２２を有している。対物レンズ値設
定データメモリー２１の値は、ＤＡ変換器２３を介して
対物レンズ駆動回路２４に供給される。また、補助コイ
ル値設定データメモリー２２の値はＤＡ変換器２５を介
して補助コイル２６の駆動回路２７に供給される。な
お、２８は対物レンズ値変換ユニット，２９はオートフ
ォーカスユニットである。このような構成の動作は次の
通りである。
【０００５】通常の２次電子像を観察する場合、所望の
走査速度となるよう制御回路１１は水平走査信号発生回
路７と垂直走査信号発生回路９を制御し、その結果、所
望の偏向信号が偏向コイル２，３に供給され、電子ビー
ム１は、偏向コイル２，３により偏向を受け、試料５の
所望領域を走査する。電子ビームの試料５への照射に伴
って発生した２次電子は、検出器６によって検出され、
その検出信号は、増幅器１２によって増幅された後、走
査信号が供給されている陰極線管１３に供給されること
から、陰極線管１３には試料の２次電子像が表示され
る。
走査速度となるよう制御回路１１は水平走査信号発生回
路７と垂直走査信号発生回路９を制御し、その結果、所
望の偏向信号が偏向コイル２，３に供給され、電子ビー
ム１は、偏向コイル２，３により偏向を受け、試料５の
所望領域を走査する。電子ビームの試料５への照射に伴
って発生した２次電子は、検出器６によって検出され、
その検出信号は、増幅器１２によって増幅された後、走
査信号が供給されている陰極線管１３に供給されること
から、陰極線管１３には試料の２次電子像が表示され
る。
【０００６】次にオートフォーカス動作について図２
（ａ）の補助コイル２６の動作曲線、図２（ｂ）の対物
レンズ４の動作曲線を参照しながら説明する。なお、図
２（ａ），（ｂ）の横軸は時間であり、縦軸は励磁強度
（試料表面とレンズとの間の距離に等しい）である。ま
ず、対物レンズ値設定データメモリー２１に図２（ｂ）
に示す初期値ΔＺを設定し、この初期値に基づいて対物
レンズ駆動回路２４を動作させ、対物レンズ４を励磁す
る。次にオートフォーカススタートユニット２９を動作
させ、補助コイル値設定データメモリー２２の値を図２
（ａ）に示すように変化させる。図２（ａ）では設定値
の変化を便宜上直線状に示したが、具体的には図３
（ａ）に示すようにステップ状に変化させる。
（ａ）の補助コイル２６の動作曲線、図２（ｂ）の対物
レンズ４の動作曲線を参照しながら説明する。なお、図
２（ａ），（ｂ）の横軸は時間であり、縦軸は励磁強度
（試料表面とレンズとの間の距離に等しい）である。ま
ず、対物レンズ値設定データメモリー２１に図２（ｂ）
に示す初期値ΔＺを設定し、この初期値に基づいて対物
レンズ駆動回路２４を動作させ、対物レンズ４を励磁す
る。次にオートフォーカススタートユニット２９を動作
させ、補助コイル値設定データメモリー２２の値を図２
（ａ）に示すように変化させる。図２（ａ）では設定値
の変化を便宜上直線状に示したが、具体的には図３
（ａ）に示すようにステップ状に変化させる。
【０００７】このステップ状の変化の都度、偏向コイル
２，３には試料５上の所望領域を１回走査するための走
査信号が供給される。試料５への電子ビームの照射に基
づいて発生した２次電子は検出器６によって検出され
る。検出信号は増幅器１２によって増幅され、フィルタ
ー回路１４によって特定の周波数成分をカットした後、
絶対値回路１５において負信号が反転される。
２，３には試料５上の所望領域を１回走査するための走
査信号が供給される。試料５への電子ビームの照射に基
づいて発生した２次電子は検出器６によって検出され
る。検出信号は増幅器１２によって増幅され、フィルタ
ー回路１４によって特定の周波数成分をカットした後、
絶対値回路１５において負信号が反転される。
【０００８】絶対値回路１５の出力は積分回路１６に供
給されて信号の積分が行われる。この積分は試料上の所
望領域の１回の２次元走査の期間実行され、その走査が
終了した後、積分値はＡＤ変換器１７を介して制御回路
