JPH0441464B2 - - Google Patents

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JPH0441464B2
JPH0441464B2 JP57165340A JP16534082A JPH0441464B2 JP H0441464 B2 JPH0441464 B2 JP H0441464B2 JP 57165340 A JP57165340 A JP 57165340A JP 16534082 A JP16534082 A JP 16534082A JP H0441464 B2 JPH0441464 B2 JP H0441464B2
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JP
Japan
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movement
sample
moving
amount
scanning
Prior art date
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JP57165340A
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English (en)
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JPS5954158A (ja
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Tsugio Kurata
Takashi Kametani
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Topcon Corp
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Topcon Corp
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Publication date
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Publication of JPS5954158A publication Critical patent/JPS5954158A/ja
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Granted legal-status Critical Current

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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01JELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/26Electron or ion microscopes; Electron or ion diffraction tubes
    • H01J37/28Electron or ion microscopes; Electron or ion diffraction tubes with scanning beams

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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Testing Or Measuring Of Semiconductors Or The Like (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、走査型電子顕微鏡およびその類似装
置に関し、特にそれらにおける試料移動のための
装置に関する。
第1図に示すように、従来の走査型電子顕微鏡
装置における試料移動手段は、鏡筒1の上部に荷
電粒子線(電子ビーム)を放射する電子銃5がそ
なえられている。
この電子銃5から放射された電子ビーム5a
は、コンデンサレンズ2と対物レンズ3を通つ
て、移動台10上の試料11に照射される。そし
て、試料11からの2次電子ビーム等の信号は検
出器13により検出され、増幅器14により増幅
されて、表示部18に試料11の像が表示され
る。
ただし、電子ビーム走査用の偏向部材4として
の、X方向偏向コイル4XとY方向偏向コイル4
