JPH0442776B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、走査型電子顕微鏡その他の電子線装
置（以下、SEM）における試料像の倍率表示方
法およびこの方法を実施するための倍率表示装置
に関するものである。

［技術の背景］ SEMは、試料を電子ビームにより照射、走査
し、照射時に発生する試料信号に基づいて試料像
の表示装置（例えばCRT）上に試料の拡大像を
表示するものである。従つて、SEMにおいては、
拡大表示された試料像が実際の試料上でどの程度
の長さに相当するのかを知る必要がある。このた
め、従来よりSEMに関し、表示装置上に試料像
とともに試料のスケールを表示する種々の方法が
提案されている。

［従来の技術］ 従来、SEMにおいて、倍率に応じた試料上の
長さを試料像とともに表示する技術的手段として
は、例えば、第９図および第１０図に示すような
ものがある。

第９図に示す方法は、試料上の一定の長さ（例
えば1μｍ）が対応するスケール１を試料像２と
ともに表示したものであり、試料像２の拡大率に
応じてスケール１が表示装置の表示画面１０上で
伸縮するようになつている（特公昭47−21345
号）。

ところが、このような手段によると、試料像２
の拡大率が大きくなるに従つてスケール１の長さ
が大きくなり、スケール１が画面１０からはみ出
してしまつたり、低倍率の場合には、スケール１
の長さが小さくなつて、結局、試料の大きさを正
確に判断できないという問題がある。

第１０図は、斯かる問題を解決するための手段
を示すものである。これは、表示画面１０上に、
試料像の拡大率の無関係な一定の長さをもつスケ
ール４を表示するとともに、このスケール４の試
料上の換算長さを文字５でキヤラクター表示する
ものである（特公昭58−51664号）。このような手
段によれば、スケール４が表示装置の画面１０か
らはみ出したり、スケール４が小さすぎて視認性
に欠けるという不具合は解消される。

［従来技術の問題点］ ところで、このような方法の場合、スケール４
の設定長さより短かい試料像長さを知ろうとする
ときには、まず、求めようとする試料像２上の長
さがスケール４の長さの何分の一に相当するかを
求め、次に拡大率に対応する換算値を掛けて試料
像２上の長さを求めなければならない。

しかしながら、スケール４の長さを基準とし
て、試料像２上の長さがその何分の一に相当する
かを計測するのは手間を要するし、目分量では必
ずしも正確な数値を求めることはできない。ま
た、拡大率に応じた換算値は、一般に整数値とな
らない場合が多いため、端数のついた換算値を用
いて計算を行う必要があるが、そのような計算は
煩わしいし、また計算間違いを起こしやすい。ま
た、前記換算値を計算の簡単な整数値にしようと
すると、拡大率を切り換えて特定の値にしなけれ
ばならず、装置の使用上の制限を受け、不便であ
る。

［問題点を解決するための手段］ 本発明は、上記従来の方法の問題点を解決すべ
くなされたものであつて、低倍率から高倍率まで
の倍率表示を行い、しかも試料像上の長さを容易
かつ正確に求めることのできる倍率表示方法及び
倍率表示装置を提供することを目的とし、この目
的を達成するために、試料像を表示する表示画面
上に、倍率に拘らず全長を一定として表示する基
準線と、該基準線を試料像の倍率に応じて変化す
る長さに区切つて表示する基準目盛と、該基準目
盛の目盛幅をその一部の目盛について細分して表
示する副目盛とを有し、前記倍率が所定倍率以上
に拡大して前記基準目盛の目盛幅が所定長さ以上
に拡大する毎に、前記副目盛を新たな基準目盛と
して前の基準目盛と同様に表示させ、該新たな基
準目盛の目盛幅をさらに細分する新たな副目盛を
表示させる一方、前記基準線の試料上の換算長さ
および前記基準目盛の一目盛幅の試料上の換算長
さをキヤラクタ表示することとした。またこのよ
うな表示方法を実施する装置として、水平走査回
路からの水平鋸歯状波信号および垂直走査回路か
らの垂直鋸歯状波信号に基づいて表示画面の所定
位置に倍率に拘らず全長を一定とした基準線を表
示する基準線表示手段と、前記水平鋸歯状波信号
の電圧と前記倍率の変化に応じて電圧値が変化す
る第１基準電圧とに基づいて前記基準線上に前記
基準目盛を表示する基準目盛表示手段と、前記水
平鋸歯状波信号の電圧と前記倍率の変化に応じ前
記第１基準電圧の所定電圧値間を区分する第２基
準電圧とに基づいて前記基準目盛の目盛幅をその
一部の目盛について細分して表示する幅目盛表示
手段と、前記倍率が所定倍率以上に拡大して前記
基準目盛の目盛幅が所定長さ以上に拡大する毎
に、前記副目盛を新たな基準目盛として前の基準
目盛と同様に表示し、該新たな基準目盛の目盛幅
をさらに細分する新たな副目盛を表示する表示変
換手段と、前記基準線の全長および前記基準目盛
の一目盛幅の試料上の換算長さをキヤラクタ表示
するキヤラクタ表示手段とを有することとした。

