JPH0574399A - 走査電子顕微鏡 - Google Patents
走査電子顕微鏡Info
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- JPH0574399A JPH0574399A JP3262528A JP26252891A JPH0574399A JP H0574399 A JPH0574399 A JP H0574399A JP 3262528 A JP3262528 A JP 3262528A JP 26252891 A JP26252891 A JP 26252891A JP H0574399 A JPH0574399 A JP H0574399A
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B21/00—Microscopes
- G02B21/0004—Microscopes specially adapted for specific applications
- G02B21/002—Scanning microscopes
-
- 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
- H01J37/26—Electron or ion microscopes; Electron or ion diffraction tubes
- H01J37/28—Electron or ion microscopes; Electron or ion diffraction tubes with scanning beams
-
- 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
- H01J37/26—Electron or ion microscopes; Electron or ion diffraction tubes
- H01J37/261—Details
- H01J37/265—Controlling the tube; circuit arrangements adapted to a particular application not otherwise provided, e.g. bright-field-dark-field illumination
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- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
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- Optics & Photonics (AREA)
- Analysing Materials By The Use Of Radiation (AREA)
- Microscoopes, Condenser (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 高倍率による観察時の電流密度上昇を押さえ
ることにより、正常な観察が行えるようにする。 【構成】 走査手段５７は、エネルギビームが試料上で
重複走査されないように走査する。試料像信号検出手段
５１は、試料から２次的の放出される試料像信号を検出
する。フレームメモリ５２は、エネルギビームの走査位
置をアドレスとして試料像信号を記憶する。読出範囲設
定手段５５は、拡大倍率に基づいてフレームメモリ５２
上の読み出し範囲を設定する。読出手段５３は、設定さ
れた読出範囲の試料像信号をフレームメモリ５２から読
み出して表示手段５４に出力する。表示手段５４は、試
料像信号に応じた走査像を、前記読出範囲の大小にかか
わらず一定面積内に表示する。
ることにより、正常な観察が行えるようにする。 【構成】 走査手段５７は、エネルギビームが試料上で
重複走査されないように走査する。試料像信号検出手段
５１は、試料から２次的の放出される試料像信号を検出
する。フレームメモリ５２は、エネルギビームの走査位
置をアドレスとして試料像信号を記憶する。読出範囲設
定手段５５は、拡大倍率に基づいてフレームメモリ５２
上の読み出し範囲を設定する。読出手段５３は、設定さ
れた読出範囲の試料像信号をフレームメモリ５２から読
み出して表示手段５４に出力する。表示手段５４は、試
料像信号に応じた走査像を、前記読出範囲の大小にかか
わらず一定面積内に表示する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は走査電子顕微鏡に係り、
特に、高倍率観察時におけるエネルギビームの重複走査
を防いで、正常な像観察を可能にした走査電子顕微鏡に
関するものである。
特に、高倍率観察時におけるエネルギビームの重複走査
を防いで、正常な像観察を可能にした走査電子顕微鏡に
関するものである。
【０００２】
【従来の技術】走査電子顕微鏡では、レーザ光のような
光線、あるいは電子ビーム、イオンビームなどの荷電粒
子線（以下、これらをエネルギビームと表現する）を試
料上で走査して二次的に得られる試料像信号を検出し、
この試料像信号で、前記エネルギビームと同期して走査
されるブラウン管の輝度を変調することにより走査像を
得ている。
光線、あるいは電子ビーム、イオンビームなどの荷電粒
子線（以下、これらをエネルギビームと表現する）を試
料上で走査して二次的に得られる試料像信号を検出し、
この試料像信号で、前記エネルギビームと同期して走査
されるブラウン管の輝度を変調することにより走査像を
