JP2985568B2 - 走査形電子顕微鏡 - Google Patents

走査形電子顕微鏡

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JP2985568B2 JP5097359A JP9735993A JP2985568B2 JP 2985568 B2 JP2985568 B2 JP 2985568B2 JP 5097359 A JP5097359 A JP 5097359A JP 9735993 A JP9735993 A JP 9735993A JP 2985568 B2 JP2985568 B2 JP 2985568B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、走査形電子顕微鏡(以
下SEMと記す)に係り、特に、試料上の観察視野を選
択するのにマウス等のポインティングデバイスを用いた
ものに関する。
【0002】
【従来の技術】SEMは、細く収束した電子ビームを試
料上で二次元走査し、試料から発生する二次電子などの
信号を検出,増幅し、この信号を輝度変調信号として、
陰極線管などの上に拡大された試料像を表示するもので
ある。試料上の観察したい位置を選択するには、試料を
付けた試料台を機械的に細かく移動する試料移動機構に
より、画像を観察しながらこの移動機構を操作し、観察
視野を選択する。
【0003】また、前記した移動機構のほかに電子線の
通路に設けた偏向系により試料に照射する電子線の位置
を電気的に移動して観察画像の視野移動を行う方法もあ
る。特に高倍率では、電気的視野移動は機械的な移動機
構よりも、移動範囲は少ないがスムーズな視野移動が行
えるため有効である。反対に試料移動機構は移動範囲が
多くとれるため中低倍率で有効である。
【0004】視野選択を効率よく行うために前記した移
動機構にモータを取り付け座標制御したり、さらに、マ
イクロコンピュータを組み込み移動機構と電気的視野移
動を組み合わせて座標制御することもある。
【0005】近年では、パーソナルコンピュータの普及
に伴い、マウス等のポインティングデバイスをSEMに
組み込み、操作性を向上させたものが増えている。
【0006】特に、ポインティングデバイスによるSE
Mの操作の割り当てとして、前記観察視野の選択移動は
最も重要な操作として位置づけられている。
【0007】ところで、画像上にポイントを表示して観
察視野を選択するひとつの方法として、特開昭54−7807
5 号公報に記述されているものがある。それは、図4の
ように画像上に移動中心を選択するためのマークを表示
し、このマークを観察したい位置に移動させ、移動をス
タートするための信号をスイッチ等により入力すること
により試料上のその点が表示モニタ上の中心に移動する
よう制御するものである。
【0008】マークの位置の試料上における位置と現在
の視野中心の座標位置を比較演算し試料移動機構を駆動
することにより行う。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら前記した
公知の方法は選択した点が必ず画像の中心へ移動するよ
うになっており、この場合、スイッチを押して視野を移
動した後でないと移動後の観察画像がわからず、特に目
標とする観察物が同一視野に何点もある場合は、操作者
が望んだ画像の構図を得るために何度も視野移動を繰り
返さなければならず操作性が悪いという問題があった。
【0010】また、視野を選択する操作の過程で、倍率
を頻繁に変える必要があるが、この場合、目標とする観
察点を一度表示モニタの中心に移動してから倍率を上げ
る操作を行わないと、倍率を上げていった時、目標物が
表示モニタの視野範囲から外れていってしまうという問
題があった。
【0011】
【課題を解決するための手段】上記視野移動の際の問題
を解決するために、本発明では、表示装置の画面上にポ
イントを表示させる手段と、画面上に表示されるポイン
トを試料像上で移動させる移動手段と、試料像上でのポ
イントの位置を指定する指定手段と、指定手段による指
定が行われている場合、移動手段によるポイントの移動
に追従して試料像を移動させる手段とを備えたことを特
徴とする走査形電子顕微鏡を提供する。
【0012】また、上記倍率変更する際の問題を解決す
るために、本発明では、表示装置の画面上にポイントを
表示させる手段と、画面上に表示されるポイントを試料
像上で移動させる移動手段と、試料像上でのポイントの
