(57)【要約】【課題】  装置の設置環境外乱に基づく低周波振動、且つ、装置の固有振動が励振されても、これらの振動に基づく電子ビーム照射位置の偏差を補正する。【解決手段】  ステージ８を備えたチャンバ２上に電子光学鏡筒１を搭載している荷電粒子ビーム装置において、電子光学鏡筒最上部に加速度計２１を取り付ける。加速度計２１の出力ライン上に、電子光学系鏡筒及び被ビーム照射物ステージの固有振動数より低い周波数を通過させるローパスフィルタ２２と、防振マウント１４と装置とによる固有振動数及び、装置設置環境において像ノイズをもたらしている低周波床振動の周波数より高い周波数を通過させるハイパスフィルタ２３を並列に接続する。ハイパスフィルタ２３の出力は二重積分器２４を介し、ローパスフィルタ２２の出力はそのまま、それぞれゲインコントロール回路２５，２６を介してして加算し、偏向器７に送られるように成す。【選択図】図６
2005166538.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
鏡筒搭載台上に、荷電粒子ビーム発生手段，電子レンズ及び偏向器等の電子光学系を備えた電子光学鏡筒を搭載し、荷電粒子ビーム発生手段からの荷電粒子ビームを被ビーム照射物支持体に取り付けられた被ビーム照射物に照射するように成した荷電粒子ビーム装置において、加速度測定手段を電子光学鏡筒及び／若しくは被ビーム照射物支持体に取り付け、該加速度測定手段の出力ライン上に、電子光学系鏡筒及び被ビーム照射物支持体の固有振動数より低い周波数を通過させる第１フィルタと、前記電子光学系鏡筒及び被ビーム照射物支持体の固有振動帯域のうち最も低い振動数以上の周波数成分を通過させる第２フィルタを並列に接続し、前記第２フィルタの出力を二重積分した信号と、前記第１フィルタの出力信号とに基づいて荷電粒子ビーム若しくは被ビーム照射物支持体を移動させるように成した荷電粒子ビーム装置。          
【請求項２】
鏡筒搭載台上に、荷電粒子ビーム発生手段，電子レンズ及び偏向器等の電子光学系を備えた電子光学鏡筒を搭載し、荷電粒子ビーム発生手段からの荷電粒子ビームを被ビーム照射物支持体に取り付けられた被ビーム照射物に照射するように成した荷電粒子ビーム装置において、加速度測定手段を電子光学鏡筒及び／若しくは被ビーム照射物支持体に取り付け、該加速度測定手段の出力ライン上に、電子光学系鏡筒及び被ビーム照射物支持体の固有振動数より低い周波数を通過させる第１フィルタと、前記各固有振動数の内、少なくとも１つ以上の周波数をそれぞれ別々に通過させるバンドパスフィルタを並列に接続し、該バンドパスフィルタの出力を元にして得た振動の変位信号と、前記第１フィルタの出力信号とに基づいて荷電粒子ビーム若しくは被ビーム照射物支持体を移動させるように成した荷電粒子ビーム装置。
【請求項３】
被照射物ステージを備えたチャンバ上に、荷電粒子ビーム発生手段，電子レンズ及び偏向器等の電子光学系を備えた電子光学鏡筒を搭載し、荷電粒子ビーム発生手段からの荷電粒子ビームを被ビーム照射物ステージにセットされた被ビーム照射物に照射するように成した荷電粒子ビーム装置において、加速度測定手段を電子光学鏡筒及び／若しくは被ビーム照射物ステージに取り付け、該加速度測定手段の出力ライン上に、電子光学系鏡筒及び被ビーム照射物ステージの固有振動数より低い周波数を通過させる第１フィルタと、前記電子光学系鏡筒及び被ビーム照射物支持体の固有振動帯域のうち最も低い振動数以上の周波数成分を通過させる第２フィルタを並列に接続し、前記第２フィルタの出力を二重積分した信号と、前記第１フィルタの出力信号とに基づいて荷電粒子ビーム若しくは被ビーム照射物ステージを移動させるように成した荷電粒子ビーム装置。
【請求項４】
被照射物ステージを備えたチャンバ上に、荷電粒子ビーム発生手段，電子レンズ及び偏向器等の電子光学系を備えた電子光学鏡筒を搭載し、荷電粒子ビーム発生手段からの荷電粒子ビームを被ビーム照射物ステージにセットされた被ビーム照射物に照射するように成した荷電粒子ビーム装置において、加速度測定手段を電子光学鏡筒及び／若しくは被ビーム照射物ステージに取り付け、該加速度測定手段の出力ライン上に、電子光学系鏡筒及び被ビーム照射物ステージの固有振動数より低い周波数を通過させる第１フィルタと、前記各固有振動数の内、少なくとも１つ以上の周波数をそれぞれ別々に通過させるバンドパスフィルタを並列に接続し、該バンドパスフィルタの出力を元にして得た振動の変位信号と、前記第１フィルタの出力信号とに基づいて荷電粒子ビーム若しくは被ビーム照射物支持台を移動させるように成した荷電粒子ビーム装置。