［実施例］ 以下、添付図面に基づいて本発明の実施例を説
明する。

第１図ないし第３図は、本発明の実施例に係る
試料像の倍率表示方法を示すものである。

第１図において、符号１０は試料像の表示画面
であり、この表示画面１０には、試料像１５とと
もに基準線２０および基準線に関する情報がキヤ
ラクター３０によつて表示される。

前記基準線２０は、試料像１５の倍率変化にか
かわらず、表示画面１０上で常に一定の長さを有
するものである。そして、この基準線２０には、
基準線２０を区分する基準目盛２５と基準目盛２
５の間を等分に細分する副目盛２６が表示され
る。基準目盛２５は、基準線２０の左端を０とし
て、例えば試料像１５上の1μｍ−目盛として右
方に順次表示されてゆくものである。また、副目
盛２６は、第２図で拡大して示すように、基準目
盛２５の間を等分（例えば10等分）に細分するも
のであるが、副目盛２６の表示位置は、基準目盛
２５の０と１の間ないし５と６間等、適宜変更し
うるものとする。尚、基準目盛２５と副目盛２６
は、例えば、基準目盛２５を大きく、副目盛２６
を小さく表示することで区別する。

基準線２０の右下方に表示される情報は、第２
図に示すように、試料像１５の拡大率を表わす倍
率表示３１、基準線２０の長さが相当する試料像
１５上の長さを表わす基準線長さ３２、基準目盛
２５の一目盛長さが相当する試料像１５上の長さ
を表わす基準目盛長さ33であり、これらが数字お
よびその単位等のキヤラクター３０で表示され
る。従つて、これらの表示によつて試料像１５の
長さを正確に知ることができることになる。

第３図は、このような倍率表示方法の種々の場
合を示すものである。すなわち、前記基準目盛２
５および副目盛２６は、試料像１５の倍率を拡大
することにより、順次右方へ移動して、夫々の一
目盛幅が倍率に応じて拡大する。従つて、基準目
盛２５は基準線２０の右端を越えると順次消失す
る。また、このとき、拡大した基準目盛２５の間
（例えば、０と１）には、新たな副目盛２６が表
示される。また、倍率の拡大に応じてキヤラクタ
ー３０の表示も順次変更されてゆく。

これと逆に、倍率を減少する場合には、倍率表
示は、上記倍率を拡大した場合とは反対の表示が
なされる。すなわち、第３図に示すように、高倍
率状態から低倍率状態へ移行すると、新たな基準
目盛２５が基準線２０の右端に表われるととも
に、倍率が一定以下になると、それまでの基準目
盛２５は副目盛２６に変更される。また、倍率の
変更に応じてキヤラクター３０による各表示３
１，３２，３３の数値も変更される。

尚、基準目盛２５および副目盛２６は、視覚的
に区別しうる表示であれば良いから、第１図ない
し第３図に示したような基準線２０に対する垂直
線による表示だけでなく、他の表示方法、例えば
色彩を変える等の表示方法であつても良い。

