JP3274650B2 - 走査電子顕微鏡 - Google Patents
走査電子顕微鏡Info
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は走査電子顕微鏡に係
り、特に、高倍率観察時におけるエネルギビームの重複
走査を防いで、正常な像観察を可能にした走査電子顕微
鏡に関する。
り、特に、高倍率観察時におけるエネルギビームの重複
走査を防いで、正常な像観察を可能にした走査電子顕微
鏡に関する。
【０００２】
【従来の技術】走査電子顕微鏡では、レーザ光のような
光線、あるいは電子ビーム、イオンビームなどの荷電粒
子線（以下、これらをエネルギビームと表現する）を試
料上で走査して二次的に得られる試料像信号を検出し、
この試料像信号で、前記エネルギビームと同期して走査
されるブラウン管の輝度を変調することにより走査像を
得ている。
光線、あるいは電子ビーム、イオンビームなどの荷電粒
子線（以下、これらをエネルギビームと表現する）を試
料上で走査して二次的に得られる試料像信号を検出し、
この試料像信号で、前記エネルギビームと同期して走査
されるブラウン管の輝度を変調することにより走査像を
得ている。
【０００３】このような表示方法では、ブラウン管上で
の走査像表示面積が一定であることから、試料上でのエ
ネルギビームの走査領域を狭くすることにより走査像の
倍率が高くなる。走査線の数は観察者の目による直視で
走査線が目立たない条件、およびブラウン管の解像度か
ら決められ、一般には５００〜１０００本である。
の走査像表示面積が一定であることから、試料上でのエ
ネルギビームの走査領域を狭くすることにより走査像の
倍率が高くなる。走査線の数は観察者の目による直視で
走査線が目立たない条件、およびブラウン管の解像度か
ら決められ、一般には５００〜１０００本である。
【０００４】一方、近年では二次的に得られる試料像信
号をデジタル信号に変換してフレームメモリに記憶し、
その後、フレームメモリから読み出した試料像信号に基
づいて走査像を表示する走査電子顕微鏡が普及してい
る。
号をデジタル信号に変換してフレームメモリに記憶し、
その後、フレームメモリから読み出した試料像信号に基
づいて走査像を表示する走査電子顕微鏡が普及してい
る。
【０００５】従来、このような走査電子顕微鏡では、検
出された試料像信号のフレームメモリへの書込範囲と、
当該試料像信号の読み出し範囲とが一致していた。
出された試料像信号のフレームメモリへの書込範囲と、
当該試料像信号の読み出し範囲とが一致していた。
【０００６】また、フレームメモリを複数設けた走査電
子顕微鏡では、走査領域を狭くすることにより得られた
高倍率像と、走査領域を広くすることにより得られた低
倍率像とを別々のフレームメモリに記憶することによ
り、高倍率像と低倍率像とを同時に表示することも可能
であった。
子顕微鏡では、走査領域を狭くすることにより得られた
高倍率像と、走査領域を広くすることにより得られた低
倍率像とを別々のフレームメモリに記憶することによ
り、高倍率像と低倍率像とを同時に表示することも可能
であった。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】上記した従来技術で
は、試料に照射されるエネルギビームの走査線数が一定
であることから、倍率により主走査の走査間隔が異なっ
ていた。このため、倍率が高くなるにしたがって主走査
の走査間隔が狭くなり、ある倍率以上では走査間隔がエ
ネルギビームの径より小さくなり、エネルギビームが試
料上で重複走査されることがあった。
は、試料に照射されるエネルギビームの走査線数が一定
であることから、倍率により主走査の走査間隔が異なっ
ていた。このため、倍率が高くなるにしたがって主走査
の走査間隔が狭くなり、ある倍率以上では走査間隔がエ
ネルギビームの径より小さくなり、エネルギビームが試
料上で重複走査されることがあった。
【０００８】走査像の解像度はエネルギビームの径で決
まり、エネルギビームが重複走査されるほど走査間隔を
狭めても、より高解像度の走査像を得ることは出来な
い。ところが、物体を観察する場合には、観察しようと
する物体がブラウン管のある程度以上の領域に拡大表示
されていることが望ましい。このため、一般的には倍率
が優先され、高倍率での観察時には、上記したような意
味のない重複走査が行われていた。
まり、エネルギビームが重複走査されるほど走査間隔を
狭めても、より高解像度の走査像を得ることは出来な
い。ところが、物体を観察する場合には、観察しようと
