(57)【要約】電子ビーム（１２）を試料（２４）の表面に照射する電子銃（１４）と、試料の表面の帯電量に基づいた電圧を試料に印加することにより、試料の表面の電位を予め定められた電位に制御する電位制御部（５０）と、電子ビームが試料の表面に照射されることにより生じる電子を検出する電子検出部（１６）と、電子検出部が検出した電子に基づいて、試料の表面の状態を取得する状態取得部（３２）とを備える試料観察装置を提供する。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電子ビームを照射して試料の表面を観察する試料観察装置であって、
前記電子ビームを前記試料の表面に照射する電子銃と、
前記試料の表面の帯電量に基づいた電圧を前記試料に印加することにより、前記試料の表面の電位を予め定められた電位に制御する電位制御部と、
前記電子ビームが前記試料の表面に照射されることにより生じる電子を検出する電子検出部と、
前記電子検出部が検出した電子に基づいて、前記試料の表面の状態を取得する状態取得部と
を備えることを特徴とする試料観察装置。
【請求項２】
前記試料を載置する試料ホルダを更に備え、
前記電位制御部は、前記試料の表面の帯電量に応じた電圧を前記試料ホルダに印加することにより前記試料に電圧を印加し、前記試料の表面の電位を前記予め定められた電位に制御することを特徴とする請求項１に記載の試料観察装置。
【請求項３】
前記試料ホルダを載置するステージと、
前記ステージを駆動して、前記電子ビームが照射される前記試料の表面の位置を制御するステージ制御部と
を更に備え、
前記電位制御部は、前記試料の表面の位置毎の前記帯電量に応じて、前記電子ビームが照射される前記試料の表面の位置毎に前記試料ホルダに印加する電圧を制御し、それぞれの前記試料の表面の位置における電位を前記予め定められた電位に制御することを特徴とする請求項２に記載の試料観察装置。
【請求項４】
前記電位制御部は、前記試料の表面の位置と、前記試料ホルダに印加した電圧とを対応付けて格納するメモリを有することを特徴とする請求項３に記載の試料観察装置。
【請求項５】
前記電子ビームが前記試料の表面に照射されることにより生じる電子のうち、所定の値より高いエネルギーを有する反射電子と、前記反射電子よりエネルギーの低い二次電子とを順次選択して前記電子検出部に供給するエネルギーフィルタと、
前記電子検出部が検出した前記反射電子に基づいて、前記試料の表面における前記帯電量に応じて変化する前記電子ビームの合焦の程度を判定する合焦判定部と
を更に備え、
前記電位制御部は、前記合焦判定部における判定結果に基づいて前記試料ホルダに印加する電圧を制御し、前記電子ビームを前記試料の表面で合焦させることを特徴とする請求項１に記載の試料観察装置。
【請求項６】
前記エネルギーフィルタは、前記電位制御部が前記電子ビームを前記試料の表面で合焦させた状態で、前記二次電子を前記電子検出部に供給し、
前記状態取得部は、前記電子検出部が検出した前記二次電子に基づいて、前記試料の表面の状態を取得することを特徴とする請求項５に記載の試料観察装置。
【請求項７】
前記合焦判定部は、前記状態取得部が前記反射電子に基づいて取得した前記試料の表面の状態に基づいて、前記合焦の程度を判定することを特徴とする請求項５に記載の試料観察装置。
【請求項８】
前記状態取得部は、前記電子検出部が検出した電子に基づいて、前記試料の表面の形状の画像を取得し、
前記合焦判定部は、前記状態取得部が前記反射電子に基づいて取得した前記画像の画素間の輝度の変化に基づいて、前記合焦の程度を判定することを特徴とする請求項７に記載の試料観察装置。
【請求項９】
電子ビームを照射して試料の表面を観察する試料観察方法であって、
前記電子ビームを前記試料の表面に照射する第１照射段階と、
前記試料の表面の帯電量に基づく電圧を前記試料に印加することにより、前記試料の表面の電位を予め定められた電位に制御する電位制御段階と、
前記電子ビームが前記試料の表面に照射されることにより生じる電子を検出する電子検出段階と、
前記電子検出段階において検出した電子に基づいて、前記試料の表面の状態を取得する状態取得段階と