１１内の信号強度分布メモリー１９に送られて記憶され
る。このような積分動作を補助コイル２６のステップ状
の励磁変化ごとに、そして、＋Ａから−Ａまで行うと、
図３（ｂ）に示す分布がメモリー１９に記憶されること
になる。
給されて信号の積分が行われる。この積分は試料上の所
望領域の１回の２次元走査の期間実行され、その走査が
終了した後、積分値はＡＤ変換器１７を介して制御回路
１１内の信号強度分布メモリー１９に送られて記憶され
る。このような積分動作を補助コイル２６のステップ状
の励磁変化ごとに、そして、＋Ａから−Ａまで行うと、
図３（ｂ）に示す分布がメモリー１９に記憶されること
になる。
【０００９】制御回路１１内の最大値検出ユニット２０
は、図３（ｂ）の分布の最大値を検出し、その時の補助
コイル２６への励磁強度を対物レンズ値変換ユニット２
８に供給する。なお、この最大値の励磁の時に電子ビー
ムのフォーカスが合っている。この結果、対物レンズ値
設定データメモリー２１の値は初期設定値ΔＺにフォー
カスが合っているときの補助コイルの励磁強度分（初期
値ΔＺと合焦点位置とのずれ量）ΔＺ１が加算された値
となる。対物レンズ４の励磁をΔＺ＋ΔＺ１に設定した
後、再度上記したオートフォーカス動作を実行し、その
時のΔＺ＋ΔＺ１と合焦点値とのずれ量ΔＺ２について
は、補助コイル値設定データメモリー２９にセットされ
る。このセットされる対物レンズの励磁値ΔＺ１と補助
コイルの励磁値ΔＺ２とは、図２（ａ），（ｂ）に示さ
れている。このΔＺ１とΔＺ２との設定完了によってオ
ートフォーカス動作は終了する。
は、図３（ｂ）の分布の最大値を検出し、その時の補助
コイル２６への励磁強度を対物レンズ値変換ユニット２
８に供給する。なお、この最大値の励磁の時に電子ビー
ムのフォーカスが合っている。この結果、対物レンズ値
設定データメモリー２１の値は初期設定値ΔＺにフォー
カスが合っているときの補助コイルの励磁強度分（初期
値ΔＺと合焦点位置とのずれ量）ΔＺ１が加算された値
となる。対物レンズ４の励磁をΔＺ＋ΔＺ１に設定した
後、再度上記したオートフォーカス動作を実行し、その
時のΔＺ＋ΔＺ１と合焦点値とのずれ量ΔＺ２について
は、補助コイル値設定データメモリー２９にセットされ
る。このセットされる対物レンズの励磁値ΔＺ１と補助
コイルの励磁値ΔＺ２とは、図２（ａ），（ｂ）に示さ
れている。このΔＺ１とΔＺ２との設定完了によってオ
ートフォーカス動作は終了する。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】上述したオートフォー
カス動作において、試料が半導体材料などの電子ビーム
を照射するとチャージアップしやすい試料の場合、試料
に照射する電子ビームのドーズ量が多いと、試料はチャ
ージアップする。このような現象が生じると、サンプリ
ングしている積分値に、フォーカス変化に対する十分な
変化が得られなくなる。
カス動作において、試料が半導体材料などの電子ビーム
を照射するとチャージアップしやすい試料の場合、試料
に照射する電子ビームのドーズ量が多いと、試料はチャ
ージアップする。このような現象が生じると、サンプリ
ングしている積分値に、フォーカス変化に対する十分な
変化が得られなくなる。
【００１１】例えば、チャージアップが生じない場合に
は、図４（ａ）に示すような信号が得られ、試料にチャ
ージアップが生じると、図４（ｂ）のような信号が得ら
れる。図４（ａ）のチャージアップのない場合には、フ
ォーカス変化時の信号強度変化が明瞭に現れ、正確なフ
ォーカス位置の検出を行うことができる。しかし、図４
（ｂ）の場合には、フォーカス変化時の信号強度変化が
現れにくく、正確なフォーカス位置検出が困難となる。
は、図４（ａ）に示すような信号が得られ、試料にチャ
ージアップが生じると、図４（ｂ）のような信号が得ら
れる。図４（ａ）のチャージアップのない場合には、フ
ォーカス変化時の信号強度変化が明瞭に現れ、正確なフ
