JPH08162056A - 電子顕微鏡 - Google Patents
電子顕微鏡Info
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- JPH08162056A JPH08162056A JP6298171A JP29817194A JPH08162056A JP H08162056 A JPH08162056 A JP H08162056A JP 6298171 A JP6298171 A JP 6298171A JP 29817194 A JP29817194 A JP 29817194A JP H08162056 A JPH08162056 A JP H08162056A
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- 238000010894 electron beam technology Methods 0.000 claims abstract description 27
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 claims abstract description 14
- 238000004804 winding Methods 0.000 claims description 6
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 5
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 2
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
Abstract
(57)【要約】
【目的】 高倍率観察時に問題となる走査コイルのノイ
ズを低減する。 【構成】 走査コイルを偏向感度の大きな第一走査コイ
ル７と偏向感度の小さい第二走査コイル８により構成
し、低倍率観察時には偏向感度の大きな第一走査コイル
７を用い、高倍率観察時には偏向感度の小さい第二走査
コイル８に切り替える。 【効果】 電子線を偏向する走査電流のノイズ電流の観
察像に与える影響を著しく低減することができる。
ズを低減する。 【構成】 走査コイルを偏向感度の大きな第一走査コイ
ル７と偏向感度の小さい第二走査コイル８により構成
し、低倍率観察時には偏向感度の大きな第一走査コイル
７を用い、高倍率観察時には偏向感度の小さい第二走査
コイル８に切り替える。 【効果】 電子線を偏向する走査電流のノイズ電流の観
察像に与える影響を著しく低減することができる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、電子顕微鏡に関わり、
特に低倍率から高倍率のいずれの倍率においても良質な
像を観察可能な電子顕微鏡に関する。
特に低倍率から高倍率のいずれの倍率においても良質な
像を観察可能な電子顕微鏡に関する。
【０００２】
【従来の技術】電子顕微鏡、特に走査形電子顕微鏡にお
いては、倍率変換に電子線偏向器を用いるのが一般的で
ある。すなわち、通常はコイルからなる電子線偏向器の
走査電流量を変化させて倍率を変化させる。低倍率を得
ようとする場合は、走査電流量を大きくして試料の広い
範囲を走査し、逆に高倍率を得ようとする場合は、走査
電流量を小さくして走査範囲を狭くする。
いては、倍率変換に電子線偏向器を用いるのが一般的で
ある。すなわち、通常はコイルからなる電子線偏向器の
走査電流量を変化させて倍率を変化させる。低倍率を得
ようとする場合は、走査電流量を大きくして試料の広い
範囲を走査し、逆に高倍率を得ようとする場合は、走査
電流量を小さくして走査範囲を狭くする。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】電子線偏向装置の偏向
コイルに流れる偏向電流には、図３の円内に拡大して示
すように、電流増幅器やアース回路からの微小なノイズ
が混在している。走査型電子顕微鏡の倍率範囲は通常数