を備えることを特徴とする試料観察方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】  本発明は、試料の表面の状態を観察する試料観察装置及び試料観察方法に関する。特に、本発明は電子ビームを照射することにより試料の表面の状態を観察する装置及び方法に関する。また本出願は、下記の日本特許出願に関連する。文献の参照による組み込みが認められる指定国については、下記の出願に記載された内容を参照により本出願に組み込み、本出願の記載の一部とする。
特願２００２−３８０１９２号    出願日  ２００２年１２月２７日
【背景技術】  従来、試料の表面の状態を観察する装置として、例えば走査型電子顕微鏡がある。従来の走査型電子顕微鏡は、試料の表面に電子ビームを照射することにより生じる二次電子を検出することにより、試料の表面の状態を観察する。このとき、試料の表面に電子ビームを照射するために、電子銃が生成した電子ビームに加速電圧を印加している。例えば、試料の表面を接地電位のような基準電位として、電子銃に負電圧を印加することにより、電子ビームを試料の表面に照射している。また、二次電子を検出するための装置は、試料の表面から適当な距離を置いて配置される。
このような構成で、電子ビームを試料の表面を走査させることにより、試料の表面の状態を示す二次電子像を取得する。また、試料の表面の状態を精度よく観察するためには、電子ビームを試料の表面において合焦させる必要がある。このため、走査型電子顕微鏡は、電子ビームを収束させるためのレンズを備えている。
しかし、従来の装置においては、例えば試料の表面が帯電し、基準電位と誤差が生じている場合、試料の表面の状態を精度よく取得できない。例えば、試料の表面に正電荷が帯電した場合、発生した二次電子が試料の表面に引きつけられ、二次電子を検出する装置まで到達できない場合がある。このため、二次電子を精度よく検出できず、二次電子像を精度よく取得することが困難である。
また、試料の表面が帯電することにより、電子ビームの加速電圧が変化し、電子ビームの試料の表面における合焦の程度が変化する場合がある。試料の表面における電子ビームの広がりは、電子ビームの合焦の程度に依存するため、この場合も二次電子像を精度よく取得することが困難である。
そこで本発明は、上記の課題を解決することのできる試料観察装置、及び試料観察方法を提供することを目的とする。この目的は、請求の範囲における独立項に記載の特徴の組み合わせにより達成される。また従属項は本発明の更なる有利な具体例を規定する。
【発明の開示】
上記課題を解決するために、本発明の第１の形態においては、電子ビームを照射して試料の表面を観察する試料観察装置であって、電子ビームを試料の表面に照射する電子銃と、試料の表面の帯電量に基づいた電圧を試料に印加することにより、試料の表面の電位を予め定められた電位に制御する電位制御部と、電子ビームが試料の表面に照射されることにより生じる電子を検出する電子検出部と、電子検出部が検出した電子に基づいて、試料の表面位置毎の状態を取得する状態取得部とを備えることを特徴とする試料観察装置を提供する。
試料観察装置は、試料を載置する試料ホルダを更に備え、電位制御部は、試料の表面の帯電量に応じた電圧を試料ホルダに印加することにより試料に電圧を印加し、試料の表面位置毎の電位を予め定められた電位に制御してよい。
また、試料観察装置は、試料ホルダを載置するステージと、ステージを駆動して、電子ビームが照射される試料の表面の位置を制御するステージ制御部とを更に備え、電位制御部は、試料の表面の位置毎の帯電量に応じて、電子ビームが照射される試料の表面の位置毎に試料ホルダに印加する電圧を制御し、それぞれの試料の表面の位置における電位を予め定められた電位に制御してよい。
電位制御部は、試料の表面の位置と、試料ホルダに印加した電圧とを対応付けて格納するメモリを有してよい。また、試料観察装置は、電子ビームが試料の表面に照射されることにより生じる電子のうち、所定の値より高いエネルギーを有する反射電子と、反射電子よりエネルギーの低い二次電子とを順次選択して電子検出部に供給するエネルギーフィルタと、電子検出部が検出した反射電子に基づいて、試料の表面における帯電量に応じて変化する電子ビームの合焦の程度を判定する合焦判定部とを更に備え、電位制御部は、合焦判定部における判定結果に基づいて試料ホルダに印加する電圧を制御し、電子ビームを試料の表面で合焦させてよい。
エネルギーフィルタは、電位制御部が電子ビームを試料の表面で合焦させた状態で、二次電子を電子検出部に供給し、状態取得部は、電子検出部が検出した二次電子に基づいて、試料の表面の状態を取得してよい。
