WO2012120576A1 - 走査電子顕微鏡 - Google Patents

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    • H01J2237/22Treatment of data
    • H01J2237/221Image processing

Definitions

  • the present invention relates to an electron microscope, and in particular, provides an electron microscope having a function of automatically correcting the orthogonality by calculating the orthogonality and reflecting the calculated result in the deflection control circuit.
  • the scanning electron microscope scans two-dimensionally in the XY plane on the sample on which the primary electron beam is to be observed, detects secondary electrons or backscattered electrons generated from the scanning position, and outputs the detector output signal.
  • This is an apparatus for obtaining an observation image of a target sample by imaging. Since secondary electrons and reflected electrons are generated along the scanning trajectory of the primary electron beam, the obtained image is naturally distorted if the X scanning direction and the Y scanning direction are not orthogonal.
  • FIG. 1 shows the relationship between the orthogonality of scanning lines to the scanning area and image distortion. If the scanning region in the X direction and the scanning region in the Y direction are not appropriate, the image is observed with distortion as shown in FIG. FIG. 1 shows an example of a circular sample as an observation object. For example, when the scanning region is distorted in a diamond shape, the observed image is observed in an elliptical shape. When the scanning area is appropriately a square area, a circular object is correctly observed as a circular image.
  • the degree of orthogonality between the X scanning line and the Y scanning line is generally referred to as orthogonality, but in an actual scanning electron microscope, the orthogonality is adjusted to such an extent that the X scanning line and the Y scanning line can be regarded as orthogonal. There is a need.
  • Patent Document 1 discloses an invention in which an SEM image is divided into a lattice shape, a lattice-like sheet is pasted on a monitor, and the deflection distortion for each divided region is visually adjusted.
  • the lattice-shaped sample has a manufacturing accuracy variation and is visually adjusted, there is a problem in the conventional technique that the orthogonality after the adjustment may vary for each electron microscope. . Further, since the correction value of the control circuit is manually input, there is a problem that the correction accuracy varies. Furthermore, when a single user uses a plurality of electron microscopes, there is a case where a difference in orthogonality between the electron microscopes becomes obvious and becomes a problem.
  • An object of the present invention is to realize an electron microscope adjustment method with less variation in orthogonality than before and an electron microscope having a function of executing the adjustment method.
  • a spherical sample that is considered to have less manufacturing variation than the lattice-like sample is used, and an algorithm that defines the orthogonality from the image of the spherical sample is adopted.
  • the correction value of the control circuit of the electron microscope is calculated and automatically set in the control sequencer of the deflector.
  • the present invention it is not necessary to manufacture a lattice-shaped sample, and it becomes easy to reduce the variation in the orthogonality by defining the orthogonality from the spherical sample.
  • a function that can be automatically determined it is possible to reduce the variation of regulations by people. As a result, it is possible to reduce variations among apparatuses and to obtain an effect of improving the performance of the apparatus.
  • FIG. 6 is a diagram illustrating the relationship between the orthogonality of scanning lines to a scanning region and image distortion.
  • FIG. 3 is a diagram illustrating an adjustment principle of an adjustment algorithm of a scanning deflector according to the first embodiment.
  • FIG. 6 is a diagram illustrating an adjustment flow of the scanning deflector according to the first embodiment. 6 is an operation screen used for adjusting the scanning deflector according to the first embodiment.
  • FIG. 6 is a diagram illustrating an adjustment principle of an adjustment algorithm of a scanning deflector according to a second embodiment.
  • FIG. 10 is a diagram illustrating an adjustment flow of the scanning deflector according to the second embodiment.
  • a particulate sample is used for an apparatus for observing an SEM image, and the accuracy at the time of measuring the orthogonality of the apparatus is defined by using the spherical characteristic.
  • FIG. 2 shows the configuration of the scanning electron microscope of this example. Electrons are accelerated and extracted from the electron gun 1, the electron probe is condensed by the condenser lens 2, the focus is adjusted by the electron lens 4, and the sample on the sample stage 5 is irradiated with electrons.
  • the electronic probe is located between the condenser lens 2 and the electronic lens 4 and has a structure in which the position can be changed by the scanning coil 3 (scanning deflector).