位置を指定する指定手段と、ポイントによって指定され
る画面上の位置に対する、ポイントによって指定される
試料像上の位置の一致を維持した状態で、試料像の拡
大,縮小を行う手段を備えたことを特徴とする走査形電
子顕微鏡を提供する。
【0013】
【作用】視野移動をするときは、図1に示すように観察
移動する移動中心点にポインティングデバイス等の移動
手段によりポイントを合わせる。ここでポインティング
デバイスの指定手段で選択し(ポインティングデバイス
に設けられたスイッチなどを押して)、その状態でポイ
ンティングデバイスを移動してポイントを移動する。
した点を基準に現在のポイントの位置までの変化量を
試料上の距離に換算し、その移動量を電気的視野移動ま
たは試料移動機構の座標制御にリアルタイムに加算する
ことにより、観察視野は選択した点を移動中心点として
ポイントの動きを追従して移動する。即ちポインティン
グデバイスを図1(a)のように直線的に動かした場合
は視野移動も直線的に動き、また図1(b)のように非
直線的に動かせばそのように追従して視野を移動するこ
とができる。そして観察目標を画像上の適当な位置に配
置し、構図を決定したところでポインティングデバイス
のスイッチをはなし、選択を解除して、視野移動を完了
する。
【0014】操作の手段として、視野移動する間ポイン
ティングデバイスのスイッチはしたままでもよいが、
一度したら、次に押すまでポイントの移動に追従する
ようにしてもよい。
【0015】また、倍率を変えるとき、試料像の選択
置を基準に上げ下げするには次のようにする。
【0016】まず図2のように画像の観察目標に移動手
によりポイントをあわせる。
【0017】次に倍率変更を行う。
【0018】そして、倍率を変えたとき、画像に対し
料像が移動しないように、補正量を算出し視野移動の座
標制御に加算する。この補正量は次式で計算できる。
準に倍率を上げた場合、図2(b)はポイントの位置を
基準に倍率を下げた場合の図である。
【0019】補正量(X)=表示モニタの中心からポイン
トまでのX寸法 (1/M1−1/M2) 補正量(Y)=表示モニタの中心からポイントまでのY寸
法 (1/M1−1/M2) M1:元の倍率 M2:変えた後の倍率 以上のようにすれば、図2のようにポイントの位置を基
準に倍率を上げ下げできる。
【0020】図2(a)はポイントの位置を基準に倍率
を上げた場合、図2(b)はポイントの位置を基準に倍
率を下げた場合の図である。
【0021】
【実施例】以下、本発明の実施例を図3により説明す
る。走査形電子顕顕微鏡は電子銃1より発生した電子線
2を収束レンズ3及び対物レンズ6により細く絞り試料
上に照射する。同時に走査回路15と電流増幅器12で
駆動される偏向コイル5により2次元的に走査し、試料
7より発生した二次電子等の像信号を増幅し輝度信号と
して像を形成するものである。
【0022】近年のSEMは像信号をA/Dコンバータ
20によりディジタル信号に変換し、フレームメモリ2
1に取り込んだ後、テレビジョン信号に変換して表示モ
ニタ22に画像表示するものが一般的となっている。
【0023】また、電子光学系をはじめ以下説明する回
路の制御はマイクロコンピュータ28により制御されて
おり、CPUバス29を介し制御データが与えられてい
る。
【0024】試料上に照射する電子線の位置を移動する
ためにはマイクロコンピュータ28からの視野移動制御
データを視野移動制御回路14により制御電圧として出
力し、これを電流に変換し、電気的視野移動コイル4に
流すことにより行う。
【0025】また、試料7が取付けられた試料台9を移
動するのは試料移動機構10により行う。今回はX軸及
びY軸についてのみ記すこととした。試料移動機構10
を座標制御するにはこの試料移動機構10にパルスモー
タ16を取り付け、パルスモータ用電源17に送られる
パルスの数をパルスカウンタ18によりカウントし、こ
れを読み取りながらパルス発生回路19をマイクロコン
ピュータ28により制御することにより行う。本実施例
ではパルスモータを採用したが直流モータと座標位置を
読み取るためのエンコーダを組み合わせ制御してもよ
い。
【0026】ポインティングバデイス26はポインティ
ングデバイス読み取り回路27を介し、ポイントの移動
制御量及びクリックするためのスイッチ信号を読み取
る。
【0027】表示モニタ上のポイントは、マイクロコン
ピュータ28により表示位置の制御を行いながら、ポイ
ント表示回路25より出力された表示信号を加算器23