ォーカス位置の検出を行うことができる。しかし、図４
（ｂ）の場合には、フォーカス変化時の信号強度変化が
現れにくく、正確なフォーカス位置検出が困難となる。
【００１２】このため、従来においては、チャージアッ
プしやすい試料の観察時には、試料への電子ビームのド
ーズ量を減らすようにしている。このドーズ量を減らす
方法としては、プローブ電流を減少させる、電子ビーム
の走査速度を速くする、の２つの方法が用いられる。し
かしながら、いずれの方法も、オートフォーカスで検出
するデータ量としては、減る方向であり、フォーカスピ
ークの検出が依然として困難となる。このような問題は
オートスティグマ動作を行う場合にも発生する。
プしやすい試料の観察時には、試料への電子ビームのド
ーズ量を減らすようにしている。このドーズ量を減らす
方法としては、プローブ電流を減少させる、電子ビーム
の走査速度を速くする、の２つの方法が用いられる。し
かしながら、いずれの方法も、オートフォーカスで検出
するデータ量としては、減る方向であり、フォーカスピ
ークの検出が依然として困難となる。このような問題は
オートスティグマ動作を行う場合にも発生する。
【００１３】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、チャージアップしやすい試料であ
っても、正確なオートフォーカスなどの動作を行うこと
ができる走査電子顕微鏡における電子ビームの調整方法
を実現するにある。
もので、その目的は、チャージアップしやすい試料であ
っても、正確なオートフォーカスなどの動作を行うこと
ができる走査電子顕微鏡における電子ビームの調整方法
を実現するにある。
【００１４】
【課題を解決するための手段】本発明に基づく走査電子
顕微鏡における電子ビームの調整方法は、電子ビームを
試料上に細く集束するととも試料上で電子ビームを２次
元的に走査し、試料から得られた信号を検出し、検出信
号に基づいて試料の走査像を得るようにした走査電子顕
微鏡において、試料上に照射される電子ビームの状態を
ステップ状に変化させ、このステップ状の変化ごとに試
料の所定の領域を走査し、試料から得られた信号を各ス
テップ状の変化ごとに積分し、得られた積分値の信号強
度分布の最大値を求めて、電子ビームの状態をこの最大
値が得られた時の状態に固定するようにした電子ビーム
の調整方法において、前記得られた積分値の信号強度分
布に基づいて、各ステップにおける積分信号強度とスム
ージング処理した信号とのばらつきを求め、積分データ
のＳＮ比に応じた信号と求められたばらつきによって積
分値の積算回数を求め、この積算回数だけ積算された積
分値の信号強度分布により、最大値を求めるようにした
ことを特徴としている。
顕微鏡における電子ビームの調整方法は、電子ビームを
試料上に細く集束するととも試料上で電子ビームを２次
元的に走査し、試料から得られた信号を検出し、検出信
号に基づいて試料の走査像を得るようにした走査電子顕
微鏡において、試料上に照射される電子ビームの状態を
ステップ状に変化させ、このステップ状の変化ごとに試
料の所定の領域を走査し、試料から得られた信号を各ス
テップ状の変化ごとに積分し、得られた積分値の信号強
度分布の最大値を求めて、電子ビームの状態をこの最大
値が得られた時の状態に固定するようにした電子ビーム
の調整方法において、前記得られた積分値の信号強度分
布に基づいて、各ステップにおける積分信号強度とスム
ージング処理した信号とのばらつきを求め、積分データ
のＳＮ比に応じた信号と求められたばらつきによって積
分値の積算回数を求め、この積算回数だけ積算された積
分値の信号強度分布により、最大値を求めるようにした
ことを特徴としている。
【００１５】本発明においては、試料上に照射される電
子ビームの状態をステップ状に変化させ、このステップ
状の変化ごとに試料の所定の領域を走査し、試料から得
られた信号を各ステップ状の変化ごとに積分し、得られ
