JPH0228601Y2 - - Google Patents

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JPH0228601Y2
JPH0228601Y2 JP17271583U JP17271583U JPH0228601Y2 JP H0228601 Y2 JPH0228601 Y2 JP H0228601Y2 JP 17271583 U JP17271583 U JP 17271583U JP 17271583 U JP17271583 U JP 17271583U JP H0228601 Y2 JPH0228601 Y2 JP H0228601Y2
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excitation
lens
electron
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scanning
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Description

【考案の詳細な説明】 本考案は走査電子顕微鏡等の電子線装置に関す
る。
[Detailed Description of the Invention] The present invention relates to an electron beam apparatus such as a scanning electron microscope.

走査電子顕微鏡において、対物レンズに対し
て、集束レンズの軸合わせを行なう場合、従来以
下のようにしている。即ち、対物レンズの励磁極
性が正極性である状態において、陰極線管上に表
示された画像を観察して、画像中のその位置の移
動が判別し易い一点に注目しておき、次に対物レ
ンズに逆極性で励磁電流を供給して、注目してい
た点の移動後の位置を見つけ出し、更に、この点
の移動前と移動後の位置の中点付近に存在する励
磁電流の正逆切換えに伴つて移動しない点(この
点を通常極性反転中心と呼ぶ)を見つけ出し、こ
の極性反転中心が画面の中央に表示されるよう
に、極性反転中心の位置を4〜5回確認しなが
ら、集束レンズの位置をその都度機械的に移動さ
せて軸合わせするようにしている。このような作
業においては、極性反転中心の位置を正確に知る
ことが必要不可欠であるが、そのためには、対物
レンズの励磁極性が正逆いずれの場合にも、試料
に正確にフオーカスが合わされていなければなら
ない。ところが、対物レンズ等の電子レンズのヨ
ークにはヒステリシスがあるため、極性を切換え
ると、以下に説明するようにフオーカスがずれて
しまう。即ち、横軸をコイルの励磁電流、縦軸に
ヨークに生じる磁束密度を表わすとき、ヨークの
ヒステリシスカーブは第1図に示すようなものに
なる。尚、この図において、励磁電流がマイナス
値を取ることは、コイルに逆向きに励磁電流を流
すことに相当している。さて、コイルに正の向き
に励磁電流を流している場合には、励磁電流1
を流した結果、磁束密度B1が生じて、焦点が合
つているものとする(ヒステリシスカーブの曲線
イにおける点Aに対応)。この後、コイルに同じ
値の励磁電流を逆向きに流す(即ち−1)と、
曲線イに沿つてヨークの磁束密度が変化するた
め、磁束密度は−B1′となり、最初の磁束密度と
絶対値が異なつてしまう。そのため、従来におい
てはこの極性の切換えに伴つて焦点が合わなくな
り、画像がボケてしまうため、極性の切換えの都
度、対物レンズに供給する励磁電流値を調節して
フオーカス合わせをやり直さねばならず、繁雑で
あつた。
In a scanning electron microscope, when aligning the axis of a focusing lens with respect to an objective lens, it is conventionally done as follows. In other words, while the excitation polarity of the objective lens is positive, observe the image displayed on the cathode ray tube, pay attention to a point in the image where the movement of that position is easy to discern, and then Supply an excitation current with opposite polarity to find the position of the point of interest after the movement, and then switch between the forward and reverse of the excitation current that exists near the midpoint of the position before and after the movement of this point. Find a point that does not move along with the polarity reversal (this point is usually called the center of polarity reversal), and then move the focusing lens while checking the position of the center of polarity reversal 4 to 5 times so that this center of polarity reversal is displayed in the center of the screen. The axes are aligned by mechanically moving the position each time. In such work, it is essential to accurately know the position of the center of polarity reversal, but to do so, it is necessary to accurately focus on the sample regardless of whether the excitation polarity of the objective lens is forward or reverse. There must be. However, since the yoke of an electron lens such as an objective lens has hysteresis, switching the polarity causes the focus to shift as described below. That is, when the horizontal axis represents the excitation current of the coil and the vertical axis represents the magnetic flux density generated in the yoke, the hysteresis curve of the yoke is as shown in FIG. 1. In this figure, when the excitation current takes a negative value, this corresponds to passing the excitation current through the coil in the opposite direction. Now, when the exciting current is flowing through the coil in the positive direction, the exciting current 1
As a result, a magnetic flux density B 1 is generated and the object is focused (corresponding to point A on curve A of the hysteresis curve). After this, when the same value of excitation current is passed through the coil in the opposite direction (i.e. -1 ),
Since the magnetic flux density of the yoke changes along the curve A, the magnetic flux density becomes -B 1 ', and its absolute value differs from the initial magnetic flux density. Therefore, in the past, when the polarity was switched, the focus became out of focus and the image became blurred, so each time the polarity was switched, the excitation current value supplied to the objective lens had to be adjusted and the focus adjustment had to be performed again. It was crowded and hot.