【請求項５】
鏡筒搭載台上に、荷電粒子ビーム発生手段，電子レンズ及び偏向器等の電子光学系，被ビーム照射物支持体、及び被ビーム照射物を透過した荷電ビームに基づく像が結像されるスクリーン体を備えた電子光学鏡筒を搭載し、荷電粒子ビーム発生手段からの荷電粒子ビームを被ビーム照射物支持体に取り付けられた被ビーム照射物に照射するように成した荷電粒子ビーム装置において、加速度測定手段を電子光学鏡筒に取り付け、該加速度測定手段の出力ライン上に、電子光学系鏡筒，被ビーム照射物支持体及びスクリーン体の固有振動数より低い周波数を通過させる第１フィルタと、前記電子光学系鏡筒，被ビーム照射物支持体及びスクリーン体の固有振動帯域のうち最も低い振動数以上の周波数成分を通過させる第２フィルタを並列に接続し、前記第２フィルタの出力を二重積分した信号と、前記第１フィルタの出力信号とに基づいて被ビーム照射物支持体若しくはスクリーン体を移動させるように成した荷電粒子ビーム装置。
【請求項６】
鏡筒搭載台上に、荷電粒子ビーム発生手段，電子レンズ及び偏向器等の電子光学系，被ビーム照射物支持体、及び被ビーム照射物を透過した荷電ビームに基づく像が結像されるスクリーン体を備えた電子光学鏡筒を搭載し、荷電粒子ビーム発生手段からの荷電粒子ビームを被ビーム照射物支持体に取り付けられた被ビーム照射物に照射するように成した荷電粒子ビーム装置において、加速度測定手段を電子光学鏡筒に取り付け、該加速度測定手段の出力ライン上に、電子光学系鏡筒，被ビーム照射物支持体及びスクリーン体の固有振動数より低い周波数を通過させる第１フィルタと、前記各固有振動数の内、少なくとも１つ以上の周波数をそれぞれ別々に通過させるバンドパスフィルタを並列に接続し、該バンドパスフィルタの出力を元にして得た振動の変位信号と、前記第１フィルタの出力信号とに基づいて被ビーム照射物支持体若しくはスクリーン体を移動させるように成した荷電粒子ビーム装置。
【請求項７】
バンドパスフィルタの出力ラインに遅延回路を設けてバンドパスフィルタの加速度出力の位相を１８０度分遅らせるように成した請求項２，４，６に記載の何れかの荷電粒子ビーム装置。
【請求項８】
バンドパスフィルタの出力ラインに二重積分器を設けてバンドパスフィルタの加速度出力を変位に変換させるように成した請求項２，４，６に記載の何れかの荷電粒子ビーム装置。
【請求項９】
バンドパスフィルタの出力ラインに反転回路を設けてバンドパスフィルタの加速度出力の位相を１８０度分遅らせるように成した請求項２，４，６に記載の何れかの荷電粒子ビーム装置。
【請求項１０】
スクリーン体は蛍光板である請求項５若しくは６に記載の荷電粒子ビーム装置。
【請求項１１】
スクリーン体はフィルムである請求項５若しくは６に記載の荷電粒子ビーム装置。
【請求項１２】
被ビーム照射物支持体とスクリーン体の間に偏向器が設けられており、第２フィルタの出力を二重積分した信号と、第１フィルタの出力信号とに基づいて、この偏向器により被ビーム照射物を透過した荷電粒子ビームを移動させるように成した請求項５記載の荷電粒子ビーム装置。
【請求項１３】
被ビーム照射物支持体とスクリーン体の間に偏向器が設けられており、各バンドパスフィルタの出力を元にして得た振動の変位信号と、前記第１フィルタの出力信号とに基づいて、この偏向器により被ビーム照射物を透過した荷電粒子ビームを移動させるように成した請求項６記載の荷電粒子ビーム装置。
【請求項１４】
電子光学鏡筒を搭載している鏡筒搭載台は防振マウントを介して床の上に設置されている請求項１，２，５，若しくは６記載の荷電粒子ビーム装置。
【請求項１５】
電子光学鏡筒を搭載しているチャンバは防振マウントを介して床の上に設置されている請求項３若しくは４記載の荷電粒子ビーム装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、加速度検出手段を備えた荷電粒子ビーム装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子ビーム若しくはイオンビームの如き荷電粒子ビームを使用して、試料を観察したり、材料上にパターンを描いたりする荷電粒子ビーム装置がある。
【０００３】