た積分値の信号強度分布に基づいて、各ステップにおけ
る積分信号強度とスムージング処理した信号とのばらつ
きを求め、積分データのＳＮ比に応じた信号と求められ
たばらつきによって積分値の積算回数を求め、この積算
回数だけ積算された積分値の信号強度分布により、最大
値を求める。
子ビームの状態をステップ状に変化させ、このステップ
状の変化ごとに試料の所定の領域を走査し、試料から得
られた信号を各ステップ状の変化ごとに積分し、得られ
た積分値の信号強度分布に基づいて、各ステップにおけ
る積分信号強度とスムージング処理した信号とのばらつ
きを求め、積分データのＳＮ比に応じた信号と求められ
たばらつきによって積分値の積算回数を求め、この積算
回数だけ積算された積分値の信号強度分布により、最大
値を求める。
【００１６】
【発明の実施の形態】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５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
ないしは類似部分には同一番号を付し、その詳細な説明
は省略する。検出器６によって検出された信号は、増幅
器１２を介して水平，垂直走査信号が供給されている陰
極線管１３とフィルター回路１４に供給される。フィル
ター回路１４の出力信号は絶対値回路１５を介して積分
回路１６に供給され、積分回路１６によって積分され
る。積分回路１６の積分値は、ＡＤ変換器１７によって
デジタル信号に変換され、制御回路１１内の信号強度分
布メモリー３１に記憶される。
施例を詳細に説明する。図５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
ないしは類似部分には同一番号を付し、その詳細な説明
は省略する。検出器６によって検出された信号は、増幅
器１２を介して水平，垂直走査信号が供給されている陰
極線管１３とフィルター回路１４に供給される。フィル
ター回路１４の出力信号は絶対値回路１５を介して積分
回路１６に供給され、積分回路１６によって積分され
る。積分回路１６の積分値は、ＡＤ変換器１７によって
デジタル信号に変換され、制御回路１１内の信号強度分
布メモリー３１に記憶される。
【００１７】このメモリー３１は積算機能も有してい
る。信号強度分布メモリー３１に記憶された各励磁強度
ステップごとの積分信号は、信号強度分布のスムージン
グ処理と、各サンプリング点における生データとスムー
ジング処理された値とのばらつきを検出する処理と、後
述するばらつきの比を求める処理を行う演算部３２に供
給される。
る。信号強度分布メモリー３１に記憶された各励磁強度
ステップごとの積分信号は、信号強度分布のスムージン
グ処理と、各サンプリング点における生データとスムー
ジング処理された値とのばらつきを検出する処理と、後
述するばらつきの比を求める処理を行う演算部３２に供
給される。
【００１８】演算部３２は更にばらつき比に基づいて、
信号の最適積算回数の設定を行い、この設定された積算
回数に基づいて信号強度分布メモリー３１における信号
の積算回数を制御する。このような構成の動作は次の通
りである。
信号の最適積算回数の設定を行い、この設定された積算
回数に基づいて信号強度分布メモリー３１における信号
の積算回数を制御する。このような構成の動作は次の通
りである。
【００１９】通常の２次電子像を観察する場合も、対物
レンズ４のフォーカス合わせを行う場合も図１の従来装
置と同様にして行われる。ここで、試料５が半導体材料
のようなチャージアップしやすい試料である場合、垂直
走査信号発生回路７と水平走査信号発生回路９からの走
査信号は、高速走査のモードに切り換えられる。この結
果、試料５は、速い速度で電子ビームにより２次元的に
走査される。
レンズ４のフォーカス合わせを行う場合も図１の従来装
置と同様にして行われる。ここで、試料５が半導体材料
のようなチャージアップしやすい試料である場合、垂直