得ている。
【０００３】このような表示方法では、ブラウン管上で
の走査像表示面積が一定であることから、試料上でのエ
ネルギビームの走査領域を狭くすることにより走査像の
倍率が高くなる。走査線の数は観察者の目による直視で
走査線が目立たない条件、およびブラウン管の解像度か
ら決められ、一般には５００〜１０００本である。
の走査像表示面積が一定であることから、試料上でのエ
ネルギビームの走査領域を狭くすることにより走査像の
倍率が高くなる。走査線の数は観察者の目による直視で
走査線が目立たない条件、およびブラウン管の解像度か
ら決められ、一般には５００〜１０００本である。
【０００４】一方、近年では二次的に得られる試料像信
号をデジタル信号に変換してフレームメモリに記憶し、
その後、フレームメモリから読み出した試料像信号に基
づいて走査像を表示する走査電子顕微鏡が普及してい
る。
号をデジタル信号に変換してフレームメモリに記憶し、
その後、フレームメモリから読み出した試料像信号に基
づいて走査像を表示する走査電子顕微鏡が普及してい
る。
【０００５】従来、このような走査電子顕微鏡では、検
出された試料像信号のフレームメモリへの書込範囲と、
当該試料像信号の読出範囲とが一致していた。
出された試料像信号のフレームメモリへの書込範囲と、
当該試料像信号の読出範囲とが一致していた。
【０００６】また、フレームメモリを複数設けた走査電
子顕微鏡では、走査領域を狭くすることにより得られた
高倍率像と、走査領域を広くすることにより得られた低
倍率像とを別々のフレームメモリに記憶することによ
り、高倍率像と低倍率像とを同時に表示することも可能
であった。
子顕微鏡では、走査領域を狭くすることにより得られた
高倍率像と、走査領域を広くすることにより得られた低
倍率像とを別々のフレームメモリに記憶することによ
り、高倍率像と低倍率像とを同時に表示することも可能
であった。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】上記した従来技術で
は、試料に照射されるエネルギビームの走査線数が一定
であることから、倍率により主走査の走査間隔が異なっ
ていた。このため、倍率が高くなるにしたがって主走査
の走査間隔が狭くなり、ある倍率以上では走査間隔がエ
ネルギビームの径より小さくなり、エネルギビームが試
料上で重複走査されることがあった。
は、試料に照射されるエネルギビームの走査線数が一定
であることから、倍率により主走査の走査間隔が異なっ
ていた。このため、倍率が高くなるにしたがって主走査
の走査間隔が狭くなり、ある倍率以上では走査間隔がエ
ネルギビームの径より小さくなり、エネルギビームが試
料上で重複走査されることがあった。
【０００８】走査像の解像度はエネルギビームの径で決
まり、エネルギビームが重複走査されるほど走査間隔を
狭めても、より高解像度の走査像を得ることは出来な
い。ところが、物体を観察する場合には、観察しようと
する物体がブラウン管のある程度以上の領域に拡大表示
されていることが望ましい。このため、一般的には倍率
が優先され、高倍率での観察時には、上記したような意
味のない重複走査が行われていた。
まり、エネルギビームが重複走査されるほど走査間隔を
狭めても、より高解像度の走査像を得ることは出来な
い。ところが、物体を観察する場合には、観察しようと
する物体がブラウン管のある程度以上の領域に拡大表示
されていることが望ましい。このため、一般的には倍率
が優先され、高倍率での観察時には、上記したような意
味のない重複走査が行われていた。
【０００９】ところが、エネルギビームが重複走査され
ると、試料表面の電流密度が異常に高くなるので、試料
温度上昇、絶縁物試料での荷電粒子の蓄積、コンタミネ
−ション等の増加が起こり、正常な像観察が困難になる
問題があった。
ると、試料表面の電流密度が異常に高くなるので、試料
温度上昇、絶縁物試料での荷電粒子の蓄積、コンタミネ
−ション等の増加が起こり、正常な像観察が困難になる
問題があった。
【００１０】また、このような電流密度の上昇に起因し
た問題は、走査像の観察時ばかりではなく、焦点合せや
非点補正を行なう場合にも生じていた。
た問題は、走査像の観察時ばかりではなく、焦点合せや
非点補正を行なう場合にも生じていた。
【００１１】すなわち、焦点合せ等は倍率が高いほど高
精度に行うことができるので、低倍率で走査像観察を行
なう場合であっても、焦点合せのときだけその一部分を
拡大表示する。ところが、従来技術における拡大は、前
記したようにエネルギビームの走査間隔を狭めることに
よって行われるので、拡大表示部が高電流密度に起因す
る発熱のため変質したり、コンタミネ−ションで覆われ
てしまい、その後、低倍率に戻して観察を行うと、その
部分だけが他の部分に比較し異質な像になってしまうと
いう問題があった。
精度に行うことができるので、低倍率で走査像観察を行
なう場合であっても、焦点合せのときだけその一部分を
拡大表示する。ところが、従来技術における拡大は、前
記したようにエネルギビームの走査間隔を狭めることに
よって行われるので、拡大表示部が高電流密度に起因す
る発熱のため変質したり、コンタミネ−ションで覆われ
てしまい、その後、低倍率に戻して観察を行うと、その
部分だけが他の部分に比較し異質な像になってしまうと
いう問題があった。
【００１２】また、これまでの自動焦点合わせでは、図
４(a) に示したように、エネルギビームを線状走査ある
いは十字状走査したり、同図(b) に示したように矩形走
査し、得られた信号の変化分（微分値）に基づいて焦点