Yの働きにより、試料11のうちの走査面12内
のみが電子ビーム5aの走査を受けるため、表示
部18には走査面12内の像が表示される。
ここで、偏向コイル4X,4Yによる偏向は、
X方向走査用電源16から供給される鋸歯状の偏
向信号SXとY方向走査電源17から供給される
鋸歯状の偏向信号SYとにより行なわれ、試料1
1のうちの第2図に示す矩形の走査面12内に電
子ビーム5aが走査されるのである。
そこで、第2,3図に示すように、試料11と
試料移動台10の移動方向Xからの傾斜角度θま
で走査面12を回転したい場合、走査用電源1
6,17と偏向部材4との間に介装された回転角
演算器15に回転角設定器26から走査面回転指
令θaを与えると、この指令θaに応じX方向偏向
信号SXにY方向偏向信号SYを所定量だけ重畳す
るとともに、信号SYに信号SXを所定量だけ重畳
する。
これにより電子ビーム走査面12を、第4図に
示すように、角度θだけ回転させて偏向すること
ができる。
また、移動台10は真空な試料室6内に設置さ
れているが、移動台10を、直交する2方向であ
るX方向およびY方向へ移動可能な試料移動台が
そなえられている。
この試料移動台およびその移動機構は、第2図
に示すように、X方向移動アクチユエータ7X、
X方向送りネジ8X、X方向ガイドバー9Xおよ
びY方向移動アクチユエータ7Y、Y方向送りネ
ジ8Y、Y方向ガイドバー9Yから構成されてい
る。
そしてX方向移動アクチユエータ7Xへは、第
1図に示すように、X方向移動指令値設定器24
に設定された指令値X0(負の値を含む。)に応じ
た信号がX方向移動アクチユエータ制御回路19
より供給され、Y方向移動アクチユエータ7Yへ
は、Y方向移動指令値設定器25に設定された指
令値Y0(負の値を含む。)に応じた信号がY方向
移動アクチユエータ制御回路20より供給され
る。
なお、第1図の符号W.Dは作動距離
(Working Distance)を示す。
従来の試料移動手段は、上述の構成により、試
料11を直交するX方向およびY方向へ移動する
ことにより、走査面12を移動することができる
が、第4図に示すように、走査面12を回転させ
て、座標軸X、Yに従う走査面から座標軸X′、
Y′に従う走査面に変化させて、傾斜した試料1
1を矩形の走査面12の2辺a、bと平行な状態
にして観察している状態(第5図参照)から、第
5図に示すような視野のさらに左側を観察する場
合、例えばX方向のみの試料移動指令を出すと、
第6図に示すように走査面12は座標軸X′、
Y′に従つたものから座標軸X″、Y″に従つた走査
面となるため、第7図に示すように、走査面は第
5図の走査面の左上に動いてしまい、すなわち、
その視野における画像は右下に動き、観察が困難
となる。
面の左上に動いてしまい、すなわち、その視野
における画像は右下に動き、観察が困難となる。
つまり第5図の視野の左側を観察するために
は、適切なX方向とY方向の移動指令を両方とも
出す必要があるが、このようなことを行なうのは
困難であり、回転角θが0°以外の場合は操作性が
悪く、作業者の負担が大きくなるという問題点が
ある。
従来の他の装置として、第8〜15図に示すよ
うに、走査面12を回転するための回転角演算器
15を設けず、走査面12を固定として、第8,
9図に示すように移動台10の上に試料回転機構
としての試料回転軸22および試料回転軸22の
軸受23を設けた装置もある。
この場合、第10,11図に示すような傾斜し
た状態の試料11を走査面12の各辺a、bと平
行な状態で観察するためには、まず第12図に示
すように試料11を回転させ、試料11が走査面
12の各辺の方向X、Yと平行になるようにす
る。さらに、第14図に示すように、試料11を
試料移動機構によりX方向およびY方向に平行移
動し、第15図に示すような位置まで試料を移動
させて、観察を行なう。
しかし、この場合、第13図に示すように、試
料11を回転させた時点で像が表示部18から消
えてしまうため、再度X、Y方向の移動により像
を走査面12まで移動するのは非常に大変な作業
となり、操作性が悪く、作業者の負担が大きくな
るという問題点がある。
また、試料回転機構が必要なため、機構が複雑
で経済性も悪くなるという問題点や、可動部が増
加するために振動に弱くなるという問題点もあ
る。
部品点数が増加して、機構が複雑となるため、
金属等の表面が多くなり、放出ガスが増大し真空
な試料室6の真空排気システムの負担増となる。
さらに、従来の別の装置として、走査面12と
試料11の両方を回転させることができる装置も