本考案は、このような従来の欠点を解決し、簡
単且つ短時間に軸合わせ作業を行なうことのでき
る電子線装置を提供することを目的としている。
It is an object of the present invention to provide an electron beam device that can solve these conventional drawbacks and perform axis alignment easily and in a short time.

本考案は電子銃より電子線を細く絞つて試料に
照射するための複数段の電子レンズより成るレン
ズ系と、該レンズ系によつて絞られた電子線を二
次元的に走査するための走査手段と、該走査に同
期して走査され検出信号の供給に基づいて試料像
を表示するための表示装置と、前記複数段の電子
レンズ間相互の軸を合わせるための手段と、該軸
合わせに際しては励磁電源から電子レンズに供給
する電流の向きを正逆切換えるための極性反転手
段とを備えた装置において、該励磁電源は該対物
レンズの焦点を合わせるために任意の励磁電流を
供給するための第1の電源と、電子レンズの励磁
履歴を同一にするための一定の励磁電流を発生す
る補助用の第2の電源とから成り、前記電子レン
ズを該第1、第2の電源間で切換接続するための
手段を具備していることを特徴としている。
The present invention consists of a lens system consisting of multiple stages of electron lenses for narrowing the electron beam from an electron gun and irradiating it onto a sample, and a scanning system for two-dimensionally scanning the electron beam narrowed by the lens system. means, a display device for displaying a sample image based on the supply of a detection signal scanned in synchronization with the scanning, means for aligning the axes of the plurality of stages of electron lenses, and for aligning the axes. is a device equipped with a polarity reversing means for switching the direction of the current supplied from the excitation power source to the electron lens, and the excitation power source is for supplying an arbitrary excitation current to focus the objective lens. Consisting of a first power source and an auxiliary second power source that generates a constant excitation current to make the excitation history of the electronic lens the same, the electronic lens is switched between the first and second power sources. It is characterized by having means for connection.

以下、図面に基づき本考案の実施例を詳述す
る。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail based on the drawings.