合焦判定部は、状態取得部が反射電子に基づいて取得した試料の表面の状態に基づいて、合焦の程度を判定してよい。また、状態取得部は、電子検出部が検出した電子に基づいて、試料の表面の形状の画像を取得し、合焦判定部は、状態取得部が反射電子に基づいて取得した画像の画素間の輝度の変化に基づいて、合焦の程度を判定してよい。
本発明の第２の形態においては、電子ビームを照射して試料の表面を観察する試料観察方法であって、電子ビームを試料の表面に照射する第１照射段階と、試料の表面の帯電量に基づく電圧を試料に印加することにより、試料の表面の電位を予め定められた電位に制御する電位制御段階と、電子ビームが試料の表面に照射されることにより生じる電子を検出する電子検出段階と、電子検出段階において検出した電子に基づいて、試料の表面位置毎の状態を取得する状態取得段階とを備えることを特徴とする試料観察方法を提供する。
尚、上記の発明の概要は、本発明の必要な特徴の全てを列挙したものではなく、これらの特徴群のサブコンビネーションも又、発明となりうる。
【図面の簡単な説明】    図１は、本発明の実施形態に係る試料観察装置１００の構成の一例を示す図である。
図２は、試料観察装置１００の動作の一例を説明するフローチャートである。
図３は、エネルギーフィルタ１８の構成の一例を示す図である。
図４は、合焦判定部４０における、合焦の程度の判定方法の一例を説明する図である。図４（ａ）は、試料２４の表面において、電子ビーム１２が合焦していない場合に、状態取得部３２が取得する反射電子像の画素の輝度を示し、図４（ｂ）は、試料２４の表面において、電子ビーム１２が合焦している場合に、状態取得部３２が取得する反射電子像の画素の輝度を示す。
【発明を実施するための最良の形態】  以下、発明の実施の形態を通じて本発明を説明するが、以下の実施形態は請求の範囲にかかる発明を限定するものではなく、又実施形態の中で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。
図１は、本発明の実施形態に係る試料観察装置１００の構成の一例を示す。試料観察装置１００は、観察するべき試料２４に電子ビーム１２を照射することにより、試料２４の表面の状態を取得する。
まず、試料観察装置１００の動作の概要について説明する。試料観察装置１００は、試料２４の表面の帯電量に応じて試料ホルダ２６に電圧を印加する。これにより、試料２４の表面の電位を予め定められた電位に制御し、試料２４の表面に電子ビーム１２を照射して試料２４の表面の状態を観察する。試料２４の表面の帯電量は予め測定され、試料観察装置１００に与えられてよく、また試料観察装置１００が帯電量を測定してもよい。本例においては、試料観察装置１００が試料２４の表面の帯電量を測定する。
次に、試料観察装置１００の構成要素について説明する。試料観察装置１００は、筐体１０、電子銃１４、電子検出部１６、エネルギーフィルタ１８、偏向器２０、レンズ２２、試料ホルダ２６、ステージ２８、及び制御系３０を備える。筐体１０は、電子銃１４、電子検出部１６、エネルギーフィルタ１８、偏向器２０、及びレンズ２２を格納する。
電子銃１４は、電子ビーム１２を生成する。電子銃１４には、電子ビーム１２を試料２４方向に加速するための負の加速電圧が印加される。偏向器２０は、電子ビーム１２を、試料２４の表面の所望の位置に偏向させる。偏向器２０は、例えば、電界を生成することにより電子ビーム１２を偏向させる。
レンズ２２は、偏向された電子ビーム１２を、試料２４の表面において合焦させる。レンズ２２は、例えば与えられる電流に応じて電子ビームの焦点位置を変更させるものであってよい。
試料ホルダ２６は、試料２４を載置する。試料ホルダ２６には、電子銃１４より高い電位が与えられ、電子ビーム１２を試料２４の方向に加速させる。また、ステージ２８は、試料ホルダ２６を載置する。制御系３０は、ステージ２８を移動させることにより、電子ビーム１２が照射される試料２４の位置を変更する。
電子検出部１６は、電子ビーム１２が試料２４の表面に照射されることにより生じる電子を検出する。また、エネルギーフィルタ１８は、電子ビーム１２が試料２４の表面に照射されることにより生じる電子のうち、所定の値より高いエネルギーを有する反射電子と、反射電子よりエネルギーの低い二次電子とを順次選択して電子検出部１６に供給する。例えば、反射電子は電子ビーム１２が試料２４の表面及び内部で反射した電子であり、二次電子は電子ビーム１２が試料２４に照射されることにより、試料２４の表面から放出される電子である。