走査信号発生回路７と水平走査信号発生回路９からの走
査信号は、高速走査のモードに切り換えられる。この結
果、試料５は、速い速度で電子ビームにより２次元的に
走査される。
【００２０】この走査にともなって発生した２次電子
は、検出器６によって検出される。検出信号は増幅器１
２によって増幅され、フィルター回路１４によって特定
の周波数成分をカットした後、絶対値回路１５において
負信号が反転される。
は、検出器６によって検出される。検出信号は増幅器１
２によって増幅され、フィルター回路１４によって特定
の周波数成分をカットした後、絶対値回路１５において
負信号が反転される。
【００２１】絶対値回路１５の出力は積分回路１６に供
給されて信号の積分が行われる。この積分は試料上の所
望領域の１回の２次元走査の期間実行され、その走査が
終了した後、積分値はＡＤ変換器１７を介して制御回路
１１内の信号強度分布メモリー３１に送られて記憶され
る。このような積分動作を補助コイル２６のステップ状
の励磁変化ごとに、図３（ｂ）に示す分布がメモリー１
９に記憶されることになる。
給されて信号の積分が行われる。この積分は試料上の所
望領域の１回の２次元走査の期間実行され、その走査が
終了した後、積分値はＡＤ変換器１７を介して制御回路
１１内の信号強度分布メモリー３１に送られて記憶され
る。このような積分動作を補助コイル２６のステップ状
の励磁変化ごとに、図３（ｂ）に示す分布がメモリー１
９に記憶されることになる。
【００２２】信号強度分布メモリー３１に記憶された各
信号は、演算部３２に供給される。演算部３２に供給さ
れる信号強度分布のデータは、演算部３２においてまず
スムージング処理が施される。図６はスムージング処理
された信号強度分布波形Ｗと生のサンプリングデータＳ
1 〜Ｓn を示している。演算部３２はスムージング処理
をした後、各生データごとにスムージングデータとのば
らつき（各サンプリング点での生データ信号強度とスム
ージング信号強度との差）Ｄ1 〜Ｄn を求める。
信号は、演算部３２に供給される。演算部３２に供給さ
れる信号強度分布のデータは、演算部３２においてまず
スムージング処理が施される。図６はスムージング処理
された信号強度分布波形Ｗと生のサンプリングデータＳ
1 〜Ｓn を示している。演算部３２はスムージング処理
をした後、各生データごとにスムージングデータとのば
らつき（各サンプリング点での生データ信号強度とスム
ージング信号強度との差）Ｄ1 〜Ｄn を求める。
【００２３】次に、求められたばらつきＤ1 〜Ｄn につ
いて、それらの絶対値の加算を行い、ばらつきの平均値
Ａを求める。その後、スムージング処理をした信号につ
いて、最大値Ｐ1 と最小値Ｐ2 を求め、その差（Ｐ1 −
Ｐ2 ）を求める。この差は、信号レベルＬを示してい
る。更に、この信号レベルＬとばらつきの平均値Ａによ
りばらつきの係数Ｃを次式により求める。
いて、それらの絶対値の加算を行い、ばらつきの平均値
Ａを求める。その後、スムージング処理をした信号につ
いて、最大値Ｐ1 と最小値Ｐ2 を求め、その差（Ｐ1 −
Ｐ2 ）を求める。この差は、信号レベルＬを示してい
る。更に、この信号レベルＬとばらつきの平均値Ａによ
りばらつきの係数Ｃを次式により求める。
【００２４】Ｃ＝Ａ／Ｌ 次に、サンプリングデータ全体のＳＮ比を求める。この
ＳＮ比は（Ｐ1 −Ｐ2）／Ｐ2 によって求められる。こ
の演算後、次の式によって定義されるばらつきの比Ｒが
求められる。なお、次式でｋは定数である。
ＳＮ比は（Ｐ1 −Ｐ2）／Ｐ2 によって求められる。こ
の演算後、次の式によって定義されるばらつきの比Ｒが
求められる。なお、次式でｋは定数である。
【００２５】Ｒ＝（ＳＮ比／Ｃ）×ｋ この求められたばらつきの比Ｒが、正しく積分値よりピ
ークとして検出できるまで、すなわち、ＳＮ比が良くな
るまで、１サンプリング点当たりの積算回数値を求め
る。例えば、ばらつきの比が５以上必要となる場合、ｋ
