(57)【要約】【課題】視野範囲外の視野探しを容易にすることが求められている。【解決手段】試料９は電子線２で走査される。試料９から得られる二次電子信号は検出器１４ａ及び／又は１４ｂにより検出され、これにもとづいて像表示装置１５の第１表示面領域には試料像が表示される。その試料像は観察位置指定用像として該像の位置と共に記憶装置１６に記憶される。記憶される像は試料の異なる位置の複数の像であってよい。記憶されている像の一つが選択されて読出され、第２表示面領域に表示される。その表示された観察位置指定用像上の興味ある部分を選択すると、その部分の位置が第１表示面領域の中心に位置づけられるように試料９が水平移動され、上記興味ある部分の拡大像が第１表示面領域に表示される。【選択図】　図１
2004006390.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電子線を発生させ加速させる手段と、その加速された電子線を試料に集束させる手段と、その集束された電子線で前記試料を走査してその試料を特徴づける情報信号を生成する手段と、その生成された情報信号を検出する手段と、その検出された情報信号にもとづいて前記試料の観察像を得る手段と、その得られた観察像を記憶する手段と、その記憶された観察位置指定用像を読出す手段と、前記得られた観察像及び前記読出された観察位置指定用像をそれぞれの表示面領域に表示する手段と、その表示された観察位置指定用像上の観察位置を指定する手段と、その指定された観察位置を前記観察像の表示面の予め定められた位置に移動させてその表示面に前記指定された観察位置に対応する観察像を表示するように前記試料の前記電子線による走査位置を制御する手段と、条件設定手段とを含み、前記記憶手段は前記観察像を観察位置指定用像として記憶するときにその像が得られたときの加速条件、集束条件及びワ−キングディスタンスを記憶し、前記読出し手段は前記観察位置指定用像を読出すときにその観察位置指定用像が得られたときの前記記憶された加速条件、集束条件及びワ−キングディスタンスを読出し、前記条件設定手段は前記読出された加速条件、集束条件及びワ−キングデイスタンスを前記指定された観察位置指定用像を表示するときのそれらとして設定することを特徴とする走査電子顕微鏡。
【請求項２】
前記集束手段は対物レンズを含み、前記観察位置指定用像を読出したときに前記対物レンズの焦点が合うようにその対物レンズの励磁電流が自動的に制御されることを特徴とする請求項１に記載された走査電子顕微鏡。
【請求項３】
前記検出手段は複数個の検出器を有し、前記観察位置指定用像を記憶するときその観察位置指定用像が得られたときの前記検出器の使用条件を記憶し、前記記憶された観察位置指定用像を読出したときに前記記憶された使用条件を読出して、前記検出器の使用条件を前記読出された使用条件と自動的に同じに設定することを特徴とする請求項１又は２に記載された走査電子顕微鏡。
【請求項４】
前記表示された観察位置指定用像上の１点以上の位置と該位置に対応する、前記表示された観察位置指定用像よりも高倍率の像とを記憶し、前記記憶された位置を前記表示された観察位置指定用像上に表示し、その表示された位置を指定するとその位置に対応する記憶された高倍率像が読出されることを特徴とする請求項１〜１のいずれかに記載された走査電子顕微鏡。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は試料を電子線で走査することによって生成される、試料を特徴づける情報信号を検出して試料の像を得る走査電子顕微鏡に関する。
【０００２】
【従来の技術】
走査電子顕微鏡において、像上で指定した位置を所定位置に移動させ、その指定した位置に対応する拡大像を得るために、特公昭５４−７８０７５に記載されているように、観察視野内の任意の位置を表示ポインタで指示して観察視野中心に試料を移動させる技術が知られている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