により画像信号と信号加算することにより、+マークを
画像と重ね合わせ表示する。本実施例ではポインティン
グバデイス26を視野移動の他に倍率変更等の多機能に
切り換えて使うためポインティングデバイス26の機能
切り換えを行わなければならない。
【0028】ポインティングデバイスの機能切り換え
は、表示モニタ上に機能を表示したシェルと呼ばれる機
能を表す枠を表示し、これにポイントを合わせクリック
することによりマイクロコンピュータが機能を切り換え
る。今回は表示モニタ上のシェルの表示位置を固定して
使うこととし、シェル表示回路24によりこれを表示す
る。
【0029】ポインティングデバイスの機能を視野移動
に切り換えた後、表示モニタ上に表示されたポイントを
視野移動するときの移動中心点にポインティングデバイ
ス26により移動する。
【0030】その後、ポインティングバデイス26のス
イッチを押すことにより移動中心点の位置を登録する。
視野移動するためにポイントをポインティングデバイス
26により移動したとき、最初に登録されたポイントの
座標位置と現在の位置の差をX軸,Y軸それぞれについ
て算出し、この値を前記した視野移動手段に加算する。
【0031】移動量を加算する移動の手段は前記した電
気的視野移動及び試料移動機構の一方または両方のいず
れでもよいが電気的視野移動はその移動量が数十ミクロ
ンと少ないため電気的視野移動の移動範囲を越えた場合
は試料移動機構10により移動しなければならない。
【0032】ポインティングデバイス26のスイッチは
視野移動する間押し続けるようにしてもよいが、移動中
心を選択しそこで一回クリックしたら、それ以降もう一
度クリックするまでポイントの移動に追従するようにし
てもよい。
【0033】以上のような視野移動制御を行えばポイン
トの移動に追従して視野移動することができる。
【0034】さらに、倍率を変える場合を説明する。
【0035】倍率を変えるには、まずポインティングバ
デイス26の機能を倍率の上げ下げに切り換えなければ
ならない。視野移動と同様に倍率機能のシェルを選択,
クリックしポインティングデバイス26の機能を倍率の
上げ下げに切り換える。
【0036】その後、表示モニタ上のポイントをポイン
ティングデバイス26により倍率を上げ下げする基準位
置に移動する。マイクロコンピュータ28はポイントの
位置の試料上における座標位置を算出する。
【0037】ここで倍率を変えるためにポインティング
バデイス26のスイッチをクリックする。
【0038】マイクロコンピュータ28は倍率を変える
と同時に、ポイントの位置の試料像が倍率を変える前と
倍率を変えた後で移動しないように補正量を算出し、こ
れを視野移動手段に加算する。倍率を変えるごとに以上
のような制御を行えば、ポイントの位置を基準に倍率を
上げ下げすることができる。
【0039】
【発明の効果】本発明によれば、ポインティングデバイ
スを備えたSEMにおいて、モニタ上のポイントに追従
して視野移動ができるので観察画像の構図をリアルタイ
ムに行え、視野移動操作を何度も繰り返し行わなくても
よいという効果がある。
【0040】また、倍率を変える場合は表示ポイントの
位置を基準に倍率を上げ下げできるので、特に大幅な拡
大を行うような場合、観察目標が表示範囲から外れてし
まわないで効率の良い視野選択操作ができるという効果
がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明による視野移動の方法を説明するための
図である。
【図2】本発明による倍率を変える方法を説明するため
の図である。
【図3】電気的視野移動と、X軸Y軸の試料移動手段を
もつSEMにおける本発明の実施例を示す図である。
【図4】画像上にポイントを表示し、視野移動する方法
の公知例の説明図である。
【符号の説明】
1…電子銃、2…電子線、3…収束レンズ、4…電気的
視野移動コイル、5…偏向コイル、6…対物レンズ、7
…試料、8…二次電子検出器、9…試料台、10…試料
移動機構、11…増幅器、12…電流増幅器、13…電
子光学系制御回路、14…視野移動制御回路、15…走
査回路、16…パルスモータ、17…パルスモータ用電
源、18…パルスカウンタ、19…パルス発生回路、2
0…A/Dコンバータ、21…フレームメモリ、22…
表示モニタ、23…加算器、24…シェル表示回路、2
5…ポイント表示回路、26…ポインティングデバイ
ス、27…ポインティングデバイス読み取り回路、28