あるが、操作の複雑さが増すだけで、上述の諸問
題点は全く解決されない。
本発明は、これらの問題点を解決しようとする
もので、試料上の電子ビーム走査面を回転させ
て、水平面上で斜めに走査させることにより、試
料台の回転駆動機構がなくても、迅速に最適な走
査面を得ることができるようにして、作業の能率
化をはかつた、走査型電子顕微鏡およびその類似
装置における試料移動装置を提供することを目的
とする。
このため、本発明の走査型電子顕微鏡およびそ
の類似装置における試料移動装置は、試料を第1
の座標系における第1方向へ移動しうる第1方向
試料移動台と、同第1方向試料移動台を駆動する
第1方向移動機構と、上記試料を上記第1の座標
系における第2方向へ移動しうる第2方向試料移
動台と、同第2方向試料移動台を駆動する第2方
向移動機構とをそなえるとともに、上記電子顕微
鏡およびその類似装置の走査面を上記の第1方向
ないし第2方向から所定回転角θだけ回転させて
走査すべく、同回転角θに対応する角度信号θa
を設定する回転角設定器と、上記回転角信号θa
を受けて荷電粒子線を偏向させる偏向部と、上記
各試料移動台の第1の座標系における移動方向お
よび移動量を上記走査面の上記第2の座標系にお
ける移動方向およびその移動量に基づいて制御す
べく、上記走査面の移動方向およびその移動量を
設定する第1移動指令値設定器と、上記走査面の
他の移動方向およびその移動量を設定する第2移
動指令値設定器とをそなえ、上記の第1および第
2移動指令値設定器からの上記走査面の移動方向
および移動量に対応する信号と上記回転角信号
θaとを受けて、上記第1方向試料移動台の移動
量Pxおよび上記第2方向試料移動台の移動量Py
をおのおの上記の第1方向移動機構および第2方
向移動機構へ座標変換して出力する試料移動台移
動方向演算器とが設けられたことを特徴としてい
る。
以下、図面により本発明の一実施例としての走
査型電子顕微鏡およびその類似装置における試料
移動装置について説明する。
第16〜20図は本発明による走査型電子顕微
鏡およびその類似装置における試料移動装置を示
すもので、第16図はその全体構成図、第17,
19図はいずれもその試料の配設状態を示す平面
図、第18,20図はいずれもその表示部におけ
る視野を示す模式図である。なお、第16〜20
図中、第1〜15図と同じ符号はほぼ同様のもの
を示す。
第16図に示すように、鏡筒1の上部に荷電粒
子線(電子ビーム)を放射する電子銃5がそなえ
られている。
この電子銃5から放射された電子ビーム5a
は、コンデンサレンズ2と対物レンズ3を通つ
て、試料移動台10上の試料11に照射される。
そして、試料11からの2次電子ビーム等の信号
は検出器13により検出され、増幅器14により
増幅されて、表示部18に試料11の像が表示さ
れる。ただし、コンデンサレンズ2と対物レンズ
3の間に介装された、電子ビーム走査用の偏向部
材4としての、X方向偏向コイル4XとY方向偏
向コイル4Yの働きにより、試料11のうちの走
査面12内のみが電子ビーム5aの走査を受ける
ため、表示部18には走査面12内の像が表示さ
れる。
ここで、偏向コイル4X,4Yによる偏向は、
X方向走査用電源16から供給される鋸歯状の偏
向信号SXとY方向走査電源17から供給される
鋸歯状の偏向信号SYとにより行なわれ、試料1
1のうちの第17図に示す矩形の走査面12内に
電子ビーム5aが走査されるのである。
そこで、第17,18図に示すように、試料1
1と試料移動台10の移動方向とのずれの角度θ
まで走査面12を回転したい場合、走査用電源1
6,17と偏向部材4との間に介装された回転角
演算器15に回転角設定器26から走査面回転指
令θaを与えると、この指令θaに応じX方向偏向
信号SXにY方向偏向信号SYを所定量だけ重畳す
るとともに、信号SYに信号SXを所定量だけ重畳
する。
これにより電子ビーム走査面12を、第17図
に示すように、角度θだけ回転させて偏向するこ
とができる。
また、移動台10は真空な試料室6内に設置さ
れているが、移動台10を、直交する2方向であ
るX方向およびY方向へ移動可能な試料台がそな
えらえている。
このX、Y方向試料移動台およびそのX、Y方
向移動機構は、従来例と同様に(第2図参照)、
X方向移動アクチユエータ7X、X方向送りネジ
8X、X方向ガイドバー9XおよびY方向移動ア
クチユエータ7Y、Y方向送りネジ8Y、Y方向
ガイドバー9Yから構成されている。(第2図参
照) さらに、X、Y方向移動指令値設定器24,2
5が設けられていて、これらの設定器24,25