例えば、走査型電子顕微鏡は荷電粒子ビーム装置の１つであり、以下に、走査型電子顕微鏡について簡単に説明する。
【０００４】
図１は走査型電子顕微鏡の概略を示したもので、１は電子光学鏡筒で、試料チャンバ２の上に搭載されている。前記電子光学鏡筒１内には、電子銃３、該電子銃からの電子ビームを試料上で集束させるための集束レンズ４及び対物レンズ５、集束された電子ビームで試料６上の所定領域を走査させるための偏向コイル７等が備えられている。一方、前記試料チャンバ２内には、試料６を載置するためのステージ８、前記試料上の電子ビーム走査により、該試料から発生した、例えば、二次電子を検出する二次電子検出器９等が設けられている。
【０００５】
尚、前記偏向コイル７としては、実際には、Ｘ方向走査用のものとＹ方向走査用のものが備えられているが、図１では便宜上、何れか一方のみ示した。又、前記ステージ８は、Ｘ方向移動用のものとＹ方向移動用のもの等から成り、試料６は、水平２軸（Ｘ軸，Ｙ軸）方向だけではなく、電子光学軸方向、即ち、Ｚ軸方向や、Ｚ軸周りの回転動、水平軸周りの回転動が出来る様に構成されている。
【０００６】
図１において、１０は中央制御装置１１からの指令に基づいて走査信号を前記偏向コイル７に供給する走査信号発生回路、１２は中央制御装置１１からのステージ駆動指令に基づいてステージを駆動するステージ駆動機構、１３は陰極線管若しくは液晶表示装置等の表示装置である。
【０００７】
この様な走査型電子顕微鏡において、中央制御装置１１からの指令に基づいて走査信号発生回路１０がＸ，Ｙ走査信号を偏向コイル７に送ると、集束レンズ４及び対物レンズ５によって集束された電子銃３からの電子ビームは試料６上の所定の領域を走査する。この走査により発生した二次電子は二次電子検出器９に検出され、二次電子検出器９の出力信号は中央制御装置１１に送られ、ここで種々の信号処理が施され表示装置１３に送られる。この結果、表示装置１３の画面上に前記試料の所定領域の二次電子像が表示される。
【０００８】
所で、ステージ８や電子光学鏡筒１は試料チャンバ２に取り付けられているが、この試料チャンバ２は防振マウント１４を介して床１５上に設置され、試料チャンバ２への床１５の振動の伝達が少なくなる様に工夫されている。
【０００９】
しかし、装置の設置環境外乱（床振動，騒音等）の入力によって、前記ステージ８を含む装置各部に振動が生じることがある。この様な振動により、試料上の電子ビームの照射位置と、試料６との間に相対的変位が発生すると、試料の二次電子像上に像ノイズが入ってしまい、像観察に支障を来すことになる。又、ステージの移動若しくは停止時に、ステージ８の固有振動、電子光学鏡筒１の固有振動、防振マウント１４と装置とによる固有振動等が励起されて、前記二次電子像上に像ノイズが入ってしまうこともある。
【００１０】
そこで、例えば、図２に示す様に、ステージ８に反射鏡１６を、試料チャンバ２にレーザー干渉計１７をそれぞれ取り付け、干渉計１７によりステージ８の振動を捕らえ、該捕らえた振動に基づく信号を前記偏向コイル７に供給することにより、電子ビーム照射位置に補正をかけ、前記像ノイズの低減を計っている。尚、この際、偏向コイル７とは別に補正用の偏向コイルを設け、この補正用偏向コイルに干渉計１７により捕らえた振動に基づく信号を供給しても良い。
【００１１】
しかし、ステージの振動に基づく電子ビーム照射位置の目標位置からの偏差を補正出来るが、試料チャンバ２に取り付けられているレーザー干渉計１７の振動及び、電子光学鏡筒１の曲げ振動に基づく電子ビーム照射位置の目標位置からの偏差を補正することが出来ない。
【００１２】
最近、この様な問題を解決するために、ある程度の周波数以上においてレーザー干渉計より感度が高く、安価である加速度計をステージ若しくは電子光学鏡筒に取り付け、装置各部の振動振幅を計測し、振動により発生する電子ビーム照射位置の偏差量を偏向コイルにフィードバックすることにより、像ノイズを低減している。
【００１３】
【特許文献１】特開昭６０−１１７７２１号公報
【特許文献２】特開平１１−１１１５９８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
さて、従来の加速度計を備えた装置では、加速度計で検出した加速度信号を二重積分器を通して変位信号（即ち、加速度信号に対して位相が１８０度遅れた変位信号）に換算し、この変位に対応した信号を偏向コイルにフィードバックしている。