する物体がブラウン管のある程度以上の領域に拡大表示
されていることが望ましい。このため、一般的には倍率
が優先され、高倍率での観察時には、上記したような意
味のない重複走査が行われていた。
【０００９】ところが、エネルギビームが重複走査され
ると、試料表面の電流密度が異常に高くなるので、試料
温度上昇、絶縁物試料での荷電粒子の蓄積、コンタミネ
−ション等の増加が起こり、正常な像観察が困難になる
問題があった。
ると、試料表面の電流密度が異常に高くなるので、試料
温度上昇、絶縁物試料での荷電粒子の蓄積、コンタミネ
−ション等の増加が起こり、正常な像観察が困難になる
問題があった。
【００１０】また、このような電流密度の上昇に起因し
た問題は、走査像の観察時ばかりではなく、焦点合せや
非点補正を行なう場合にも生じていた。
た問題は、走査像の観察時ばかりではなく、焦点合せや
非点補正を行なう場合にも生じていた。
【００１１】すなわち、焦点合せ等は倍率が高いほど高
精度に行うことができるので、低倍率で走査像観察を行
なう場合であっても、焦点合せのときだけその一部分を
拡大表示する。ところが、従来技術における拡大は、前
記したようにエネルギビームの走査間隔を狭めることに
よって行われるので、拡大表示部が高電流密度に起因す
る発熱のため変質したり、コンタミネ−ションで覆われ
てしまい、その後、低倍率に戻して観察を行うと、その
部分だけが他の部分に比較し異質な像になってしまうと
いう問題があった。
精度に行うことができるので、低倍率で走査像観察を行
なう場合であっても、焦点合せのときだけその一部分を
拡大表示する。ところが、従来技術における拡大は、前
記したようにエネルギビームの走査間隔を狭めることに
よって行われるので、拡大表示部が高電流密度に起因す
る発熱のため変質したり、コンタミネ−ションで覆われ
てしまい、その後、低倍率に戻して観察を行うと、その
部分だけが他の部分に比較し異質な像になってしまうと
いう問題があった。
【００１２】また、これまでの自動焦点合わせでは、図
４(a) に示したように、エネルギビームを線状走査ある
いは十字状走査したり、同図(b) に示したように矩形走
査し、得られた信号の変化分（微分値）に基づいて焦点
または非点の良否を判定していた。ところが、この様な
走査方式では、エネルギビームによる電流密度が非常に
高くなり、前記同様、正常な信号が得られず、正確な焦
点合せ、非点補正ができなかった。
４(a) に示したように、エネルギビームを線状走査ある
いは十字状走査したり、同図(b) に示したように矩形走
査し、得られた信号の変化分（微分値）に基づいて焦点
または非点の良否を判定していた。ところが、この様な
走査方式では、エネルギビームによる電流密度が非常に
高くなり、前記同様、正常な信号が得られず、正確な焦
点合せ、非点補正ができなかった。
【００１３】本発明の目的は、上記した従来技術の問題
点を解決して、高倍率による観察時でも電流密度の上昇
を押さえることにより、正常な観察が行えるようにした
走査電子顕微鏡を提供することにある。
点を解決して、高倍率による観察時でも電流密度の上昇
を押さえることにより、正常な観察が行えるようにした
走査電子顕微鏡を提供することにある。
【００１４】
【課題を解決するための手段】上記した目的を達成する
ために、本発明は、エネルギビームの走査位置をアドレ
スとして試料像信号を記憶するフレームメモリと、拡大
倍率に基づいて、フレームメモリ上の読み出し範囲を設
定する読出範囲設定手段と、前記読み出し範囲の試料像
信号をフレームメモリから選択的に読み出す読出手段
と、読み出された試料像信号を表示する表示手段とを具
備し、前記読み出し範囲から読み出された試料像信号
を、当該読み出し範囲の大小にかかわらず表示手段上の
一定領域に表示するようにした。
ために、本発明は、エネルギビームの走査位置をアドレ
スとして試料像信号を記憶するフレームメモリと、拡大
倍率に基づいて、フレームメモリ上の読み出し範囲を設
定する読出範囲設定手段と、前記読み出し範囲の試料像
信号をフレームメモリから選択的に読み出す読出手段
と、読み出された試料像信号を表示する表示手段とを具
備し、前記読み出し範囲から読み出された試料像信号
を、当該読み出し範囲の大小にかかわらず表示手段上の
一定領域に表示するようにした。
【００１５】上記した構成によれば、読出手段による読
み出し範囲を狭めることにより、エネルギビームの走査
間隔を狭めることなく観察倍率を上げることができるよ
うになる。したがって、エネルギビームが試料上で重複
走査されるような高倍率は、走査間隔を狭めることなく