次に、上記表示方法を実施するための倍率表示
装置に関し、その実施例を説明する。

第４図は、本発明の実施例に係る試料像の倍率
表示装置を示すものである。この装置は、電子顕
微鏡本体（図示せず）に設けられた水平偏向コイ
ル４０および垂直偏向コイル４１に供給する電流
を倍率切換装置４２，４３によつて切り換えるこ
とにより、CRT４５上に試料像１５を拡大して
表示するとともに、基準線表示手段５０、目盛表
示手段６０、キヤラクター表示手段７０の各手段
によつて試料像１５上の長さに関する必要な情報
の表示を行うものである。

この図において、５１は、水平偏向コイル４
０、CRT水平走査コイル４７および比較回路５
２に鋸歯状波信号Exを出力する水平走査回路、
５３は基準線２０の始点と終点を位置決めするた
めの基準電圧E₀、E₁₀を比較回路５２に印加する
基準電圧源である。この比較回路５２は、第５図
ａ，ｂに示すように、基準電圧E₀、E₁₀と鋸歯状
波信号Exとが一致するt1、t2…t12の時点で、ゲ
ート回路５４に対してパルス信号を出力する。ま
た、５５は、垂直偏向コイル４１、CRT垂直走
査コイル４８および比較回路５６に鋸歯状波信号
Eyを供給する垂直走査回路、５７は基準線２０
の太さと表示画面１０上での表示の高さ位置を決
定するための基準電圧V1、V2を比較回路５６に
入力する基準電圧源である。この比較回路５６
は、第５図ｃ，ｄに示すように、基準電圧V1、
V2と鋸歯状波信号Eyが一致したときにta〜tb間
でＨレベルとなるパルス信号をゲート回路５４に
対して出力する。ゲート回路５４は、比較回路５
２，５６の信号が一致した時点でゲートを開き、
第５図ｅのような信号を合成回路４４に対して出
力する。これによつて、CRT４５の表示画面１
０に、一定の長さの基準線２０が適宜の位置に表
示される。

６１は、基準線２０を区分する基準目盛２５の
数と同数の、それぞれ電圧値の異なつた基準電圧
E₀〜E₉を比較回路６２に対して供給する目盛基
準電圧源である。比較回路６２には水平走査回路
５１からの鋸歯状波信号Exが入力されており、
第６図ａ，ｂに示すように、基準電圧E₀〜E₉と
鋸歯状波信号Exが一致した時点で、10個単位の
パルス信号をゲート回路６３に対して出力する。
また、基準線２０の右端に表示される基準目盛２
５を表示するための基準電圧E10は、倍率と無関
係になるよう、独立した基準電圧源６４から比較
回路６２に入力される。従つて、比較回路６２
は、第６図ｃ，ｄに示すように、鋸歯状波信号
Exと基準電圧E₁₀が一致したときにもパルス信号
を発生する。

