JPH027507B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は走査電子顕微鏡に関し、特に、試料の
走査像に基づいて試料の特定部分のＸ線分析を行
うようにした走査電子顕微鏡に関する。

〔従来の技術〕

走査電子顕微鏡において、陰極線管上に試料の
走査像を表示し、該試料像の特定部分を選択し、
その特定部分に対応した試料の微小部分に電子線
を照射し、該試料から発生したＸ線を検出して分
析することが行われている。この場合、試料の分
析点を選択するために、試料像と共に輝度の高い
クロスラインや輝点を表示し、このクロスライン
や輝点を所望とする分析点に移動させるようにし
ている。このクロスラインや輝点の位置信号は、
装置を分析モードとした際に、試料の選択された
点に電子線を偏向する信号として用いられる。

〔発明が解決しようとする問題点〕

ところで、陰極線管に表示された試料像は、陰
極線管の偏向コイルの自己インダクタンスによ
り、速い走査速度に対しては電子線の偏向に遅れ
が生じる。又、走査電子顕微鏡の鏡筒側において
も、試料面上で電子線を走査するための偏向コイ
ルの自己インダクタンスや偏向コイル周辺の鉄枠
等の影響により、速い走査速度に対して電子線が
追従できず、その結果、陰極線管上の試料像の各
部分は、走査信号の強度に正確に対応しなくな
る。従つて、電子線の走査を停止し、クロスライ
ンや輝点の位置信号に基づいて、一定の強度の信
号によつて電子線を偏向して分析モードとした場
合には、電子線の試料上の照射点は、陰極線管の
像中で支持した点とは異なつてしまい、所望の分
析が行えなくなる。この不都合を解消するため
に、走査信号に応じた像のズレを求め、分析モー
ドの際にはこのズレの量に応じて試料上の電子線
照射点を補正することも考えられるが、このズレ
量は走査速度等によつて微妙に異なるため、満足
できる結果は得られていない。

本発明は、上述した点に鑑みてなされたもの
で、分析モードにおいて、試料像で予め選択され
た分析点に正確に電子線を照射することができる
走査電子顕微鏡を提供することを目的としてい
る。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明に基づく走査電子顕微鏡は、電子線源
と、該電子線源からの電子線を試料に細く収束す
るための収束レンズと、走査信号に基づき該試料
上の電子線照射位置を移動させるための偏向手段
と、該電子線の照射に基づいて該試料から得られ
た情報信号を検出する手段と、該情報信号と該偏
向手段に供給される走査信号に応じて試料像を表
示する表示手段とを備えた走査電子顕微鏡におい
て、水平走査信号発生手段と、垂直走査信号発生
手段と、該垂直走査信号のレベルを調整する手段
と、該水平走査信号とレベルが調整された垂直走
査信号との乗算を行う手段とを設け、該乗算され
た信号を水平走査信号として前記偏向手段に供給
するように構成したことを特徴としている。

〔作 用〕

分析点の選択のために試料上で電子線を走査
し、該試料の走査像を表示する際、電子線を走査
する水平走査信号と信号強度レベルが調整された
垂直走査信号との乗算が行われ、この乗算された
信号がその強度レベルを調整された後に、水平走
査信号として用いられる。該垂直走査信号の強度
レベルと水平走査信号の強度レベルとが分析モー
ドの際の電子線偏向信号となる。該走査信号は、
指定した垂直走査信号レベル、すなわち、分析モ
ードとした時の分析点において電子線の水平走査
信号の速度が零となり、この分析点から電子線の
走査が遠ざかるに従つて走査信号の振幅が大きく
なる。この結果、分析点近傍では、走査像表示時
点における鏡筒側および陰極線管の偏向コイルの
自己インダクタンスによる影響が無くなり、走査
信号に正確に対応した試料部分に電子線が照射さ
れ、又、走査信号に正確に対応して試料像が陰極
線管に表示されることになる。従つて、分析モー
ドとし、垂直走査信号と水平走査信号のレベル調
整によつて選択された分析点に電子線を照射した
際には、該分析点に正確に電子線が照射される。