読み出し範囲を狭めることによって得るようにすれば、
エネルギビームを重複走査することなく所望の拡大倍率
が得られるようになる。この結果、不必要な高密度照射
が不要となり、試料の温度上昇、絶縁物試料での電荷の
蓄積、コンタミネ−ションの発生が抑制される。
み出し範囲を狭めることにより、エネルギビームの走査
間隔を狭めることなく観察倍率を上げることができるよ
うになる。したがって、エネルギビームが試料上で重複
走査されるような高倍率は、走査間隔を狭めることなく
読み出し範囲を狭めることによって得るようにすれば、
エネルギビームを重複走査することなく所望の拡大倍率
が得られるようになる。この結果、不必要な高密度照射
が不要となり、試料の温度上昇、絶縁物試料での電荷の
蓄積、コンタミネ−ションの発生が抑制される。
【００１６】
【発明の実施の形態】図１は、本発明の第１の機能ブロ
ック図である。走査手段５７は、エネルギビームが試料
上で重複走査されないようにこれを走査する。試料像信
号検出手段５１は、エネルギビームの照射された試料か
ら２次的に放出される試料像信号を検出する。フレーム
メモリ５２は、走査手段５７による走査位置をアドレス
情報として、前記検出された試料像信号を記憶する。
ック図である。走査手段５７は、エネルギビームが試料
上で重複走査されないようにこれを走査する。試料像信
号検出手段５１は、エネルギビームの照射された試料か
ら２次的に放出される試料像信号を検出する。フレーム
メモリ５２は、走査手段５７による走査位置をアドレス
情報として、前記検出された試料像信号を記憶する。
【００１７】倍率入力手段５６からは所望の拡大倍率が
入力される。読出範囲設定手段５５は、前記拡大倍率に
基づいてフレームメモリ５２上の読み出し範囲を設定す
る。読出手段５３は、読出範囲設定手段５５によって指
示された範囲の試料像信号をフレームメモリ５２から読
み出して表示手段５４に出力する。表示手段５４は前記
試料像信号に応じた走査像を、前記読み出し範囲の大小
にかかわらず一定面積内に表示する。
入力される。読出範囲設定手段５５は、前記拡大倍率に
基づいてフレームメモリ５２上の読み出し範囲を設定す
る。読出手段５３は、読出範囲設定手段５５によって指
示された範囲の試料像信号をフレームメモリ５２から読
み出して表示手段５４に出力する。表示手段５４は前記
試料像信号に応じた走査像を、前記読み出し範囲の大小
にかかわらず一定面積内に表示する。
【００１８】このような構成では、読出範囲設定手段５
５によって設定される読み出し範囲にかかわらず、当該
読み出し範囲から読み出された試料像信号が表示手段５
４上の一定の面積内に表示されるので、読み出し範囲を
狭めることにより、走査線の間隔を狭めることなく拡大
倍率を実質的に高くすることができるようになる。
５によって設定される読み出し範囲にかかわらず、当該
読み出し範囲から読み出された試料像信号が表示手段５
４上の一定の面積内に表示されるので、読み出し範囲を
狭めることにより、走査線の間隔を狭めることなく拡大
倍率を実質的に高くすることができるようになる。
【００１９】したがって、エネルギビームが重複走査さ
れるほど走査線の間隔を狭めることなく、所望の倍率に
拡大された走査像が得られるようになり、試料の温度上
昇、絶縁物試料での電荷の蓄積、コンタミネ−ションの
発生が抑制される。
れるほど走査線の間隔を狭めることなく、所望の倍率に
拡大された走査像が得られるようになり、試料の温度上
昇、絶縁物試料での電荷の蓄積、コンタミネ−ションの
発生が抑制される。
【００２０】図２は本発明の第２の機能ブロック図であ
り、前記と同一の符号は同一または同等部分を表してい
る。
り、前記と同一の符号は同一または同等部分を表してい
る。
【００２１】走査間隔設定手段５８は、前記拡大倍率に
基づいてエネルギビームの主走査間隔すなわち走査線の
間隔を設定する。走査手段５７は、設定された間隔でエ
ネルギビームを走査する。
基づいてエネルギビームの主走査間隔すなわち走査線の
間隔を設定する。走査手段５７は、設定された間隔でエ
ネルギビームを走査する。
【００２２】図３は、走査間隔設定手段５８による拡大
倍率と走査間隔および読み出し範囲との関係を示した図
である。走査間隔は、倍率が低い範囲（ＮL 〜ＮC ）で
は倍率の上昇と共に狭くなるが、予定の倍率ＮC に達す
ると、それ以後は一定となる。前記予定の倍率ＮC は、
エネルギビームが試料上で重複走査される最低倍率、あ
るいはエネルギビームが試料上で重複走査されない最高
倍率に設定することが望ましい。
