JPH02103852A - 走査型電子顕微鏡の歪補正方式 - Google Patents

走査型電子顕微鏡の歪補正方式

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JPH02103852A
JPH02103852A JP25428288A JP25428288A JPH02103852A JP H02103852 A JPH02103852 A JP H02103852A JP 25428288 A JP25428288 A JP 25428288A JP 25428288 A JP25428288 A JP 25428288A JP H02103852 A JPH02103852 A JP H02103852A
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JP
Japan
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circuit
sample
output
image
focus
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Application number
JP25428288A
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English (en)
Inventor
Hironobu Moriwaki
森脇 弘暢
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NICHIDENSHI TECHNICS KK
Original Assignee
NICHIDENSHI TECHNICS KK
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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〕 本発明は走査型電子顕微鏡の歪補正方式に係わり、特に
試料を傾斜させた場合に各走査位置で焦点合わせを行う
と共に、像回転歪をなくすようにした走査型電子顕微鏡
の歪補正方式に関するものである。
〔従来の技術〕
一般に走査型電子顕微鏡において、試料の凹凸部を見た
い場合や、信号強度を大きくしたい場合に試料を傾斜さ
せることが行われている。この場合、電子顕微鏡は被写
界深度が大きいので、試料の中央部に焦点を合わせてお
けば試料を傾斜させても焦点ボケが生ぜず、良好な状態
での試料の観察が可能である。
第5図は電子ビームによる試料面上の走査とその時の画
像を表示するCRTにおける走査を示す図である。
第5図(イ)に示すように、試料61が水平面に対して
所定の傾斜角を有している状態で、電子ビーム62によ
り試料面上を走査し、その時の画像を第5図(ロ)に示
すように、CRT63における走査を行って画像表示し
ている。
第6図(イ)は傾斜した試料の中心高さに焦点を合わし
た場合を示す図で、中心高さがフォーカス点64である
ため、それよりも高い位置あるいは低い位置においては
焦点ボケが生じ、その時得られる画像は第6図(ロ)に
示すように中心部分のめ焦点が合った画像となり、それ
よりも高い位置あるいは低い位置における像はボケだ像
となる。
このような試料の傾斜による焦点ボケをなくすために、
試料の傾斜角度に応じて対物レンズ電流を変え、各走査
位置においてジャストフォーカスとすることも行われて
いる。
〔発明が解決しようとする課題〕
第7図(イ)は試料高さに応じて対物レンズ電流を制御
し、常にジャストフォーカスとする場合を示している。
しかしながら、このように試料高さに応じて焦点位置を
変えて常に焦点合わせすることにより、画像のボケを防
止することができるが、対物レンズ電流を変化すること
により電子ビームの回転が生じ、そのため像回転歪が発
生ずる。例えば、メツシュのような試料を観察したとす
ると、試料高さの高い位置においては第7図(ロ)に示
すような像の回転が生じ、試料の中心高さの位置におい
ては第7図(ハ)に示すような像が得られ、高さの低い
位置においては第7図(ロ)と反対方向に回転したよう
な第7図(ニ)に示すような像が得られる。そしてこの
ように順次焦点位置を変化させて正焦点を得ようとする
と、像全体としては第7図(ホ)に示すように、中心の
高さを境に」二下で反対方向に回転したような像の歪が
発生することになる。
本発明は上記問題点を解決するためのもので、試料を傾
斜させた場合に常にジャストフォーカスの状態とすると
共に、像の回転止をなくし、試料傾斜に関わらず歪のな
い像を得ることができる走査型電子顕微鏡の歪補正方式
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] そのために本発明の走査型電子顕微鏡の歪補正方式は、
試料の傾斜角度を検出し、傾斜角度に応して対物レンズ
電流を制御し、試料の各走査位置において焦点合わせを
行うようにした走査型電子顕微鏡であって、水平偏向回
路、および垂直偏向回路のスキャンローテーション成分
を試料の傾斜角度に応して制御することを特徴とする。
〔作用〕
本発明は試料の傾斜角度を検出し、試料高さに応じて対