【００１５】
しかし、加速度信号を二重積分すると、加速度信号の中、低周波領域（ステージや電子光学鏡筒等の固有振動数より低い周波数領域で数Ｈｚ以下の周波数）のノイズが増幅されてしまうため、像ノイズの低減に支障を来している。
【００１６】
そこで、加速度計の後にローカットフィルタ（低周波信号を通過させないフィルタ）を接続して、この問題を解決している。
【００１７】
しかしながら、低周波領域、即ち、ステージや電子光学鏡筒等の固有振動数より低い周波数領域で、数Ｈｚ以下の周波数の振動に基づく電子ビーム照射位置の偏差量は補正されないことになる。
【００１８】
さりとて、この低周波領域の振動に基づく電子ビーム照射位置の偏差量の補正を行うために、加速度計の後にハイカットフィルタ（高周波信号を通過させないフィルタ）を接続すれば、ステージや電子光学鏡筒等の固有振動数より高い周波数領域で、数Ｈｚ以上の周波数の振動に基づく電子ビーム照射位置の偏差量は補正されないことになる。
【００１９】
尚、前記公知文献（特開昭６０−１１７７２１号）では、二箇所で測定した加速度信号を二重積分し、得られた変位の差分を取って相対変位を求めているが、測定ノイズの問題が発生する。
【００２０】
本発明は、この様な問題を解決する新規な荷電粒子ビーム装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００２１】
本発明の荷電粒子ビーム装置は、鏡筒搭載台上に、荷電粒子ビーム発生手段，電子レンズ及び偏向器等の電子光学系を備えた電子光学鏡筒を搭載し、荷電粒子ビーム発生手段からの荷電粒子ビームを被ビーム照射物支持体に取り付けられた被ビーム照射物に照射するように成した荷電粒子ビーム装置において、加速度測定手段を電子光学鏡筒及び／若しくは被ビーム照射物支持体に取り付け、該加速度測定手段の出力ライン上に、電子光学系鏡筒及び被ビーム照射物支持体の固有振動数より低い周波数を通過させる第１フィルタと、前記電子光学系鏡筒及び被ビーム照射物支持体の固有振動帯域のうち最も低い振動数以上の周波数成分を通過させる第２フィルタを並列に接続し、前記第２フィルタの出力を二重積分した信号と、前記第１フィルタの出力信号とに基づいて荷電粒子ビーム若しくは被ビーム照射物支持体を移動させるように成した。
【００２２】
本発明の荷電粒子ビーム装置は、鏡筒搭載台上に、荷電粒子ビーム発生手段，電子レンズ及び偏向器等の電子光学系を備えた電子光学鏡筒を搭載し、荷電粒子ビーム発生手段からの荷電粒子ビームを被ビーム照射物支持体に取り付けられた被ビーム照射物に照射するように成した荷電粒子ビーム装置において、加速度測定手段を電子光学鏡筒及び／若しくは被ビーム照射物支持体に取り付け、該加速度測定手段の出力ライン上に、電子光学系鏡筒及び被ビーム照射物支持体の固有振動数より低い周波数を通過させる第１フィルタと、前記各固有振動数の内、少なくとも１つ以上の周波数をそれぞれ別々に通過させるバンドパスフィルタを並列に接続し、該バンドパスフィルタの出力を元にして得た振動の変位信号と、前記第１フィルタの出力信号とに基づいて荷電粒子ビーム若しくは被ビーム照射物支持体を移動させるように成した。
【００２３】
本発明の荷電粒子ビーム装置は、被照射物ステージを備えたチャンバ上に、荷電粒子ビーム発生手段，電子レンズ及び偏向器等の電子光学系を備えた電子光学鏡筒を搭載し、荷電粒子ビーム発生手段からの荷電粒子ビームを被ビーム照射物ステージにセットされた被ビーム照射物に照射するように成した荷電粒子ビーム装置において、加速度測定手段を電子光学鏡筒及び／若しくは被ビーム照射物ステージに取り付け、該加速度測定手段の出力ライン上に、電子光学系鏡筒及び被ビーム照射物ステージの固有振動数より低い周波数を通過させる第１フィルタと、前記電子光学系鏡筒及び被ビーム照射物支持体の固有振動帯域のうち最も低い振動数以上の周波数成分を通過させる第２フィルタを並列に接続し、前記第２フィルタの出力を二重積分した信号と、前記第１フィルタの出力信号とに基づいて荷電粒子ビーム若しくは被ビーム照射物ステージを移動させるように成した。
【００２４】