  • the scanning coil 3 includes an X deflection coil that adjusts distortion in the horizontal direction (X direction) of the observation image and a Y deflection coil that adjusts distortion in the vertical direction (Y direction) of the observation image.
  • the distortion-free image is realized by adjusting the current value.
  • the sample stage 5 is transported and mounted on the sample stage 6 by a transport mechanism (not shown).
  • the sample stage 5, the sample stage 6 and others are housed in a chamber 7, and the chamber 7 is kept in a vacuum state by a vacuum exhaust device (not shown).
  • Secondary electrons are emitted from the sample by the electrons irradiated on the sample on the sample stage 5, detected by the secondary electron detector 8, and the detection signal is displayed on the image monitor 10 via the image memory 9. Observed as a secondary electron image.
  • the image monitor 10 is connected to the apparatus control unit 11.
  • the apparatus control unit 11 is often realized by a personal computer-based arithmetic unit. In addition to the calculation of the correction value of the orthogonality set in the scanning coil control unit 12, the host control unit controls the entire scanning electron microscope. Function as.
  • the device control unit 11 is connected to input devices such as a mouse and a keyboard.
  • a spherical sample is mounted on the sample on the sample stage 5, and an SEM image of the spherical sample is acquired by observing the secondary electron image of the spherical sample. .
  • the apparatus control unit 11 calculates the current correction value of the scanning coil 3 using the SEM image of the spherical sample.
  • the scanning coil control unit 12 (deflection control sequencer) includes a storage element such as a latch circuit or a register, and stores the calculated current correction value.
  • the scanning coil controller 12 adjusts the orthogonal relationship between the X scanning line and the Y scanning line using the current correction value.
  • FIG. 3 shows the principle of the orthogonality adjustment algorithm of this embodiment.
  • the scanning coil control unit 12 is adjusted so that the length of one side of the rectangle formed by the tangents at the four points on the outline of the real image of the spherical sample is equal to the length of the other side, the orthogonality can be increased. It can be adjusted appropriately.
  • FIG. 4 shows an adjustment flow of the scanning deflector of this embodiment.
  • the orthogonality in the Y direction with respect to the X direction has been adjusted using a lattice-like sample for defining the orthogonality.
  • the orthogonality is defined by using a spherical sample instead of the lattice sample.
  • a spherical sample is mounted on a sample stage of a scanning electron microscope, and is transported into a sample chamber using a sample stage.
  • the spherical sample include polystyrene latex particles (usually PSL particles). Polystyrene latex particles are known as true spherical particles with very uniform particle sizes. However, the spherical sample that can be used is not limited to this.
  • a secondary electron image or a reflected electron image of the spherical sample is acquired, and an image is displayed on the operation screen for adjusting the orthogonality displayed on the image monitor 10.
  • a selection button for displaying the operation screen is displayed. When the device user presses this button, the orthogonality adjustment shown in FIG. The selection setting screen is displayed.
  • the adjustment of the orthogonality can be both automatically executed by the device control unit 11 and manually adjusted by the device user, and the Auto ADJ. Or Manual ADJ.
  • the orthogonality adjustment operation screen shown in FIG. 5B is displayed, and the adjustment flow is started thereafter.
  • an acquired image in which the orthogonality is in various fabric states is displayed on the orthogonality adjustment operation screen in FIG.
  • the X cross cursor and the Y cross cursor indicated by the four straight lines in FIG. 3A are displayed on the orthogonality adjustment operation screen.
  • an elliptical image as shown in FIG. 3A is observed even for a spherical sample.
  • the XY cross cursor is a straight line generated by the apparatus control unit 11, it can be regarded as two straight lines that completely intersect at 90 degrees on the screen.
  • the operator first searches the screen for a position where the straight line in the X direction of the X cross cursor contacts the lower side of the ellipse on the observation image, and records the Y position coordinate Y1 of the cursor at this time. Similarly, the position where the straight line in the X direction of the second X cross cursor touches the upper side of the ellipse on the observation image, the position where the straight line in the Y direction of the first Y cross cursor touches the left side of the observation image ellipse, and the second Y The position where the straight line in the Y direction of the cross cursor touches the right side of the observation image ellipse is searched, and the position coordinates of each cursor, that is, the Y position coordinates Y2, the X position coordinates X1, and the X position coordinates X2 are recorded. The position coordinates are automatically recorded in the apparatus control unit 11 by, for example, a double click operation of the mouse.