倍率と走査間隔および読み出し範囲との関係を示した図
である。走査間隔は、倍率が低い範囲（ＮL 〜ＮC ）で
は倍率の上昇と共に狭くなるが、予定の倍率ＮC に達す
ると、それ以後は一定となる。前記予定の倍率ＮC は、
エネルギビームが試料上で重複走査される最低倍率、あ
るいはエネルギビームが試料上で重複走査されない最高
倍率に設定することが望ましい。
【００２３】一方、読み出し範囲は、倍率が低い範囲で
は一定となるが、前記予定の倍率ＮC より高い範囲（Ｎ
C 〜ＮH ）では、倍率の上昇と共に狭くなる。前記予定
の倍率Ｎc は、エネルギビームが重複走査されない最大
倍率、あるいはエネルギビームが重複走査される最小倍
率に設定される。
は一定となるが、前記予定の倍率ＮC より高い範囲（Ｎ
C 〜ＮH ）では、倍率の上昇と共に狭くなる。前記予定
の倍率Ｎc は、エネルギビームが重複走査されない最大
倍率、あるいはエネルギビームが重複走査される最小倍
率に設定される。
【００２４】このような構成では、低倍率ＮL から予定
の倍率ＮC までの範囲では、走査手段５７が走査間隔を
可変することにより観察倍率が所望の倍率に設定され、
予定の倍率ＮC 以上では、前記同様、読出手段５３によ
るフレームメモリ１２からの読み出し範囲を可変するこ
とにより所望の倍率に設定される。
の倍率ＮC までの範囲では、走査手段５７が走査間隔を
可変することにより観察倍率が所望の倍率に設定され、
予定の倍率ＮC 以上では、前記同様、読出手段５３によ
るフレームメモリ１２からの読み出し範囲を可変するこ
とにより所望の倍率に設定される。
【００２５】この結果、高倍率での観察時でもエネルギ
ビームが重複走査されないので、試料の温度上昇、絶縁
物試料での電荷の蓄積、コンタミネ−ションの発生が抑
制される。
ビームが重複走査されないので、試料の温度上昇、絶縁
物試料での電荷の蓄積、コンタミネ−ションの発生が抑
制される。
【００２６】なお、試料上での電流密度はエネルギビー
ムのビーム電流にも左右されるので、前記予定の倍率Ｎ
C は、ビーム電流の上昇に応じて低くなるようにするこ
とが望ましい。
ムのビーム電流にも左右されるので、前記予定の倍率Ｎ
C は、ビーム電流の上昇に応じて低くなるようにするこ
とが望ましい。
【００２７】図５は、本発明の一実施形態である走査電
子顕微鏡の構成を示したブロック図である。画像メモリ
１４は、例えば２０４８×２０４８画素で、深さ方向に
２５６段階の階調表現を可能にする記憶容量を備えてい
る。
子顕微鏡の構成を示したブロック図である。画像メモリ
１４は、例えば２０４８×２０４８画素で、深さ方向に
２５６段階の階調表現を可能にする記憶容量を備えてい
る。
【００２８】書込アドレス生成回路１２は、書込クロッ
ク出力回路１３から出力されるクロック信号ＣＬＫ1 を
同期信号として書込アドレスを生成し、これを画像メモ
リ１４およびＤ／Ａ変換器９、１１に出力する。
ク出力回路１３から出力されるクロック信号ＣＬＫ1 を
同期信号として書込アドレスを生成し、これを画像メモ
リ１４およびＤ／Ａ変換器９、１１に出力する。
【００２９】例えばクロック信号ＣＬＫ1 の周期が２３
８ｎｓであれば、３０分の１秒で一枚の走査像を形成す
るＴＶ走査となる。このクロック信号の周期は任意に決
めることができ、１枚の画像を１０秒で形成するような
ゆっくりした走査も可能である。
８ｎｓであれば、３０分の１秒で一枚の走査像を形成す
るＴＶ走査となる。このクロック信号の周期は任意に決
めることができ、１枚の画像を１０秒で形成するような
ゆっくりした走査も可能である。
【００３０】Ｘ走査Ｄ／Ａ変換器９には、０から２０４
７を繰り返すデジタル信号が出力され、当該Ｄ／Ａ変換
器９では、これを鋸歯状波のアナログ信号に変換して出
力する。Ｙ走査Ｄ／Ａ変換器１１には、Ｘ走査Ｄ／Ａ変
換器９の出力が０から２０４７に到達したときにプラス
１される、０から２０４７の繰返しのデジタル信号が出
力され、当該Ｄ／Ａ変換器１１では、これを鋸歯波のア
ナログ信号に変換して出力する。
７を繰り返すデジタル信号が出力され、当該Ｄ／Ａ変換
器９では、これを鋸歯状波のアナログ信号に変換して出
力する。Ｙ走査Ｄ／Ａ変換器１１には、Ｘ走査Ｄ／Ａ変
換器９の出力が０から２０４７に到達したときにプラス
１される、０から２０４７の繰返しのデジタル信号が出
力され、当該Ｄ／Ａ変換器１１では、これを鋸歯波のア
ナログ信号に変換して出力する。
【００３１】各Ｄ／Ａ変換器９、１１から出力された鋸
歯状アナログ信号はＸ走査アンプ８、Ｙ走査アンプ１０
で増幅され、それぞれＸ走査偏向板２およびＹ走査偏向