＝１とすると、１サンプリング点当たりの積算回数Ｎ
は、次の通りとなる。
ークとして検出できるまで、すなわち、ＳＮ比が良くな
るまで、１サンプリング点当たりの積算回数値を求め
る。例えば、ばらつきの比が５以上必要となる場合、ｋ
＝１とすると、１サンプリング点当たりの積算回数Ｎ
は、次の通りとなる。
【００２６】Ｎ＝（５／Ｒ）×１ このようにして求められた積算回数のデータは、信号強
度分布メモリー３１に送られ、積分回路１６によって積
分された各フォーカス状態の積分値は、上記積算回数Ｎ
だけ積算処理が行われる。なお、この際、演算部３２か
らの積算回数Ｎの信号は、補助コイル値設定データメモ
リー２２にも供給され、指定された回数の積算の間、同
じ励磁強度の信号を補助コイル２６に供給するように構
成されている。
度分布メモリー３１に送られ、積分回路１６によって積
分された各フォーカス状態の積分値は、上記積算回数Ｎ
だけ積算処理が行われる。なお、この際、演算部３２か
らの積算回数Ｎの信号は、補助コイル値設定データメモ
リー２２にも供給され、指定された回数の積算の間、同
じ励磁強度の信号を補助コイル２６に供給するように構
成されている。
【００２７】信号強度分布メモリー３１において、回数
Ｎだけ積算されたデータは、演算部３２を介して最大値
検出ユニット２０に送られ、信号分布の最大値が検出さ
れる。この検出動作は、信号のＳＮ比が高められている
ので、正確に行うことができる。この最大値の得られた
時の補助コイル２６への励磁強度は、対物レンズ値変換
ユニット２８に供給され、図１の従来装置と同様にフォ
ーカス合わせが実行される。
Ｎだけ積算されたデータは、演算部３２を介して最大値
検出ユニット２０に送られ、信号分布の最大値が検出さ
れる。この検出動作は、信号のＳＮ比が高められている
ので、正確に行うことができる。この最大値の得られた
時の補助コイル２６への励磁強度は、対物レンズ値変換
ユニット２８に供給され、図１の従来装置と同様にフォ
ーカス合わせが実行される。
【００２８】なお、１回の信号強度分布を求めた際に、
既に十分なＳＮ比が得られた場合は、そのまま信号強度
分布データはメモリー３１から演算部３２を介して最大
値検出ユニット２０に送られる。
既に十分なＳＮ比が得られた場合は、そのまま信号強度
分布データはメモリー３１から演算部３２を介して最大
値検出ユニット２０に送られる。
【００２９】以上のように、図５に示した構成では、チ
ャージアップしやすい試料に対して、電子ビームの走査
速度を速くしても、最大値の検出をＳＮ比良く行うこと
ができる。なお、図５に示した実施の形態では、オート
フォーカスの動作中に、ＳＮ比を改善するための積算回
数を演算するようにしたが、予め、試料の種類によって
上記積算回数を求めて記憶しておき、実際のオートフォ
ーカス動作の時には、観察試料に応じて電子ビームの走
査速度とそれに対応した積算回数とを読みだし、オート
フォーカス動作を行っても良い。
ャージアップしやすい試料に対して、電子ビームの走査
速度を速くしても、最大値の検出をＳＮ比良く行うこと
ができる。なお、図５に示した実施の形態では、オート
フォーカスの動作中に、ＳＮ比を改善するための積算回
数を演算するようにしたが、予め、試料の種類によって
上記積算回数を求めて記憶しておき、実際のオートフォ
ーカス動作の時には、観察試料に応じて電子ビームの走
査速度とそれに対応した積算回数とを読みだし、オート
フォーカス動作を行っても良い。
【００３０】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、オートフ
ォーカス動作を例に説明したが、本発明はオートフォー
カス動作だけでなく、オートスティグマを行う際にも用
いることができる。オートスティグマの場合には、ステ
ィグメータにより電子ビームの形状をステップ状に変化
させ、各変化ごとに試料の所定の２次元領域を走査す
る。