  • the distance B in the Y direction is calculated as Y2 ⁇ Y1.
  • the step size (increment) when changing the X coil and Y coil current values is stored in the main body control unit 11 and the scanning coil control unit 12. The operator may be able to set step size information via an appropriate setting screen.
  • the apparatus control unit 11 transfers the current values of the X coil and Y coil at this time to the scanning coil control unit 12 as correction values.
  • the scanning coil control unit 12 stores the transferred correction value in an internal storage element.
  • the coordinates X1, X2, Y1, and Y2 are set manually, but the adjustment flow shown in FIG. 4 can be easily automated. However, since it is better for the final adjustment result to be confirmed by a person, even if automatic execution is selected in FIG. 5A, the final result is displayed in FIG. 5B. The device user visually confirms.
  • the orthogonality obtained as a result of the automatic execution can be measured with reference to the cross cursor on the screen, and it can be determined that the adjustment of the orthogonality is completed by observing the display image as a circle.
  • FIG. 6 shows the principle of the adjustment algorithm of this embodiment. Considering a perfect circle Cz having the same area as the observation image C0 and the observation image C0 of the spherical sample, if the orthogonality is within a specified value, they should match.
  • the correction value of the straightness is obtained by obtaining the current values of the X deflection coil and the Y deflection coil such that they match.
  • FIG. 7 shows an adjustment flow of the scanning deflector according to the second embodiment.
  • a plurality of straight lines (for example, n lines) passing through the center of the circle are arranged on the perfect circle Cz so as to divide the true circle Cz into n equal parts.
  • These straight lines are defined as straight lines Dn, and the sum of squares of the difference dni between the length of the intersection between the contour line of the observation image C0 of the spherical sample and the straight line Dn and the diameter of the perfect circle is calculated for each of the straight lines Dn. D is obtained.