十倍から数十万倍であるが、このノイズによる偏向電流
の変化ΔＩは、例えば倍率１００倍のときの偏向電流を
Ｉ0 とするとき、ΔＩ／Ｉ0 ≒１×１０-4程度である。
ノイズの大きさは偏向電流の大きさには依存しないの
で、倍率を変えるために偏向電流Ｉの大きさを変化させ
るとき、偏向電流とノイズとの比（ΔＩ／Ｉ）は下記表
１のように変化する。
コイルに流れる偏向電流には、図３の円内に拡大して示
すように、電流増幅器やアース回路からの微小なノイズ
が混在している。走査型電子顕微鏡の倍率範囲は通常数
十倍から数十万倍であるが、このノイズによる偏向電流
の変化ΔＩは、例えば倍率１００倍のときの偏向電流を
Ｉ0 とするとき、ΔＩ／Ｉ0 ≒１×１０-4程度である。
ノイズの大きさは偏向電流の大きさには依存しないの
で、倍率を変えるために偏向電流Ｉの大きさを変化させ
るとき、偏向電流とノイズとの比（ΔＩ／Ｉ）は下記表
１のように変化する。
【０００４】表 １ 倍率 偏向電流（Ｉ） （ΔＩ／Ｉ） １０2 Ｉ0 １０-4 １０3 Ｉ0 ／１０ １０-3 １０4 Ｉ0 ／１００ １０-2 １０5 Ｉ0 ／１０００ １０-1
【０００５】高倍率観察時には上記ノイズが偏向コイル
を介して、電子線を偏向し観察像を乱す。特に数十万倍
の高倍率で試料を観察する場合には、上記表１から明ら
かなようにノイズΔＩが偏向電流Ｉの１０％にも達し、
高精度な像観察が困難になる。本発明は、走査電流のノ
イズが走査形電子顕微鏡の観察像に与える影響を最小に
し、高倍率においても高精度な像観察を可能とすること
を目的とする。
を介して、電子線を偏向し観察像を乱す。特に数十万倍
の高倍率で試料を観察する場合には、上記表１から明ら
かなようにノイズΔＩが偏向電流Ｉの１０％にも達し、
高精度な像観察が困難になる。本発明は、走査電流のノ
イズが走査形電子顕微鏡の観察像に与える影響を最小に
し、高倍率においても高精度な像観察を可能とすること
を目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明においては、偏向
感度の異なる複数個の電子線偏向器を用いて電子線を偏
向することにより前記目的を達成する。電子線偏向器と
しては通常、偏向コイルを用いるが、コイル巻数の異な
る偏向コイルを複数組設け、それらを倍率に応じて切り
替えて使用する。具体的には、低倍率観察時には、巻数
が多く偏向感度の高い偏向コイルを使用し、高倍率観察
時には、巻数が少なく偏向感度の低い偏向コイルを用い
る。
感度の異なる複数個の電子線偏向器を用いて電子線を偏
向することにより前記目的を達成する。電子線偏向器と
しては通常、偏向コイルを用いるが、コイル巻数の異な
る偏向コイルを複数組設け、それらを倍率に応じて切り
替えて使用する。具体的には、低倍率観察時には、巻数
が多く偏向感度の高い偏向コイルを使用し、高倍率観察
時には、巻数が少なく偏向感度の低い偏向コイルを用い
る。
【０００７】
【作用】高倍率観察時には巻数が少なく偏向感度の低い
偏向コイルを用い、比較的大きな偏向電流を流して使用
する。そのため、偏向電流に対するノイズの比を小さく
することができ、電流増幅器やアース回路等から混入す
る不可避的なノイズの影響を最小限度に抑えることがで
きる。
偏向コイルを用い、比較的大きな偏向電流を流して使用
する。そのため、偏向電流に対するノイズの比を小さく
することができ、電流増幅器やアース回路等から混入す
る不可避的なノイズの影響を最小限度に抑えることがで
きる。
【０００８】
【実施例】図１に本発明の一実施例の概略を示す。電子
源１より発生した電子線２は、収束レンズ３により縮小
され、更に対物レンズ９により縮小されて、試料１０面
上に微小な電子線スポットを形成する。電子線２が試料
１０に衝突すると試料からは、二次電子が発生する。こ
の二次電子は、二次電子検出器１２により検出され、増
幅器１３で増幅されてその強度に応じた電気信号とし
て、ＣＲＴ１５のグリッドに送られる。ＣＲＴ１５は、
二次電子の強度比に応じた強度で発光し試料像を形成す
る。二次電子像の倍率は、走査コイル７，８による試料