この技術は拡大して観察すべき位置が観察視野内にある場合は有効である。しかし、拡大して観察すべ位置が視野範囲外あるいはビーム走査可能領域外にある場合にはその位置に対応する拡大像を得ることはできない。
【０００４】
一般に視野探しを行う場合は観察視野内だけではなく、視野範囲外から探すことが多い。このため、視野探しに有効な倍率像上でおおよその位置決めをし、その後、倍率を徐々に上げていき、観察位置および観察倍率を決定することになる。こういった視野探し方法では、観察位置のマーキング機能がないため、再び同じ位置で観察を行う場合の位置探しが困難である。
【０００５】
本発明の目的は視野範囲外の視野探しを容易にするのに適した走査電子顕微鏡を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明の走査電子顕微鏡は、本発明の目的を達成するために、電子線を発生させ加速させる手段と、その加速された電子線を試料に集束させる手段と、その集束された電子線で前記試料を走査してその試料を特徴づける情報信号を生成する手段と、その生成された情報信号を検出する手段と、その検出された情報信号にもとづいて前記試料の観察像を得る手段と、その得られた観察像を記憶する手段と、その記憶された観察位置指定用像を読出す手段と、前記得られた観察像及び前記読出された観察位置指定用像をそれぞれの表示面領域に表示する手段と、その表示された観察位置指定用像上の観察位置を指定する手段と、その指定された観察位置を前記観察像の表示面の予め定められた位置に移動させてその表示面に前記指定された観察位置に対応する観察像を表示するように前記試料の前記電子線による走査位置を制御する手段と、条件設定手段とを含み、前記記憶手段は前記観察像を観察位置指定用像として記憶するときにその像が得られたときの加速条件、集束条件及びワ−キングディスタンスを記憶し、前記読出し手段は前記観察位置指定用像を読出すときにその観察位置指定用像が得られたときの前記記憶された加速条件、集束条件及びワ−キングディスタンスを読出し、前記条件設定手段は前記読出された加速条件、集束条件及びワ−キングデイスタンスを前記指定された観察位置指定用像を表示するときのそれらとして設定する点に特徴がある。
【０００７】
【発明の実施の形態】
図１は本発明にもとづく走査電子顕微鏡の一実施例の概略構成図である。陰極１から放出された電子線２は陰極１と引出し電極３の間に印加される引き出し電圧Ｖ１により引き出され、陰極１と加速電極４の間に印加される加速電圧Ｖａｃｃによって加速される。電子線２はレンズ制御電源１２で制御される集束レンズ５及び６並びに対物レンズ８により試料ステ−ジ１０上の試料９に集束される。試料ステ−ジ１０、したがって試料９は試料ステ−ジ駆動部１９によって水平方向（Ｘ及びＹ方向）及び電子線２の軸方向（Ｚ方向）に移動したり、回転したりすることができる。走査電源２６からの走査信号は倍率設定器２７を介して偏向器７ａ及び７ｂからなる二段偏向器に与えられ、したがって、試料９は集束された電子線で二次元的に走査される。１１は絞りである。
【０００８】
試料９からは電子線２の照射によって試料９を特徴づける情報信号、典型的には２次電子信号１３が発生する。発生した２次電子信号１３は信号検出器１４ａ及び／又は１４ｂによって検出される。これらの検出器については、試料の種類、試料の高さ等によってそのどちらか１個又は両方が用いられる。検出器１４ａ及び／又は１４ｂによって検出された信号はＣＲＴを含む像表示装置１５に輝度変調信号として導入される。図では省略されているが、像表示装置１５のＣＲＴの走査は電子線２による試料９の走査と同期しており、したがってＣＲＴには２次電子による試料９の拡大像（走査像）がリアルタイムで表示される。この拡大像の倍率は倍率設定器２７によって任意に設定可能である。
【０００９】