制御系３０は、状態取得部３２、モニタ４２、複数のディジタルアナログコンバータ（ＤＡＣ）４４、スキャン制御部４６、レンズ制御部４８、電位制御部５０、ステージ制御部５２、及び統括制御部５４を有する。
状態取得部３２は、電子検出部１６が検出した電子に基づいて、試料２４の表面位置毎の状態を取得する。状態取得部３２は、例えば試料２４の表面の形状を示す画像を取得する。本例において状態取得部３２は、増幅器３４、アナログディジタルコンバータ（ＡＤＣ）３６、フレームメモリ３８、及び合焦判定部４０を有する。
増幅器３４は、電子検出部１６が検出した電子に応じた信号を増幅してＡＤＣ３６に供給する。ＡＤＣ３６は、受け取った信号をディジタル信号に変換し、フレームメモリ３８に供給する。このとき、フレームメモリ３８は、試料２４に照射されている電子ビーム１２の位置を示す情報を、偏向器２０を制御するスキャン制御部４６から受け取り、電子ビーム１２の位置と対応するアドレスに、ディジタル信号を画像データとして格納する。
モニタ４２は、フレームメモリ３８が格納した画像データを順次読み出し、画像を表示する。また、合焦判定部４０は、電子検出部１６が検出した反射電子に基づいて、試料２４の表面における帯電量に応じて変化する電子ビーム１２の合焦の程度を判定する。本例において、合焦判定部４０は、フレームメモリ３８が格納した画像データを解析し、電子ビーム１２の合焦の程度を判定する。
スキャン制御部４６は偏向器２０を制御し、試料２４の所望の位置に電子ビーム１２を照射させる。スキャン制御部４６は、ＤＡＣ４４を介して偏向器２０に制御信号を供給する。また、スキャン制御部４６は、偏向器２０に供給する制御信号と同期して、フレームメモリ３８に時間基準信号を供給し、フレームメモリ３８に１フレーム毎の画像データを格納させる。
レンズ制御部４８はレンズ２２を制御し、電子ビーム１２の焦点位置を制御する。レンズ制御部４８は、ＤＡＣ４４を介してレンズ２２を制御するための電流を供給する。
電位制御部５０は、ＤＡＣ４４を介して試料ホルダ２６に所望の電圧を印加する。また、ステージ制御部５２は、ステージ２８を駆動し、電子ビーム１２が照射される試料２４の表面の位置を制御する。統括制御部５４は、これらの各制御部を統括して制御する。
図２は、試料観察装置１００の動作の一例を示すフローチャートである。まず、Ｓ２００で、基準試料を用いてレンズのキャリブレーションを行う。ここで、基準試料は、導体材料で光学系の調整に適したパターンを形成したものであり、表面電位が任意に設定することのできる試料を用いる。また、基準試料の表面の高さは、観察するべき試料２４の表面の高さと略同一である。また、基準試料は、試料ホルダ２６に予め設けられていてよく、試料２４の一部であってもよい。
Ｓ２００では、まず電位制御部５０が試料ホルダ２６に、予め定められた基準電圧を印加する。次に、電子銃１４が電子ビーム１２を基準試料の表面に照射する。このとき統括制御部５４は、ＤＡＣ４４を介してエネルギーフィルタ１８に反射電子を選択させ、電子検出部１６に反射電子を検出させる。そして、合焦判定部４０は、電子検出部１６が検出した反射電子による反射電子像に基づいて、基準試料の表面における電子ビーム１２の合焦の程度を判定する。統括制御部５４は、合焦判定部４０の判定結果をレンズ制御部４８に通知し、レンズ制御部４８は、電子ビーム１２が基準試料の表面で合焦するように、レンズ２２に供給する制御電流を調整する。
次にＳ２０２で、ステージ２８を駆動して、観察するべき試料２４の表面の所望の位置に電子ビーム１２を照射して反射電子像を取得する。Ｓ２０２では、Ｓ２００と同様に電子銃１４が試料２４の表面に電子ビーム１２を照射し、電子検出部１６は反射電子を検出する。そして、合焦判定部４０は、反射電子像に基づいて、試料２４の表面における電子ビーム１２の合焦の程度を判定する。このとき、試料２４の表面が基準電位となっている場合、電子ビーム１２は試料２４の表面で合焦し、状態観察部３２は焦点の合った反射電子像を取得する。試料２４の表面が帯電し、基準電位と誤差を有する場合、電子ビーム１２は試料２４の表面で精度よく合焦せず、状態観察部３２は焦点のずれた反射電子像を取得する。合焦判定部４０は、取得した反射電子像に基づいて、試料２４の表面における帯電量に応じて変化する電子ビーム１２の合焦の程度を判定する。
