JPH0479101B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明はエレクトロンチヤンネリングパターン
を表示することのできる電子線装置に関する。

［従来の技術］ 第３図は、エレクトロンチヤンネリングパター
ンを得るための従来の電子線装置を示すための図
で、図中１は電子銃であり、電子銃１よりの電子
線EBは集束レンズ２，３により集束された後、
対物絞り４を通過する。対物絞り４を通過した電
子線EBは偏向器５ｘ，５ｙにより偏向され、対
物レンズ６の前焦点面Ｕ上を走査する。７ｘは走
査速度の可変なＸ方向走査信号を発生するＸ走査
速度可変走査信号発生回路であり、同様に７ｙは
Ｙ走査速度可変走査信号発生回路である。８は走
査速度切換回路であり、オペレーターの操作に基
づいて走査速度制御信号を発生してＸ及びＹ走査
速度可変走査信号発生回路７ｘ，７ｙに送り、こ
れら回路７ｘ，７ｙより発生する走査信号の周波
数を例えばテレビスキヤンと写真撮影用の低速ス
キヤンとの間で切換えるためのものである。Ｘ及
びＹ走査速度可変走査信号発生回路７ｘ，７ｙの
出力信号は前記電子線EBの前焦点面Ｕ上の走査
を行なうため、各々前記偏向器５ｘ，５ｙに供給
されている。又、Ｘ及びＹ走査速度可変走査信号
発生回路７ｘ，７ｙよりの走査信号は二乗回路９
ｘ，９ｙに供給されている。これら二乗回路９
ｘ，９ｙよりの出力信号は加算回路１０を介して
空芯コイルより成るダイナミツク補正コイル１１
に供給されている。１２は試料Ｓよりの二次電子
を検出する二次電子検出器であり、検出器１２よ
りの検出信号は、陰極線管１３に輝度信号として
送られている。前記Ｘ及びＹ走査速度可変走査信
号発生回路７ｘ，７ｙよりの出力信号は陰極線管
１３のＸ及びＹ偏向コイル１３ｘ，１３ｙにも供
給されている。

ところで、前記偏向器５ｘ，５ｙへの走査信号
の供給により電子線EBが対物レンズ６の前焦点
面Ｕを走査すると、電子線は試料Ｓ上への入射点
を固定した状態において、試料Ｓに対する入射角
を周期的に変化させるはずであるが、対物レンズ
６には球面収差がある。そのため、前記Ｘ及びＹ
走査信号を各々Xi，Yiとするとき、対物レンズ
の焦点距離が見かけ上、下記の△Ｆだけずれてし
まう。

△Ｆ∝Cs（Xi²＋Yi²） …(1) 但し、第(1)式においてCsは対物レンズの球面
収差係数である。

そこで、微小領域のエレクトロン・チヤンネリ
ングパターンを得ようとする場合には、対物レン
ズの近傍に上記ダイナミツクフオーカスレンズ１
１を設けて、(1)式で与えられる量だけ焦点距離を
電子線の走査に同期してシフトさせている。

［発明が解決しようとする問題点］ ところで、ダイナミツクフオーカスレンズ１１
は前述したように応答速度を高めるため、空芯コ
イルから成つているため、レンズ１１からの漏れ
磁束が対物レンズ６のヨークに流れ込んでしま
う。