または非点の良否を判定していた。ところが、この様な
走査方式では、エネルギビームによる電流密度が非常に
高くなり、前記同様、正常な信号が得られず、正確な焦
点合せ、非点補正ができなかった。
４(a) に示したように、エネルギビームを線状走査ある
いは十字状走査したり、同図(b) に示したように矩形走
査し、得られた信号の変化分（微分値）に基づいて焦点
または非点の良否を判定していた。ところが、この様な
走査方式では、エネルギビームによる電流密度が非常に
高くなり、前記同様、正常な信号が得られず、正確な焦
点合せ、非点補正ができなかった。
【００１３】本発明の目的は、上記した従来技術の問題
点を解決して、高倍率による観察時でも電流密度の上昇
を押さえることにより、正常な観察が行えるようにした
走査電子顕微鏡を提供することにある。
点を解決して、高倍率による観察時でも電流密度の上昇
を押さえることにより、正常な観察が行えるようにした
走査電子顕微鏡を提供することにある。
【００１４】
【課題を解決するための手段】上記した目的を達成する
ために、本発明では、エネルギビームの走査位置をアド
レスとして試料像信号を記憶するフレームメモリと、拡
大倍率に基づいて、フレームメモリ上の読み出し範囲を
設定する読出範囲設定手段と、前記読出範囲の試料像信
号をフレームメモリから選択的に読み出す読出手段と、
読み出された試料像信号を表示する表示手段とを具備
し、前記読出範囲から読み出された試料像信号を、当該
読出範囲の大小にかかわらず表示手段上の一定領域に表
示するようにした。
ために、本発明では、エネルギビームの走査位置をアド
レスとして試料像信号を記憶するフレームメモリと、拡
大倍率に基づいて、フレームメモリ上の読み出し範囲を
設定する読出範囲設定手段と、前記読出範囲の試料像信
号をフレームメモリから選択的に読み出す読出手段と、
読み出された試料像信号を表示する表示手段とを具備
し、前記読出範囲から読み出された試料像信号を、当該
読出範囲の大小にかかわらず表示手段上の一定領域に表
示するようにした。
【００１５】
【作用】上記した構成によれば、読出手段による読出範
囲を狭めることにより、エネルギビームの走査間隔を狭
めることなく観察倍率を上げることができるようにな
る。したがって、エネルギビームが試料上で重複走査さ
れるような高倍率は、走査間隔を狭めることなく読出範
囲を狭めることによって得るようにすれば、エネルギビ
ームを重複走査することなく所望の拡大倍率が得られる
ようになる。
囲を狭めることにより、エネルギビームの走査間隔を狭
めることなく観察倍率を上げることができるようにな
る。したがって、エネルギビームが試料上で重複走査さ
れるような高倍率は、走査間隔を狭めることなく読出範
囲を狭めることによって得るようにすれば、エネルギビ
ームを重複走査することなく所望の拡大倍率が得られる
ようになる。
【００１６】この結果、不必要な高密度照射が不要とな
り、試料の温度上昇、絶縁物試料での電荷の蓄積、コン
タミネ−ションの発生が抑制される。
り、試料の温度上昇、絶縁物試料での電荷の蓄積、コン
タミネ−ションの発生が抑制される。
【００１７】
【実施例】図１は本発明の第１の機能ブロック図であ
る。
る。
【００１８】同図において、走査手段５７は、エネルギ
ビームが試料上で重複走査されないようにこれを走査す
る。試料像信号検出手段５１は、エネルギビームの照射
された試料から２次的に放出される試料像信号を検出す
る。フレームメモリ５２は、走査手段５７による走査位
置をアドレス情報として、前記検出された試料像信号を
記憶する。
ビームが試料上で重複走査されないようにこれを走査す
る。試料像信号検出手段５１は、エネルギビームの照射
された試料から２次的に放出される試料像信号を検出す
る。フレームメモリ５２は、走査手段５７による走査位
置をアドレス情報として、前記検出された試料像信号を
記憶する。
【００１９】倍率入力手段５６からは所望の拡大倍率が
入力される。読出範囲設定手段５５は、前記拡大倍率に
基づいてフレームメモリ５２上の読み出し範囲を設定す
る。読出手段５３は、読出範囲設定手段５５によって指
示された範囲の試料像信号をフレームメモリ５２から読
み出して表示手段５４に出力する。表示手段５４は前記
試料像信号に応じた走査像を、前記読出範囲の大小にか
かわらず一定面積内に表示する。
入力される。読出範囲設定手段５５は、前記拡大倍率に
基づいてフレームメモリ５２上の読み出し範囲を設定す
る。読出手段５３は、読出範囲設定手段５５によって指
示された範囲の試料像信号をフレームメモリ５２から読
み出して表示手段５４に出力する。表示手段５４は前記
試料像信号に応じた走査像を、前記読出範囲の大小にか
かわらず一定面積内に表示する。
【００２０】このような構成では、読出範囲設定手段５
５によって設定される読出範囲にかかわらず、当該読出
範囲から読み出された試料像信号が表示手段５４上の一
定の面積内に表示されるので、読出範囲を狭めることに
より、走査線の間隔を狭めることなく拡大倍率を実質的
に高くすることができるようになる。
５によって設定される読出範囲にかかわらず、当該読出
範囲から読み出された試料像信号が表示手段５４上の一
定の面積内に表示されるので、読出範囲を狭めることに
より、走査線の間隔を狭めることなく拡大倍率を実質的
に高くすることができるようになる。
【００２１】したがって、エネルギビームが重複走査さ
れるほど走査線の間隔を狭めることなく、所望の倍率に
拡大された走査像が得られるようになり、試料の温度上
昇、絶縁物試料での電荷の蓄積、コンタミネ−ションの
発生が抑制される。