次に、取得した反射電子像に基づいて、電位制御部５０は試料ホルダ２６に印加する電圧を調整する（Ｓ２０４）。これにより、試料２４の裏面の電位を制御し、試料２４の表面の電位を基準電位に調整する。例えば、試料ホルダ２６に印加する電圧を変化させながら反射電子像を取得し、反射電子像の焦点が合うように試料ホルダ２６に印加する電圧を調整する。例えば、合焦判定部４０は、反射電子像の焦点がずれている場合に、その旨を統括制御部５４を介して電位制御部５０に通知する。電位制御部５０は、合焦判定部４０における判定結果に応じて試料ホルダ２６に印加する電圧を変化させ、電子ビーム１２を試料２４の表面に合焦させる。このとき、電位制御部５０は、調整した電圧値を格納し、Ｓ２０８で二次電子像を取得する場合に、格納した電圧値を印加する。
Ｓ２０２及びＳ２０４では、電位制御部５０は、電子ビーム１２が照射される試料２４の表面の位置毎に、反射電子像に基づいて試料ホルダ２６に印加する電圧を調整する。本例において電位制御部５０は、電子ビーム１２が照射される試料２４の表面の位置と、調整した電圧とを対応付けて格納するメモリを有する。
次にＳ２０６で、試料２４の表面の全ての観察点について、試料ホルダ２６に印加する電圧を調整したかを判定し、まだ電圧が調整されていない観察点がある場合、ステージ制御部５２は当該観察点に電子ビーム１２が照射されるようにステージ２８を駆動し、Ｓ２０２〜Ｓ２０４の動作を繰り返す。全ての観察点について、試料ホルダ２６に印加する電圧を調整した場合、それぞれの観察点に電子ビーム１２が照射されるように順次ステージ２８を駆動し、それぞれの観察点において調整した電圧値を試料ホルダ２６に順次印加して、二次電子像を取得する（Ｓ２０８）。
Ｓ２０８においても、Ｓ２０２と同様に、制御系３０は電子ビーム１２を試料２４の表面の所望の位置に照射させる。このとき、電位制御部５０は、電子ビーム１２が順次照射される試料２４の表面の位置に応じた電圧を、試料ホルダ２６に順次印加する。また、エネルギーフィルタ１８は、電位制御部５０が調整した電圧を試料ホルダ２６に印加して電子ビーム１２を試料２４の表面で合焦させた状態で、二次電子を電子検出部１６に供給する。状態取得部３２は、電子検出部１６が検出した二次電子に基づいて、試料２４の表面の状態を示す二次電子像を取得し、モニタ４２に表示する。
以上説明した試料観察装置１００によれば、試料２４の表面の帯電量に応じた電圧を試料ホルダ２６に印加することにより、試料２４に電圧を印加し、試料２４の表面の電位を予め定められた基準電位に調整することができる。このため、電子ビーム１２は、試料２４の表面で精度よく合焦し、試料２４の表面の状態を精度よく観察することができる。また、試料２４の表面の電位を基準電位に調整することにより、二次電子が試料２４の帯電に引きつけられることを防ぎ、電子検出部１６が精度よく二次電子を検出することができる。このため、状態取得部３２は、試料２４の表面の状態を精度よく取得することができる。
また、試料２４のそれぞれの観察点の帯電量に応じた電圧を試料ホルダ２６に印加することができるため、試料２４の全ての観察点を基準電位に調整して、試料２４の表面の状態を観察することができる。このため、試料２４の表面において、異なる帯電量の領域がある場合であっても、試料２４の表面の状態を精度よく観察することができる。
また、試料観察装置１００によれば、試料２４の表面の帯電量を反射電子を用いて判定しているため、試料２４の表面の帯電量を精度よく判定することができる。つまり、試料２４の表面に正電荷が帯電している場合、二次電子は試料２４の表面に引きつけられ、電子検出部１６ではほとんど検出されない。このため、二次電子像では合焦の程度を判定することが困難であるが、反射電子は、試料２４の表面に正電荷が帯電している場合であっても、電子検出部１６で検出することができ、反射電子像の合焦の程度を精度よく判定することができる。
また、試料２４の表面の状態を観察する場合に、電子検出部１６が検出する電子を二次電子に切り替えることにより、反射電子像より空間分解能の高い二次電子像を用いて、試料２４の表面の状態を観察することができる。
図３は、エネルギーフィルタ１８の構成の一例を示す。エネルギーフィルタ１８は、コントロール電極５６及びグリッド電極５８を有する。コントロール電極５６は、電子を通過させる貫通孔６６がメッシュ状に設けられており、コントロール電圧ＶＣが与えられる。また、グリッド電極５８は、コントロール電極５６と、試料２４との間に設けられ、電子を通過させる貫通孔６８がメッシュ状に設けられており、グリッド電圧ＶＧが与えられる。