〔実施例〕

以下本発明の一実施例を添附図面に基づいて詳
述する。

第１図において、１は電子銃であり、該電子銃
１から発生し加速された電子線は、収束レンズ２
によつて試料３上に細く収束される。該電子線は
偏向コイル４，５によつて水平および垂直方向に
偏向され、その結果、該電子線は偏向コイルに供
給される信号に応じて試料３上の所定範囲を走査
することになる。該試料への電子線の照射に伴つ
て発生した、例えば、２次電子は検出器６によつ
て検出され、陰極線管７に輝度変調信号として供
給される。８は水平走査信号発生回路、９は垂直
走査信号発生回路であり、該水平走査信号発生回
路８からの走査信号は乗算回路１０に供給され、
垂直走査信号発生回路９からの走査信号は加算回
路１１において垂直レベル調整回路１２からの信
号と加算された後に、該乗算回路１０に供給され
る。該乗算回路１０の出力信号は加算回路１３に
供給されて水平レベル調整回路１４からの信号と
加算された後、スイツチ１５を介して倍率調整回
路等を含む水平偏向回路１６に供給される。該水
平偏向回路１６の出力信号は該偏向コイル４に供
給される該垂直走査信号発生回路９からの垂直走
査信号は、スイツチ１７および垂直偏向回路１８
を介して偏向コイル５に供給されている。該加算
回路１３の出力信号は、陰極線管７の水平走査信
号として該陰極線管の水平偏向コイル１９に供給
されており、又、垂直走査信号発生回路９からの
信号は、陰極線管７の垂直偏向コイル２０に供給
されている。なお、２１は非分散型のＸ線検出器
であり、該検出器２１からの信号はマルチチヤン
ネルの波高分析器を含むアナライザ２２に供給さ
れる。

上述した如き構成において、垂直走査信号発生
回路９からは第２図ａに示す垂直走査信号が発生
され、水平走査信号発生回路８からは第２図ｂに
示す水平走査信号が発生されている。該第２図ａ
の垂直走査信号は加算回路１１において、垂直レ
ベル調整回路１２からの信号と加算されるが、該
回路１２からの信号が零のときには、第２図ａの
信号がそのまま乗算回路１０に供給される。該乗
算回路１０において第２図ａと第２図ｂの両走査
信号が乗算され、第２図ｃの信号が得られる。該
第２図ｃの信号は加算回路１３において、水平レ
ベル調整回路１４からの信号と加算されるが、該
回路１４からの信号が零のときには、第２図ｃの
信号がそのまま水平走査信号として偏向コイル４
および陰極線管７の偏向コイル１９に供給され
る。該水平走査信号は、画面の中心Ｏにおいて振
幅（速度）が零となり、中心から離れるに従つて
振幅（速度）が大きくなる。この結果、該陰極線
管７の画面には第３図に示す如く、走査信号に応
じて部分的に試料像が表示される。

ここで、水平走査信号の振幅が零となる試料部
分は、垂直レベル調整回路１２と水平レベル調整
回路１４を調節することによつて任意に変えるこ
とができる。例えば、垂直レベル調整回路１２か
ら第２図ｄに示すmVの信号を発生させれば、加
算回路１１からは第２図ｅの信号が得られる。こ
の信号は乗算回路１０において水平走査信号と乗
算されることから、第２図ｆの信号が得られる。
なお、第２図ｆの信号は加算回路１３において、
水平レベル調整回路１４からのレベル信号nVと
加算された後の信号である。該第２図ｆの信号
は、水平走査信号として各水平偏向コイルに供給
されるが、この走査信号は、mVとnVの垂直お
よび水平レベル信号に応じた試料部分で水平走査
信号の振幅が零となるため、陰極線管７の画面上
には、第４図に示す像が表示される。