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、オートフ
ォーカス動作を例に説明したが、本発明はオートフォー
カス動作だけでなく、オートスティグマを行う際にも用
いることができる。オートスティグマの場合には、ステ
ィグメータにより電子ビームの形状をステップ状に変化
させ、各変化ごとに試料の所定の２次元領域を走査す
る。
【００３１】
【発明の効果】以上説明したように、本発明に基づく走
査電子顕微鏡における電子ビームの調整方法は、試料上
に照射される電子ビームの状態をステップ状に変化さ
せ、このステップ状の変化ごとに試料の所定の領域を走
査し、試料から得られた信号を各ステップ状の変化ごと
に積分し、得られた積分値の信号強度分布に基づいて、
各ステップにおける積分信号強度とスムージング処理し
た信号とのばらつきを求め、積分データのＳＮ比に応じ
た信号と求められたばらつきによって積分値の積算回数
を求め、この積算回数だけ積算された積分値の信号強度
分布により、最大値を求めるようにした。
査電子顕微鏡における電子ビームの調整方法は、試料上
に照射される電子ビームの状態をステップ状に変化さ
せ、このステップ状の変化ごとに試料の所定の領域を走
査し、試料から得られた信号を各ステップ状の変化ごと
に積分し、得られた積分値の信号強度分布に基づいて、
各ステップにおける積分信号強度とスムージング処理し
た信号とのばらつきを求め、積分データのＳＮ比に応じ
た信号と求められたばらつきによって積分値の積算回数
を求め、この積算回数だけ積算された積分値の信号強度
分布により、最大値を求めるようにした。
【００３２】この結果、半導体試料のようにチャージア
ップしやすい試料の場合でも、自動的にオートフォーカ
スやオートスティグマ動作時に、最適な積算回数を設定
して信号の積算を行い、ＳＮ比を向上させてそれらの動
作をさせることができる。したがって、正確にフォーカ
ス位置の検出を行うことができる。
ップしやすい試料の場合でも、自動的にオートフォーカ
スやオートスティグマ動作時に、最適な積算回数を設定
して信号の積算を行い、ＳＮ比を向上させてそれらの動
作をさせることができる。したがって、正確にフォーカ
ス位置の検出を行うことができる。
【図１】本発明の一実施例である走査電子顕微鏡を示す
図である。
図である。
【図２】図１の走査電子顕微鏡によるオートフォーカス
動作を説明するために用いた信号波系図である。
動作を説明するために用いた信号波系図である。
【図３】図１の走査電子顕微鏡によるオートフォーカス
動作を説明するために用いた信号波系図である。
動作を説明するために用いた信号波系図である。
【図４】ＳＮ比の良い時の信号変化とＳＮ比の悪い時の
信号変化を示す図である。
信号変化を示す図である。
【図５】本発明の一実施例である走査電子顕微鏡を示す
図である。
図である。
【図６】スムージング処理を施した信号波形と生のサン
プリングデータを示す図である。
プリングデータを示す図である。
１ 電子ビーム ２，３ 偏向コイル ４ 対物レンズ ５ 試料 ６ 検出器 ７ 水平走査信号発生回路 ８，１０，２４，２７ 駆動回路 ９ 垂直走査信号発生回路 １１ 制御回路 １４ フィルタ回路 １５ 絶対値回路 １６ 積分回路 １７ ＡＤ変換器 ２０ 最大値検出ユニット ２１ 対物レンズ値設定データメモリー ２２ 補助コイル値設定データメモリー ２３，２５，３４ ＤＡ変換器 ２６ 補助コイル ２８ 対物レンズ値変換ユニット ２９ オートフォーカスユニット ３１ 信号強度分布メモリー ３２ 演算部
Claims (3)
- 【請求項１】 電子ビームを試料上に細く集束するとと
も試料上で電子ビームを２次元的に走査し、試料から得
られた信号を検出し、検出信号に基づいて試料の走査像
を得るようにした走査電子顕微鏡において、試料上に照
射される電子ビームの状態をステップ状に変化させ、こ
のステップ状の変化ごとに試料の所定の領域を走査し、
