JPH06124678A - 荷電粒子顕微鏡 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 視野制限を容易に行うことができる荷電粒子
顕微鏡を提供する。 【構成】 任意の大きさのカーソル４−１を画面上に表
示した試料９表面中の所望の観察領域の像に重畳して、
任意の位置に適宜表示して視野制限領域を指定するカー
ソル設定手段３、５、８と、画面上でカーソル４−１で
指定された視野制限領域に対応する試料９表面の領域だ
けで荷電粒子線１２を走査させる制御手段８、１３とを
有する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、走査型電子顕微鏡など
の試料像の表示に関するものである。

【０００２】

【従来技術】従来の走査型電子顕微鏡では、画像信号の
Ｓ／Ｎを向上させるために（０．５〜数秒／フレーム）
のスロースキャンで試料上に電子ビームを照射し、この
電子ビームの走査に同期してＣＲＴに試料像を表示する
方式であった。しかし、この方式では長残光の蛍光体を
使用した特殊なＣＲＴを使用しなければならず、長残光
性のＣＲＴを使用すると明るいところでは試料像が観察
しずらいという欠点があった。

【０００３】この欠点を解決するために、試料上を電子
ビームで高速でスキャンし、試料から得られる２次電子
または反射電子等の画像信号をデジタル変換してフレー
ムメモリに取り込み、メモリに取り込まれた画像信号を
電子ビームのスキャンとは独立に通常のテレビ放送等と
同様の高速スキャンでＣＲＴに表示できる装置が開発さ
れている。

【０００４】この様な装置においては、高速スキャンに
よる画像信号のＳ／Ｎの劣化は、フレームメモリに積算
機能を持たせ複数枚のフレームメモリの画像信号をメモ
リ内で積算し、平均化することによって改善することが
できる。また、画像信号の検出から表示までの間の処理
にデジタルフレームメモリを介することにより、電子ビ
ームによる試料表面上の走査とＣＲＴ表示の走査速度を
独立に設定できるので、画像信号を高Ｓ／Ｎ化するため
に電子ビームのスキャン速度を下げて画像の取り込みを
行っても、画像の取り込み後のＣＲＴ表示は高速スキャ
ンが可能になり、明るい所でも通常のテレビと同様に試
料像を観察できる。

【０００５】しかしながら、上記の電子顕微鏡において
は、焦点合わせや非点合わせ、あるいは電子ビームの軸
調整などの電子光学系の調整を行う場合、試料表面中の
所望の観察領域を電子ビームで走査することにより得ら
れる画像信号のＳ／Ｎを上げるために、電子ビームの走
査速度を下げたり、多数枚のフレームメモリで積算を行
うと、画像取り込みに時間が掛かり、また画面上に積算
による残像が出るなどの欠点があった。

【０００６】そこで、近年の走査型電子顕微鏡では、試
料表面中の特定の小領域だけに電子ビームの走査領域を
限定して実効的に走査速度を上げ、画像信号のＳ／Ｎの
低下を防ぐ、視野制限という操作が行われている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】上記の如き従来の技術
においては、視野制限を行う特定の小領域は画面の中央
に定められ、かつ通常画面の１／２〜１／１６程度の大
きさに固定であった。従って、焦点合わせや非点合わせ
等のために視野制限を行う場合には、先ず焦点合わせや
非点合わせ等に適したパターン像が画面中央にくるよう
に、試料が載置されているステージを移動し、さらにパ
ターン像全体が視野制限を行う特定の小領域内に収まる
ように顕微鏡の観察倍率を変更しなければならず、操作
が煩わしいという問題点があった。

【０００８】本発明はこのような従来の問題点に鑑みて
なされたもので、視野制限を容易に行うことのできる荷
電粒子顕微鏡を提供することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記問題点の解決の為に
本発明は、試料９表面中の所望の観察領域を荷電粒子線
１２で走査することにより得られる画像信号に基づい
て、前記観察領域の像を画面上に表示する荷電粒子顕微
鏡において、前記画面上に表示した前記観察領域の像に
重畳して任意の大きさのカーソルを任意の位置に適宜表
示し、前記荷電粒子線の走査領域を指定するカーソル設
定手段３、５、８と、前記画面上で前記カーソルに指定
された領域に対応する前記試料表面の領域だけで前記荷
電粒子線を走査させる制御手段８、１３と、を有するこ
ととした。