走査範囲によって決められる。
源１より発生した電子線２は、収束レンズ３により縮小
され、更に対物レンズ９により縮小されて、試料１０面
上に微小な電子線スポットを形成する。電子線２が試料
１０に衝突すると試料からは、二次電子が発生する。こ
の二次電子は、二次電子検出器１２により検出され、増
幅器１３で増幅されてその強度に応じた電気信号とし
て、ＣＲＴ１５のグリッドに送られる。ＣＲＴ１５は、
二次電子の強度比に応じた強度で発光し試料像を形成す
る。二次電子像の倍率は、走査コイル７，８による試料
走査範囲によって決められる。
【０００９】走査コイルは、収束レンズ３と対物レンズ
９の間に配置された、第一走査コイル７と第二走査コイ
ル８からなり、第一走査コイル７は７ａ，７ｂの２段に
配置され、第二走査コイル８は８ａ，８ｂの２段に配置
されている。二段偏向にする目的は、対物レンズ９の前
焦点位置を中心として電子線を偏向するためであるが、
本発明は一段偏向の場合にも適用できる。信号発生器６
からの信号に基づき増幅器５で増幅された走査電流は、
第一走査コイル７または第二走査コイル８を流れ、電子
線光軸に磁場を発生して電子線２を偏向する。こうして
電子線は試料面上を走査する。一方、信号発生器６から
の信号は、増幅器１１を介して、ＣＲＴ偏向コイル１４
に送られ、電子線２の試料走査に同期して、ＣＲＴ１５
のラスターを走査する。かくしてＣＲＴ１５上に試料の
二次電子像が表示される。
９の間に配置された、第一走査コイル７と第二走査コイ
ル８からなり、第一走査コイル７は７ａ，７ｂの２段に
配置され、第二走査コイル８は８ａ，８ｂの２段に配置
されている。二段偏向にする目的は、対物レンズ９の前
焦点位置を中心として電子線を偏向するためであるが、
本発明は一段偏向の場合にも適用できる。信号発生器６
からの信号に基づき増幅器５で増幅された走査電流は、
第一走査コイル７または第二走査コイル８を流れ、電子
線光軸に磁場を発生して電子線２を偏向する。こうして
電子線は試料面上を走査する。一方、信号発生器６から
の信号は、増幅器１１を介して、ＣＲＴ偏向コイル１４
に送られ、電子線２の試料走査に同期して、ＣＲＴ１５
のラスターを走査する。かくしてＣＲＴ１５上に試料の
二次電子像が表示される。
【００１０】第一走査コイル７と第二走査コイル８は巻
数が異なり、同じ電流を流したときの偏向角度すなわち
偏向感度が異なる。第一走査コイル及び第二走査コイル
は通常それぞれＸコイル、Ｙコイルから構成される。そ
れぞれのコイルは、例えば図２に示すように、Ｘコイル
は、同一のヨーク２１に巻かれた巻数ｎ1 の第一走査コ
イルのＸ1 コイル２２ａ，２２ｂと、巻数ｎ2 の第二走
査コイルのＸ2 コイル２３ａ，２３ｂからなる。コイル
２２ａと２２ｂ、及びコイル２３ａと２３ｂはヨーク２
１にそれぞれ逆向きに巻かれており、ヨーク２１の中心
を通る電子線光軸にＸ方向偏向磁場を発生させる。
数が異なり、同じ電流を流したときの偏向角度すなわち
偏向感度が異なる。第一走査コイル及び第二走査コイル
は通常それぞれＸコイル、Ｙコイルから構成される。そ
れぞれのコイルは、例えば図２に示すように、Ｘコイル
は、同一のヨーク２１に巻かれた巻数ｎ1 の第一走査コ
イルのＸ1 コイル２２ａ，２２ｂと、巻数ｎ2 の第二走
査コイルのＸ2 コイル２３ａ，２３ｂからなる。コイル
２２ａと２２ｂ、及びコイル２３ａと２３ｂはヨーク２
１にそれぞれ逆向きに巻かれており、ヨーク２１の中心
を通る電子線光軸にＸ方向偏向磁場を発生させる。
【００１１】巻数の異なる偏向コイルを切り替えて使用
することによる効果を顕著にするため巻数比はｎ1 ／ｎ
2 ≧２とするのが好適であり、ここではｎ1 ／ｎ2 ＝１
０とした。このようにしたとき、Ｘ1 コイルはＸ2 コイ
ルの１０倍の偏向感度があり、同一の走査電流が流され
たとき、電子線を１０倍偏向することができる。逆に、
ノイズ電流が流れたときの偏向感度も１０倍となる。す
なわち、同一の走査電流により、Ｘ1 コイルはＸ2 コイ
ルの１／１０倍の低倍率像を得ることができる。