物レンズ電流を制御して、常時ジャストフォーカスとす
ると共に、試料高さに応して偏向コイル電流のスキャン
ローテーション成分を変化させることにより、像の回転
をなくして常に焦点ボケがなく、かつ像回転歪のない像
を得ることが可能となる。
〔実施例〕
以下、実施例を図面を参照して説明する。
第1図は本発明による走査型電子顕微鏡の像歪補正方式
の全体構成を示す図である。図中、11は電子顕微鏡、
12は試料室、13ば偏向コイル、14は対物レンズ、
15は試料、16は試料傾斜検出器、17は傾斜検出回
路、18は像回転補正回路、19は水平偏向用発振器、
20は垂直偏向用発振器、21は焦点合わせツマミ、2
2は倍率ツマミ、23は水平偏向回路、24は垂直偏向
回路、25は対物レンズ回路である。
図において、試料傾斜検出H16により試料15の傾斜
角を検出し、その検出結果に基づいて傾斜検出回路17
により傾斜係数を算出する。像回転補正回路18には算
出した傾斜係数と水平偏向用発振器1つからの水平発振
出力、および垂直偏向用発振器20からの垂直発振出力
が入力され、各走査位置における試料高さが求められ、
試料高さに応じてそれぞれ水平発振出力、垂直発振出力
を変調してスキャンローテーション成分Δv1ΔI]、
及び対物レンズ電流変調用Δ■。、を出力する。
対物レンズ回路25は試料高さに応じた八■o1が入力
され、焦点合わせツマミ21で合わせた焦点位置に対す
る出力I。、にΔVoLを加算した■。L十ΔVatを
出力し、試料高さが変化しても常にジャストフォーカス
が得られるようにする。
水平偏向回路23には水平偏向用発振器19から基準の
水平発振出力が入力されると共に、試料高さに応じて変
調されたスキャンローテーション成分へ■とが加えられ
て水平偏向回路出力H十Δ■が出力される。また、垂直
偏向回路24には垂直偏向用発振器20から基準の垂直
発振出力が加えられると共に、試料高さに応じたスキャ
ンローチージョン成分Δ■]が加えられて■」−八Hを
出力する。こうして水平偏向回路23および垂直偏向回
路24は試料高さに応したスキャンローテーション成分
が加えられ、その分だけ電子ビームが回転し、試料高さ
に応じて焦点位置を変化させた時に生じる像回転をキャ
ンセルする。
なお、倍率ツマミ22により倍率変更した場合には、そ
れぞれ水平偏向回路23、垂直偏向回路24に加えて走
査範囲を変更する。またΔVatは倍率調整前の水平発
振出力、垂直発振出力において求めた値であるので、倍
率変更した場合には変更分を対物レンズ回路25に加え
てΔVoLを変調し、倍率に応してジャストフォーカス
が得られるようにする。
第2図は第1図における各部の信号波形を示す図である
垂直偏向用発振器20、水平偏向用発振器19の基準出
力はそれぞれ第2図(a)(b)に示すような波形であ
り、試料高さに応して像回転を生しさせるためのスキャ
ンローテーション成分はそれぞれ第2図(C)(d)に
示ずようなΔI]、Δ■となる。この場合、試料中心高
さに対して上側と下側でそれぞれ像回転の方向が反対で
あるために、ΔH1八■へそれぞれ試料中心高さに対し
て位相を反転した信号となる。このΔH1Δ■をそれぞ
れ基準発振出力■、■]に重畳することにより、第2図
(e)(f)に示すような偏向回路出力■→−ΔHXH
+Δ■が得られる。また、対物レンズ回路出力は基準の
T。lに対して、試料高さに対応したΔ■。、を重畳す
ることにより、第2図(g)に示すような出力が得られ
る。
こうして試料高さに応じて常時ジャストフォーカスとす
ると共に、第2図(e)(f)に示すような試料中心高
さに対して」−下において反対方向に像回転を生じさせ
るような偏向コイル電流を加えることにより、結果とし
て像回転歪のない、しかも焦点ボケのない像を得ること
ができる。
第3図は第1図における像回転補正回路、および対物レ
ンズ回路の詳細な回路構成を示す図である。図中、31
は全波整流回路、32は半波整流回路、33は反転回路
、34は半波整流回路、35.36.37は乗算回路、
38は非反転回路、39は反転回路、40.41は乗算
回路、42は反転回路、43.44は加算回路、51は
倍率係数算出回路、52は乗算回路、53は加算回路で
ある。
像回転補正回路18には、第2図(a)(b)tこ示ず
ような垂直発振出力V、水平発振出力II、及び(頃斜
係数が入力されている。垂直発振出力■は全波整流回路
31、半波整流回路32、反転回路33に加えられ、そ
れぞれ全波整流回路31からは■に示すような出力が、
また半波整流回路32からは■に示ずような出力が、ま
た反転回路33に加えられ、さらに半波整流回路34に
反転されて信号■に対して位相反転した出力■が得られ
る。これらの■〜■の出力は傾斜係数と乗算され、それ
ぞれ乗算回路35からは傾斜係数が最大の場合には出力
■が、また傾斜のない場合には最小出力■が得られ、ま
た乗算回路36には傾斜係数が最大の場合には出力■が
、また最小の場合には出力■が得られる。また、乗算回
路37からは傾斜係数最大の場合には出力[相]が、最
小の場合には■が得られる。乗算回路36の出力および
37の出力はそれぞれ乗算回路40.41、反転回路4
2および加算回路44に加えられる。同時に乗算回路4
0.41には水平発振出力の非反転、及び反転出力が加
えられ、乗算回路/10.41の加算出力として加算回
