JPH01634A - 電子線応用装置における電子線走査方式 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕　　　　　　　　　　　−、本発
明は電子線応用装置における電子線走査方式に係り、特
に走査電子顕微鏡などの電子線応用装置の画像全体の焦
点、非点収差の適否などを良好なＳ／Ｎ比で迅速に判断
して操作性を向上させるのに好適な電子線走査方式に関
するものである。

〔従来の技術〕

従来、ダイナミックフォーカスについては、スキャニン
グ　エレクトロゾマイクロスコピイ、ミツシェル　ティ
　ポスチク、ジュニア　アンドラッド　レサーチ　イン
コーポレエション、１９８０年　第３９頁から第４１頁
（Ｓｃａｎｎｉｎｇ　ＥｌｅｘｔｏｒｏｎＭｉｃｒｏｓ
ｃｏｐｙｅ　Ｍｉｃｈａｅｌ　Ｔ、Ｐｏ５ｔｅｋ、　Ｊ
ｒ、　ａｎｄ　ＬａｄｄＲａｓｅｒｃｈ　Ｉｎｃ、　１
９８０．　ｐ３９〜４１　）なる文献において論じられ
おり、対物レンズ電流をＹ走査信号で変調し、画像全体
の焦点が合うようにするものであるが、実際にはこの操
作は、画像を見ながら手動による振幅調整と焦点調整を
繰り返し行う必要がある。このため、従来の電子線走査
方式では、レンズの応答性やＳ／Ｎ比の点で非常に遅い
走査速度を用いる必要があり、不便であった。

〔発明が解決しようとする問題点〕

上記従来技術は、ダイナミックフォーカス調節など画像
の様子が動的に変化する場合、レンズ電流変化の応答速
度や像のＳＮ比劣化の問題からＸ方向の走査速度を速く
することは困蔑であり、したが′つて、１フレームあた
りの走査速度も限界を生じており　（１〜５　ｓｅｃ／
　ｆｒａｍｅ）　、実際の操作性に雛点があった。

本発明の目的は、画面の必要な領域のみ走査し、不要な
領域での走査時間を節約することにより。

Ｘ方向の走査速度を変えることなく、実効的に１フレー
ム当りの走査時間を短かくしてダイナミックフォーカス
調節時などの操作性を向上させることができる電子線応
用装置における電子線走査方式を提供するこ、とにある
。

〔問題点を解決するための手段〕

上記目的は、電子線走査領域を必要一定幅Ｙ方向に複数
個に区別って、この区別られた領域を任意、交互あるい
は時系列的に走査可能な信号を発生するＹ特殊信号発生
器を設けた構成として、Ｘ方向の走査速度や走査線数を
変えずにＹ方向の走査を必要な領域のみ行い、不要な領
域の走査時間を節約することによって達成するようにし
た。

実際のダイナミックフォーカス調節においては、画面の
中央部、上下端部において、それぞれ全画面の１／１０
ずつの走査領域で十分であり、すなわち、全画面を一様
に走査する場合と比較して約３倍の実効的な走査速度を
得ることが可能である。

〔作用〕

本発明は、走査電子顕微鏡などにおける電子ビーム走査
信号発生器に加えて、Ｙ方向に特定の領域のみ走査させ
るためのＹ特殊信号発生器を設け、このＹ特殊信号発生
器は、証通常の走査信号の１問 ／１０１００振幅を有し、１４１期内の時間を区切って
直流レベルを変化させるなどの手段によって動作し、ダ
イナミックフォーカス調整スイッチなどと連動して特殊
走査信号でＹ偏向増幅器を駆動することにより、必要領
域を良好なＳ／Ｎ比で速い走査速度で形像することがで
きる。

〔実施例〕

以下本発明を第１図、第２図に示した実施例及び第３図
、第４図を用いて詳細に説明する。

第１図は本発明の電子線応用装置における電子線走査方
式の一実施例を示す構成図である。第１図において、電
子線１は偏向コイル２により試料４上をＸ−Ｙ２次元走
査するとともに、対物レンズ３により試料４上に焦点を
結ぶ１通常の走査電子顕微鏡等においては、Ｘ走査信号
発生器５及びＹ走査信号発生器６で発生する正弦波信号
をそれぞれＸ偏向増幅器７．Ｙ偏向増幅器８に供給して
電子線１をＸ−Ｙ２次元走査するようになっている。ま
た、ダイナミックフォーカスは、Ｙ走査信号発生器６の
出力を振幅調節器９により適切な振幅にした後、対物レ
ンズ電源１０に加えて行う。