板３に供給される。Ｘ走査アンプ８とＹ走査アンプ１０
の増幅度を変えることで試料４上での電子ビ−ム１の走
査領域５を任意に変えることができる。
歯状アナログ信号はＸ走査アンプ８、Ｙ走査アンプ１０
で増幅され、それぞれＸ走査偏向板２およびＹ走査偏向
板３に供給される。Ｘ走査アンプ８とＹ走査アンプ１０
の増幅度を変えることで試料４上での電子ビ−ム１の走
査領域５を任意に変えることができる。
【００３２】読出アドレス生成回路１６は、読出クロッ
ク出力回路１７から出力されるクロック信号ＣＬＫ2 を
同期信号として拡大倍率に応答した読出アドレスを生成
し、これを画像メモリ１４およびＤ／Ａコンバータ１
８、１９に出力する。
ク出力回路１７から出力されるクロック信号ＣＬＫ2 を
同期信号として拡大倍率に応答した読出アドレスを生成
し、これを画像メモリ１４およびＤ／Ａコンバータ１
８、１９に出力する。
【００３３】Ｄ／Ａコンバータ１８、１９の出力信号は
Ｘ走査アンプ２１、Ｙ走査アンプ２２で増幅されて予定
の電圧レベルに変換される。変換された電圧は像表示ブ
ラウン管２０のＸ偏向板２３、Ｙ偏向板２４に供給さ
れ、ブラウン管の電子ビ−ムがラスタ走査される。
Ｘ走査アンプ２１、Ｙ走査アンプ２２で増幅されて予定
の電圧レベルに変換される。変換された電圧は像表示ブ
ラウン管２０のＸ偏向板２３、Ｙ偏向板２４に供給さ
れ、ブラウン管の電子ビ−ムがラスタ走査される。
【００３４】また、前記読出アドレスに応答して画像メ
モリ１４から読み出された画情報はＤ／Ａ変換器１５で
アナログ信号（電圧）に変換され、像表示ブラウン管２
０の輝度変調入力となる。
モリ１４から読み出された画情報はＤ／Ａ変換器１５で
アナログ信号（電圧）に変換され、像表示ブラウン管２
０の輝度変調入力となる。
【００３５】このような構成において、収束系（図示せ
ず）によって細く絞られた電子ビ−ム１はＸ方向走査偏
向板２およびＹ方向走査偏向板３によって偏向され、観
察しようとする試料４上でラスタ走査される。
ず）によって細く絞られた電子ビ−ム１はＸ方向走査偏
向板２およびＹ方向走査偏向板３によって偏向され、観
察しようとする試料４上でラスタ走査される。
【００３６】試料４から放出された二次電子２５（反射
電子等も放出されるが、ここでは二次電子で説明する）
は二次電子検出器６で検知され、検出信号はＡ／Ｄ変換
器７でデジタルデータに変換された後に画像メモリ１４
に記録される。画像メモリ１４のアドレスと電子ビ−ム
１の走査位置とは対応しているので、画像メモリ１４に
は、試料４上の走査領域５に応答した画情報が記憶され
る。
電子等も放出されるが、ここでは二次電子で説明する）
は二次電子検出器６で検知され、検出信号はＡ／Ｄ変換
器７でデジタルデータに変換された後に画像メモリ１４
に記録される。画像メモリ１４のアドレスと電子ビ−ム
１の走査位置とは対応しているので、画像メモリ１４に
は、試料４上の走査領域５に応答した画情報が記憶され
る。
【００３７】一方、拡大像をブラウン管２０に表示させ
る場合、読み出しアドレス生成回路１６は、拡大倍率に
応じた読み出しアドレスを生成する。
る場合、読み出しアドレス生成回路１６は、拡大倍率に
応じた読み出しアドレスを生成する。
【００３８】例えば、図６(a) に示したように、２０４
８×２０４８の領域に記憶された「Ａ」という画情報の
一部分を、さらに４倍して表示させる場合、アドレス生
成回路１６は、Ｘ走査Ｄ／Ａ変換器１８には、７６８か
ら１２８６を繰返すデジタル信号を出力し、Ｙ走査Ｄ／
Ａ変換器１９には、Ｘ走査Ｄ／Ａ変換器１８の出力が１
２８６に到達したときにプラス１される、７６８から１
２８６を繰返すデジタル信号を出力する。
８×２０４８の領域に記憶された「Ａ」という画情報の
一部分を、さらに４倍して表示させる場合、アドレス生
成回路１６は、Ｘ走査Ｄ／Ａ変換器１８には、７６８か
ら１２８６を繰返すデジタル信号を出力し、Ｙ走査Ｄ／
Ａ変換器１９には、Ｘ走査Ｄ／Ａ変換器１８の出力が１
２８６に到達したときにプラス１される、７６８から１
２８６を繰返すデジタル信号を出力する。
【００３９】この結果、ブラウン管２０には、同図(b)
に示したように、「Ａ」という画情報の一部分がさらに
４倍に拡大されて表示される。なお、さらに拡大倍率を
上げると、走査像として画素数が不足する場合がある。
このような場合には一つの画素の信号を複数回、例えば
Ｘ方向、Ｙ方向に２回ずつ用いるなどの適宜の補間処理
を施すことによって観察像の劣化を防ぐことができる。
に示したように、「Ａ」という画情報の一部分がさらに