  • the reason why the sum of squares is used is that a deviation from the perfect circle Cz of the observation image C0 is not correctly expressed by a positive or negative sign in the sum of simple differences.
  • the threshold D0 and the increments of the X coil and Y coil current values are stored in the main body control unit 11 and the scanning coil control unit 12. The operator may be able to set the above information via an appropriate setting screen.

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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Electron Sources, Ion Sources (AREA)
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Abstract

 従来の電子顕微鏡においては、直交度は電子顕微鏡毎に電子顕微鏡とは独立にあらかじめ直交と想定して製作された格子状サンプルを該当の顕微鏡で像観察し、該サンプルが画面上で直交として観察されるように該電子顕微鏡制御回路に補正をかけることで定義していた。また補正は画面上での目視による判断であり、補正も人による手動で実施していた。しかし、この方法においては格子状サンプルの製作上のばらつきにより、装置毎の直交度にばらつきが生じる可能性があった。また補正を手動で実施することで補正精度にばらつきが生じるといった問題があった。 上記目的を達成するために、直交度規定用に格子状サンプルではなく粒子状サンプルを使用し、円であるべき像を円として観察されるような調整を実施することで、直交度を規定することが可能となる。

Description

走査電子顕微鏡
 本発明は電子顕微鏡に関し、特に直交度を算出し、算出した結果を偏向制御回路に反映することで直交度の補正を自動で行う機能を有する電子顕微鏡を提供する。
 走査電子顕微鏡は、一次電子線を観察したい試料上のXY面内で二次元的に走査し、走査位置から発生する二次電子ないし後方散乱される反射電子を検出し、検出器の出力信号を画像化することにより、目的試料の観察像を得る装置である。二次電子や反射電子は一次電子線の走査の軌跡に沿って発生するため、X走査方向とY走査方向が直交していないと、当然ながら得られる画像は歪むことになる。
 図1に走査線の走査領域に対する直交性と画像歪の関係を示す。X方向の走査領域とY方向の走査領域が適切で無いと、図1に示すように画像は歪んで観測されることになる。図1には観察対象物として円形状の試料の例を示すが、例えば走査領域が菱形に歪んでいると、観察された画像が楕円形に歪んで観測される。走査領域が適正に正方形領域となることで、円形状の対象物が正しく円形状の画像として観察されることになる。
 このX走査線とY走査線の直交の度合いを一般に直交度と称するが、実際の走査電子顕微鏡においては、X走査線とY走査線とが直交していると見なせる程度に直交度を調整する必要がある。
 従来の電子顕微鏡においては、電子顕微鏡とは独立に製作された格子状試料を用い、当該格子状試料が直交であると仮定して、格子状試料の画像が表示画面上で直交して観察されるように、電子顕微鏡の走査偏向器の制御回路に補正をかけることで調整を行っていた。例えば、特許文献1には、SEM画像を格子状に分割し、格子状のシートをモニタ上に貼り付けて目視により各分割領域毎の偏向歪を調整する発明が開示されている。
 しかし、格子状試料には製作上の精度ばらつきがある上、目視による調整を行っているため、従来技術においては、調整後の直交度が電子顕微鏡毎にばらつく可能性があるという問題があった。また、制御回路の補正値を手入力しているため、補正精度にばらつきが生じるという問題があった。更に、複数台の電子顕微鏡を一人のユーザが使用する場合に、電子顕微鏡毎の直交度の差が顕在化して問題となる場合があった。
特開昭63-150842号公報
 本発明の目的は、従来よりも直交度のばらつきの少ない電子顕微鏡の調整方法および当該調整方法を実行する機能を備えた電子顕微鏡を実現することにある。
 上記問題を解決するために、本発明では格子状試料より製作上のばらつきが少ないと考えられる球状試料を使用し、球状試料の画像から直交度を規定するアルゴリズムを採用する。このアルゴリズムを用いて電子顕微鏡の制御回路の補正値を計算し、偏向器の制御シーケンサに自動設定する。
 本発明によれば、格子状試料の製作が不要となり、球状試料から直交度を規定することで直交度のばらつきを少なくすることが容易になる。また自動で判定できる機能を組み込むことで人による規定のばらつきを少なくすることが可能となる。これにより装置毎のばらつきを少なくすることができ、装置の性能向上を図ることができる効果が得られる。