れるほど走査線の間隔を狭めることなく、所望の倍率に
拡大された走査像が得られるようになり、試料の温度上
昇、絶縁物試料での電荷の蓄積、コンタミネ−ションの
発生が抑制される。
【００２２】図２は本発明の第２の機能ブロック図であ
り、前記と同一の符号は同一または同等部分を表してい
る。
り、前記と同一の符号は同一または同等部分を表してい
る。
【００２３】走査間隔設定手段５８は、前記拡大倍率に
基づいてエネルギビームの主走査間隔すなわち走査線の
間隔を設定する。走査手段５７は、設定された間隔でエ
ネルギビームを走査する。
基づいてエネルギビームの主走査間隔すなわち走査線の
間隔を設定する。走査手段５７は、設定された間隔でエ
ネルギビームを走査する。
【００２４】図３は、走査間隔設定手段５８による拡大
倍率と走査間隔および読出範囲との関係を示した図であ
る。走査間隔は、倍率が低い範囲（ＮL 〜ＮC ）では倍
率の上昇と共に狭くなるが、予定の倍率ＮC に達する
と、それ以後は一定となる。
倍率と走査間隔および読出範囲との関係を示した図であ
る。走査間隔は、倍率が低い範囲（ＮL 〜ＮC ）では倍
率の上昇と共に狭くなるが、予定の倍率ＮC に達する
と、それ以後は一定となる。
【００２５】一方、読出範囲は、倍率が低い範囲では一
定となるが、前記予定の倍率ＮC より高い範囲（ＮC 〜
ＮH ）では、倍率の上昇と共に狭くなる。前記予定の倍
率Ｎc は、エネルギビームが重複走査されない最大倍
率、あるいはエネルギビームが重複走査される最小倍率
に設定される。
定となるが、前記予定の倍率ＮC より高い範囲（ＮC 〜
ＮH ）では、倍率の上昇と共に狭くなる。前記予定の倍
率Ｎc は、エネルギビームが重複走査されない最大倍
率、あるいはエネルギビームが重複走査される最小倍率
に設定される。
【００２６】このような構成では、低倍率ＮL から予定
の倍率ＮC までの範囲では、走査手段５７が走査間隔を
可変することにより観察倍率が所望の倍率に設定され、
予定の倍率ＮC 以上では、前記同様、読出手段５３によ
るフレームメモリ１２からの読出範囲を可変することに
より所望の倍率に設定される。
の倍率ＮC までの範囲では、走査手段５７が走査間隔を
可変することにより観察倍率が所望の倍率に設定され、
予定の倍率ＮC 以上では、前記同様、読出手段５３によ
るフレームメモリ１２からの読出範囲を可変することに
より所望の倍率に設定される。
【００２７】この結果、高倍率での観察時でもエネルギ
ビームが重複走査されないので、試料の温度上昇、絶縁
物試料での電荷の蓄積、コンタミネ−ションの発生が抑
制される。
ビームが重複走査されないので、試料の温度上昇、絶縁
物試料での電荷の蓄積、コンタミネ−ションの発生が抑
制される。
【００２８】なお、試料上での電流密度はエネルギビー
ムのビーム電流にも左右されるので、前記予定の倍率Ｎ
C は、ビーム電流の上昇に応じて低くなるようにするこ
とが望ましい。
ムのビーム電流にも左右されるので、前記予定の倍率Ｎ
C は、ビーム電流の上昇に応じて低くなるようにするこ
とが望ましい。
【００２９】図５は、本発明の一実施例である走査電子
顕微鏡の構成を示したブロック図である。
顕微鏡の構成を示したブロック図である。
【００３０】同図において、画像メモリ１４は、例えば
２０４８×２０４８画素で、深さ方向に２５６段階の階
調表現を可能にする記憶容量を備えている。書込アドレ
ス生成回路１２は、書込クロック出力回路１３から出力
されるクロック信号ＣＬＫ1を同期信号として書込アド
レスを生成し、これを画像メモリ１４およびＤ／Ａ変換
器９、１１に出力する。
２０４８×２０４８画素で、深さ方向に２５６段階の階
調表現を可能にする記憶容量を備えている。書込アドレ
ス生成回路１２は、書込クロック出力回路１３から出力
されるクロック信号ＣＬＫ1を同期信号として書込アド
レスを生成し、これを画像メモリ１４およびＤ／Ａ変換
器９、１１に出力する。
【００３１】例えばクロック信号ＣＬＫ1 の周期が２３
８ｎｓであれば、３０分の１秒で一枚の走査像を形成す
るＴＶ走査となる。このクロック信号の周期は任意に決
めることができ、１枚の画像を１０秒で形成するような
ゆっくりした走査も可能である。
８ｎｓであれば、３０分の１秒で一枚の走査像を形成す
るＴＶ走査となる。このクロック信号の周期は任意に決
めることができ、１枚の画像を１０秒で形成するような
ゆっくりした走査も可能である。
【００３２】Ｘ走査Ｄ／Ａ変換器９には、０から２０４
７を繰り返すデジタル信号が出力され、当該Ｄ／Ａ変換
器９では、これを鋸歯状波のアナログ信号に変換して出
力する。Ｙ走査Ｄ／Ａ変換器１１には、Ｘ走査Ｄ／Ａ変
換器９の出力が０から２０４７に到達したときにプラス
１される、０から２０４７の繰返しのデジタル信号が出
力され、当該Ｄ／Ａ変換器１１では、これを鋸歯波のア
ナログ信号に変換して出力する。
７を繰り返すデジタル信号が出力され、当該Ｄ／Ａ変換
器９では、これを鋸歯状波のアナログ信号に変換して出
力する。Ｙ走査Ｄ／Ａ変換器１１には、Ｘ走査Ｄ／Ａ変
換器９の出力が０から２０４７に到達したときにプラス
１される、０から２０４７の繰返しのデジタル信号が出
力され、当該Ｄ／Ａ変換器１１では、これを鋸歯波のア
ナログ信号に変換して出力する。
【００３３】各Ｄ／Ａ変換器９、１１から出力された鋸
歯状アナログ信号はＸ走査アンプ８、Ｙ走査アンプ１０
で増幅され、それぞれＸ走査偏向板２およびＹ走査偏向
板３に供給される。Ｘ走査アンプ８とＹ走査アンプ１０
の増幅度を変えることで試料４上での電子ビ−ム１の走
査領域５を任意に変えることができる。