本考案の一実施例を示す第2図において、1は
電子銃であり、この電子銃1よりの電子線EBは、
集束レンズ2により集束され、更に対物レンズ3
により集束され、試料4上に照射される。5は偏
向器であり、偏向器5には、走査信号発生回路6
より走査信号が供給される。この走査信号は陰極
線管7にも供給されており、陰極線管7は電子線
EBの試料4上における走査と同期して走査され
る。8は二次電子検出器であり、この検出器8よ
りの検出信号は陰極線管7に輝度信号として供給
されている。9は対物レンズの励磁電源であり、
この励磁電源9より出力される励磁電流値は後述
する補助信号発生回路11又は励磁電流調節回路
13よりの励磁指定信号に基づいて制御される。
この励磁電源9よりの電流は第1のスイツチ回路
10を介して対物レンズ3の正極側導入端子a又
は負極側導入端子bに供給できるようになつてい
る。11は対物レンズ3の観察時の励磁電流より
大きな第1図において0で示される一定電流に
対応した励磁指定信号を発生する補助信号発生回
路である。補助信号発生回路11の出力信号は第
2のスイツチ回路12のa端子を介して励磁電源
9に供給できるようになつている。13は励磁電
源9より出力される励磁電流を加速電圧に連動さ
せて変化させると共に、ポテンシヨメータ13a
の調節により変化させるための励磁電流調節回路
であり、この励磁電流調節回路13よりの出力信
号もスイツチ回路12のb端子を介して励磁電流
調節回路13に供給できるようになつている。1
4は第3図aに示すように任意のタイミングで切
換信号を発生することのできる第1の切換信号発
生回路であり、この切換信号は、オンオフスイツ
チ15を介してスイツチ回路10に供給される。
16は切換信号発生回路14よりの出力信号に基
づいて、第3図bに示す如き対物レンズヨークの
磁気応答が完了するのに必要な期間T(例えば1
秒)のパルス幅を有する切換信号を発生する第2
の切換信号発生回路であり、この第2の切換信号
発生回路16よりの出力信号はオンオフスイツチ
17を介して前記第2のスイツチ回路12に供給
されている。このオンオフスイツチ17と前記オ
ンオフスイツチ15とは連動するようになつてい
る。又、第1、第2のスイツチ回路10,12は
手動によつても切換え得るようになつている。
In FIG. 2 showing an embodiment of the present invention, 1 is an electron gun, and the electron beam EB from this electron gun 1 is
It is focused by a focusing lens 2, and is further focused by an objective lens 3.
is focused and irradiated onto the sample 4. 5 is a deflector, and the deflector 5 includes a scanning signal generation circuit 6.
A scanning signal is supplied from the This scanning signal is also supplied to the cathode ray tube 7, and the cathode ray tube 7
The scan is performed in synchronization with the scan on the sample 4 of the EB. 8 is a secondary electron detector, and a detection signal from this detector 8 is supplied to the cathode ray tube 7 as a brightness signal. 9 is an excitation power source for the objective lens;
The excitation current value output from the excitation power supply 9 is controlled based on an excitation designation signal from an auxiliary signal generation circuit 11 or an excitation current adjustment circuit 13, which will be described later.
The current from the excitation power source 9 can be supplied to the positive side introduction terminal a or the negative side introduction terminal b of the objective lens 3 via the first switch circuit 10. Reference numeral 11 denotes an auxiliary signal generation circuit that generates an excitation designation signal corresponding to a constant current indicated by 0 in FIG. 1, which is larger than the excitation current during observation of the objective lens 3. The output signal of the auxiliary signal generating circuit 11 can be supplied to the excitation power source 9 via the a terminal of the second switch circuit 12. 13 is a potentiometer 13a that changes the excitation current output from the excitation power supply 9 in conjunction with the acceleration voltage.
The output signal from the excitation current adjustment circuit 13 can also be supplied to the excitation current adjustment circuit 13 via the b terminal of the switch circuit 12. 1
4 is a first switching signal generation circuit that can generate a switching signal at any timing as shown in FIG. .
Reference numeral 16 indicates a period T (for example, 1
a second generating a switching signal having a pulse width of
The output signal from the second switching signal generating circuit 16 is supplied to the second switching circuit 12 via an on/off switch 17. This on/off switch 17 and the on/off switch 15 are designed to work together. Further, the first and second switch circuits 10 and 12 can also be switched manually.