図２は試料観察のフロ−を示すもので、初めに、上述のようにして像表示装置１５に試料９の拡大像が表示される（Ｓ１）。その拡大像を記憶画像制御部１７において指定すると（Ｓ２）、その指定された拡大像信号は該拡大像の位置（実際にはその拡大像の中心位置）の試料上位置（試料ステ−ジ上座標位置）と共に記憶装置１６に記憶される（Ｓ３）。もちろん、指定を複数回実行することにより、試料上の異なる位置の複数個の拡大像を記憶装置１６に記憶することができる。
【００１０】
図３は記憶されている像の試料ステ−ジ上座標位置マップで、これは像表示装置１５に試料の拡大像に代わって表示されてもよいし、別に表示されてもよい。同図において、２１は記憶されている像の試料上位置を示すもので、これは位置表示ポインタとして表示されている。記憶画像制御部１７で位置ポインタの一つを選択し指定すると、その指定された位置に対応する記憶された像が読出され（Ｓ４）、像表示装置１５に、リアルタイムで得られた試料の拡大像と同時に表示される（Ｓ５）。
【００１１】
図４は像表示装置１５の表示面領域２２にリアルタイムで得られた試料の拡大像を表示し、同時にその領域中の一部の領域２３に観察位置指定用像として指定によって読出された像を表示した例を示す。図４において、２８はその像中の拡大して観察したい部分の位置を表示する位置表示ポインタを示す。観察位置指定用像は、試料ステ−ジ１０を回転させると、これ対応して回転し、また、位置表示ポインタ２８は、試料ステ−ジ１０を回転させて観察位置を移動させたときは、その回転方向及び移動に対応して移動する。図４では、観察位置指定用像は表示面領域２２の一部の領域２３に表示されているが、別の領域に表示されてもよいし、拡大像と並べて表示されてもよい。
【００１２】
位置指定器１８を操作して領域２３に表示された像すなわち観察位置指定用像の中の興味ある部分を位置表示ポインタ２８で選択し指定すると（Ｓ６）、その指定された部分の位置信号が記憶装置１６から読出され、試料ステ−ジ駆動部１９に供給される。したがって、その指定された部分の位置が自動的に表示面領域２２の中心位置に位置づけられるように試料ステ−ジ１０、したがって試料９が水平移動され（いわゆる視野移動である）（Ｓ７）、指定された部分の拡大像（観察像）が表示面領域２２に表示され、その観察を行うことができる（Ｓ８）。その像の拡大率（倍率）は倍率設定器２７で自由に設定できる。
【００１３】
以上の説明からわかるように、視野探しは記憶した観察用位置指定用像を読出して行うことができるため、視野範囲外の視野探し作業も容易化される。また、観察位置指定用像に加えてその位置をも記憶しているため、再観察のための位置設定も容易となる。また、視野探しは記憶されている像を読出して行うことができるため、試料の電子線によるダメ−ジを軽減することができる。
【００１４】
観察位置指定用像を記憶装置１６に記憶するときに、その像及びその像の位置信号に加えて、その像が得られたときの加速電圧、レンズの集束条件すなわちレンズ５、６及び８の励磁条件、並びにワ−キングディスタンス（ＷＤ）をも記憶装置１６に記憶してもよい。この場合は、観察位置指定用像を読出したときに、制御部２４により、その像に対応する加速電圧、レンズの集束条件及びワ−キングディスタンスを読出して自動的にセットすることができる。また、観察位置指定用像を読出したときに、対物レンズの焦点が合うようにその励磁電流を制御部２４によって制御するようにしてもよい。
【００１５】
観察位置指定用像を記憶装置１６に記憶するときには、検出器１４ａ及び１４ｂの使用条件も一緒に記憶してもよい。この場合は、観察位置指定用像を読出したときに、制御部２４により、その像に対応する検出器１４ａ及び１４ｂの使用条件をも読出して自動的にセットすることができる。
【００１６】
表示面領域２３に表示されている観察位置指定用像上の１点以上の位置と該位置に対応する、表示されている観察位置指定用像よりも高倍率の像とを記憶装置１６に記憶してもよい。この場合は、表示されている観察位置指定用像上の記憶された位置をその表示された像上に位置表示ポインタとして表示し、その表示位置を指定して、その位置の、記憶されている高倍率像を読出し、表示面領域２２に表示することができる。
【００１７】