写真撮影のために、Ｘ走査速度可変走査信号発
生回路７ｘより第４図ａに示す如きＸ走査信号が
発生させると（以下簡単のためＸ走査信号につい
てのみ説明するが、Ｙ走査信号につても全く同様
である）、Ｘ走査信号は二乗回路９ｘにおいて二
乗されて第４図ｂに示す信号に変換された後、ダ
イナミツクフオーカスレンズ１１に送られる。こ
のようにＸ走査信号の周波数が比較的小さい場合
には、対物レンズ６の前記漏れ磁束に対する磁気
余効も目だたないため、ダイナミツクフオーカス
レンズ１１の実効的なレンズ強度は第４図ｃに示
すように変化し(1)式の補正を満足に行なうことが
できる。しかしながら、テレビスキヤン観察をす
るため、Ｘ走査速度可変走査信号発生回路７ｘよ
り第５図ａに示す如きＸ走査信号を発生させる
と、Ｘ走査信号は二乗回路９ｘにおいて二乗され
て第５図ｂに示す如き信号に変換された後、ダイ
ナミツクフオーカスレンズ１１に送られるが、前
述した対物レンズ６の磁気余効が顕著になるた
め、ダイナミツクフオーカスレンズ１１の実効的
なレンズ強度は第５図ｃに示すようになり、第(1)
式の補正を充分行なうことはできない。

このような欠点を解決するため、ダイナミツク
フオーカスレンズ１１を対物レンズ６から離間し
て配置することも考えられたが、ダイナミツクフ
オーカスレンズに供給する電流を増加させなけれ
ばならないだけでなく、コイルインダクタンスに
基因する歪が大きくなり好ましくない。

又、ダイナミツクフオーカスレンズ１１の外側
を磁気遮蔽板で囲み、対物レンズ６への漏れ磁束
を無くすことも考えられたが、磁気遮蔽板に対物
レンズ６の磁束が流れ込み、対物レンズ６の収差
に関する諸特性を劣化させるため、好ましくな
い。

本発明は、このような従来の欠点を解決して、
電子線の入射角の変化の速度を高速に切換えた場
合にも理想的なダイナミツク補正を行なうことの
できる電子線装置を提供することを目的としてい
る。

［発明の構成］ そのため、本発明は走査速度可変走査信号発生
回路より発生するＸ及びＹ方向走査信号を各々
Xi，Yiとするとき、Ｘ及びＹ偏向器にXi，Yiを
供給して対物レンズの前焦点面上を電子線により
走査することにより入射点を固定した状態で試料
への電子線の入射角を変化させ、該変化に伴う検
出信号を表示手段に導入してエレクトロン・チヤ
ンネリングパターンを表示するにあたつて、該対
物レンズの近傍に配置されたダイナミツクフオー
カスレンズにXi²＋Yi²なる補正信号を供給して
対物レンズの球面収差に基づく電子線の照射位置
の変動を補正するようにした電子線装置におい
て、該走査速度可変走査信号発生回路より発生す
る走査信号の周波数が高められた際に、ダイナミ
ツクフオーカスレンズから対物レンズヨークに流
れ込む漏れ磁束に対する磁気余効によりダイナミ
ツクフオーカスレンズに流れる電流の波形が歪む
のを相殺するように予め波形の変形した走査信号
を該ダイナミツクフオーカスレンズに供給する手
段を備えている電子線装置を特徴としている。

［実施例］ 以下、図面に基づき本発明の実施例を詳述す
る。

第１図は本発明の一実施例を示すためのもの
で、第１図においては、第２図と同一の構成要素
に対して同一番号を付している。

第１図において、１４ｘは波形変換回路であ
り、回路１４ｘは第２図ａにおいて点線で示す回
路７ｘよりのＸ走査速度可変走査信号を同図にお
いて実線で示すような波形のＸ走査信号に変換す
るためのものである。１４ｙもＹ走査信号につい
て同様の変換を行なうための波形変換回路であ
る。波形変換回路１４ｘ，１４ｙよりの信号は
各々切換回路１５ｘ，１５ｙを介して前記二乗回
路９ｘ，９ｙに送られている。二乗回路９ｘ，９
ｙの出力信号は各々加算回路１６ｘ，１６ｙに送
られている。１７ｘ，１７ｙは直流信号発生回路
であり、これら直流信号発生回路１７ｘ，１７ｙ
よりの出力信号は各々切換回路１８ｘ，１８ｙを
介して前記加算回路１６ｘ，１６ｙに送られてい
る。又、切換回路１５ｘ，１５ｙ，１８ｘ，１８
ｙには前記走査速度切換回路８より切換制御信号
が送られている。