このように、垂直レベル調整回路１２と水平レ
ベル調整回路１４とを任意に調整することによ
り、水平走査信号が零となる試料部分を選択する
ことができる。該両回路を調整して試料の所望と
する部分における走査信号を零とした後、スイツ
チ１５と１７を図中点線で示す如く切換え、両レ
ベル調整回路からの信号が偏向信号として偏向コ
イル４，５に供給されるようにすれば、試料上で
の電子線の走査は停止され、第３図の状態では試
料像の中心部分Ｏに対応した試料上に電子線が照
射され、第４図の状態では選択した試料部分Ｐに
電子線が継続して照射されることになる。該試料
の選択された特定点に電子線を照射した状態で、
該試料から発生するＸ線は検出器２１によつて検
出される。該検出された信号はアナライザ２２に
供給され、分析される。

上述した如く、試料の分析点を選ぶ際には、常
に分析点における水平走査信号の振幅、すなわ
ち、速度が零とされ、又、その周囲ではその速度
が遅くされているため、鏡筒側および陰極線管の
偏向コイルの自己インダクタンス等による影響が
なくなり、分析点の近傍では、電子線の偏向信号
強度と電子線の試料上の照射位置や表示された試
料像の各部分とは正確に対応することになり、ス
イツチの切換によつて電子線の照射位置を分析点
に固定した際には、正確に選択した点に電子線が
照射され、所望の分析を行うことが可能となる。

上述した第１図の実施例では、分析点が画面の
中心のときには第３図に示す如く全画面の1/2に
試料像が表示されるものの、分析点が画面中心か
ら離れると走査像の表示面積は、第４図に示す如
く1/2以下となる。第５図は、この点を改良した
実施例を示しており、図中第１図と同一構成要素
は同一番号を付してある。

第５図において、垂直走査信号発生回路９から
の信号と垂直レベル調整回路１２からの信号は、
加算回路１１によつて加算された後に、絶対値回
路３１に供給される。該垂直レベル調整回路１２
の正負の両端子電圧は極性選択回路３２に供給さ
れるが、該極性選択回路は、加算回路１１の出力
の極性に応じて正か負の端子電圧を出力する。該
回路３２の出力信号は、垂直レベル調整回路１２
からの選択された電圧と加算回路３３において加
算され、絶対値回路３４に供給される。該両絶対
値回路３１，３４の出力は除算回路３５において
除算される。該除算回路３５によつて除算された
信号は乗算回路１０において水平走査信号と乗算
されると共に、反転レベルシフト回路３６に供給
される。該反転レベルシフト回路３６において反
転され、OVから正側の信号にシフトされた信号
は、乗算回路３７に供給されて水平レベル調整回
路１４からのレベル信号との乗算がなされる。該
乗算回路３７の出力信号は、乗算回路１０の出力
信号と共に、加算回路１３に供給される。

上述した構成において、垂直走査信号発生回路
９からの第２図ａに示す信号は、加算回路１１に
おいて、第２図ｄに示す垂直レベル調整回路１２
からの垂直レベル信号と加算され、第２図ｅの信
号が得られる。該第２図ｅの信号は、絶対値回路
３１に供給されて第６図ａの信号が得られる。一
方、垂直レベル調整回路１２の両端子電圧は極性
選択回路３２に供給されるが、該回路において
は、第２図ｅに示した加算回路１１の出力信号の
極性に応じて正か負の端子電圧が出力される。該
極性選択回路３２の出力は、加算回路３３におい
て、第２図ｄの垂直レベル調整回路１２からの垂
直レベル信号と加算された後、絶対値回路３４に
供給され、該絶対値回路３４からは第６図ｂの信
号が得られる。該絶対値回路３１と絶対値回路３
４の出力信号は除算回路３５に供給され、第６図
ａの信号と第６図ｂの信号との除算が行われ、第
６図ｃの信号が得られる。該第６図ｃの信号は乗
算回路１０において第２図ｂに示す水平走査信号
と乗算され、第６図ｄの信号が得られる。第６図
ｃに示す該除算回路３５の出力信号は、反転レベ
ルシフト回路３６にも供給されており、信号が反
転されて第６図ｅの信号が得られる。該第６図ｅ
の信号は乗算回路３７に供給されて水平レベル調
整回路１４からの水平レベル信号との乗算が行わ
れ、第６図ｆの信号が得られる。該第６図ｆの信
号は、第６図ｄに示す乗算回路１０の出力信号と
加算回路１３において加算され、第６図ｇに示す
信号が得られる。該第６図ｇに示す信号はスイツ
チ１５、偏向回路１６を介して図示していない
が、鏡筒側の偏向コイルに水平走査信号として供
給される。この結果、陰極線管画面上には、第７
図に示す試料像が表示されるが、このときの水平
走査信号は、垂直方向の走査の開始と終了時に常
に陰極線管の画面一杯に電子線が偏向されるよう
な振幅と強度にされ、選択された分析点Ｑに向つ
て徐々に振幅が狭く（走査速度が遅く）されてい
る。従つて、垂直レベルと水平レベルを任意に変
えても、垂直走査の開始と終了時には陰極線管の
画面一杯に電子線が走査され、陰極線管に表示さ
れる試料像の面積はいつでも全画面の1/2とする
ことができ、広い範囲の試料像を観察しながら、
所望の分析点の選択を行うことができる。なお、
この実施例でも、スイツチ１５と１７を切換えて
垂直レベル調整回路１２と水平レベル調整回路１
４の出力信号を鏡筒側の偏向コイルに供給すれ
ば、選択した分析点Ｑに正確に電子線を照射する
ことができる。

