JPH027509B2 - - Google Patents
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- JPH027509B2 JPH027509B2 JP13373481A JP13373481A JPH027509B2 JP H027509 B2 JPH027509 B2 JP H027509B2 JP 13373481 A JP13373481 A JP 13373481A JP 13373481 A JP13373481 A JP 13373481A JP H027509 B2 JPH027509 B2 JP H027509B2
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- amplifier
- signal
- voltage
- current
- divider
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- Expired
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- 238000010894 electron beam technology Methods 0.000 claims description 13
- 230000003321 amplification Effects 0.000 claims description 4
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 4
- 238000003199 nucleic acid amplification method Methods 0.000 claims description 4
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 8
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 239000000523 sample Substances 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 230000001678 irradiating effect Effects 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
- H01J37/02—Details
- H01J37/24—Circuit arrangements not adapted to a particular application of the tube and not otherwise provided for
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、電子銃から発射された電子ビーム電
流に相応するモニタ電流及び２次電子量に相応す
る検出電流を入力し、演算により２次電子量に関
連した電圧信号（ビデオ信号）を求めてそれを出
力するフイールドエミツシヨン走査電子顕微鏡の
信号処理回路に関する。
流に相応するモニタ電流及び２次電子量に相応す
る検出電流を入力し、演算により２次電子量に関
連した電圧信号（ビデオ信号）を求めてそれを出
力するフイールドエミツシヨン走査電子顕微鏡の
信号処理回路に関する。
一般に、電子銃から発射される電子ビームは若
干の変動を伴うのが普通である。この原因は、電
子銃の先端からの電子放出が変動するためで、あ
る程度は避けることのできないものである。この
電子ビームの変動は、電子顕微鏡の倍率が低いと
きには、像全体のコントラストが強いため特に問
題にならないが、高倍率の場合は視野が一般にコ
ントラストの弱い部分に限定されてしまうため、
電子ビームの変動の影響が現われ、像が揺らいで
見にくいという問題が生じる。従来のフイールド
エミツシヨン走査電子顕微鏡の信号処理回路で
は、このような影響を避けるため、第１図の如き
構成をとつている。図においてix（ｔ）は電子銃
から発射された電子ビーム電流に相応するモニタ
電流、iz（ｔ）は２次電子量に相応する検出電流
で、A1及びA2は、各々この電流ix（ｔ），iz（ｔ）
を電圧信号に変換する電流―電圧変換増幅器であ
る。この変換増幅器A1，A2としては、通常各々
低雑音増幅器、フオトマル等が用いられる。A3
及びA4は、それぞれ変換増幅器A1及びA2の出力
電圧を増幅する増幅器、A5は増幅器A3の出力信
号で増幅器A4の出力信号を割算する割算器であ
る。Ｒは割算器A5の出力電圧を適当に分圧する
分圧器で、この分圧器としては、例えば可変抵抗
器が用いられる。分圧精度及び安定度を向上させ