一方、６５は、基準目盛２５の目盛高さを決定
する基準電圧V1、V3を比較回路６６に印加する
基準電圧源である。比較回路６６には、垂直走査
回路５５から鋸歯状波信号Eyが入力されており、
第６図ｅ，ｆに示すように、鋸歯状信号Eyと基
準電圧V1、V3が一致したときにta〜tc間でパル
ス信号を発生する。このため、ゲート回路６３
は、比較回路６２，６６からの信号が一致したと
きに、第６図ｇに示すように11個のパルス信号を
発生する。これにより、基準線２０上には、当該
基準線２０を10等分する基準目盛２５が表示され
ることになる。尚、基準電圧E₁〜E₉は、倍率の
切り換えに連動して電圧値を変える倍率基準電圧
源４６の倍率基準電圧に応じて変動するから、第
７図ａに示すように、倍率が高くなつたときに
は、基準電圧E₁〜E₉も変動して、鋸歯状波信号
Exよりも電圧値が高くなる。このため、比較回
路６２から発生するパルス信号の数は、第７図ｂ
に示すように、倍率の拡大によつて、基準目盛２
５に対応して設定されているE₁〜E₉の電圧値が、
一定値である基準電圧E10よりも次々に高くなつ
て行くので、それに伴つて減少していくものであ
る。但し、目盛基準電圧源６１は基準電圧E₀を
基準に設定するから、倍率を変えても基準電圧
E₀は変化しない。従つて、基準線２０の左端に
表示される基準目盛２５は、常に固定した位置に
留まつていることになる。また、第７図ｃ，ｄに
示すように、基準電圧E₁₀も倍率と無関係に常に
一定値として印加されるから、比較回路６２から
は常に一定時点でパルス信号が発生する。従つて
基準線２０の右端には、常に基準目盛２５が固定
的に表示され続けることになる。結局、倍率を高
くしたときには、基準線２０の左端と右端に固定
的に基準目盛２５が表示される他、倍率に応じて
基準電圧E₁〜E₉が大きくなつて行き、基準電圧
E₀とE₁₀との間にあるE₁〜E₉が、E₉、E₈、…E₁の
順にE₀とE₁₀の間に含まれなくなり、こうして基
準線２０上に表示される基準目盛２５は、順次右
方に移動して消失してゆく（第７図ｅ参照）。

６７は、基準目盛２５を等分に区分する副目盛
２６の数と同数の、それぞれ異なつた基準電圧
E₀₀、E₀₁、…E₀₉（E₀₁〜E₀₉は例えば、E₀〜E₁間の
電圧値とする）を比較回路６８に印加する副目盛
基準電圧源である。比較回路６８には、水平走査
回路５１からの鋸歯状波信号Exが入力され、当
該比較回路６８は、鋸歯状波信号Exと基準電圧
E₀₀〜E₀₉が一致したときに、第８図ａ，ｂに示す
ように、前記比較回路６２と同様にパルス信号を
発生する。この信号がゲート回路６３、合成器４
４を介して輝度変調信号としてCRT４５のグリ
ツドに供給され、表示画面１０において、基準目
盛２５を細分する副目盛２６として表示される。
尚、基準電圧E₀₁〜E₀₉は、倍率の切り換えによつ
て変化するが、基準電圧E₀₀は一定である点は、
前記目盛基準電圧E₀〜E₉と同様である。また、
この基準電圧E₀₀〜E₀₉の値のとり方によつて、副
目盛２６は、基準目盛２５の任意の間を等分する
ように表示することができるようになる。

７１は、倍率表示回路、７２は基準線長さ表示
回路、７３は基準目盛長さ表示回路である。これ
らの回路７１，７２，７３は、マイクロコンピユ
ータ等の演算装置によつて、情報として表示すべ
き数字を算出するとともに、該算出結果を情報信
号として合成器４４に出力する。尚、各表示回路
７１，７２，７３は、キヤラクター３０の表示位
置を決めるために、垂直走査回路５５から鋸波状
波信号Eyをとり、予め設定された基準電圧と一
致する位置にキヤラクター３０を表示するもので
ある。

以上のようにして、ゲート回路５４，６３およ
び各表示回路７１，７２，７３から合成器４４に
入力された各信号は、輝度変調信号としてCRT
４５のグリツド電極に出力され、表示画面１０上
に、基準線２０、基準目盛２５、副目盛２６、キ
ヤラクター３０を表示するものである。尚、
SEM本体の水平偏向コイル４０および垂直偏向
コイル４１とCRT４５の水平偏向コイル４７お
よび垂直偏向コイル４８が走査回路５１，５５の
信号によつて同期されていることは勿論である。

この倍率表示装置の作用を第３図を用いて説明
する。

今、仮に、第３図ａのように倍率が１倍で、基
準線長さが100mmに設定されていた場合、表示画
面１０上には基準線表示手段５０によつて100mm
の長さの基準線が表示されるとともに、表示回路
７１，７２によつて倍率×１、および基準線長さ
が相当する試料像１５上の換算長さ100mmがキヤ
ラクター表示される。また、目盛表示手段６０に
よつて基準線２０を10等分するような基準目盛２
５が表示される。また、基準目盛２５の一目盛長
さの試料像１５上の換算長さが、基準目盛長さ表
示回路７３によつて10mmと表示される。更に、副
目盛２６も表示されその一目盛は１mmとなるが、
その換算長さのキヤラクター表示はされない。