歯状アナログ信号はＸ走査アンプ８、Ｙ走査アンプ１０
で増幅され、それぞれＸ走査偏向板２およびＹ走査偏向
板３に供給される。Ｘ走査アンプ８とＹ走査アンプ１０
の増幅度を変えることで試料４上での電子ビ−ム１の走
査領域５を任意に変えることができる。
【００３４】読出アドレス生成回路１６は、読出クロッ
ク出力回路１７から出力されるクロック信号ＣＬＫ2 を
同期信号として拡大倍率に応答した読出アドレスを生成
し、これを画像メモリ１４およびＤ／Ａコンバータ１
８、１９に出力する。
ク出力回路１７から出力されるクロック信号ＣＬＫ2 を
同期信号として拡大倍率に応答した読出アドレスを生成
し、これを画像メモリ１４およびＤ／Ａコンバータ１
８、１９に出力する。
【００３５】Ｄ／Ａコンバータ１８、１９の出力信号は
Ｘ走査アンプ２１、Ｙ走査アンプ２２で増幅されて予定
の電圧レベルに変換される。変換された電圧は像表示ブ
ラウン管２０のＸ偏向板２３、Ｙ偏向板２４に供給さ
れ、ブラウン管の電子ビ−ムがラスタ走査される。
Ｘ走査アンプ２１、Ｙ走査アンプ２２で増幅されて予定
の電圧レベルに変換される。変換された電圧は像表示ブ
ラウン管２０のＸ偏向板２３、Ｙ偏向板２４に供給さ
れ、ブラウン管の電子ビ−ムがラスタ走査される。
【００３６】また、前記読出アドレスに応答して画像メ
モリ１４から読み出された画情報はＤ／Ａ変換器１５で
アナログ信号（電圧）に変換され、像表示ブラウン管２
０の輝度変調入力となる。
モリ１４から読み出された画情報はＤ／Ａ変換器１５で
アナログ信号（電圧）に変換され、像表示ブラウン管２
０の輝度変調入力となる。
【００３７】このような構成において、収束系（図示せ
ず）によって細く絞られた電子ビ−ム１はＸ方向走査偏
向板２およびＹ方向走査偏向板３によって偏向され、観
察しようとする試料４上でラスタ走査される。
ず）によって細く絞られた電子ビ−ム１はＸ方向走査偏
向板２およびＹ方向走査偏向板３によって偏向され、観
察しようとする試料４上でラスタ走査される。
【００３８】試料４から放出された二次電子２５（反射
電子等も放出されるが、ここでは二次電子で説明する）
は二次電子検出器６で検知され、検出信号はＡ／Ｄ変換
器７でデジタルデータに変換された後に画像メモリ１４
に記録される。画像メモリ１４のアドレスと電子ビ−ム
１の走査位置とは対応しているので、画像メモリ１４に
は、試料４上の走査領域５に応答した画情報が記憶され
る。
電子等も放出されるが、ここでは二次電子で説明する）
は二次電子検出器６で検知され、検出信号はＡ／Ｄ変換
器７でデジタルデータに変換された後に画像メモリ１４
に記録される。画像メモリ１４のアドレスと電子ビ−ム
１の走査位置とは対応しているので、画像メモリ１４に
は、試料４上の走査領域５に応答した画情報が記憶され
る。
【００３９】一方、拡大像をブラウン管２０に表示させ
る場合、読み出しアドレス生成回路１６は、拡大倍率に
応じた読み出しアドレスを生成する。
る場合、読み出しアドレス生成回路１６は、拡大倍率に
応じた読み出しアドレスを生成する。
【００４０】例えば、図６(a) に示したように、２０４
８×２０４８の領域に記憶された「Ａ」という画情報の
一部分を、さらに４倍して表示させる場合、アドレス生
成回路１６は、Ｘ走査Ｄ／Ａ変換器１８には、７６８か
ら１２８６を繰返すデジタル信号を出力し、Ｙ走査Ｄ／
Ａ変換器１９には、Ｘ走査Ｄ／Ａ変換器１８の出力が１
２８６に到達したときにプラス１される、７６８から１
２８６を繰返すデジタル信号を出力する。
８×２０４８の領域に記憶された「Ａ」という画情報の
一部分を、さらに４倍して表示させる場合、アドレス生
成回路１６は、Ｘ走査Ｄ／Ａ変換器１８には、７６８か
ら１２８６を繰返すデジタル信号を出力し、Ｙ走査Ｄ／
Ａ変換器１９には、Ｘ走査Ｄ／Ａ変換器１８の出力が１
２８６に到達したときにプラス１される、７６８から１
２８６を繰返すデジタル信号を出力する。
【００４１】この結果、ブラウン管２０には、同図(b)
に示したように、「Ａ」という画情報の一部分がさらに
４倍に拡大されて表示される。なお、さらに拡大倍率を
上げると、走査像として画素数が不足する場合がある。
このような場合には一つの画素の信号を複数回、例えば
Ｘ方向、Ｙ方向に２回ずつ用いるなどの適宜の補間処理
を施すことによって観察像の劣化を防ぐことができる。
に示したように、「Ａ」という画情報の一部分がさらに
４倍に拡大されて表示される。なお、さらに拡大倍率を
上げると、走査像として画素数が不足する場合がある。
このような場合には一つの画素の信号を複数回、例えば
Ｘ方向、Ｙ方向に２回ずつ用いるなどの適宜の補間処理
を施すことによって観察像の劣化を防ぐことができる。
【００４２】なお、読み出しアドレス生成回路１６によ
って設定される読み出し範囲は、フレームメモリ１４の
中心部に限定されるものではなく、任意の位置および任
意の大きさであって良い。また、読出クロックＣＬＫ2
の速度は書込クロックＣＬＫ1 の速度と同一である必要
はなく、書き込みは１０秒で行い、読み出しは３０分の
１秒で行うといったように、書込速度と読出速度とを異
ならせてもよい。
って設定される読み出し範囲は、フレームメモリ１４の
中心部に限定されるものではなく、任意の位置および任
意の大きさであって良い。また、読出クロックＣＬＫ2
の速度は書込クロックＣＬＫ1 の速度と同一である必要
はなく、書き込みは１０秒で行い、読み出しは３０分の
１秒で行うといったように、書込速度と読出速度とを異
ならせてもよい。
【００４３】本実施例によれば、高倍率観察時であって
も電子ビームが重複走査されないので、電流密度の上昇