るため通常は巻線形の可変抵抗器が用いられる。
A6は、分圧器Ｒの出力信号と直流信号VLを受け
てこれらの差信号を出力する差動増幅器で、この
増幅器A6の出力電圧V0が信号処理回路の出力と
なりCRT上に表示されることになる。
干の変動を伴うのが普通である。この原因は、電
子銃の先端からの電子放出が変動するためで、あ
る程度は避けることのできないものである。この
電子ビームの変動は、電子顕微鏡の倍率が低いと
きには、像全体のコントラストが強いため特に問
題にならないが、高倍率の場合は視野が一般にコ
ントラストの弱い部分に限定されてしまうため、
電子ビームの変動の影響が現われ、像が揺らいで
見にくいという問題が生じる。従来のフイールド
エミツシヨン走査電子顕微鏡の信号処理回路で
は、このような影響を避けるため、第１図の如き
構成をとつている。図においてix（ｔ）は電子銃
から発射された電子ビーム電流に相応するモニタ
電流、iz（ｔ）は２次電子量に相応する検出電流
で、A1及びA2は、各々この電流ix（ｔ），iz（ｔ）
を電圧信号に変換する電流―電圧変換増幅器であ
る。この変換増幅器A1，A2としては、通常各々
低雑音増幅器、フオトマル等が用いられる。A3
及びA4は、それぞれ変換増幅器A1及びA2の出力
電圧を増幅する増幅器、A5は増幅器A3の出力信
号で増幅器A4の出力信号を割算する割算器であ
る。Ｒは割算器A5の出力電圧を適当に分圧する
分圧器で、この分圧器としては、例えば可変抵抗
器が用いられる。分圧精度及び安定度を向上させ
るため通常は巻線形の可変抵抗器が用いられる。
A6は、分圧器Ｒの出力信号と直流信号VLを受け
てこれらの差信号を出力する差動増幅器で、この
増幅器A6の出力電圧V0が信号処理回路の出力と
なりCRT上に表示されることになる。
このように構成された従来回路の動作を概説す
る。
る。
先ず、２次電子ビーム量に相応する検出電流iz
（ｔ）に関連した電圧信号（増幅器A4の出力）
を、モニタ電流ix（ｔ）に関連した信号（増幅器
A3の出力）で割ることにより電子ビームの変動
の影響を除去できる原理について説明する。電子
銃から発射された電子ビーム電流に相応するモニ
タ電流ix（ｔ）は、電子銃特有の変動分を含んで
おり、その直流分をIx、変動率をｋ（ｔ）として
次式で表わされる。
（ｔ）に関連した電圧信号（増幅器A4の出力）
を、モニタ電流ix（ｔ）に関連した信号（増幅器
A3の出力）で割ることにより電子ビームの変動
の影響を除去できる原理について説明する。電子
銃から発射された電子ビーム電流に相応するモニ
タ電流ix（ｔ）は、電子銃特有の変動分を含んで
おり、その直流分をIx、変動率をｋ（ｔ）として
次式で表わされる。
ix（ｔ）＝Ix｛１＋ｋ（ｔ）｝
ｔ：時間
一方、プローブ電流ip（ｔ）も同様に表わすこ
とができ、直流分をIp、変動率をk′（ｔ）として
次式で表わされる。
とができ、直流分をIp、変動率をk′（ｔ）として
次式で表わされる。
ip（ｔ）＝Ip｛１＋k′（ｔ）｝
電子ビームを試料に照射することにより、試料
から出現する２次電子等の信号の収率をη（ｔ）
とすると、上記電流iz（ｔ）は次式で表わされる。
から出現する２次電子等の信号の収率をη（ｔ）
とすると、上記電流iz（ｔ）は次式で表わされる。
iz（ｔ）＝η（ｔ）ip（ｔ）＝η（ｔ）Ip｛１＋
k′（ｔ）｝ (3) ここで、信号ix（ｔ）及びiz（ｔ）を電圧信号に
変換した後、割算器A5の入力レベルまで電圧増
幅して割算を行うと、割算器A5の出力電圧e0は
次式で表わされる。
k′（ｔ）｝ (3) ここで、信号ix（ｔ）及びiz（ｔ）を電圧信号に
変換した後、割算器A5の入力レベルまで電圧増
幅して割算を行うと、割算器A5の出力電圧e0は
次式で表わされる。
e0＝Kη（ｔ）Ip｛１＋k′（ｔ）｝／Ix｛１＋ｋ（
ｔ）｝(4) Ｋ：定数 ここで変動率ｋ（ｔ）は変動率k′（ｔ）と殆んど
同一と考えてよい。よつて(4)式は次式で表現でき
る。
ｔ）｝(4) Ｋ：定数 ここで変動率ｋ（ｔ）は変動率k′（ｔ）と殆んど
同一と考えてよい。よつて(4)式は次式で表現でき
る。
e0＝Kη（ｔ）Ip／Ix＝K′η（ｔ） (5)
K′：定数
即ち、割算器A5の出力電圧e0からは変動分が
除去され、観察すべき成分η（ｔ）のみが残るこ
とがわかる。
除去され、観察すべき成分η（ｔ）のみが残るこ
とがわかる。
さて、第１図に示す従来回路では、電流―電圧
変換増幅器A1及びA2により電圧に変換された信
号を、そのまま電圧増幅器A3及びA4で増幅して
いる。従つて、像のコントラストに最も寄与する
交流分の他にフオトマル等の出力信号中に含まれ
ていた直流分も増幅することになる。一般に、信
号は増幅回路の前段部で増幅する程Ｓ／Ｎ比が向
上するが、上記従来例においては増幅器A3，A4