４倍に拡大されて表示される。なお、さらに拡大倍率を
上げると、走査像として画素数が不足する場合がある。
このような場合には一つの画素の信号を複数回、例えば
Ｘ方向、Ｙ方向に２回ずつ用いるなどの適宜の補間処理
を施すことによって観察像の劣化を防ぐことができる。
【００４０】なお、読み出しアドレス生成回路１６によ
って設定される読み出し範囲は、フレームメモリ１４の
中心部に限定されるものではなく、任意の位置および任
意の大きさであって良い。また、読出クロックＣＬＫ2
の速度は書込クロックＣＬＫ1 の速度と同一である必要
はなく、書き込みは１０秒で行い、読み出しは３０分の
１秒で行うといったように、書込速度と読出速度とを異
ならせてもよい。
って設定される読み出し範囲は、フレームメモリ１４の
中心部に限定されるものではなく、任意の位置および任
意の大きさであって良い。また、読出クロックＣＬＫ2
の速度は書込クロックＣＬＫ1 の速度と同一である必要
はなく、書き込みは１０秒で行い、読み出しは３０分の
１秒で行うといったように、書込速度と読出速度とを異
ならせてもよい。
【００４１】本実施形態によれば、高倍率観察時であっ
ても電子ビームが重複走査されないので、電流密度の上
昇が抑えられ、試料の温度上昇、絶縁物試料での電荷の
蓄積、コンタミネ−ションの発生が抑制される。
ても電子ビームが重複走査されないので、電流密度の上
昇が抑えられ、試料の温度上昇、絶縁物試料での電荷の
蓄積、コンタミネ−ションの発生が抑制される。
【００４２】なお、上記した実施形態では、本発明を拡
大像の観察時に適用して説明したが、本発明は、焦点合
わせや非点補正を行なう場合にも有効である。
大像の観察時に適用して説明したが、本発明は、焦点合
わせや非点補正を行なう場合にも有効である。
【００４３】すなわち、本発明では、倍率の拡大はフレ
ームメモリからの読み出し範囲を狭くすることによって
行われるので、焦点合わせや非点補正を行なう場合に
は、対物レンズの励磁電流等を可変しながら試料像信号
をフレームメモリに読み込み、そのうちの任意の範囲の
試料像信号を読み出して、そのデータ系列を微分あるい
はフーリエ変換等の適宜の手法により処理し、高周波成
分が最大となるときの対物レンズ電流を求めることによ
り、焦点合わせ等を行うようにしても良い。
ームメモリからの読み出し範囲を狭くすることによって
行われるので、焦点合わせや非点補正を行なう場合に
は、対物レンズの励磁電流等を可変しながら試料像信号
をフレームメモリに読み込み、そのうちの任意の範囲の
試料像信号を読み出して、そのデータ系列を微分あるい
はフーリエ変換等の適宜の手法により処理し、高周波成
分が最大となるときの対物レンズ電流を求めることによ
り、焦点合わせ等を行うようにしても良い。
【００４４】また、上記した実施形態では、読み出し範
囲が一か所だけ設定されるものとして説明したが、本発
明はこれのみに限定されるものではなく、広さの異なっ
た複数の読み出し範囲（その一部がオーバラップしても
良い）を同時に設定できるようにし、同一画面上あるい
は複数の画面上に、各々拡大倍率の異なった複数の走査
像が同時に表示されるようにしてもよい。
囲が一か所だけ設定されるものとして説明したが、本発
明はこれのみに限定されるものではなく、広さの異なっ
た複数の読み出し範囲（その一部がオーバラップしても
良い）を同時に設定できるようにし、同一画面上あるい
は複数の画面上に、各々拡大倍率の異なった複数の走査
像が同時に表示されるようにしてもよい。
【００４５】
【発明の効果】上記したように、本発明ではフレームメ
モリからの試料像信号の読み出し範囲を狭めることによ
って拡大倍率を実質的に高くするようにしたので、エネ
ルギビームが重複走査されるほど走査間隔を狭めること
なく所望の倍率に拡大された走査像が得られるようにな
る。したがって、試料表面の電流密度の上昇が抑えら
れ、試料の温度上昇、絶縁物試料での電荷の蓄積、コン
タミネ−ションの発生を抑制できるようになる。
モリからの試料像信号の読み出し範囲を狭めることによ
って拡大倍率を実質的に高くするようにしたので、エネ
ルギビームが重複走査されるほど走査間隔を狭めること
なく所望の倍率に拡大された走査像が得られるようにな
る。したがって、試料表面の電流密度の上昇が抑えら
れ、試料の温度上昇、絶縁物試料での電荷の蓄積、コン
タミネ−ションの発生を抑制できるようになる。
【図１】 本発明の第１の機能ブロック図である。
【図２】 本発明の第２の機能ブロック図である。
【図３】 拡大倍率と走査間隔／読出範囲との関係を示
した図である。
した図である。