このような構成において、まず、オンオフスイ
ツチ15及び17を開いた状態において、手動に
て励磁電源9がスイツチ回路10の端子aに接続
されるようにし、又スイツチ回路12の端子aが
接続されるようにする。その結果、補助信号発生
回路11よりの出力信号に基づいて発生した励磁
電源9よりの第1図において0で示す励磁電流
が対物レンズ3に供給される。次に、磁気応答が
完了するのに充分な時間経過した後、スイツチ回
路12をb端子に切換え、励磁電源9に励磁電流
調節回路13よりの出力信号が供給されるように
する。そこで、ポテンシヨメータ13aを操作し
て、励磁電源9より出力される電流を調節し、シ
ヤープな画面が観察できるように、対物レンズ3
のフオーカス合わせを行なう。フオーカスが合つ
た状態における励磁電流の大きさを1であると
すると、この時、対物レンズ3のヨークには、第
1図においてB1で示す磁束が発生する。次いで、
ある時刻tにオンオフスイツチ15,17を閉
じ、第1の切換信号発生回路14より第3図aに
示す如き切換信号が発生させる。その結果、スイ
ツチ回路10はb端子に切換えられ、又、第1の
切換信号発生回路14よりの切換信号に基づいて
第2の切換信号発生回路16より第3図bに示す
如き切換信号が発生するためスイツチ回路12は
この信号がハイレベルの期間のみa端子に接続さ
れる。そのため、第1の切換信号発生回路10よ
りの切換信号によるスイツチ回路10の切換えに
伴つて期間Tだけ励磁電源9は補助信号発生回路
11よりの出力信号に基づいて励磁電流を出力す
る。その結果、正の励磁状態(励磁コイルのa端
子から電流が供給される状態)から負の励磁状態
(b端子から電流が供給される状態)に切換えら
れる際に、対物レンズ3には一旦第1図において
0で示す励磁電流が流された後−0なる電流
が流され、又、正の励磁状態に切換えられる際
は、一旦電流0が流された後、1が流されるた
め、磁束密度の絶対値の等しい第1図において点
Aで示す状態と点Bで示す励磁状態間を切換えら
れることになる。従つて、励磁極性の切換えに伴
つて、対物レンズの焦点距離も変化しないため、
極性の切換えに伴う面倒なフオーカス合わせ作業
をすることなく、極性反転中心の位置を追跡しな
がら、各レンズ間の軸合わせ作業を行なうことが
できる。
In such a configuration, first, with the on/off switches 15 and 17 open, the excitation power source 9 is manually connected to the terminal a of the switch circuit 10, and the terminal a of the switch circuit 12 is connected. Do it like this. As a result, an excitation current indicated by 0 in FIG. 1 from the excitation power supply 9 generated based on the output signal from the auxiliary signal generation circuit 11 is supplied to the objective lens 3. Next, after a sufficient time has elapsed for the magnetic response to be completed, the switch circuit 12 is switched to the b terminal so that the output signal from the excitation current adjustment circuit 13 is supplied to the excitation power supply 9. Therefore, by operating the potentiometer 13a, the current output from the excitation power source 9 is adjusted, and the objective lens 3 is adjusted so that a sharp screen can be observed.
Adjust the focus. Assuming that the magnitude of the excitation current in the focused state is 1 , at this time, a magnetic flux indicated by B1 in FIG. 1 is generated in the yoke of the objective lens 3. Then,
At a certain time t, the on/off switches 15 and 17 are closed, and the first switching signal generating circuit 14 generates a switching signal as shown in FIG. 3a. As a result, the switch circuit 10 is switched to the b terminal, and the second switching signal generating circuit 16 generates a switching signal as shown in FIG. 3b based on the switching signal from the first switching signal generating circuit 14. Therefore, the switch circuit 12 is connected to the a terminal only while this signal is at a high level. Therefore, as the switch circuit 10 is switched by the switching signal from the first switching signal generation circuit 10, the excitation power supply 9 outputs an excitation current based on the output signal from the auxiliary signal generation circuit 11 for a period T. As a result, when switching from a positive excitation state (a state in which current is supplied from the a terminal of the excitation coil) to a negative excitation state (a state in which current is supplied from the b terminal), the objective lens 3 is temporarily In Figure 1, after the excitation current indicated by -0 is applied, a current of -0 is applied, and when switching to a positive excitation state, the magnetic flux is It is possible to switch between the state shown at point A and the excitation state shown at point B in FIG. 1, where the absolute values of the densities are equal. Therefore, as the excitation polarity is switched, the focal length of the objective lens does not change.
It is possible to align the axes of each lens while tracking the position of the center of polarity reversal without having to perform the troublesome focus alignment work associated with polarity switching.

尚、上述した実施例においては、励磁電源を補
助信号発生回路と励磁電流調節回路のいずれか一
方に接続するための切換回路を対物レンズの励磁
極性を切換えるための切換切換信号発生回路より
の信号に同期して自動的に切換えるようにした
が、手動にて切換えるようにしても良い。
In the embodiment described above, the switching circuit for connecting the excitation power source to either the auxiliary signal generation circuit or the excitation current adjustment circuit is connected to the signal from the switching signal generation circuit for switching the excitation polarity of the objective lens. Although the switching is performed automatically in synchronization with the above, it is also possible to switch manually.

又、上述した実施例においては、第1の切換信
号発生回路よりの切換信号を任意のタイミングで
発生するようにしたが、周期的に発生させるよう
にしても良い。
Further, in the above-described embodiment, the switching signal from the first switching signal generating circuit is generated at an arbitrary timing, but it may be generated periodically.