のダイナミツクレンジに限界があることと相俟つ
て、CRT画像のコントラストに寄与する交流分
を前段増幅部で充分に増幅することができない。
このため、第１図に示す回路では前段部で信号の
充分な増幅が行えないので、Ｓ／Ｎ比が悪くな
る。たとえ後段部の増幅器A6で直流分VLを差引
いて増幅しても、Ｓ／Ｎ比の向上は期待できな
い。
変換増幅器A1及びA2により電圧に変換された信
号を、そのまま電圧増幅器A3及びA4で増幅して
いる。従つて、像のコントラストに最も寄与する
交流分の他にフオトマル等の出力信号中に含まれ
ていた直流分も増幅することになる。一般に、信
号は増幅回路の前段部で増幅する程Ｓ／Ｎ比が向
上するが、上記従来例においては増幅器A3，A4
のダイナミツクレンジに限界があることと相俟つ
て、CRT画像のコントラストに寄与する交流分
を前段増幅部で充分に増幅することができない。
このため、第１図に示す回路では前段部で信号の
充分な増幅が行えないので、Ｓ／Ｎ比が悪くな
る。たとえ後段部の増幅器A6で直流分VLを差引
いて増幅しても、Ｓ／Ｎ比の向上は期待できな
い。
本発明は、このような点に鑑みてなされたもの
で、前段部で上記直流分を適度に差引いて大きく
増幅することによりＳ／Ｎ比を改善すると共に、
割算処理することにより電子ビームの不安定要因
を除去したものである。
で、前段部で上記直流分を適度に差引いて大きく
増幅することによりＳ／Ｎ比を改善すると共に、
割算処理することにより電子ビームの不安定要因
を除去したものである。
以下、図面を参照して本発明を詳細に説明す
る。
る。
第２図は本発明に係る信号処理回路の一実施例
を示す電気回路図である（第１図の回路と同一部
分には同一符号を付し説明を省略する）。図にお
いて、A4′は、その一方の入力端子で電流―電圧
変換増幅器A2の出力信号を受け、他方の入力端
子で電流―電圧変換増幅器A1の出力信号をレベ
ル及び若しくは増幅率を調整するための調整増幅
器AVLを経由して受けて、これら両信号の差を増
幅する差動増幅器である。尚、可変抵抗RVLは増
幅器AVLの増幅率を調整するためのものである。
増幅器A4′を、このように差動構成することによ
り、電流―電圧変換増幅器A2の出力信号中に含
まれる直流分を適当に除去できるので、ダイナミ
ツクレンジを大きくとれ、差動増幅器A4′は上記
交流分を充分に増幅できる。従つて、増幅回路の
前段部で入力信号を大きく増幅できることにな
り、Ｓ／Ｎ比は大幅に向上する。
を示す電気回路図である（第１図の回路と同一部
分には同一符号を付し説明を省略する）。図にお
いて、A4′は、その一方の入力端子で電流―電圧
変換増幅器A2の出力信号を受け、他方の入力端
子で電流―電圧変換増幅器A1の出力信号をレベ
ル及び若しくは増幅率を調整するための調整増幅
器AVLを経由して受けて、これら両信号の差を増
幅する差動増幅器である。尚、可変抵抗RVLは増
幅器AVLの増幅率を調整するためのものである。
増幅器A4′を、このように差動構成することによ
り、電流―電圧変換増幅器A2の出力信号中に含
まれる直流分を適当に除去できるので、ダイナミ
ツクレンジを大きくとれ、差動増幅器A4′は上記
交流分を充分に増幅できる。従つて、増幅回路の
前段部で入力信号を大きく増幅できることにな
り、Ｓ／Ｎ比は大幅に向上する。
直流分がかなりの程度に除去された差動増幅器
A4′の出力信号は、割算器A5の一方の入力端子に
供給される。一方、割算器A5の他方の入力端子
には、増幅器A3の出力信号が供給される。割算
器A5は差動増幅器A4′の出力信号を増幅器A3の出
力信号で割算するもので、この割算器A5の出力
信号e0は、上述と同様の理由により電子ビームの
変動分が除去された信号となつている。この割算
器A5の出力信号e0は、続く分圧器Ｒにより適当
に分圧された後、増幅器A6′に入る。増幅器A6′の
出力信号V0は、CRT（図示せず）に供給され、
CRTには、フイールドエミツシヨン銃特有の電
流不安定によるノイズが消去されたＳ／Ｎ比の良
い高品質の画像が表示される。尚、増幅器A6′を
第１図に示す増幅器A6のように差動構成しない
のは、前段部で既に直流分が除去されているので
更に除去する必要がないからである。
A4′の出力信号は、割算器A5の一方の入力端子に
供給される。一方、割算器A5の他方の入力端子
には、増幅器A3の出力信号が供給される。割算
器A5は差動増幅器A4′の出力信号を増幅器A3の出
力信号で割算するもので、この割算器A5の出力
信号e0は、上述と同様の理由により電子ビームの
変動分が除去された信号となつている。この割算
器A5の出力信号e0は、続く分圧器Ｒにより適当
に分圧された後、増幅器A6′に入る。増幅器A6′の
出力信号V0は、CRT（図示せず）に供給され、