このような構成において、始めに例えばテレビ
スキヤン観察を行なうため、走査速度切換回路８
を操作してテレビスキヤン速度での走査を指示す
ると、Ｘ走査速度可変走査信号発生回路７ｘより
第２図ａにおいて点線（あるいは第５図において
実線）で示すＸ走査信号が発生し、このＸ走査信
号は偏向コイル５ｘ，５ｙに供給されると共に、
陰極線管１３の偏向コイル１３ｘ，１３ｙに供給
される。この際、走査速度切換回路８よりの切換
制御信号が切換回路１５ｘ，１５ｙ，１８ｘ，１
８ｙに供給されているため、切換回路１５ｘ，１
５ｙ，１８ｘ，１８ｙは同図において点線で示す
接続状態となる。そのため、第２図ａにおいて点
線で示すＸ走査信号は変換回路１４ｘにおいて同
図の実線で示すように変換された後、二乗回路９
ｘに送られる。その結果、二乗回路９ｘの出力信
号は第２図ｂに示すものとなる。二乗回路９ｘの
出力信号は加算回路１６ｘに送られるが、加算回
路１６ｘには切換回路１８ｘを介して直流信号発
生回路１７ｘよりの信号が送られているため、加
算回路１６ｘの出力信号は第２図ｃに示すように
レベルの下げられた信号となる。この信号は加算
回路１０において、Ｙ方向の同様の処理を受けた
信号と加算されてダイナミツクフオーカスレンズ
１１に送られる。ダイナミツクフオーカスレンズ
１１に送られる信号は、ダイナミツクフオーカス
レンズ１１による実効的なレンズ強度が第(1)式で
与えられる理想的なものからずれるのを相殺でき
るように、予め波形を変型されたものとなつてい
るため、ダイナミツクフオーカスレンズ１１にお
ける実効的なレンズ強度は第２図ｄに示すような
ものとなり、理想的なものとなる。そのため、テ
レビスキヤン速度用の高速の走査信号により電子
線の試料に対する入射角を変化させても、電子線
の試料Ｓへの入射点を殆んど一点に固定して微小
領域のエレクトロン・チヤンネリングパターンを
陰極線管１３に表示することができる。

次に、陰極線管で観察したエレクトロン・チヤ
ンネリングパターンの写真撮影を行なうため、電
子線EBを写真撮影用の低速走査にする場合には、
走査速度切換回路８により低速走査を指示する
と、Ｘ走査速度可変走査信号発生回路７ｘより発
生するＸ走査信号は第４図ａに示すようになり、
このＸ走査信号が偏向コイル５ｘ，５ｙに送られ
ると共に、陰極線管１３のＸ及びＹ偏向コイル１
３ｘ，１３ｙに供給される。この際、走査速度切
換回路８よりの指示信号に基づいて切換回路１５
ｘ，１５ｙ，１８ｘ，１８ｙは第１図において実
線で示す接続状態に切換えられる。そのため、二
乗回路９ｘには、何等波形の変換を受けてない走
査信号が送られると共に、加算回路１６ｘには直
流信号発生回路１７ｘより直流信号が送られてこ
ないため、加算回路１６ｘよりの出力信号は第４
図ｂに示すようなものとなる。そのため、低速走
査の場合にもダイナミツクフオーカスレンズ１１
のレンズ強度は第(1)式の焦点距離のシフトを満足
に補正できるものとなり、試料Ｓの微小領域に電
子線EBの照射を固定した状態でエレクトロン・
チヤンネリングパターンを得、写真撮影を行なう
ことができる。