実際のダイナミックフォーカス調節操作は、試料傾斜が
大のとき、焦点深度の不足を補うために行うもので、な
ず、焦点調節器１１によりＹ方向画面中央付近で焦点合
わせを行い１次に、上下端で焦点が合うように振幅調節
器９を調節するが、この操作を交互に数回繰り返えして
画面全体でシャープな像が得られるようにする。

本実施例では、この操作を容易にするため、Ｙ方向の中
央及び上下端の必要領域のみを走査することによりＳ／
Ｎ比を劣化させることなく、実効的に走査速度を速くす
るために特殊走査信号を発生するためのＹ特殊信号発生
器１２を設け、ダイナミックフォーカス調節時のみ連動
スイッチ１３によりその出力をＹ偏向増幅器８に供給す
るようにした。

第２図は第１図のＹ特殊信号発生器１２の一実施例を示
すブロック図である。第２図において、１４は鋸歯状波
発生器、１５．１６はそれぞれ周期設定抵抗、１７は半
導体スイッチ、１８は信号切換スイッチで、信号切換ス
イッチ１８がＢ位置に接続され、周期設定抵抗１５及び
鋸歯状波発生器１４の出力に直結されている半導体スイ
ッチ１７−１が導通状態のとき、この回路は従来のＹ走
査信号発生器として動作する。

信号切換器１８がＡ位置にあるときは、特殊信号発生回
路として動作する。まず、周期設定抵抗１６に直結して
いる半導体スイッチ１７−２が導通となり、鋸歯状波発
生器１４の出力は、あらかじめ設定された短い周期の鋸
歯波となり（すなわち、第３図における（ａ）のＡ出力
波形から（ｂ）のＢ出力波形のように変化する）、この
出力波形は、鋸歯状波発生器１４に直結した半導体スイ
ッチ１７−３が不導通となっているため、加算回路２０
及びコンパレータ２１に導かれる。

ここで、コンバレー恥２１によって鋸歯状波信１号の最
大値を検出し、第３図（ｃ）におけるコンパレータ出力
波形に示すようなタイミングパルスを発生し、波形整形
回路２２により整形されたシリアルタイミング信号をシ
フトレジスタ２３により順次パラレル信号に変換する。

その３個の出力に接続された半導体スイッチ１７−４〜
１７−６をタイミングパルスに同期して順次切り換えて
導通状態とすることにより、加算回路２０にバイアス電
圧Ｅｌ−Ｅａが順次加わり、Ｂ出力波形の直流レベルを
順次変化させることにより、第３図（ｆ）の特殊波形発
生回路出力に示すような走査信号が得られる。

第４図はＣＲＴ画面のの電子走査領域とこのときのＹ方
向走査のための特殊走査信号波形を示したもので（ａ）
は電子線走査領域、（ｂ）は特殊走査信号波形を示す。

第４図（ａ）の表示ＣＲＴ３０上の走査領域３１は、第
４図（ｂ）の特殊走査信号３２の各Ｙ方向立上りの傾斜
部分に対応し、ダイナミックフォーカス調節のために必
要な走査領域３１以外の領域の走査時間を節約すること
によりＳ／Ｎ比を劣化させることなく、実効的に高速走
査を行うことができる。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明によれば、ダイナミックフ
ォーカス調節時などＣＲＴ上の像の動的な変化を良好な
Ｓ／Ｎ比で連続的にｉ察できるので、調整量に対する像
の変化を把握して適切な調節量を得ることが可能であり
、操作性及び像質の大幅な向上をはかれるという効果が
ある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の電子線応用装置における電子線走査方
式の一実施例を示す構成図、第２図は第１図のＹ特殊信
号発生器の一実施例を示すブロック図、第３図は第２図
の各部信号の波形図、第４図はＣＲＴ画面の電子線走査
領域とこのときのＹ方向走査のための特殊走査信号波形
を示した図である。 １・・・電子線、２・・・偏向コイル、３・・・対物レ
ンズ。 ４・・・試料、５・・・Ｘ走査信号発生器、６・・・Ｙ
走査信号発生器、７・・・Ｘ偏向増幅器、８・・・Ｙ偏
向増幅器。 ９・・・振幅調節器、１０・・・対物レンズ電源、１１
・・・焦点調節器、１２・・・Ｙ特殊信号発生器、１３
・・・連動スイッチ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、走査電子顕微鏡などの電子線応用装置において、電
   子線走査領域を必要一定幅Ｙ方向に複数個に区別つて該
   区切られた領域を任意、交互あるいは時系列的に走査可
   能な信号を発生するＹ特殊信号発生器を設けたことを特
   徴とする電子線応用装置における電子線走査方式。 ２、前記Ｙ特殊信号発生器からの信号は、ダイナミック
   フォーカスモードとなつたときに自動的に前記電子線応
   用装置に送信される構成としてある特許請求の範囲第１
   項記載の電子線応用装置におけめ電子線走査方式。