CRTには、フイールドエミツシヨン銃特有の電
流不安定によるノイズが消去されたＳ／Ｎ比の良
い高品質の画像が表示される。尚、増幅器A6′を
第１図に示す増幅器A6のように差動構成しない
のは、前段部で既に直流分が除去されているので
更に除去する必要がないからである。
以上、詳細に説明したように、本発明によれ
ば、増幅回路（処理回路）の前段部で入力信号を
大きく増幅することができるので、信号のＳ／Ｎ
比を大幅に改善することができる。又、割算処理
を行うので、電子ビームの不安定要因を除去する
こともできる。
ば、増幅回路（処理回路）の前段部で入力信号を
大きく増幅することができるので、信号のＳ／Ｎ
比を大幅に改善することができる。又、割算処理
を行うので、電子ビームの不安定要因を除去する
こともできる。
第１図は信号処理回路の従来例を示す電気回路
図である。第２図は本発明に係る信号処理回路の
一実施例を示す電気回路図である。 A1，A2…電流―電圧変換増幅器、A3，A4…増
幅器、A4′…差動増幅器、A5…割算器、A6…差動
増幅器、A6′…増幅器、Ｒ…分圧器、AVL…調整
増幅器、RVL…可変抵抗。
図である。第２図は本発明に係る信号処理回路の
一実施例を示す電気回路図である。 A1，A2…電流―電圧変換増幅器、A3，A4…増
幅器、A4′…差動増幅器、A5…割算器、A6…差動
増幅器、A6′…増幅器、Ｒ…分圧器、AVL…調整
増幅器、RVL…可変抵抗。
Claims (1)
- １ 電子銃から発射された電子ビーム電流に相応
するモニタ電流及び２次電子量に相応する検出電
流を受け、これらをそれぞれ第１及び第２の電圧
信号に変換し、第１の電圧信号をレベル及び若し
くは増幅率を調整するための調整増幅器を介して
差動増幅器に入力すると共に第２の電圧信号をこ
の差動増幅器に入力し、この差動増幅器の出力信
号を、第１の電圧信号を増幅した第３の電圧信号
で割算するように構成したことを特徴とするフイ
ールドエミツシヨン走査電子顕微鏡の信号処理回
路。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13373481A JPS5834551A (ja) | 1981-08-25 | 1981-08-25 | フイ−ルドエミツシヨン走査電子顕微鏡の信号処理回路 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13373481A JPS5834551A (ja) | 1981-08-25 | 1981-08-25 | フイ−ルドエミツシヨン走査電子顕微鏡の信号処理回路 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5834551A JPS5834551A (ja) | 1983-03-01 |
| JPH027509B2 true JPH027509B2 (ja) | 1990-02-19 |
Family
ID=15111661
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP13373481A Granted JPS5834551A (ja) | 1981-08-25 | 1981-08-25 | フイ−ルドエミツシヨン走査電子顕微鏡の信号処理回路 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5834551A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH03226613A (ja) * | 1990-01-31 | 1991-10-07 | Shimadzu Corp | 光学式伸び計 |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5889117B2 (ja) * | 2012-06-12 | 2016-03-22 | 日本電子株式会社 | 電子顕微鏡及び電子顕微鏡の作動方法 |
-
1981
- 1981-08-25 JP JP13373481A patent/JPS5834551A/ja active Granted
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH03226613A (ja) * | 1990-01-31 | 1991-10-07 | Shimadzu Corp | 光学式伸び計 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5834551A (ja) | 1983-03-01 |
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