走査線の走査領域に対する直交性と画像歪の関係図。 本実施例の走査電子顕微鏡の構成図。 実施例1の走査偏向器の調整アルゴリズムの調整原理を示す図。 実施例1の走査偏向器の調整フローを示す図。 実施例1の走査偏向器の調整で使用される操作画面。 実施例2の走査偏向器の調整アルゴリズムの調整原理を示す図。 実施例2の走査偏向器の調整フローを示す図。
 以下、実施例について説明する。以降の実施例では、SEM像を観察する装置に粒子状サンプルを用い、その球状である特性を利用することで装置の直交度測定時の精度を規定する。
 図2に本実施例の走査電子顕微鏡の構成を示す。電子銃1から電子を加速して引き出し、コンデンサレンズ2で電子プローブを集光したのち、電子レンズ4で焦点調整されて試料台5上の試料に電子を照射する。電子プローブはコンデンサレンズ2と電子レンズ4の間にあって、走査コイル3(走査偏向器)によってその位置が変えられる構造になっている。走査コイル3は、観察像の水平方向(X方向)の歪を調整するX偏向コイルと観察像の垂直方向(Y方向)の歪を調整するY偏向コイルを備えており、それぞれのコイルに供給する電流値を調整することで歪の無い画像を実現する。
 試料台5は試料ステージ6に図示していない搬送機構により搬送,搭置される。試料台5,試料ステージ6他はチャンバー7に収納されており、チャンバー7は図示していない真空排気装置により、その内部は真空状態に保持されている。試料台5の試料に照射された電子により試料から二次電子が放射され、これを二次電子検出器8により検出し、その検出信号を画像メモリ9を介して画像モニタ10に表示することで二次電子画像として観測するものである。画像モニタ10は装置制御部11と接続されている。
 装置制御部11は、パーソナルコンピュータベースの演算装置で実現される場合も多く、走査コイル制御部12に設定する直交度の補正値の演算の他、走査電子顕微鏡全体を制御する上での上位装置として機能する。また、装置制御部11には、マウスやキーボードといった入力デバイスが接続されている。
 直交度の調整を行う場合には、図1に示す走査電子顕微鏡において、試料台5上の試料に球状試料を搭載し、球状試料の二次電子像観察によって当該球状試料のSEM画像を取得する。装置制御部11は、上記球状試料のSEM画像を用いて走査コイル3の電流補正値を計算される。走査コイル制御部12(偏向制御シーケンサ)にはラッチ回路あるいはレジスタなどの記憶素子が備えられており、計算された電流補正値が格納される。走査コイル制御部12は、この電流補正値を用いてX走査線とY走査線の直交関係を調整する。これにより、直交度の保証された走査電子顕微鏡を提供することが可能となり、球状試料を正確な円として観察できるようになる。
 図3には本実施例の直交度の調整アルゴリズムの原理を示す。直交度が適切でない状態で、図3(A)に示すような歪んだ球状試料の画像が得られた場合を考える。球状試料の画像が歪むと楕円状の画像が得られるが、この楕円を内接円として含むような矩形を考えると長方形となる。一方、直交度が適切に調整されて入れば、球状試料の画像として図3(B)に示すよう真円に近い画像が得られる。
 すなわち、球状試料の実画像の輪郭線上での4点における接線により構成される矩形の一辺が他の一辺と長さが等しくない場合には、球状試料の観察像が円として観察されていないことになる。一方、上記矩形の一辺が他の一辺と等しくなる時、球状試料の観察像が円として観察されていることになり、XY偏向コイルの走査域が適切であることを意味している。従って、球状試料の実画像の輪郭線上での4点における接線により構成される矩形の一辺の長さが他の一辺の長さと等しくなるように走査コイル制御部12を調整すれば、直交度を適切に調整できることになる。
 図4に本実施例の走査偏向器の調整フローを示す。
 上述のように、従来、X方向に対するY方向の直交度は、直交度規定用の格子状試料を使用して調整していた。本実施例では格子状試料の替わりに球状試料を使用して直交度を規定する。
 はじめに、走査電子顕微鏡の試料台に球状試料を搭載し、試料ステージを用いて試料室内に搬送する。球状試料としては例えばポリスチレンラテックス粒子(通常PSL粒子)がある。ポリスチレンラテックス粒子は粒子径が非常にそろった真球状粒子として知られている。ただし、使用できる球状試料としてこれに限定されない。試料の搬送後、球状試料の二次電子像あるいは反射電子像を取得し、画像モニタ10上に表示される直交度調整用の操作画面上に画像を表示させる。SEM画像が表示される通常の観察画面には操作画面を表示させるための選択ボタンが表示されており、装置ユーザがこのボタンを押すことにより、図5の(A)図に示される直交度調整選択設定画面が表示される。
 直交度の調整作業は、装置制御部11による自動実行と装置ユーザによるマニュアル調整の両方が可能となっており、図5の(A)図に示すAuto ADJ.またはManual ADJ.いずれかのラジオボタンを選択し、「START」ボタンをクリックすることにより、図5の(B)図に示される直交度調整操作画面が表示され、以下、調整フローが開始される。