…マイクロコンピュータ、29…CPUバス。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭60−185350(JP,A) 特開 昭62−37856(JP,A) 特開 昭51−124369(JP,A) 特開 昭54−78075(JP,A) 特開 平4−370639(JP,A) 特開 平5−27941(JP,A) 特開 昭64−91179(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) H01J 37/22 502 H01J 37/20 G09G 5/34 G06F 3/00 656

Claims (4)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】電子源と、当該電子源から放出される電子
    線を試料上で走査する走査偏向器と、前記試料に対する
    電子線の照射に起因して前記試料から発生する電子に基
    づいて試料像を表示する表示装置を備えた走査形電子顕
    微鏡において、前記表示装置の画面上にポイントを表示
    させる手段と、前記画面上に表示されるポイントを前記
    試料像上で移動させる移動手段と、前記試料像上での前
    記ポイントの位置を指定する指定手段と、当該指定手段
    による指定が行われている場合、前記移動手段によるポ
    イントの移動に追従して前記試料像を移動させる手段と
    を備えたことを特徴とする走査形電子顕微鏡。
  2. 【請求項2】請求項1において、前記移動手段はポイン
    ティングデバイスであって、前記指定手段は、前記ポイ
    ンティングデバイスに設けられたスイッチを含むと共
    に、当該スイッチを選択した状態で前記指定が行われる
    ことを特徴とする走査形電子顕微鏡。
  3. 【請求項3】電子源と、当該電子源から放出される電子
    線を試料上で走査する走査偏向器と、前記試料に対する
    電子線の照射に起因して前記試料から発生する電子に基
    づいて試料像を表示する表示装置を備えた走査形電子顕
    微鏡において、前記表示装置の画面上にポイントを表示
    させる手段と、前記画面上に表示されるポイントを前記
    試料像上で移動させる移動手段と、前記試料像上での前
    記ポイントの位置を指定する指定手段と、前記ポイント
    によって指定される前記画面上の位置に対する、前記ポ
    イントによって指定される前記試料像上の位置の一致を
    維持した状態で、前記試料像の拡大,縮小を行う手段を
    備えたことを特徴とする走査形電子顕微鏡。
  4. 【請求項4】電子源と、当該電子源から放出される電子
    線を試料上で走査する走査偏向器と、前記試料に対する
    電子線の照射に起因して前記試料から発生する電子に基
    づいて試料像を表示する表示装置を備えた走査形電子顕
    微鏡において、前記表示装置 の画面上にポイントを表示
    させる手段と、前記画面上に表示されるポイントを前記
    試料像上で移動させる少なくとも3つのスイッチを備え
    たポインティングデバイスと、前記スイッチのうちの1
    つであって、当該スイッチを選択した際に前記ポイント
    に追従して前記試料像を移動する第1のスイッチと、前
    記スイッチのうちの2つであって、当該スイッチを選択
    した際の前記ポイントによって指定される前記画面上の
    位置に対する、前記ポイントによって指定される前記試
    料像上の位置の一致を維持した状態で、前記試料像の拡
    大を行う第2のスイッチと、縮小を行う第3のスイッチ
    を備えたことを特徴とする走査形電子顕微鏡。
JP5097359A 1993-04-23 1993-04-23 走査形電子顕微鏡 Expired - Fee Related JP2985568B2 (ja)

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JP4611755B2 (ja) * 2005-01-13 2011-01-12 株式会社日立ハイテクノロジーズ 走査電子顕微鏡及びその撮像方法
JP4639135B2 (ja) * 2005-10-19 2011-02-23 株式会社ミツトヨ プローブ観察装置、表面性状測定装置

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