次に、第３図ｂに示すように、倍率を２倍にす
ると、倍率基準電圧が２倍となる。これによつ
て、目盛基準電圧源６１の印加電圧も２倍とな
り、基準目盛２５および副目盛２６の間隔も２倍
となつて表示される。この時、基準電圧源６４の
基準電圧E10を越える部分は表示されないことに
なる。この時のキヤラクター表示は、倍率が×２
となり、基準線長さは50mmとなり、基準目盛長さ
は10mmとなる。次に、第３図ｃのように倍率を５
倍に切り換えると、目盛２５，２６の間隔は５倍
に広がる。このとき、キヤラクター表示は、倍率
が×５、基準線長さ20mm、基準目盛長さ10mmとな
る。更に第３図ｄに示すように倍率を10倍にする
と、基準電圧E₁と不変の電圧E₁₀との電圧値が等
しくなり、このとき副目盛２６が基準目盛２５の
０と１との間に新たに表示され、基準線２０及び
副目盛２６の表示は、倍率が１倍のときの基準線
２０及び基準目盛２５の表示と同様に表示され
る。すなわち、基準目盛の一目盛幅が所定倍率の
10倍に拡大した時、基準目盛２５の目盛幅を細分
する副目盛２６が、基準目盛と同様な大きさと形
状で表示される。しかし、この場合には、キヤラ
クター表示が倍率×10、基準線長さ10mm、基準目
盛1000μと表示されるから、換算長さが変わつた
ことを知ることができる。

このようにして、倍率の切り換えによつて、キ
ヤラクター表示は変化するが、基準線の長さは同
じであり、また目盛線２５，２６は、10倍ごとに
同一表示として繰り返されることになる。従つ
て、基準線長さ、基準目盛長さは、倍率が10倍、
100倍、1000倍…のように拡大するにつれて、1/1
０、1/100、1/1000と小さくなつてゆく。すなわ
ち、倍率の桁が変わる度に基準線長さ等の桁数も
変わつてゆく。

尚、上記実施例に係る倍率表示装置の基準線表
示手段５０および目盛表示手段６０の説明は、ア
ナログで処理するとして説明したが、本発明はこ
れに限らず、マイクロコンピユータ等を用いたデ
ジタル処理のように、同様な作動を行う他の手段
を用いて構成しても良いことは勿論である。

以上説明したように、本発明の実施例に係る倍
率表示方法とその装置によれば、基準線２０およ
び基準目盛２５、副目盛２６の表示と各キヤラク
ター表示によつて試料像上の長さを正確に知るこ
とができる。また、倍率によつて、基準線２０等
の換算長さが整数とならない場合であつても、各
目盛２５，２６と表示された各数字に基づいて容
易に試料像１５上の長さを計算することができる
ため・測定が正確なものとなる。また、基準線２
０の長さは常に一定であるから、表示画面１０か
らはみ出したり、小さすぎて見えなくなつたりす
ることがなく、正確な測定が可能となる。更に、
試料像１５上の換算長さをキヤラクター表示する
から、表示画面１０を写真に写して引伸ばした場
合でも、そのままの寸法で測長することができる
ことになる。