 以降の説明では、マニュアル操作を選択したものとする。
 直行度の調整フローが開始されると、図5の(B)図の直交度調整操作画面に、直交度が諸生地状態での取得画像が表示される。同時に、図3の(A)図中の4本の直線で示されるXクロスカーソルおよびYクロスカーソルが直交度調整操作画面上に表示される。通常、初期状態では直交度は適正ではないので、球状試料であっても図3の(A)に示されるような楕円状の画像が観察される。一方、XYのクロスカーソルは、装置制御部11により生成される直線であるため、画面上完全に90度で交わる2本の直線と見なすことができる。
 操作者は、まず画面上でXクロスカーソルのX方向の直線が観察画像上楕円の下側で接する位置を探し、この時のカーソルのY位置座標Y1を記録する。同様に、第2のXクロスカーソルのX方向の直線が観察像上楕円の上側で接する位置、第1のYクロスカーソルのY方向の直線が観察画像楕円の左側で接する位置および第2のYクロスカーソルのY方向の直線が観察画像楕円の右側で接する位置を探し、各々のカーソルの位置座標、すなわちY位置座標Y2,X位置座標X1およびX位置座標X2を記録する。位置座標は、例えばマウスのダブルクリック動作などにより自動的に装置制御部11に記録される。
 XクロスカーソルおよびYクロスカーソルと楕円状画像の接触位置座標X1,X2,Y1,Y2が設定されると、装置制御部11はそれぞれの座標から楕円のX方向の距離A=X2-X1及び楕円のY方向の距離B=Y2-Y1を算出する。
 次に装置制御部11は、距離Aと距離Bを比較する判定ステップを実行し、A≠Bの場合は、偏向コイルXコイル及びYコイルの電流値を変更した上で、距離A及び距離Bの算出の操作を実施し、A,Bの比較を実施する。同様の操作をA=Bとなるまで繰り返し実施する。Xコイル及びYコイル電流値を変更する際の刻み幅(インクリメント分)は、本体制御部11や走査コイル制御部12内に格納される。操作者が適当な設定画面を介して刻み幅の情報を設定できるようにしてもよい。
 A=Bと判定されると、装置制御部11は、この時のXコイル及びYコイルの電流値を補正値として走査コイル制御部12に転送する。走査コイル制御部12は、転送された補正値を内部の記憶素子に記憶する。これにより、直交度の調整フローが完了する。
 以上の説明は、座標X1,X2,Y1,Y2の設定を手動で行ったが、図4に示した調整フローは容易に自動化が可能である。但し、最終的な調整結果は人が確認できた方がよいので、図5の(A)図で自動実行を選択した場合であっても、最終結果は図5の(B)図に表示し、装置ユーザが目視確認する。自動実行の結果得られる直交度は、画面上のクロスカーソルを基準にして測定することが可能であり、表示画像が円として観測できることで、直交度の調整が完了したと判断できる。
 本実施例では、実施例1とは別の調整アルゴリズムを用いて直交度を調整する走査電子顕微鏡について説明する。装置の全体構成は図1と同様であるので、説明は省略する。
 図6には、本実施例の調整アルゴリズムの原理を示す。球状試料の観察像C0と観察画像C0に面積が等しい真円Czを考えた場合、直交度が規定値以内であれば、両者は一致するはずである。本実施例の調整アルゴリズムでは、両者が一致するようなX偏向コイルおよびY偏向コイルの電流値を求めることで、直行度の補正値を求める。
 図7に実施例2の走査偏向器の調整フローを示す。
 フローの最初のステップから図5(B)図の直交度調整操作画面上に初期状態の観察画像を表示するまでのステップは実施例1と同様であるので説明は省略する。
 次に、操作画面上で、真円Czの輪郭線と観察像C0の中心を概ね一致させる。この作業は、マニュアル操作でも自動実行でも可能である。
 次に、真円Cz上に円の中心を通る複数の直線(例えばn本)を真円Czをn等分するように配置する。これらの直線を直線Dnとし、球状試料の観察像C0の輪郭線と直線Dnの2交点間の長さと、前記真円の直径との差dniの自乗和を直線Dnの各々について計算し、総和Dを求める。自乗和を採用するのは、単純な差の総和では正負の符号により観察像C0の真円Czからのずれが正しく表現されないためである。
 次に、計算した自乗和の総和Dが所定のしきい値D0より小さいかどうかを判定し、大きければ、Xコイル及びYコイルの電流値を適当な刻み幅だけ変更し、上記の総和Dの計算ステップと、DとD0との比較ステップを実行する。上記のステップを、総和Dがしきい値D0より小さくなるまで繰り返すことにより、直行度の補正値を求めることができる。実施例1と同様に、しきい値D0やXコイル及びYコイル電流値の刻み幅は、本体制御部11や走査コイル制御部12内に格納されている。適当な設定画面を介して操作者が上記の情報を設定できるようにしてもよい。
1 電子銃
2 コンデンサレンズ
3 走査コイル
4 電子レンズ
5 試料台
6 試料ステージ
7 チャンバー
8 二次電子検出器
9 画像メモリ
10 画像モニタ
11 装置制御部
12 走査コイル制御部
13 直交度調整選択設定画面
14 直交度調整操作画面
C0 球状試料のSEM観察像
Cz SEM像観察画面上の設定された真円
Dn 真円の中心を通る直線