が抑えられ、試料の温度上昇、絶縁物試料での電荷の蓄
積、コンタミネ−ションの発生が抑制される。
も電子ビームが重複走査されないので、電流密度の上昇
が抑えられ、試料の温度上昇、絶縁物試料での電荷の蓄
積、コンタミネ−ションの発生が抑制される。
【００４４】図７は、本発明の他の実施例である走査電
子顕微鏡の構成を示したブロック図であり、前記と同一
の符号は同一または同等部分を表している。
子顕微鏡の構成を示したブロック図であり、前記と同一
の符号は同一または同等部分を表している。
【００４５】同図において、ブランキング偏向板２８に
はパルス発振器２７が接続されている。パルス発振器２
７はＤ／Ａ変換器９から出力される鋸歯波のアナログ信
号を検出し、１回おきあるいは２回おきといったよう
に、拡大倍率に応じた予定の周期で、１走査期間継続す
るパルス信号を出力する。
はパルス発振器２７が接続されている。パルス発振器２
７はＤ／Ａ変換器９から出力される鋸歯波のアナログ信
号を検出し、１回おきあるいは２回おきといったよう
に、拡大倍率に応じた予定の周期で、１走査期間継続す
るパルス信号を出力する。
【００４６】このような構成において、電子ビームが重
複走査されるような拡大倍率になると、パルス発振器２
７は、たとえば主走査１回おきにパルス信号を出力す
る。ブランキング偏向板２８にパルス信号が与えられる
と電子ビ−ム１は偏向されるので、電子ビームがブラン
キングアパ−チャ２９に遮断されて試料４に照射されな
くなる。この結果、走査線が１本おきに間引かれたこと
になり、電子ビームの重複走査が防止される。
複走査されるような拡大倍率になると、パルス発振器２
７は、たとえば主走査１回おきにパルス信号を出力す
る。ブランキング偏向板２８にパルス信号が与えられる
と電子ビ−ム１は偏向されるので、電子ビームがブラン
キングアパ−チャ２９に遮断されて試料４に照射されな
くなる。この結果、走査線が１本おきに間引かれたこと
になり、電子ビームの重複走査が防止される。
【００４７】なお、間引く走査は主走査に限定されず、
副走査を間引くようにしても良い。さらには、主走査お
よび副走査を交互に間引くようにしてもよい。副走査を
間引いても電子ビームは重複走査されるが、例えば副走
査を２回に１回の割合で間引けば、電子ビームの照射が
２フレームに１回となるので、高倍率での観察時でも電
流密度の上昇が押さえられる。
副走査を間引くようにしても良い。さらには、主走査お
よび副走査を交互に間引くようにしてもよい。副走査を
間引いても電子ビームは重複走査されるが、例えば副走
査を２回に１回の割合で間引けば、電子ビームの照射が
２フレームに１回となるので、高倍率での観察時でも電
流密度の上昇が押さえられる。
【００４８】本実施例によれば、高倍率観察時であって
も電流密度の上昇が抑えられるので、試料の温度上昇、
絶縁物試料での電荷の蓄積、コンタミネ−ションの発生
が抑制される。
も電流密度の上昇が抑えられるので、試料の温度上昇、
絶縁物試料での電荷の蓄積、コンタミネ−ションの発生
が抑制される。
【００４９】なお、上記した実施例では、本発明を拡大
像の観察時に適用して説明したが、本発明は、焦点合わ
せや非点補正を行なう場合にも有効である。
像の観察時に適用して説明したが、本発明は、焦点合わ
せや非点補正を行なう場合にも有効である。
【００５０】すなわち、本発明では、倍率の拡大はフレ
ームメモリからの読出範囲を狭くすることによって行わ
れるので、焦点合わせや非点補正を行なう場合には、対
物レンズの励磁電流等を可変しながら試料像信号をフレ
ームメモリに読み込み、そのうちの任意の範囲の試料像
信号を読み出して、そのデータ系列を微分あるいはフー
リエ変換等の適宜の手法により処理し、高周波成分が最
大となるときの対物レンズ電流を求めることにより、焦
点合わせ等を行うようにしても良い。
ームメモリからの読出範囲を狭くすることによって行わ
れるので、焦点合わせや非点補正を行なう場合には、対
物レンズの励磁電流等を可変しながら試料像信号をフレ
ームメモリに読み込み、そのうちの任意の範囲の試料像
信号を読み出して、そのデータ系列を微分あるいはフー
リエ変換等の適宜の手法により処理し、高周波成分が最
大となるときの対物レンズ電流を求めることにより、焦
点合わせ等を行うようにしても良い。
【００５１】また、上記した実施例では、読出範囲が一
か所だけ設定されるものとして説明したが、本発明はこ
れのみに限定されるものではなく、広さの異なった複数
の読出範囲（その一部がオーバラップしても良い）を同
時に設定できるようにし、同一画面上あるいは複数の画
面上に、各々拡大倍率の異なった複数の走査像が同時に
表示されるようにしてもよい。
か所だけ設定されるものとして説明したが、本発明はこ
れのみに限定されるものではなく、広さの異なった複数
の読出範囲（その一部がオーバラップしても良い）を同
時に設定できるようにし、同一画面上あるいは複数の画
面上に、各々拡大倍率の異なった複数の走査像が同時に
表示されるようにしてもよい。
【００５２】
【発明の効果】上記したように、本発明によれば、次の
ような効果が達成される。 (1) フレームメモリからの試料像信号の読出範囲を狭め
ることによって拡大倍率を実質的に高くするようにした
ので、エネルギビームが重複走査されるほど走査間隔を
狭めることなく所望の倍率に拡大された走査像が得られ
るようになる。したがって、試料表面の電流密度の上昇
が抑えられ、試料の温度上昇、絶縁物試料での電荷の蓄
積、コンタミネ−ションの発生を抑制できるようにな
る。 (2) エネルギビームが重複走査される高倍率観察時に