本発明の荷電粒子ビーム装置は、被照射物ステージを備えたチャンバ上に、荷電粒子ビーム発生手段，電子レンズ及び偏向器等の電子光学系を備えた電子光学鏡筒を搭載し、荷電粒子ビーム発生手段からの荷電粒子ビームを被ビーム照射物ステージにセットされた被ビーム照射物に照射するように成した荷電粒子ビーム装置において、加速度測定手段を電子光学鏡筒及び／若しくは被ビーム照射物ステージに取り付け、該加速度測定手段の出力ライン上に、電子光学系鏡筒及び被ビーム照射物ステージの固有振動数より低い周波数を通過させる第１フィルタと、前記各固有振動数の内、少なくとも１つ以上の周波数をそれぞれ別々に通過させるバンドパスフィルタを並列に接続し、該バンドパスフィルタの出力を元にして得た振動の変位信号と、前記第１フィルタの出力信号とに基づいて荷電粒子ビーム若しくは被ビーム照射物支持台を移動させるように成した。
【００２５】
本発明の荷電粒子ビーム装置は、鏡筒搭載台上に、荷電粒子ビーム発生手段，電子レンズ及び偏向器等の電子光学系，被ビーム照射物支持体、及び被ビーム照射物を透過した荷電ビームに基づく像が結像されるスクリーン体を備えた電子光学鏡筒を搭載し、荷電粒子ビーム発生手段からの荷電粒子ビームを被ビーム照射物支持体に取り付けられた被ビーム照射物に照射するように成した荷電粒子ビーム装置において、加速度測定手段を電子光学鏡筒に取り付け、該加速度測定手段の出力ライン上に、電子光学系鏡筒，被ビーム照射物支持体及びスクリーン体の固有振動数より低い周波数を通過させる第１フィルタと、前記電子光学系鏡筒，被ビーム照射物支持体及びスクリーン体の固有振動帯域のうち最も低い振動数以上の周波数成分を通過させる第２フィルタを並列に接続し、前記第２フィルタの出力を二重積分した信号と、前記第１フィルタの出力信号とに基づいて被ビーム照射物支持体若しくはスクリーン体を移動させるように成した。
【００２６】
本発明の荷電粒子ビーム装置は、鏡筒搭載台上に、荷電粒子ビーム発生手段，電子レンズ及び偏向器等の電子光学系，被ビーム照射物支持体、及び被ビーム照射物を透過した荷電ビームに基づく像が結像されるスクリーン体を備えた電子光学鏡筒を搭載し、荷電粒子ビーム発生手段からの荷電粒子ビームを被ビーム照射物支持体に取り付けられた被ビーム照射物に照射するように成した荷電粒子ビーム装置において、加速度測定手段を電子光学鏡筒に取り付け、該加速度測定手段の出力ライン上に、電子光学系鏡筒，被ビーム照射物支持体及びスクリーン体の固有振動数より低い周波数を通過させる第１フィルタと、前記各固有振動数の内、少なくとも１つ以上の周波数をそれぞれ別々に通過させるバンドパスフィルタを並列に接続し、該バンドパスフィルタの出力を元にして得た振動の変位信号と、前記第１フィルタの出力信号とに基づいて被ビーム照射物支持体若しくはスクリーン体を移動させるように成した。
【発明の効果】
【００２７】
本発明の荷電粒子ビーム装置によれば、装置の設置環境外乱（床振動，騒音等）に基づく低周波振動（ステージや電子光学鏡筒等の固有振動の周波数より低い数Ｈｚの振動）が装置に伝達され、且つ、ステージの移動若しくは停止時に、ステージの固有振動，電子光学鏡筒の固有振動，防振マウントと装置とによる固有振動等の固有振動が励振されても、これらの振動に基づく電子ビーム照射位置の偏差が補正される。  
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
先ず、本発明の原理について説明する。
【００２９】
今、装置の設置環境外乱（床振動，騒音等）に基づく低周波振動（ステージや電子光学鏡筒等の固有振動の周波数より低い数Ｈｚの振動）が装置に伝達され、ステージの移動若しくは停止時に、ステージの固有振動，電子光学鏡筒の固有振動，防振マウントと装置とによる固有振動等の固有振動が励振されると仮定する。さて、この際、加速度計をステージ及び／若しくは電子光学鏡筒に取り付けると、加速度計によって測定される加速度信号には、前記低周波振動と固有振動の両方に基づく信号がミックスされている。
【００３０】
さて、例えば、前記図１において、床振動が伝達してチャンバ２が、例えば、Ｘ方向に振動する状況を考えると（説明の便宜上Ｘ方向の振動について説明するが、実際には、Ｙ方向の振動についても、同様に考える）、装置全体がＸ方向に振動させられることになる。この時、チャンバ２とステージ８の相対変位が発生する。又、電子光学鏡筒１も自身の慣性力による曲げモーメントを受けることにより、弾性変形を発生し、チャンバ２に対する電子ビーム照射位置の相対変位が発生する。図３はこの状況を簡単にモデル化したもので、ステージ８に関しては、ステージの質量に対してステージ支持部のバネ定数Ｋｂ１と減衰定数Ｋｇ１によって、Ｘ方向の１自由度振動系を成しており、電子光学鏡筒１に関しては、実際には分布定数系の弾性体の曲げ変形であるが、回転中心Ｏに対してバネ定数Ｋｂ２と減衰定数Ｋｇ２を有する回転振動する剛体と見なすことで、回転方向ではあるが、１自由度振動系を成していると見なす事が出来る。尚、図３には、チャンバ２の振幅は示していないが、ステージの位置の相対振幅Ｄ１と電子ビーム照射位置の相対振幅Ｄ２のみを示した。