dni 真円の直径と直線DnがC0のSEM観察像輪郭線と交わる2点間距離の差

Claims (7)

  1.  電子銃で発生した一次電子線を走査偏向器を用いて試料上に走査して、当該試料の画像を取得する走査電子顕微鏡において、
     前記走査偏向器のXY走査方向を調整する制御部と、
     前記制御部によるXY走査方向の調整量を求めるコンピュータと、
     前記画像を表示するモニタとを備え、
     前記コンピュータは、球状試料の実画像の輪郭線上での4点における接線により構成される矩形の一辺が、互いに長さが等しくなるように前記XY走査方向の調整量を求めることを特徴とする走査電子顕微鏡。
  2.  電子銃で発生した一次電子線を走査偏向器を用いて試料上に走査して、当該試料の画像を取得する走査電子顕微鏡において、
     前記走査偏向器のXY走査方向を調整する制御部と、
     前記制御部によるXY走査方向の調整量を求めるコンピュータと、
     前記画像を表示するモニタとを備え、
     前記コンピュータは、球状試料の実画像の輪郭線が、当該コンピュータにより生成された前記球状試料の実画像と面積が等しい真円に一致するように前記XY走査方向の調整量を求めることを特徴とする走査電子顕微鏡。
  3.  請求項1に記載の走査電子顕微鏡において、
     前記モニタ上に、前記球状試料の実画像の輪郭線に対する前記接線の位置を定めるための操作画面が表示されることを特徴とする走査電子顕微鏡。
  4.  請求項2に記載の走査電子顕微鏡において、
     前記モニタ上に、前記球状試料の実画像の輪郭線の中心と前記真円の中心とが重なるように、前記球状試料の実画像の輪郭線または前記真円の表示位置を移動するための操作画面が表示されることを特徴とする走査電子顕微鏡。
  5.  請求項4に記載の走査電子顕微鏡において、
     前記コンピュータは、前記輪郭線の中心を通る直線と前記輪郭線との2交点間の長さと前記真円の直径との差の自乗和を、向きの異なる複数の直線について計算し、
     当該自乗和が所定のしきい値よりも小さくなるように前記XY走査方向の調整量を求めることを特徴とする走査電子顕微鏡。
  6.  電子銃で発生した一次電子線を走査偏向器を用いて試料上のXY方向に走査して、当該試料の画像を取得する走査電子顕微鏡の走査偏向器の調整方法において、
     球状試料の実画像の輪郭線上での4点における接線により構成される矩形の一辺が、互いに長さが等しくなるようにXY走査方向の調整量を求めることを特徴とする走査偏向器の調整方法。
  7.  電子銃で発生した一次電子線を走査偏向器を用いて試料上のXY方向に走査して、当該試料の画像を取得する走査電子顕微鏡の走査偏向器の調整方法において、
     球状試料の実画像の輪郭線が、当該コンピュータにより生成された前記球状試料の実画像と面積が等しい真円に一致するようにXY走査方向の調整量を求めることを特徴とする走査電子顕微鏡の調整方法。
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Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2015045468A1 (ja) * 2013-09-30 2015-04-02 株式会社日立ハイテクノロジーズ 荷電粒子ビーム装置
JP7299206B2 (ja) 2017-02-16 2023-06-27 株式会社荏原製作所 電子ビームの照射エリア調整方法および同調整システム、電子ビームの照射領域補正方法、ならびに、電子ビーム照射装置
JP6770482B2 (ja) * 2017-05-22 2020-10-14 日本電子株式会社 荷電粒子線装置および走査像の歪み補正方法
US11062875B2 (en) * 2019-10-14 2021-07-13 City University Of Hong Kong Imaging apparatus and related control unit

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH05190130A (ja) * 1992-01-13 1993-07-30 Nikon Corp 電子顕微鏡の電子ビーム偏向磁場調整方法
JPH0721961A (ja) * 1993-07-05 1995-01-24 Hitachi Ltd 透過電子顕微鏡用又は電子エネルギー損失分析電子顕微鏡用の撮像方法及び撮像装置
JP2005520279A (ja) * 2001-06-29 2005-07-07 エフ・イ−・アイ・カンパニー 走査型計測装置の較正のための方法と装置
JP2007179753A (ja) * 2005-12-27 2007-07-12 Hitachi High-Technologies Corp 走査透過電子顕微鏡、及び収差測定方法
JP2008171756A (ja) * 2007-01-15 2008-07-24 Jeol Ltd 電子顕微鏡の歪み測定方法及び輝度補正方法