【００１０】

【作用】本発明においては、任意の大きさのカーソルを
画面中の任意の位置に適宜表示させることができるの
で、焦点合わせや非点合わせ等に適したパターン像が画
面中のどこに表示されていても、試料が載置されている
ステージの移動や電子顕微鏡の観察倍率を変化させるこ
となく視野制限を容易に行うことができる。

【００１１】

【実施例】以下、図面に基づいて本発明の実施例を詳細
に説明する。図１は本発明に係る走査型電子顕微鏡の一
実施例の概略構成図である。電子顕微鏡本体１は、電子
銃１０、レンズ系１１、走査制御コイル１３、ステージ
６および検出器２を備えている。電子銃１０の垂直下方
には二次元的に移動可能なステージ６が配設されてい
る。ステージ６上には試料９が支持されている。電子銃
１０とステージ６との間には電子レンズ系１１と走査制
御コイル１３とが配設されており、電子銃１０から放射
された電子ビーム１２はレンズ系１１で収束され、ステ
ージ６上に支持された試料９表面に照射される。また、
電子ビーム１２は走査制御コイル１３により走査領域を
制御されている。検出器２は電子ビーム１２を試料９上
に照射することにより得られる二次電子また反射電子を
検出して検出信号を画像処理系３に出力する。画像処理
系３は、試料像表示用フレームメモリ（不図示）とカー
ソル表示用フレームメモリ（不図示）とを備えている。
検出器２から画像処理系３に入力された画像信号はデジ
タル変換され、試料像表示用フレームメモリの所定のア
ドレスに記憶される。表示器４は試料像表示用フレーム
メモリに記憶された画像情報に基づいて、試料像を画面
上に表示する。試料像表示用フレームメモリ内の各画素
情報を格納しているメモリのアドレスは表示器４の画面
上に定めた座標位置に対応しており、各アドレスに記憶
された画像情報は、表示器４の画面上に定めた座標位置
に表示される。

【００１２】５は表示器４の画面上に重畳して表示する
矩形カーソル４−１の大きさと表示位置を指示するマウ
スである。７はオペレータが顕微鏡の観察条件や視野制
限の指令等を入力する入力装置である。８は入力装置７
からの情報により装置全体を制御するコンピュータを中
核とするシステム制御系である。上記の如く構成された
走査型電子顕微鏡の焦点合わせの動作を図２のフローチ
ャートを参照しながら説明する。

【００１３】入力装置７から試料９表面の観察領域など
を定める諸条件が入力される。ステージ６は試料９表面
の観察領域を電子ビーム１２で走査できる位置に移動
し、電子ビーム１２は走査制御コイル１３に制御され試
料９表面の矩形の観察領域を二次元走査している。画像
処理系３の試料像表示用フレームメモリには観察領域の
画像情報が所定のアドレスに順次記憶され、表示器４の
画面上には試料９表面の観察領域の像が表示されてい
る。

【００１４】ここで、入力装置７から視野制限の指令が
入力されると、システム制御系８は試料９表面に定めた
座標系に基づいて、試料９表面の矩形の観察領域の左上
端の座標位置と右下端の座標位置と、観察領域の各座標
位置に対応する試料像表示用フレームメモリのアドレス
とを記憶する（ステップ１００）。カーソル表示用フレ
ームメモリに記憶されている画像情報と、試料像表示用
フレームメモリに記憶されている画像情報とが合成さ
れ、表示器４の画面上には、観察領域の像に重畳して矩
形カーソル４−１が表示される（ステップ１０１）。

【００１５】次に、表示器４の画面上に表示された観察
領域の像の中から焦点合わせに適したパターンを選び、
マウス５を操作して該パターンの位置までカーソル４−
１を移動させ、さらに該パターンがカーソル４−１内に
入るように、矩形カーソル４−１の大きさを設定する
（ステップ１０２）。カーソル４−１を表示するための
カーソル表示用メモリに入力される画像情報は、マウス
５からの指示に基づいてシステム制御系８から送られ
る。