【００３１】
図４は１自由度振動系において基礎側（チャンバ２）に強制変位を与えた場合の基礎側（チャンバ２）と質量側（ステージ８或いは電子光学鏡筒１）との相対変位量（相対振幅）を系の固有振動数と基礎側（チャンバ２）への入力振動の周波数との比（周波数比）に対して描いたグラフである。このグラフから、周波数比が小さい場合、即ち、基礎側（チャンバ２）への入力振動の周波数が系の固有振動数に対して小さい場合、周波数比と相対振幅が比例する事が分かる。
【００３２】
図５は基礎側（チャンバ２）へ入力する強制振動の加速度振幅が一定になるようにした場合に、相対変位が周波数比に対してどの様になるかを描いたもので、入力振動数が系の固有振動数に対して低い領域においては、周波数比にかかわらず、相対変位が一定値となることが分かる。この事は、相対変位によって発生するバネ力は、質量側（チャンバ２或いは電子光学鏡筒１）に発生する慣性力と動的に釣り合うことによって説明がつく。つまり、系の固有振動数より低い周波数域においては、相対変位は加速度値に比例すると見なして、基礎側（チャンバ２）或いは質量側（ステージ８或いは電子光学鏡筒１）の加速度を測定すれば、一元的に相対変位量を求めることが出来るのである。従って、複数の１自由度振動系が存在し、これらの相対振幅の和が問題となっている場合、チャンバ２，ステージ８或いは電子光学鏡筒１の何れかの加速度の１つのみ測定し、この加速度信号を二重積分することなく、偏向コイル７に入力出来る信号に処理するだけで、電子ビーム照射位置の偏差を補正するための信号が得られる。
【００３３】
そこで、加速度計の出力ラインを並列に２つに分け、一方の出力ラインには電子光学系鏡筒及び被ビーム照射物支持体の固有振動数より低い低周波信号のみ通過させるローパスフィルタを接続し、他方の出力ラインには前記電子光学系鏡筒及び被ビーム照射物支持体の固有振動帯域のうち最も低い振動数に対応した周波数以上の周波数信号を通過させるハイパスフィルタを接続し、前記ローパスフィルタの出力は、二重積分することなく偏向器へ送り、前記ハイパスフィルタの出力は、二重積分して偏向器に送るようにすれば、装置の設置環境外乱（床振動，騒音等）に基づく低周波振動（ステージや電子光学鏡筒等の固有振動の周波数より低い数Ｈｚの振動）が装置に伝達され、且つ、ステージの移動若しくは停止時に、ステージの固有振動，電子光学鏡筒の固有振動，防振マウントと装置とによる固有振動等の固有振動が励振されても、これらの振動に基づく、電子ビーム照射位置の偏差を補正することが出来る。
【００３４】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を詳細に説明する。
【００３５】
図６は本発明の荷電粒子ビーム装置の１例として走査型電子顕微鏡の概略例を示したものである。図中、図１と同一記号を付したものは同一構成要素である。
【００３６】
図中２１は、電子光学鏡筒１の最上部に取り付けられた加速度計である。尚、図６では、説明の便宜上、Ｘ方向測定用の１個の加速度計を示したが、実際には、Ｙ方向測定用の加速度計も取り付けられている。
【００３７】
２２は、例えば、ステージ８や電子光学鏡筒１の固有振動数より低い周波数（例．数Ｈｚ以下の周波数）の信号を通過させるローパスフィルタである。２３は、前記ステージ８や電子光学鏡筒１の固有振動帯域のうち最も低い振動数以上の周波数成分、例えば、防振マウント１４と装置とによる固有振動数及び、装置設置環境において像ノイズをもたらしている低周波床振動の周波数より高い周波数（例．数Ｈｚ以上の周波数）の信号を通過させるハイパスフィルタである。２４は二重積分器である。
【００３８】
２５，２６は、ゲインコントロール回路で、それぞれ、ローパスフィルタ２２，二重積分器２４を介して送られて来る加速度信号，変位信号を偏向器７に入力出来る信号に処理するゲインコントロール回路である。２７は、これらゲインコントロール回路２５，２６の出力を加算して、偏向器７に供給する加算器である。