は、主走査および副走査の少なくとも一方を間引し、電
流密度の上昇を押さえるようにしたので、高倍率観察時
の試料の温度上昇、絶縁物試料での電荷の蓄積、コンタ
ミネ−ションの発生が抑制される。
ような効果が達成される。 (1) フレームメモリからの試料像信号の読出範囲を狭め
ることによって拡大倍率を実質的に高くするようにした
ので、エネルギビームが重複走査されるほど走査間隔を
狭めることなく所望の倍率に拡大された走査像が得られ
るようになる。したがって、試料表面の電流密度の上昇
が抑えられ、試料の温度上昇、絶縁物試料での電荷の蓄
積、コンタミネ−ションの発生を抑制できるようにな
る。 (2) エネルギビームが重複走査される高倍率観察時に
は、主走査および副走査の少なくとも一方を間引し、電
流密度の上昇を押さえるようにしたので、高倍率観察時
の試料の温度上昇、絶縁物試料での電荷の蓄積、コンタ
ミネ−ションの発生が抑制される。
【図１】 本発明の第１の機能ブロック図である。
【図２】 本発明の第２の機能ブロック図である。
【図３】 拡大倍率と走査間隔／読出範囲との関係を示
した図である。
した図である。
【図４】 従来技術の焦点合せ方法を示した図である。
【図５】 本発明の一実施例である走査電子顕微鏡のブ
ロック図である。
ロック図である。
【図６】 本発明による拡大方法を示した図である。
【図７】 本発明の他の実施例である走査電子顕微鏡の
ブロック図である。
ブロック図である。
１…電子ビ−ム、２…Ｘ走査偏向板、３…Ｙ走査偏向
板、４…試料、５…走査領域、６…二次電子検出器、７
…Ａ／Ｄ変換器、８…Ｘ走査アンプ、９、１１、１５、
１８、１９…Ｄ／Ａ変換器、１１…Ｙ走査アンプ、１２
…書き込みアドレス生成回路、１３…書込クロック出力
回路、１４…画像メモリ、１６…読みだしアドレス生成
回路、１７…読出クロック出力回路、２０…像表示ブラ
ウン管、２１…Ｘ偏向アンプ、２２…Ｙ偏向アンプ、２
３…Ｘ偏向板、２４…Ｙ偏向板、２５…二次電子、２６
…走査像、２７…パルス発振器、２８…ブランキング偏
向板、２９…ブランキングアパ−チャ
板、４…試料、５…走査領域、６…二次電子検出器、７
…Ａ／Ｄ変換器、８…Ｘ走査アンプ、９、１１、１５、
１８、１９…Ｄ／Ａ変換器、１１…Ｙ走査アンプ、１２
…書き込みアドレス生成回路、１３…書込クロック出力
回路、１４…画像メモリ、１６…読みだしアドレス生成
回路、１７…読出クロック出力回路、２０…像表示ブラ
ウン管、２１…Ｘ偏向アンプ、２２…Ｙ偏向アンプ、２
３…Ｘ偏向板、２４…Ｙ偏向板、２５…二次電子、２６
…走査像、２７…パルス発振器、２８…ブランキング偏
向板、２９…ブランキングアパ−チャ
Claims (9)
- 【請求項１】 拡大倍率に応じた走査間隔でエネルギビ
ームを試料上で走査する走査手段と、 拡大倍率が予定の倍率より高い範囲では、前記走査手段
による主走査および副走査の少なくとも一方を間引く間
引手段と、 試料から得られた試料像信号を検出する検出手段と、 前記検出された試料像信号に応じた走査像を表示する表
示手段とを具備したことを特徴とする走査電子顕微鏡。 - 【請求項２】 試料像信号をフレームメモリに記憶し、
フレームメモリから読み出した試料像信号に基づいて走
査像を表示する走査電子顕微鏡において、 エネルギビームを試料上で走査する走査手段と、 試料から得られた試料像信号を検出する検出手段と、 エネルギビームの走査位置をアドレスとして、前記試料
像信号を記憶するフレームメモリと、 拡大倍率に基づいて、フレームメモリ上の読み出し範囲
を設定する読出範囲設定手段と、 前記読出範囲の試料像信号をフレームメモリから選択的
に読み出す読出手段と、前記読み出された試料像信号に
応じた走査像を表示する表示手段とを具備し、 前記試
料像信号応じた走査像を、読出範囲の大小にかかわらず
表示手段上の一定面積内に表示することにより、拡大倍
率を実質的に可変することを特徴とする走査電子顕微
鏡。 - 【請求項３】 前記走査手段による走査間隔を、拡大倍
率が予定の倍率より低い範囲では拡大倍率の上昇に応じ
て狭くし、拡大倍率が予定の倍率より高い範囲では、拡
大倍率にかかわらず一定とする走査間隔設定手段をさら
に具備し、 拡大倍率が予定の倍率より低い範囲では、走査間隔にか
かわらず、フレームメモリ上の一定領域内の試料像信号
を表示手段上の一定面積内に表示することにより拡大倍
率を実質的に可変し、拡大倍率が予定の倍率より高い範
囲では、読出範囲にかかわらず、当該読出範囲内の試料
像信号を表示手段上の一定面積内に表示することにより
拡大倍率を実質的に可変することを特徴とする請求項２
記載の走査電子顕微鏡。 - 【請求項４】 前記予定の倍率は、エネルギビームが試
料上で重複走査される最低倍率であることを特徴とする
請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の走査電子顕
微鏡。 - 【請求項５】 前記予定の倍率は、エネルギビームが試
料上で重複走査されない最高倍率であることを特徴とす
る請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の走査電子
顕微鏡。 - 【請求項６】 前記予定の倍率は、ビーム電流の上昇に
応じて低くなることを特徴とする請求項１ないし請求項
５のいずれかに記載の走査電子顕微鏡。 - 【請求項７】 拡大倍率が高い場合には、読出範囲の試
料像信号に補間処理を施して試料像信号を増やすことを
特徴とする請求項２ないし請求項６のいずれかに記載の
走査電子顕微鏡。 - 【請求項８】 複数の読出範囲から読み出した試料像信