に設定された指令値X0、Y0が、試料微動方向演
算器21に供給される。
指令値X0、Y0は、正および負の値となつて、
実際の走査面12の横方向X′および縦方向Y′の
移動量を指令するものである。
この試料微動方向演算器21では、走査面の回
転角度θに応じて、実際に試料移動装置が移動す
べきX方向の移動量Pxを{Y0cos(90°+θ)+
X0cosθ}と演算するとともに、Y方向の移動量
Pyを{Y0sin(90°+θ)+X0sinθ}と演算する。
この移動量Pxおよび移動量Pyは、実際に試料
11をX方向およびY方向へ移動すべき移動量で
あり、この移動量Px、Pyは負の値をとることが
でき、各方向移動アクチユエータ7X,7Yへ供
給されて、試料11を移動する。
たとえば、第17図に示すように走査面12を
θ度回転させて、座標軸X′、Y′による走査面1
2で試料11を観察しているとする。
さらに、第18図に示すような視野のさらに左
側を観察する場合、X、Y方向移動指令値設定器
24,25に指令値Y0を0とし、指令値X0を適
当に設定してやれば、試料微動方向演算器21の
演算により、実際のX、Y方向への移動量Pxが
(X0cosθ)、Pyが(X0sinθ)としてアクチユエー
タ制御回路19,20へ供給されて、試料11が
Px、Pyだけ移動し、第19図に示すような位置
まで移動して、第20図に示すように座標軸X″、
Y″による適切な視野を得ることができる。
また、第1移動指令値設定器26に移動距離
r、第2移動指令値設定器27に方向φを設定
し、X方向移動量Pxを{r cos(θ+φ)}、Y
方向移動量Pyを{r sin(θ+φ)}としてアク
チユエータ制御回路19,20へ供給することも
できる。
このように、試料回転機能が無くても回転角演
算器15により走査面12を回転することで表示
部18の視野を回転できるとともに、試料の移動
は回転指令θに関係なく表示部18上で常に図1
8に示すX′軸、Y′軸に平行に動くため、視野の
移動(試料の移動)が適切になされる。
このため、操作性が改善され、作業者の負担が
軽減される。
さらに、機械的回転機構が不要となるため、試
料移動機構が簡単となり、コストダウンが実現で
き、可動部が減るので振動に強くなる。
また、金属等の表面積が減り放出ガスが減少し
真空排気システムの負担が減る。
以上詳述したように、本発明の走査型電子顕微
鏡およびその類似装置における試料移動装置によ
れば、試料上の電子ビーム走査面を回転させて、
水平面上で斜めに走査させることができるので、
試料台の回転駆動機構がなくても、迅速に最適な
走査面を得ることができるようになり、これによ
り作業の能率化をはかれる利点がある。
【図面の簡単な説明】
第1〜7図は従来の走査型電子顕微鏡における
試料移動手段を示すもので、第1図はその全体構
成図、第2図はその要部の平面図、第3〜7図は
いずれもその作用を説明するための模式図であ
り、第8〜15図は従来の走査型電子顕微鏡にお
ける他の試料移動手段を示すもので、第8,9図
はそれぞれの要部の平面図および立面図、第10
〜15図はいずれもその作用を説明するための模
式図であり、第16〜20図は本発明の一実施例
としての走査型電子顕微鏡およびその類似装置に
おける試料移動装置を示すもので、第16図はそ
の全体構成図、第17,19図はいずれもその試
料の配設状態を示す平面図、第18,20図はい
ずれもその表示部における視野を示す模式図であ
る。 1……鏡筒、2……コンデンサレンズ、3……
対物レンズ、4……偏向部材、4X……X方向走
査用偏向コイル、4Y……Y方向走査用偏向コイ
ル、5……電子銃、5a……電子ビーム、6……
試料室、7X……X方向移動アクチユエータ、7
Y……Y方向移動アクチユエータ、8X……X方
向送りネジ、8Y……Y方向送りネジ、9X……
X方向ガイドバー、9Y……Y方向ガイドバー、
10……移動台、11……試料、12……走査
面、13……検出器、14……増幅器、15……
回転角演算器、16……X方向走査用電源、17
……Y方向走査用電源、18……表示部、19…
…X方向移動アクチユエータ制御回路、20……
Y方向移動アクチユエータ制御回路、21……試
料微動方向演算器、22……試料回転軸、23…
…試料回転軸軸受、24……第1方向移動指令値
設定器としてのX方向移動指令値設定器、25…
…第2方向移動指令値設定器としてのY方向移動
指令値設定器、26……回転角設定器。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 走査型電子顕微鏡およびその類似装置におい