【００３９】
この様な構成の走査型電子顕微鏡において、中央制御装置１１からの指令に基づいて走査信号発生回路１０がＸ，Ｙ走査信号を偏向コイル７に送ると、集束レンズ４及び対物レンズ５によって集束された電子銃３からの電子ビームは試料６上の所定の領域を走査する。この走査により発生した二次電子は二次電子検出器９に検出され、二次電子検出器９の出力信号は中央制御装置１１に送られ、ここで種々の信号処理が施され表示装置１３に送られる。この結果、表示装置１３の表画面上に前記試料の所定領域の二次電子像が表示される。
【００４０】
さて、加速度計２１によって測定された加速度信号は、ローパスフィルタ２２とハイパスフィルタ２３に送られる。ローパスフィルタ２２の出力、即ち、ステージや電子光学鏡筒の固有振動数より低い低周波数の加速度信号はゲインコントロール回路２５を介して加算器２７に送られる。
【００４１】
一方、ハイパスフィルタ２３の出力、即ち、防振マウント１４と装置とによる固有振動数及び、装置設置環境において像ノイズをもたらしている低周波床振動の周波数より高い周波数の加速度信号は二重積分器２４により変位信号に変換される。この変位信号は、ゲインコントロール回路２６を介して前記加算器２７に送られる。
【００４２】
加算器２７は、送られて来た両信号を加算し、走査信号発生回路１０に供給する。この結果、装置の設置環境外乱（床振動，騒音等）に基づく低周波振動（ステージや電子光学鏡筒の固有振動の周波数より低い数Ｈｚの振動）が装置に伝達され、ステージの移動若しくは停止時に、ステージの固有振動，電子光学鏡筒の固有振動，防振マウントと装置とによる固有振動等の固有振動が励振されても、これらの振動に基づく、電子ビーム照射位置の偏差が補正される。
【００４３】
所で、前記図６に示す例においては、加速度計２１で測定した加速度信号をハイパスフィルタ２３を通すことにより低周波加速度信号をカットし、低周波加速度信号以外の周波数の加速度信号を二重積分器２４で積分し、変位信号に換算している。しかし、ハイパスフィルタ２３を通過した加速度信号中にはステージの固有振動数に対応した周波数信号，電子光学鏡筒の固有振動数に対応した周波数の信号等が複数含まれており、ハイパスフィルタの位相の周波数特性の影響によって、高い側の周波数信号については振動に対して位相が正確に１８０度遅れた変位信号に換算されるが、低い側の周波数信号については、該変位信号に対し少し位相が進んだ信号に換算される場合がある。そこで、図７に示す様に、１個のハイパスフィルタを設ける代わりに、例えば、ステージの固有振動帯域及び電子光学鏡筒の固有振動帯域に対応した周波数各々を通過させるバンドパスフィルタ３１，３２を加速度計２１の出力ライン上にローパスフィルタ２２に並列に繋ぎ、更に、二重積分器を設ける代わりに、各々のバンドパスフィルタ３１，３２の出力ライン上に遅延回路４１，４２を繋ぎ、各遅延回路の出力ライン上にゲインコントロール回路５１，５２を繋ぎ、各ゲインコントロール回路の出力が加算器２７に入るように成す。この様に成すことにより、各バンドパスフィルタ３１，３２により、ステージの固有振動数に対応した周波数及び電子光学鏡筒の固有振動数に対応した周波数に対応した周波数の加速度信号を個々に得、それぞれの周波数の加速度信号を各々の遅延回路４１，４２でそれぞれ１８０度位相を遅らせ、各信号を各ゲインコントロール回路５１，５２を介して加算器２７に送る。尚、前記遅延回路４１，４２の代わりに、二重積分器を設けても良い。尚、上記例では、ステージの固有振動数及び電子光学鏡筒の固有振動数に対応した周波数各々を通過させるバンドパスフィルタ３１，３２を、加速度計２１の出力ライン上にローパスフィルタ２２に並列に繋ぐように成したが、何れか１つ、例えば、ステージの固有振動数に対応した周波数を通過させるバンドパスフィルタだけを設けるようにしても良い。
【００４４】
尚、前記例では、特に説明しなかったが、ステージの位置はリニアスケール若しくはレーザー測長器等により測定されており、所定のステージ位置に対する測定位置の誤差分も前記偏向コイル７にフィードバックされている。
【００４５】
又、前記例では、電子光学系鏡筒１に加速度計を取り付けたが、ステージ８に取り付けても良い。
【００４６】
又、前記例の構成に、更に、ステージ８の、例えば、２箇所（例えば、電子ビーム光軸を挟むステージの互いに対向する箇所）に、例えば、３軸（Ｘ，Ｙ，Ｚ）用の加速度計を取り付け、これらの加速度計の出力に基づいてステージの剛体振動モードに基づく振動による電子ビーム照射位置の補正を併せて行うようにしても良い。