エネルギーフィルタ１８が反射電子６２を選択して電子検出部１６に供給する場合、グリッド電極５８には、基準電位より低い負のグリッド電圧ＶＧが印加され、コントロール電極５６には、グリッド電圧ＶＧより高いコントロール電圧ＶＣが与えられる。例えば、グリッド電圧ＶＧが−５０Ｖであり、コントロール電圧ＶＣが−３０Ｖである場合、試料２４に電子ビーム１２を照射することにより生じる電子のうち、５０ｅＶ以下の低エネルギーの二次電子６４は、グリッド電極５８に到達する前に、エネルギーを失い、グリッド電極５８を透過することができず、５０ｅＶ以上の高エネルギーの反射電子６２のみ、グリッド電極５８を通過する。本例においては、反射電子６２のみをグリッド電極５８を通過させるようなグリッド電圧ＶＧを、グリッド電極５８に印加する。
グリッド電極５８を通過した高エネルギーの反射電子６２は、コントロール電極５６に衝突する。これにより、コントロール電極５６から電子が放出され、当該電子を電子検出部１６が検出する。また、電子検出部１６は、グリッド電極５８を通過した電子を電子検出部１６に誘導するための電界を生成する手段を有することが好ましい。
エネルギーフィルタ１８が二次電子６４を選択して電子検出部１６に供給する場合、グリッド電極５８には、基準電位より高い正のグリッド電圧ＶＧが印加され、コントロール電極５６には、グリッド電圧ＶＧより高いコントロール電圧ＶＣが与えられる。例えば、グリッド電極５８には、グリッド電圧ＶＧとして＋３０Ｖが印加され、コントロール電極５６には、コントロール電圧ＶＣとして＋５０Ｖが印加される。
この場合、反射電子６２及び二次電子６４がグリッド電極５８を通過し、電子検出部１６は、反射電子６２及び二次電子６４を検出する。しかし、反射電子６２の量は、二次電子６４の量より非常に小さいため、電子検出部１６が検出する電子の量は、二次電子６４の量と実質的に等しい。このような構成及び制御により、エネルギーフィルタ１８は、反射電子６２と二次電子６４とを選択して、電子検出部１６に検出させることができる。
図４は、合焦判定部４０における、合焦の程度の判定方法の一例を説明する。図４（ａ）は、試料２４の表面において、電子ビーム１２が合焦していない場合に、状態取得部３２が取得する反射電子像の画素の輝度を示す。また、図４（ｂ）は、試料２４の表面において、電子ビーム１２が合焦している場合に、状態取得部３２が取得する反射電子像の画素の輝度を示す。横軸は、水平又は垂直方向に配列されたそれぞれの画素を示し、縦軸はそれぞれの画素の輝度を示す。
電子ビーム１２が合焦している場合、反射電子像の画像のエッジの領域は、図４（ｂ）に示すように輝度が急峻に変化する。また、電子ビーム１２が合焦していない場合、反射電子像はぼやけて見えるため、反射電子像の画像のエッジの領域における輝度の変化は、図４（ａ）に示すように、電子ビーム１２が合焦している場合に比較してなだらかである。
つまり、合焦判定部４０は、状態取得部３２が反射電子に基づいて取得した反射電子像の画素間の輝度の変化に基づいて電子ビーム１２の合焦の程度を判定してよい。例えば、反射電子像の輝度の微分値を算出することにより、電子ビーム１２の合焦の程度を判定する。このような方法により、電子ビーム１２の合焦の程度を、容易に判定することができる。
以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施の形態に記載の範囲には限定されない。上記実施の形態に、多様な変更又は改良を加えることが可能であることが当業者に明らかである。その様な変更又は改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、請求の範囲の記載から明らかである。
【産業上の利用可能性】  上記説明から明らかなように、本発明によれば、電子ビームを、観察するべき試料の表面で精度よく合焦させ、また二次電子が試料２４の帯電に引きつけられることを防ぐことができる。このため、試料の表面の状態を精度よく観察することができる。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【国際調査報告】
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