尚、上述した実施例は本発明の一実施例に過ぎ
ず、実施にあたつては、幾多の他の態様をとり得
る。

例えば、上述した実施例においては走査速度を
２段階に切換えるようにしたが、３段階あるいは
それ以上に切換える場合にも本発明は同様に適用
でき、その場合には、波形変換回路と直流信号発
生回路との対を切換えの段階に応じて複数設ける
ことが望ましい。

又、上述した実施例においては、波形変換回路
と直流信号発生回路の組み合わせにより最終的に
必要な波形を得るようにしたが、波形変換回路か
ら必要な波形を出力できるように構成することも
できる。

又、上述した実施例においては、二次電子検出
信号に基づいて像を表示する場合に、本発明を適
用したが、反射電子や吸収電子像等に基づいて像
を表示する場合にも、本発明は同様に適用でき
る。

更に又、上述した実施例においては、アナログ
信号に基づいて像を表示するような装置に本発明
を適用したが、検出信号を一旦デジタル信号に変
換する型の装置にも本発明は同様に適用でき、そ
の場合、歪を相殺するための波形の変形した走査
信号もデジタル的に作成した後、アナログ信号に
変換して偏向器に供給することもできる。

［発明の効果］ 上述した説明から明らかなように、本発明に基
づく電子線装置においては、前記走査速度可変走
査信号発生回路より発生する走査信号の周波数が
高められた際に、ダイナミツクフオーカスレンズ
から対物レンズヨークに流れ込む漏れ磁束に対す
る磁気余効によりダイナミツクフオーカスレンズ
に流れる電流の波形が歪むのを相殺するように予
め波形の変形した走査信号を該ダイナミツクフオ
ーカスレンズに供給する手段を備えているため、
高速用の走査信号により電子線を偏向した場合に
も、ダイナミツクフオーカスレンズにより理想的
な補正を行なうことができる。従つて、走査信号
の周波数にかかわらず、試料の極めて狭い領域の
エレクトロン・チヤンネリングパターンを表示す
ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示すための図、第
２図は上記一実施例装置の高速角度走査時におけ
る動作を説明するための図、第３図は従来装置を
説明するための図、第４図は上記一実施例装置及
び従来装置における低速角度走査時における動作
を説明するための図、第５図は従来装置の高速角
度走査時の欠点を説明するための動作説明図であ
る。 １……電子銃、２，３……集束レンズ、４……
絞り、５ｘ，５ｙ……偏向器、６……対物レン
ズ、７ｘ，７ｙ……走査速度可変走査信号発生回
路、８……走査速度切換回路、９ｘ，９ｙ……二
乗回路、１０，１６ｘ，１６ｙ……加算回路、１
２……二次電子検出器、１３……陰極線管、１５
ｘ，１５ｙ，１８ｘ，１８ｙ……切換回路。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 走査速度可変走査信号発生回路より発生する
   Ｘ及びＹ方向走査信号を各々Xi，Yiとするとき、
   Ｘ及びＹ偏向器にXi，Yiを供給して対物レンズ
   の前焦点面上を電子線により走査することにより
   入射点を固定した状態で試料への電子線の入射角
   を変化させ、該変化に伴う検出信号を表示手段に
   導入してエレクトロン・チヤンネリングパターン
   を表示するにあたつて、該対物レンズの近傍に配
   置されたダイナミツクフオーカスレンズにXi²＋
   Yi²なる補正信号を供給して対物レンズの球面収
   差に基づく電子線の照射位置の変動を補正するよ
   うにした電子線装置において、該走査速度可変走
   査信号発生回路より発生する走査信号の周波数が
   高められた際に、ダイナミツクフオーカスレンズ
   から対物レンズヨークに流れ込む漏れ磁束に対す
   る磁気余効によりダイナミツクフオーカスレンズ
   に流れる電流の波形が歪むのを相殺するように予
   め波形の変形した走査信号を該ダイナミツクフオ
   ーカスレンズに供給する手段を備えていることを
   特徴とする電子線装置。