Family Cites Families (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS63150842A (ja) 1986-12-15 1988-06-23 Nichidenshi Tekunikusu:Kk 走査電子顕微鏡
US5923430A (en) * 1993-06-17 1999-07-13 Ultrapointe Corporation Method for characterizing defects on semiconductor wafers
JP3256678B2 (ja) * 1998-02-19 2002-02-12 株式会社東芝 レンズの収差測定方法
US6248486B1 (en) * 1998-11-23 2001-06-19 U.S. Philips Corporation Method of detecting aberrations of an optical imaging system
US6368763B2 (en) * 1998-11-23 2002-04-09 U.S. Philips Corporation Method of detecting aberrations of an optical imaging system
JP3987276B2 (ja) * 2000-10-12 2007-10-03 株式会社日立製作所 試料像形成方法
JP3968334B2 (ja) * 2002-09-11 2007-08-29 株式会社日立ハイテクノロジーズ 荷電粒子線装置及び荷電粒子線照射方法
US7136143B2 (en) * 2002-12-13 2006-11-14 Smith Bruce W Method for aberration detection and measurement
JP4248387B2 (ja) * 2003-12-17 2009-04-02 日本電子株式会社 収差自動補正方法及び装置
JP2005183085A (ja) * 2003-12-17 2005-07-07 Jeol Ltd 収差自動補正方法及び装置
JP4351108B2 (ja) * 2004-04-07 2009-10-28 日本電子株式会社 Semの収差自動補正方法及び収差自動補正装置
JP4522203B2 (ja) * 2004-09-14 2010-08-11 日本電子株式会社 荷電粒子ビーム装置の色収差補正方法及び装置並びに荷電粒子ビーム装置
JP5078431B2 (ja) * 2007-05-17 2012-11-21 株式会社日立ハイテクノロジーズ 荷電粒子ビーム装置、その収差補正値算出装置、及びその収差補正プログラム
DE102008035297B4 (de) * 2007-07-31 2017-08-17 Hitachi High-Technologies Corporation Aberrationskorrektureinrichtung für Ladungsteilchenstrahlen in einem optischen System einer Ladungsteilchenstrahlvorrichtung und Ladungsteilchenstrahlvorrichtung mit der Aberrationskorrektureinrichtung
TWI479570B (zh) * 2007-12-26 2015-04-01 奈華科技有限公司 從樣本移除材料之方法及系統
JP5277250B2 (ja) * 2008-09-25 2013-08-28 株式会社日立ハイテクノロジーズ 荷電粒子線応用装置およびその幾何収差測定方法
JP5350123B2 (ja) * 2009-08-10 2013-11-27 株式会社日立ハイテクノロジーズ 荷電粒子線装置及び画像表示方法
EP2534667A2 (en) * 2010-02-10 2012-12-19 Mochii, Inc. (d/b/a Voxa) Aberration-correcting dark-field electron microscopy

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH05190130A (ja) * 1992-01-13 1993-07-30 Nikon Corp 電子顕微鏡の電子ビーム偏向磁場調整方法
JPH0721961A (ja) * 1993-07-05 1995-01-24 Hitachi Ltd 透過電子顕微鏡用又は電子エネルギー損失分析電子顕微鏡用の撮像方法及び撮像装置
JP2005520279A (ja) * 2001-06-29 2005-07-07 エフ・イ−・アイ・カンパニー 走査型計測装置の較正のための方法と装置
JP2007179753A (ja) * 2005-12-27 2007-07-12 Hitachi High-Technologies Corp 走査透過電子顕微鏡、及び収差測定方法
JP2008171756A (ja) * 2007-01-15 2008-07-24 Jeol Ltd 電子顕微鏡の歪み測定方法及び輝度補正方法

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