することによる効果を顕著にするため巻数比はｎ1 ／ｎ
2 ≧２とするのが好適であり、ここではｎ1 ／ｎ2 ＝１
０とした。このようにしたとき、Ｘ1 コイルはＸ2 コイ
ルの１０倍の偏向感度があり、同一の走査電流が流され
たとき、電子線を１０倍偏向することができる。逆に、
ノイズ電流が流れたときの偏向感度も１０倍となる。す
なわち、同一の走査電流により、Ｘ1 コイルはＸ2 コイ
ルの１／１０倍の低倍率像を得ることができる。
【００１２】第一走査コイルのＹ1 コイル２４ａ，２４
ｂ、及び第二走査コイルのＹ2 コイル２５ａ，２５ｂか
らなるＹコイルも前記Ｘコイルと同一のコイル構成を有
する。さらに、二段目の走査コイルも、構成は同一であ
る。二次電子像を数十万倍から数百万倍で観察する場
合、偏向電流に乗るノイズ電流が電子線を偏向し、二次
電子像にノイズを発生させる。このノイズの影響を低減
させるために、高倍率観察時には、走査コイル切り替え
器４で、Ｘ2 コイルを選択する。このとき、Ｘ1 コイル
は開放され、Ｘ1 コイルに走査電流は全く流れない。ま
た、低倍率観察時には、逆に、走査コイル切り替え器４
により、Ｘ1 コイルを選択する。こうすることにより、
例えば、増幅器に一定量のノイズ電流がある場合、Ｘ1
コイルだけで全ての倍率をカバーする場合に比べ、ノイ
ズの影響を１／１０に低減することができる。同様に、
コイルの巻数比ｎ1 ／ｎ2 ＝１００とすれば、ノイズ電
流の影響を１／１００とすることができ、高倍率観察に
最適な走査コイルを構成することができる。
ｂ、及び第二走査コイルのＹ2 コイル２５ａ，２５ｂか
らなるＹコイルも前記Ｘコイルと同一のコイル構成を有
する。さらに、二段目の走査コイルも、構成は同一であ
る。二次電子像を数十万倍から数百万倍で観察する場
合、偏向電流に乗るノイズ電流が電子線を偏向し、二次
電子像にノイズを発生させる。このノイズの影響を低減
させるために、高倍率観察時には、走査コイル切り替え
器４で、Ｘ2 コイルを選択する。このとき、Ｘ1 コイル
は開放され、Ｘ1 コイルに走査電流は全く流れない。ま
た、低倍率観察時には、逆に、走査コイル切り替え器４
により、Ｘ1 コイルを選択する。こうすることにより、
例えば、増幅器に一定量のノイズ電流がある場合、Ｘ1
コイルだけで全ての倍率をカバーする場合に比べ、ノイ
ズの影響を１／１０に低減することができる。同様に、
コイルの巻数比ｎ1 ／ｎ2 ＝１００とすれば、ノイズ電
流の影響を１／１００とすることができ、高倍率観察に
最適な走査コイルを構成することができる。
【００１３】ここでは偏向コイルとして、トロイダル巻
の走査コイルを例にとって説明したが、くらがた巻等他
の形式の偏向コイルに対しても本発明は同様の効果があ
る。また、ここでは巻数の異なるコイルを２組使用した
が、巻数の異なるコイルを３組以上組み込み、倍率に応
じてそれらを切り替えて使用しても良い。本発明の効果
は、走査形電子顕微鏡の電子レンズの段数には依存しな
い。更に、試料を透過した電子線を検出して、試料の透
過走査像を得る走査透過形電子顕微鏡の偏向装置に適用
しても全く同様な効果が得られる。
の走査コイルを例にとって説明したが、くらがた巻等他
の形式の偏向コイルに対しても本発明は同様の効果があ
る。また、ここでは巻数の異なるコイルを２組使用した
が、巻数の異なるコイルを３組以上組み込み、倍率に応
じてそれらを切り替えて使用しても良い。本発明の効果
は、走査形電子顕微鏡の電子レンズの段数には依存しな
い。更に、試料を透過した電子線を検出して、試料の透
過走査像を得る走査透過形電子顕微鏡の偏向装置に適用
しても全く同様な効果が得られる。
【００１４】
【発明の効果】本発明によれば、走査コイルに流れるノ
イズ電流の影響を低減することができる。
イズ電流の影響を低減することができる。
【図１】本発明による走査形電子顕微鏡の実施例の概略
図。
図。
【図２】走査コイルの実施例を示す図。
【図３】偏向電流とノイズの説明図。
１…電子源、２…電子線、３…収束レンズ、４…切り替
え器、５…増幅器、６…信号発生器、７…第一走査コイ