【図４】 従来技術の焦点合せ方法を示した図である。
【図５】 本発明の一実施形態のブロック図である。
【図６】 本発明による拡大方法を示した図である。
１…電子ビ−ム、２…Ｘ走査偏向板、３…Ｙ走査偏向
板、４…試料、５…走査領域、６…二次電子検出器、７
…Ａ／Ｄ変換器、８…Ｘ走査アンプ、９、１１、１５、
１８、１９…Ｄ／Ａ変換器、１１…Ｙ走査アンプ、１２
…書き込みアドレス生成回路、１３…書込クロック出力
回路、１４…画像メモリ、１６…読みだしアドレス生成
回路、１７…読出クロック出力回路、２０…像表示ブラ
ウン管、２１…Ｘ偏向アンプ、２２…Ｙ偏向アンプ、２
３…Ｘ偏向板、２４…Ｙ偏向板、２５…二次電子、２６
…走査像
板、４…試料、５…走査領域、６…二次電子検出器、７
…Ａ／Ｄ変換器、８…Ｘ走査アンプ、９、１１、１５、
１８、１９…Ｄ／Ａ変換器、１１…Ｙ走査アンプ、１２
…書き込みアドレス生成回路、１３…書込クロック出力
回路、１４…画像メモリ、１６…読みだしアドレス生成
回路、１７…読出クロック出力回路、２０…像表示ブラ
ウン管、２１…Ｘ偏向アンプ、２２…Ｙ偏向アンプ、２
３…Ｘ偏向板、２４…Ｙ偏向板、２５…二次電子、２６
…走査像
フロントページの続き (56)参考文献 特開 平１−289058（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−143388（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−212569（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H01J 37/22 502 H01J 37/147 H01J 37/28
Claims (13)
- 【請求項１】 試料上でエネルギビームを走査する走査
手段と、 前記走査領域で得られる試料像信号を検出する検出手段
と、 前記検出手段により検出された試料像信号を記憶するフ
レームメモリと、前記フレームメモリから読み出した試料像信号に基づい
て試料像を形成する試料像形成手段と、 前記試料像形成手段が形成する試料像の倍率を設定する
倍率設定手段とを備え、 前記倍率設定手段は、拡大倍率が予定の倍率よりも低い
場合には、エネルギビームの走査間隔を縮小または拡大
することにより倍率を設定し、拡大倍率が前記予定の倍
率よりも高い場合には、前記フレームメモリからの読み
出し範囲を縮小または拡大することにより倍率を設定す
る ことを特徴とする走査電子顕微鏡。 - 【請求項２】 試料像信号をフレームメモリに記憶し、
フレームメモリから読み出した試料像信号に基づいて走
査像を表示する走査電子顕微鏡において、 エネルギビームを試料上で走査する走査手段と、 試料から放出される試料像信号を検出する検出手段と、 エネルギビームの走査位置をアドレスとして、前記試料
像信号を記憶するフレームメモリと、 拡大倍率に基づいて、フレームメモリ上の読み出し範囲
を設定する読出範囲設定手段と、 前記読み出し範囲の試料像信号をフレームメモリから選
択的に読み出す読出手段と、 前記読み出された試料像信号に応じた走査像を表示する
表示手段と、 前記走査手段による走査間隔を、拡大倍率が予定の倍率
より低い範囲では拡大倍率の上昇に応じて狭くし、拡大
倍率が予定の倍率より高い範囲では、拡大倍率にかかわ
らず一定とする走査間隔設定手段とを具備し、 拡大倍率が予定の倍率より低い範囲では、走査間隔にか
かわらずフレームメモリ上の一定領域内の試料像信号を
表示手段上の一定面積内に表示することにより拡大倍率
を実質的に可変し、拡大倍率が予定の倍率より高い範囲
では、読み出し範囲にかかわらず当該読み出し範囲内の
試料像信号を表示手段上の一定面積内に表示することに
より拡大倍率を実質的に可変することを特徴とする走査
電子顕微鏡。 - 【請求項３】 前記予定の倍率は、エネルギビームが試
料上で重複走査される最低倍率であることを特徴とする
請求項１または２に記載の走査電子顕微鏡。 - 【請求項４】 前記予定の倍率は、エネルギビームが試
料上で重複走査されない最高倍率であることを特徴とす
る請求項１または２に記載の走査電子顕微鏡。 - 【請求項５】 前記予定の倍率は、ビーム電流の上昇に
応じて低くなることを特徴とする請求項１ないし４のい
ずれかに記載の走査電子顕微鏡。 - 【請求項６】 拡大倍率が高い場合には、読み出し範囲
の試料像信号に補間処理を施して試料像信号を増やすこ
とを特徴とする請求項２ないし６のいずれかに記載の走
査電子顕微鏡。 - 【請求項７】 複数の読み出し範囲から読み出した試料