【００４７】
又、前記例では加速度測定を鏡筒上部やステージで行っているが、この様な部分に限定されない。像ノイズの原因となる他の装置部分、例えば、電子光学鏡筒内を排気する排気ポンプに加速度計を取り付け、前記例と同様にして電子ビーム照射位置の補正を行っても良い。
【００４８】
又、前記例では、走査型電子顕微鏡を例に上げて説明したが、他の荷電粒子ビーム装置、例えば、電子ビーム描画装置や、集束イオンビームを利用して試料像を観察したり或いは加工したりする装置等にも本願発明は有効である。
【００４９】
又、例では、加速度計で測定した加速度信号に基づいた補正信号を電子ビーム偏向器に供給して、電子ビーム照射位置を移動させているが、補正信号をステージ駆動機構に供給してステージを移動させるようにしても良い。
【００５０】
又、問題となる振動が、例えば、正弦波の様に規則的な信号の場合には、前記例で使用されている二重積分器若しくは遅延回路の代わりに、反転回路を使用しても良い。
【００５１】
又、前記図６に示した走査型電子顕微鏡は、電子ビームを試料上の１点に絞り、これで試料上を走査するようにしているが、透過型電子顕微鏡は、試料に対して一定面積に広げられた平行ビームを試料に照射し、試料を透過した電子ビームを蛍光板或いはカメラのフィルム上に結像させる様にしている。従って、防振マウントを介して侵入してくる床振動が影響を及ぼすのは、試料と、蛍光板或いはフィルムとの相対変位である。従って、加速度計によって測定された加速度信号に基づく補正信号を送るのは透過電子顕微鏡の試料と電子銃の間に配置されている偏向器ではなく、試料を移動させているゴニオステージの駆動部に設けられた微動移動機構（例えば、積層型ピエゾ素子が使用されている）に送るよう成す。この際、蛍光板或いはフィルムの配置位置を移動させられる様に成っていれば、加速度信号に基づく補正信号によりゴニオステージの代わりに蛍光板或いはフィルムを移動させても良い。尚、透過型電子顕微鏡に、試料を透過した電子ビームを蛍光板若しくはフィルム上で走査させる偏向器が設けられている場合には、この偏向器に送るようにしても良い。
【００５２】
又、前記例では試料の二次電子像を観察するものを説明したが、試料からの反射電子等を検出して、反射電子像等を観察するものにも本発明は有効である。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】走査型電子顕微鏡の概略を示している。
【図２】図１に示す走査型電子顕微鏡にレーザー干渉計を設けた場合の一部を示したものである。
【図３】図１に示す走査型電子顕微鏡において、床振動が伝達した場合に、チャンバとステージの相対変位と、電子ビーム照射位置の相対変位が発生した状況をモデル化した図である。
【図４】１自由度振動系において、基礎側に強制変位を与えた場合の基礎側と質量側との相対変位量を系の固有振動数と基礎側への入力振動の周波数との比に対して描いてグラフである。
【図５】１自由度振動系において、基礎側へ入力する強制振動の加速度振幅が一定になるようにした場合に、基礎側と質量側との相対変位量を系の固有振動数と基礎側への入力振動の周波数との比に対して描いてグラフである。
【図６】本発明の荷電粒子ビーム装置の１例を示したものである。
【図７】本発明の他の荷電粒子ビーム装置の１例の一部を示したものである。
【符号の説明】
【００５４】
１…電子光学鏡筒
２…チャンバ
３…電子銃
４…集束レンズ
５…対物レンズ
６…試料
７…偏向コイル
８…ステージ
９…二次電子検出器
１０…走査信号発生回路
１１…中央制御装置
１２…ステージ駆動機構
１３…表示装置
１４…防振マウント
１５…床
１６…反射鏡
１７…レーザー干渉計
Ｋｂ１，Ｋｂ２…バネ定数
Ｋｇ１，Ｋｇ２…減衰定数
２１…加速度計
２２…ローパスフィルタ
２３…ハイパスフィルタ
２４…二重積分器
２５，２６…ゲインコントロール回路
２７…加算器
３１，３２…バンドパスフィルタ
４１，４２…遅延回路
５１，５２…ゲインコントロール回路
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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