号に応じた走査像を同時に表示することを特徴とする請
求項２ないし請求項７のいずれかに記載の走査電子顕微
鏡。 - 【請求項９】 フレームメモリ上の任意の読出範囲から
読み出した試料像信号に基づいて、焦点合せおよび非点
補正の少なくとも一方を行うことを特徴とする請求項２
ないし請求項８のいずれかに記載の走査電子顕微鏡。
Priority Applications (7)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3262528A JP2869827B2 (ja) | 1991-09-17 | 1991-09-17 | 走査電子顕微鏡 |
| EP92307054A EP0533330B1 (en) | 1991-09-17 | 1992-08-03 | A scanning microscope and a method of operating such a scanning microscope |
| EP96114222A EP0753880B1 (en) | 1991-09-17 | 1992-08-03 | A scanning microscope and a method of operating such a scanning microscope |
| DE69230414T DE69230414T2 (de) | 1991-09-17 | 1992-08-03 | Rastermikroskop und Betriebsverfahren eines solchen Rastermikroskops |
| DE69225184T DE69225184T2 (de) | 1991-09-17 | 1992-08-03 | Rastermikroskop und Verfahren zur Bedienung eines solchen Rastermikroskops |
| KR1019920016271A KR100277395B1 (ko) | 1991-09-17 | 1992-09-07 | 주사 현미경 및 주사 현미경 동작 방법 |
| US07/945,926 US5276325A (en) | 1991-09-17 | 1992-09-17 | Scanning microscope and a method of operating such a scanning microscope |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3262528A JP2869827B2 (ja) | 1991-09-17 | 1991-09-17 | 走査電子顕微鏡 |
Related Child Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP23346098A Division JP3274650B2 (ja) | 1991-09-17 | 1998-08-06 | 走査電子顕微鏡 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0574399A true JPH0574399A (ja) | 1993-03-26 |
| JP2869827B2 JP2869827B2 (ja) | 1999-03-10 |
Family
ID=17377054
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3262528A Expired - Fee Related JP2869827B2 (ja) | 1991-09-17 | 1991-09-17 | 走査電子顕微鏡 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5276325A (ja) |
| EP (2) | EP0753880B1 (ja) |
| JP (1) | JP2869827B2 (ja) |
| KR (1) | KR100277395B1 (ja) |
| DE (2) | DE69225184T2 (ja) |
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| WO2016017561A1 (ja) * | 2014-07-31 | 2016-02-04 | 株式会社 日立ハイテクノロジーズ | 荷電粒子線装置 |
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| KR970053255A (ko) * | 1995-12-27 | 1997-07-31 | 김광호 | 전자 현미경의 이미지 프로세서 및 그 사용법 |
| JPH09306414A (ja) * | 1996-05-15 | 1997-11-28 | Advantest Corp | 走査型電子顕微鏡を備えた電子ビーム露光装置 |
| JP3346172B2 (ja) | 1996-06-07 | 2002-11-18 | 株式会社日立製作所 | 走査形顕微鏡 |
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| KR101865398B1 (ko) * | 2016-06-28 | 2018-06-07 | (주)새론테크놀로지 | 전자 현미경의 고속 전자빔 주사 신호 발생 장치 및 방법 |
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