像信号に応じた走査像を同時に表示することを特徴とす
る請求項２ないし７のいずれかに記載の走査電子顕微
鏡。 - 【請求項８】 フレームメモリ上の任意の読み出し範囲
から読み出した試料像信号に基づいて、焦点合せおよび
非点補正の少なくとも一方を行うことを特徴とする請求
項１ないし７のいずれかに記載の走査電子顕微鏡。 - 【請求項９】 所望の拡大倍率を設定する倍率設定手段
と、 前記倍率設定手段により設定された拡大倍率に応じた走
査間隔でエネルギビームを試料上で走査する走査手段
と、 前記走査領域から放出される試料像信号を検出する検出
手段と、 前記検出された試料像信号に基づいて試料像を表示する
表示手段と、 拡大倍率が予定の倍率より高い範囲では、前記倍率設定
手段により設定された拡大倍率にかかわらず、前記エネ
ルギビームの走査間隔を一定にする走査間隔設定手段と
を具備したことを特徴とする走査電子顕微鏡。 - 【請求項１０】 前記予定の倍率は、エネルギビームが
試料上で重複走査される最低倍率であることを特徴とす
る請求項９に記載の走査電子顕微鏡。 - 【請求項１１】 前記予定の倍率は、エネルギビームが
試料上で重複走査されない最高倍率であることを特徴と
する請求項９に記載の走査電子顕微鏡。 - 【請求項１２】 前記予定の倍率は、ビーム電流の上昇
に応じて低くなることを特徴とする請求項９ないし１１
のいずれかに記載の走査電子顕微鏡。 - 【請求項１３】 試料上でエネルギビームを走査する走
査手段と、 前記走査領域で得られる試料像信号を検出する検出手段
と、 前記検出手段により検出された試料像信号を記憶するフ
レームメモリと、 前記フレームメモリから読み出した試料像信号に基づい
て試料像を形成する試料像形成手段と、 前記試料像形成手段が形成する試料像の倍率を設定する
倍率設定手段とを備え、 前記倍率設定手段は、拡大倍率が予定の倍率よりも低い
場合には、エネルギビームの走査範囲を縮小または拡大
することにより倍率を設定し、拡大倍率が前記予定の倍
率よりも高い場合には、前記フレームメモリからの読み
出し範囲を縮小または拡大することにより倍率を設定す
ることを特徴とする走査電子顕微鏡。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23346098A JP3274650B2 (ja) | 1991-09-17 | 1998-08-06 | 走査電子顕微鏡 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23346098A JP3274650B2 (ja) | 1991-09-17 | 1998-08-06 | 走査電子顕微鏡 |
Related Parent Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3262528A Division JP2869827B2 (ja) | 1991-09-17 | 1991-09-17 | 走査電子顕微鏡 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11120951A JPH11120951A (ja) | 1999-04-30 |
| JP3274650B2 true JP3274650B2 (ja) | 2002-04-15 |
Family
ID=16955388
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP23346098A Expired - Fee Related JP3274650B2 (ja) | 1991-09-17 | 1998-08-06 | 走査電子顕微鏡 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3274650B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5153212B2 (ja) * | 2007-06-07 | 2013-02-27 | 株式会社日立ハイテクノロジーズ | 荷電粒子線装置 |
-
1998
- 1998-08-06 JP JP23346098A patent/JP3274650B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH11120951A (ja) | 1999-04-30 |
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