    て、試料を第1の座標系における第1方向へ移動
    しうる第1方向試料移動台と、同第1方向試料移
    動台を駆動する第1方向移動機構と、上記試料を
    上記第1の座標系における第2方向へ移動しうる
    第2方向試料移動台と、同第2方向試料移動台を
    駆動する第2方向移動機構とをそなえるととも
    に、上記電子顕微鏡およびその類似装置の走査面
    を上記の第1方向ないし第2方向から所定回転角
    θだけ回転させて走査すべく、同回転角θに対応
    する角度信号θaを設定する回転角設定器と、上
    記回転角信号θaを受けて荷電粒子線を偏向させ
    る偏向部材と、上記各試料移動台の第1の座標系
    における移動方向および移動量を上記走査面の上
    記第2の座標系における移動方向およびその移動
    量に基づいて制御すべく、上記走査面の移動方向
    およびその移動量を設定する第1移動指令値設定
    器と、上記走査面の他の移動方向およびその移動
    量を設定する第2移動指令値設定器とをそなえ、
    上記の第1および第2移動指令値設定器からの上
    記走査面の移動方向および移動量に対応する信号
    と上記回転角信号θaとを受けて、上記第1方向
    試料移動台の移動量Pxおよび上記第2方向試料
    移動台の移動量Pyをおのおの上記の第1方向移
    動機構および第2方向移動機構へ座標変換して出
    力する試料移動台移動方向演算器とが設けられた
    ことを特徴とする、走査型電子顕微鏡およびその
    類似装置における試料移動装置。 2 上記の第1および第2の座標系が直交座標系
    であり、上記の第1方向および第2方向がそれぞ
    れX方向およびY方向である特許請求の範囲第1
    項に記載の走査型電子顕微鏡およびその類似装置
    における試料移動装置。 3 上記の第1および第2移動指令値設定器がそ
    れぞれ上記走査面の横方向X′の移動量X0および
    この横方向X′に直交する縦方向Y′の移動量Y0
    設定する設定器として構成されるとともに、上記
    試料移動台移動方向演算器が、上記第1方向試料
    移動台の移動量Pxを{Y0cos(90°+θ)+X0cosθ}
    と演算するとともに、上記第2方向試料移動台の
    移動量Pyを{Y0sin(90°+θ)+X0sinθ}と演算
    するよう構成された特許請求の範囲第1項または
    第2項に記載の走査型電子顕微鏡およびその類似
    装置における試料移動装置。 4 上記第1の座標系が極座標系であるととも
    に、上記第2の座標系が直交座標系であり、上記
    の第1および第2移動指令値設定器がそれぞれ上
    記回転角θと同方向にとつた上記走査面の他の回
    転角φおよび同回転角φ方向の移動量rを設定す
    る設定器として構成されるとともに、上記試料移
    動台移動方向演算器が、上記第1方向試料移動台
    の移動量Pxを{r cos(θ+φ)}と演算すると
    ともに、上記第2方向試料移動台の移動量Pyを
    {r sin(θ+φ)}と演算するよう構成された特
    許請求の範囲第1項に記載の走査型電子顕微鏡お
    よびその類似装置における試料移動装置。
JP16534082A 1982-09-22 1982-09-22 走査型電子顕微鏡およびその類似装置における試料移動装置 Granted JPS5954158A (ja)

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6251143A (ja) * 1985-08-28 1987-03-05 Jeol Ltd 局所表面分析装置用試料装置
JPS6276644A (ja) * 1985-09-30 1987-04-08 Toshiba Corp 露光装置の縦型移動テーブル装置

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0232741A (ja) * 1988-03-16 1990-02-02 Jong-Seob Lee 磁気励磁式誘導電動機

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JPH0232741A (ja) * 1988-03-16 1990-02-02 Jong-Seob Lee 磁気励磁式誘導電動機

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