なお、本発明は、上述した実施例に限定されず
幾多の変形が可能である。例えば、２次電子を検
出して試料像を表示したが、反射電子に基づいて
試料像を表示するようにしても良い。又、第１図
の実施例で、偏向コイル５に供給する垂直走査信
号として、垂直走査信号発生回路からの垂直走査
信号と垂直レベル調整回路からの垂直レベル信号
を加算した第２図ｅの信号を供給するように構成
しても良い。

〔効 果〕

以上詳述した如く、本発明においては、試料像
の注目すべき点の走査速度を零としているため、
該注目点近傍においては、偏向コイルのインダク
タンス等による悪影響はなくなり、電子線の走査
信号の強度に対応した試料部分に正確に電子線が
照射され、又、走査信号に正確に対応して試料像
が表示されることから、試料像を観察し、分析点
を選択するモードから注目点の分析モードに切換
えたときには、該分析点に正確に電子線が照射さ
れ、望ましい分析結果を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１の実施例を示す図、第２
図は第１の実施例の動作を説明するために用いた
信号波形図、第３，４，７図は本発明に基づいて
表示された試料像を示す図、第５図は本発明の第
２の実施例を示す図、第６図は第２の実施例の動
作を説明するために用いた信号波形図である。 １…電子銃、２…収束レンズ、３…試料、４，
５…偏向コイル、６…２次電子検出器、７…陰極
線管、８…水平走査信号発生回路、９…垂直走査
信号発生回路、１０…乗算回路、１１…加算回
路、１２…垂直レベル調整回路、１３…加算回
路、１４…水平レベル調整回路、１５，１７…ス
イツチ、１６…水平方向偏向回路、１８…垂直方
向偏向回路、２１…非分散型Ｘ線検出器、２２…
アナライザ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 電子線源と、該電子線源からの電子線を試料
   に細く収束するための収束レンズと、走査信号に
   基づき該試料上の電子線照射位置を移動させるた
   めの偏向手段と、該電子線の照射に基づいて該試
   料から得られた情報信号を検出する手段と、該情
   報信号と該偏向手段に供給される走査信号に応じ
   て試料像を表示する表示手段とを備えた走査電子
   顕微鏡において、水平走査信号発生手段と、垂直
   走査信号発生手段と、該垂直走査信号のレベルを
   調整する手段と、該水平走査信号とレベルが調整
   された垂直走査信号との乗算を行う手段とを設
   け、該乗算された信号を水平走査信号として前記
   偏向手段に供給するように構成した走査電子顕微
   鏡。 ２ 該垂直走査信号の開始と終了時における水平
   方向の走査信号の振幅と強度レベルは常に一定に
   維持されている特許請求の範囲第１項記載の走査
   電子顕微鏡。