［発明の効果］ 以上説明したように、本発明は、試料像を表示
する表示画面上に、倍率に拘らず全長を一定とし
て表示する基準線と、該基準線に試料像の倍率に
応じて変化する目盛幅を形成する基準目盛とを有
し、前記一定に表示された基準線の長さを、倍率
に応じて変化する基準目盛の長さにより区切つて
表示するとともに、該基準目盛の一目盛幅が所定
幅以上に拡大したとき該基準目盛の目盛幅を細分
する副目盛を表示し、前記基準線の試料上の換算
長さ及び前記基準目盛の一目盛幅の試料上の換算
長さをキヤラクタ表示するようにしたものであ
る。従つて、本発明によれば、それらの倍率表示
を用いることによつて、試料像の大小に拘わら
ず、正確な試料像上の長さを測定することができ
る。また、倍率の切り変えによつて、基準線等の
換算長さが端数のついた複雑な数値になつても、
基準線と換算長さおよびそれを区分する基準目盛
の換算長さ、更に基準目盛を細分する副目盛が表
示されるから、換算長さの計算が容易となり、計
算間違いがなくなつて、測定の正確性を斯すこと
ができる。また、計算が容易となるため、拡大率
を変化させて換算長さを整数にする等の装置の操
作上の制限を受けることがなくなるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の実施例に係る試料像の倍率
表示方法を示す図、第２図は表示画面上の倍率表
示を示す第１図の部分拡大図、第３図は種々の倍
率に応じた表示方法を示す図、第４図は本発明の
実施例に係る倍率表示装置を示すブロツク図、第
５図ないし第８図は本発明の実施例に係る倍率表
示装置の作動を示すタイムチヤート、第９図およ
び第１０図は従来の倍率表示方法を示す図であ
る。 １０……表示画面、２０……基準線、２５……
基準目盛、２６……副目盛、３０……キヤラクタ
ー、５０……基準線表示手段、６０……目盛表示
手段、７０……キヤラクター表示手段。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 試料像を表示する表示画面上に、 倍率に拘らず全長を一定として表示する基準線
   と、該基準線に試料像の倍率に応じて変化する長
   さに区切つて表示する基準目盛と、 該基準目盛の目盛幅をその一部の目盛について
   細分して表示する副目盛とを有し、 前記倍率が所定倍率以上に拡大して前記基準目
   盛の目盛幅が所定長さ以上に拡大する毎に、前記
   副目盛を新たな基準目盛として前の基準目盛と同
   様に表示させ、該新たな基準目盛の目盛幅をさら
   に細分する新たな副目盛を表示させる一方、 前記基準線の試料上の換算長さおよび前記基準
   目盛の一目盛幅の試料上の換算長さをキヤラクタ
   表示することを特徴とする試料像の倍率表示方
   法。 ２ 前記副目盛は、前記倍率が拡大して前記基準
   目盛の一目盛幅が前記倍率の拡大により基準線の
   長さを越えたとき、前の基準目盛と同様に表示さ
   れることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載
   の試料像の倍率表示方法。 ３ 前記副目盛は、前記基準目盛の一目盛幅の間
   隔を10等分することを特徴とする特許請求の範囲
   第１項記載の試料像の倍率表示方法。 ４ 前記基準目盛と副目盛は、視覚的に区別しう
   る方法で表示されることを特徴とする特許請求の
   範囲第１項記載の試料像の倍率表示方法。 ５ 水平走査回路からの水平鋸歯状波信号および
   垂直走査回路からの垂直鋸歯状波信号に基づいて
   表示画面の所定位置に倍率に拘らず全長を一定と
   した基準線を表示する基準線表示手段と、 前記水平鋸歯状波信号の電圧と前記倍率の変化
   に応じて電圧値が変化する第１基準電圧とに基づ
   いて前記基準線上に前記基準目盛を表示する基準
   目盛表示手段と、 前記水平鋸歯状波信号の電圧と前記倍率の変化
   に応じ前記第１基準電圧の所定電圧値間を区分す
   る第２基準電圧とに基づいて前記基準目盛の目盛
   幅をその一部の目盛について細分して表示する副
   目盛表示手段と、 前記倍率が所定倍率以上に拡大して前記基準目
   盛の目盛幅が所定長さ以上に拡大する毎に、前記
   副目盛を新たな基準目盛として前の基準目盛と同
   様に表示し、該新たな基準目盛の目盛幅をさらに
   細分する新たな副目盛を表示する表示変換手段
   と、 前記基準線の全長および前記基準目盛の一目盛
   幅の試料上の換算長さをキヤラクタ表示するキヤ
   ラクタ表示手段とを有することを特徴とする試料
   像の倍率表示装置。