試料から得られた信号を各ステップ状の変化ごとに積分
し、得られた積分値の信号強度分布の最大値を求めて、
電子ビームの状態をこの最大値が得られた時の状態に固
定するようにした電子ビームの調整方法において、前記
得られた積分値の信号強度分布に基づいて、各ステップ
における積分信号強度とスムージング処理した信号との
ばらつきを求め、積分データのＳＮ比に応じた信号と求
められたばらつきによって積分値の積算回数を求め、こ
の積算回数だけ積算された積分値の信号強度分布によ
り、最大値を求めるようにした走査電子顕微鏡における
電子ビームの調整方法。 - 【請求項２】 電子ビームの調整は、ステップ状に電子
ビームのフォーカスを変化させ、電子ビームのオートフ
ォーカスを行う請求項１記載の走査電子顕微鏡における
電子ビームの調整方法。 - 【請求項３】 電子ビームの調整は、ステップ状に電子
ビームの形状を変化させ、電子ビームのオートスティグ
マを行う請求項１記載の走査電子顕微鏡における電子ビ
ームの調整方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32289396A JP3364400B2 (ja) | 1996-12-03 | 1996-12-03 | 走査電子顕微鏡における電子ビームの調整方法ならびに走査電子顕微鏡 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32289396A JP3364400B2 (ja) | 1996-12-03 | 1996-12-03 | 走査電子顕微鏡における電子ビームの調整方法ならびに走査電子顕微鏡 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10162761A true JPH10162761A (ja) | 1998-06-19 |
| JP3364400B2 JP3364400B2 (ja) | 2003-01-08 |
Family
ID=18148798
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP32289396A Expired - Fee Related JP3364400B2 (ja) | 1996-12-03 | 1996-12-03 | 走査電子顕微鏡における電子ビームの調整方法ならびに走査電子顕微鏡 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3364400B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2010082477A1 (ja) * | 2009-01-15 | 2010-07-22 | 株式会社日立ハイテクノロジーズ | 荷電ビーム装置 |
-
1996
- 1996-12-03 JP JP32289396A patent/JP3364400B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2010082477A1 (ja) * | 2009-01-15 | 2010-07-22 | 株式会社日立ハイテクノロジーズ | 荷電ビーム装置 |
| US8478021B2 (en) | 2009-01-15 | 2013-07-02 | Hitachi High-Technologies Corporation | Charged beam device |
| JP5506699B2 (ja) * | 2009-01-15 | 2014-05-28 | 株式会社日立ハイテクノロジーズ | 荷電ビーム装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3364400B2 (ja) | 2003-01-08 |
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