記憶装置１６に記憶されるべき観察位置指定用像は試料の分割した領域を電子線で走査して得られた像のつなぎ合わせ像からなるようにしてもよい。これは走査可能範囲よりも広い領域を観察したい場合に効果的である。
【００１８】
次に、上述の実施例から把握できる請求項に記載した以外の技術思想（発明）について請求項形式で列挙すると下記のようになる。
【００１９】
【発明１】
試料を電子線で走査してその試料を特徴づける情報信号を生成する手段と、その生成された情報信号を検出する手段と、その検出された情報信号にもとづいて前記試料の観察像を得る手段と、その得られた観察像を観察位置指定用像として記憶する手段と、その記憶された観察位置指定用像を読出す手段と、前記得られた観察像及び前記読出された観察位置指定用像をそれぞれの表示面に表示する手段と、その表示された観察位置指定用像上の観察位置を指定する手段と、その指定された観察位置を前記観察像の表示面の予め定められた位置に移動させてその表示面に前記指定された観察位置に対応する観察像を表示するように前記試料の前記電子線による走査位置を制御する手段とを含む走査電子顕微鏡。
【００２０】
【発明２】
前記記憶される観察位置指定用像の数は複数であることを特徴とする発明１に記載された走査電子顕微鏡。
【００２１】
【発明３】
前記記憶手段は前記複数の観察位置指定用像の観察位置を記憶することを特徴とする発明２に記載された走査電子顕微鏡。
【００２２】
【発明４】
前記試料を支持する試料ステ−ジを有し、前記複数の観察位置指定用像の観察位置は前記試料ステ−ジ上位置であることを特徴とする発明３に記載された走査電子顕微鏡。
【００２３】
【発明５】
前記複数の観察位置指定用像の前記試料上位置の分布を表示するようにしたことを特徴とする発明４に記載された走査電子顕微鏡。
【００２４】
【発明６】
前記表示された複数の観察位置指定用像の試料上位置のうちの任意の位置を指定してその対応観察位置指定用像を読出すようにしたことを特徴とする発明５に記載された走査電子顕微鏡。
【００２５】
【発明７】
前記走査位置制御手段は前記試料の移動を制御する手段であることを特徴とする発明１〜６のいずれかに記載された走査電子顕微鏡。
【００２６】
【発明８】
前記表示された観察位置指定用像上の指定された観察位置を位置表示ポインタとして表示し、その指定された観察位置の移動に応じて前記位置表示ポインタが移動することを特徴とする発明１に記載された走査電子顕微鏡。
【００２７】
【発明９】
前記試料を回転させる手段を有し、その試料の回転に応じて前記位置表示ポインタが回転することを特徴とする発明８に記載された走査電子顕微鏡。
【００２８】
【発明１０】
前記試料を回転させる手段を有し、その試料の回転に応じて前記指定された位置表示用像が回転することを特徴とする発明８に記載された走査電子顕微鏡。
【００２９】
【発明の効果】
本発明によれば、視野範囲外の視野探しを容易にするのに適した走査電子顕微鏡を提供することにある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明にもとづく一実施例を示す走査電子顕微鏡の概略構成図。
【図２】一例としての試料観察のフロ−チャートを示す図。
【図３】一例としての、記憶されている像の試料ステ−ジ上座標位置マップを示す図。
【図４】一例としての、像表示例を示す図。
【符号の説明】
１：陰極、２：電子線、３：引出し電極、４：加速電極、５、６：集束レンズ、７ａ、７ｂ：偏向器、８：対物レンズ、９：試料、１０：試料ステージ、１１：絞り、１２：レンズ制御電源、１３：二次電子信号、１４、検出器、１５：像表示装置、１６：記憶装置、１７：記憶画像制御部、１８：位置指定器、１９：試料ステージ駆動部、２１：位置表示ポインタ、２２、２３：像表示領域、２４：制御部、２６：走査電源、２７：倍率設定器、２８：位置表示ポインタ。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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