ル、８…第二走査コイル、９…対物レンズ、１０…試
料、１１，１３…増幅器、１２…二次電子検出器、１４
…ＣＲＴ偏向コイル、１５…ＣＲＴ、２１…ヨーク、２
２ａ，２２ｂ…Ｘ１コイル、２３ａ，２３ｂ…Ｘ２コイ
ル、２４ａ，２４ｂ…Ｙ１コイル、２５ａ，２５ｂ…Ｙ
２コイル
え器、５…増幅器、６…信号発生器、７…第一走査コイ
ル、８…第二走査コイル、９…対物レンズ、１０…試
料、１１，１３…増幅器、１２…二次電子検出器、１４
…ＣＲＴ偏向コイル、１５…ＣＲＴ、２１…ヨーク、２
２ａ，２２ｂ…Ｘ１コイル、２３ａ，２３ｂ…Ｘ２コイ
ル、２４ａ，２４ｂ…Ｙ１コイル、２５ａ，２５ｂ…Ｙ
２コイル
Claims (3)
- 【請求項１】 電子源と、電子レンズと、電子線偏向手
段とを含む電子顕微鏡において、前記電子線偏向手段は
偏向感度の異なる複数の偏向コイルと、低倍率観察時に
は偏向感度の高い偏向コイルを選択し高倍率観察時には
偏向感度の低い偏向コイルを選択する偏向コイル選択手
段を備えることを特徴とする電子顕微鏡。 - 【請求項２】 前記電子線偏向手段は、巻数の比が２以
上である複数の偏向コイルを含むことを特徴とする請求
項１記載の電子顕微鏡。 - 【請求項３】 電子源と、電子レンズと、電子線走査手
段と、試料からの電子を検出する電子検出器とを含む走
査形電子顕微鏡において、前記電子線走査手段は巻数の
異なる複数の走査コイル、及び低倍率観察時には巻数の
多い走査コイルを選択し高倍率観察時には巻数の少ない
走査コイルを選択する走査コイル選択手段を備えること
を特徴とする走査形電子顕微鏡。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6298171A JPH08162056A (ja) | 1994-12-01 | 1994-12-01 | 電子顕微鏡 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6298171A JPH08162056A (ja) | 1994-12-01 | 1994-12-01 | 電子顕微鏡 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08162056A true JPH08162056A (ja) | 1996-06-21 |
Family
ID=17856129
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6298171A Pending JPH08162056A (ja) | 1994-12-01 | 1994-12-01 | 電子顕微鏡 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08162056A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003100246A (ja) * | 2001-09-25 | 2003-04-04 | Toshiba Corp | 荷電ビーム装置並びにパターン測定方法およびパターン描画方法 |
| JP2006302523A (ja) * | 2005-04-15 | 2006-11-02 | Jeol Ltd | 走査像観察機能を有した透過電子顕微鏡 |
-
1994
- 1994-12-01 JP JP6298171A patent/JPH08162056A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003100246A (ja) * | 2001-09-25 | 2003-04-04 | Toshiba Corp | 荷電ビーム装置並びにパターン測定方法およびパターン描画方法 |
| JP2006302523A (ja) * | 2005-04-15 | 2006-11-02 | Jeol Ltd | 走査像観察機能を有した透過電子顕微鏡 |
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