路43からは試料中心高さを境に位相の反転した出力@
が得られ、この場合も傾斜係数が最小の場合には出力■
のようになる。
さらに加算回路44では出力■の反転信号と出力[相]
とが加算されてj頃斜係数最大の場合には対物レンズ電
流変調用の出力[相]が、また傾斜のない場合は出力[
相]が得られる。
こうして乗算回路35からは水平偏向コイルに加えるべ
きスキャンローテーション成分へ■が、また加算回路4
3からは垂直偏向コイルに加えるべきスキャンローテー
ション成分ΔHが、また加算回路44からは対物レンズ
変調用の△VOIが得られる。
第3図(ロ)に示す対物レンズ回路25には前述した八
■oLが加えられ、倍率調整つまみによる調整量に応じ
た倍率係数算出回路51の出力は乗算器52で乗算され
、倍率変更により変更された走査範囲に応したΔVO1
,が出力される。このΔV。1と焦点ツマミにより調整
された基準の対物レンズ電流とが加算回路53により加
算され、各走査位置においてジャストフォーカスを与え
る対物レンズ駆動出力■。1.+ΔV(H,が出力され
る。
第4図は本発明によるビーム走査とCRT画面−にに得
られる観察像を示す図である。前述したように本発明に
おいては、第4回(イ)に示すように各試料高さにおい
てジャストフォーカスが得られ、同時に焦点位置の変更
に伴う像回転がキャンセルされるので、得られる観察像
は第4図(ロ)に示すように焦点ボケが生じないと共に
像回転に伴う歪もなく、常に正確な像が得られることに
なる。
〔発明の効果〕
以上のように本発明によれば、試料高さに応じて対物レ
ンズ電流を制御することにより、各試料高さ位置におい
てジャストフォーカスが得られると共に、試料高さに応
じてスキャンローテーション成分を制御するようにした
ので、焦点位置の変更に伴う像回転がキャンセルされ、
常に焦点ボケがなく、かつ像回転による歪のない正確な
像を観察することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明による走査型電子顕微鏡の像歪補正方式
の全体構成を示す図、第2図は第1図における各部の信
号波形を示す図、第3図は第1図における像回転補正回
路、および対物レンス回路の詳細な回路構成を示す図、
第4図は本発明によるビーム走査とCRT画面」二に得
られる観察像を示す図、第5図は従来の電子ビームによ
る試料面上の走査とその時の画像を表示するCRTにお
ける走査を示す図、第6図は試料中心高さに焦点合わせ
した場合の画像を示す図、第7図は試料高さに応じて焦
点合わせした場合の像回転歪を説明するための図である
。 11・・・電子顕微鏡、12・・・試料室、13・・・
偏向コイル、14・・・対物レンズ、15・・・試料、
16・・・試料傾斜検出器、17・・・傾斜検出回路、
18・・・像回転補正回路、19・・・水平偏向用発振
器、20・・・垂直偏向用発振器、21・・・焦点合わ
せツマミ、22・・・倍率ツマミ、23・・・水平偏向
回路、24・・・垂直偏向回路、25・・・対物レンズ
回路。 出  願  人  株式会社 日電子テクニクス代理人
 弁理士  蛭 川 昌 信(外5名)第6図 (イ) 第7 区 (イ) (ロ) (ロ)

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 試料の傾斜角度を検出し、傾斜角度に応じて対物レンズ
    電流を制御し、試料の各走査位置において焦点合わせを
    行うようにした走査型電子顕微鏡であって、水平偏向回
    路、および垂直偏向回路のスキャンローテーション成分
    を試料の傾斜角度に応じて制御することを特徴とする走
    査型電子顕微鏡の歪補正方式。
JP25428288A 1988-10-08 1988-10-08 走査型電子顕微鏡の歪補正方式 Pending JPH02103852A (ja)

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JP25428288A JPH02103852A (ja) 1988-10-08 1988-10-08 走査型電子顕微鏡の歪補正方式

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JP25428288A JPH02103852A (ja) 1988-10-08 1988-10-08 走査型電子顕微鏡の歪補正方式

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JP25428288A Pending JPH02103852A (ja) 1988-10-08 1988-10-08 走査型電子顕微鏡の歪補正方式

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JP (1) JPH02103852A (ja)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009070829A (ja) * 2008-11-25 2009-04-02 Hitachi High-Technologies Corp 電子顕微鏡
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