更に又、上述した実施例においては、レンズを
機械的に移動させることにより、軸合わせを行う
装置に本考案を適用した例について説明したが、
電磁偏向により軸合わせを行なう装置にも本考案
は同様に適用できる。
Furthermore, in the embodiments described above, an example was explained in which the present invention was applied to a device that aligns the axis by mechanically moving the lens.
The present invention can be similarly applied to a device that performs axis alignment by electromagnetic deflection.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図はレンズ電流の正逆切換えに伴うヨーク
内磁束密度のヒステリシス特性を示すための図、
第2図は本考案の一実施例を示すための図、第3
図は第2図に示した一実施例装置の各回路よりの
出力信号を例示するための図である。 1:電子銃、2:集束レンズ、3:対物レン
ズ、4:試料、5:偏向コイル、6:走査信号発
生回路、7:陰極線管、8:二次電子検出器、
9:励磁電源、10,12:スイツチ回路、1
1:補助信号発生回路、13:励磁電流調節回
路、14,16:切換信号発生回路、15,1
7:オンオフスイツチ。
Figure 1 is a diagram showing the hysteresis characteristics of the magnetic flux density in the yoke due to forward/reverse switching of the lens current.
Figure 2 is a diagram showing an embodiment of the present invention;
This figure is a diagram for illustrating output signals from each circuit of the embodiment shown in FIG. 2. 1: Electron gun, 2: Focusing lens, 3: Objective lens, 4: Sample, 5: Deflection coil, 6: Scanning signal generation circuit, 7: Cathode ray tube, 8: Secondary electron detector,
9: Excitation power supply, 10, 12: Switch circuit, 1
1: Auxiliary signal generation circuit, 13: Excitation current adjustment circuit, 14, 16: Switching signal generation circuit, 15, 1
7: On-off switch.

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】 (1) 電子銃よりの電子線を細く絞つて試料に照射
するための複数段の電子レンズより成るレンズ
系と、該レンズ系によつて絞られた電子線を二
次元的に走査するための走査手段と、該走査に
同期して走査され検出信号の供給に基づいて試
料像を表示するための表示装置と、前記複数段
の電子レンズ間相互の軸を合わせるための手段
と、該軸合わせに際して励磁電源から電子レン
ズに供給する電流の向きを正逆切換えるための
極性反転手段とを備えた装置において、該励磁
電源は該対物レンズの焦点を合わせるために任
意の励磁電流を供給するための第1の電源と、
電子レンズの励磁履歴を同一にするための一定
の励磁電流を発生する補助用の第2の電源とか
ら成り、前記電子レンズを該第1、第2の電源
間で切換接続するための手段を具備しているこ
とを特徴とする電子線装置。 (2) 前記極性反転手段による極性の反転に伴なつ
て、自動的に該電子レンズを該第2の電源に一
定時間接続した後、該第1の電源に接続するた
めの手段を具備する実用新案登録請求の範囲第
(1)項記載の電子線装置。 (3) 該極性反転手段を周期的に作動させるための
手段を具備する実用新案登録請求の範囲第(1)項
記載の電子線装置。
[Claims for Utility Model Registration] (1) A lens system consisting of a multi-stage electron lens for narrowing the electron beam from an electron gun and irradiating it onto a sample; and a scanning means for two-dimensional scanning; a display device for scanning in synchronization with the scanning and displaying a sample image based on the supply of a detection signal; and alignment of mutual axes between the plurality of stages of electron lenses. and a polarity reversing means for switching the direction of the current supplied from the excitation power source to the electron lens during the axis alignment. a first power supply for supplying an excitation current of;
and an auxiliary second power source that generates a constant excitation current to make the excitation history of the electronic lens the same, and means for switching and connecting the electronic lens between the first and second power sources. An electron beam device characterized by comprising: (2) A practical device comprising a means for automatically connecting the electronic lens to the second power source for a certain period of time and then connecting it to the first power source as the polarity is reversed by the polarity reversing means. Scope of patent registration request No.
Electron beam device described in (1). (3) The electron beam device according to claim (1) of the utility model registration, comprising means for periodically operating the polarity reversing means.
JP17271583U 1983-11-08 1983-11-08 electron beam equipment Granted JPS6080656U (en)

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