【００１６】カーソル４−１の位置と大きさが設定さ
れ、視野制限の領域が決まると、システム制御系８で
は、画面上に定めた座標系に基づいて、矩形カーソル４
−１の左上端と右下端の画面上での座標位置を算出す
る。また、試料９表面に定めた座標系に基づいて、画面
上で矩形カーソルで指定された視野制限領域に対応する
試料９表面中の領域の左上端と右下端の座標位置を算出
する。さらに画面上の矩形カーソル４−１内の画像を構
成する画像情報を記憶する試料像表示用フレームメモリ
のアドレスを求める（ステップ１０３）。

【００１７】システム制御系８から、走査制御コイル１
３に視野制限領域を指定する制御信号が出力され、画像
処理系３の試料像表示用フレームメモリには画像情報を
蓄積するアドレスを指定する信号が出力される。電子ビ
ーム１２はシステム制御系８の制御信号に基づいて試料
９表面の視野制限領域だけを走査する（ステップ１０
４）。

【００１８】試料９表面中の視野制限領域を走査するこ
とにより得られる画像情報は、システム制御系８が指定
した試料像表示用フレームメモリのアドレスに記憶され
る。試料像表示用フレームメモリでは、カーソル４−１
で指定した領域に対応するアドレスの画像情報は順次更
新されるが、その他のアドレスには入力装置７から視野
制限の指令が出力される直前の画像情報が記憶されたま
まになっており、表示器４の画面はカーソル４−１の内
側の視野制限領域の画像はリアルタイムに変化し、カー
ソル４−１の外側の画像はカーソル表示直前にフレーム
メモリに記憶された画像情報に基づいた像が表示されて
いる。オペレータはカーソル４−１内の画像だけに着目
して焦点合わせを行うことができる（ステップ１０
５）。

【００１９】焦点合わせが終了し、入力装置７から視野
制限終了指令が出力されると、表示器４の画面上からカ
ーソル４−１は消える。コンピュータ８からは、記憶し
ておいた観察領域の左上端の座標位置と右下端の座標位
置とを示す制御信号が走査制御コイル１３に出力され、
観察領域の座標位置に対応する試料像表示用フレームメ
モリのアドレスが画像処理系３に出力される。電子ビー
ム１２は再び観察領域を全体を走査するようになり、表
示器４の画面上では観察領域の像全体がリアルタイムに
変化する。

【００２０】本実施例においては、焦点合わせの際の視
野制限の動作を説明したが、本発明は、電子ビームの非
点合わせや電子光学系の軸調整等に使用することもでき
る。また、本実施例においては、マウスを用いてカーソ
ルの位置や大きさの設定を行ったが、カーソルの設定手
段はこれに限るものではない。さらに、本実施例では画
像情報記憶用のフレームメモリと備えた電子顕微鏡を例
に説明したが、フレームメモリをもたない電子顕微鏡に
も本発明を適用できることはいうまでもない。

【００２１】さらにまた、本実施例においては、視野制
限の領域を指定するカーソルは視野制限終了の指令が入
力されるまで画面上に表示されているが、視野制限の領
域を画面上で指定した後に、カーソルを画面上から消し
てもよい。

【００２２】

【発明の効果】以上のように本発明の荷電粒子顕微鏡に
おいては、任意の大きさのカーソルを表示画面中の任意
の位置に適宜表示させることができ、さらに表示画面中
でカーソルで指定された領域に対応する試料表面の領域
だけで荷電粒子線を走査できる構成となっているので、
視野制限を容易に行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明に係る電子顕微鏡の一実施例の概略構
成図である。

【図２】 本実施例に係る電子顕微鏡の焦点合わせ動作
のフローチャートである。

【符号の説明】

１ 電子顕微鏡本体 ２ 検出器 ３ 画像処理系 ４ 表示器 ５ マウス ６ ステージ ７ 入力装置 ８ システム制御系 ９ 試料 １０ 電子銃 １１ レンズ系 １２ 電子ビーム １３ 走査制御コイル

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 試料表面中の所望の観察領域を荷電粒子
   線で走査することにより得られる画像信号に基づいて、
   前記観察領域の像を画面上に表示する荷電粒子顕微鏡に
   おいて、 前記画面上に表示した前記観察領域の像に重畳して任意
   の大きさのカーソルを任意の位置に適宜表示し、前記荷
   電粒子線の走査領域を指定するカーソル設定手段と、 前記画面上で前記カーソルに指定された領域に対応する
   前記試料表面の領域だけで前記荷電粒子線を走査させる
   制御手段と、 を有することを特徴とする荷電粒子顕微鏡。