JPH1097836A - 走査形電子顕微鏡 - Google Patents
走査形電子顕微鏡Info
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- JPH1097836A JPH1097836A JP8251178A JP25117896A JPH1097836A JP H1097836 A JPH1097836 A JP H1097836A JP 8251178 A JP8251178 A JP 8251178A JP 25117896 A JP25117896 A JP 25117896A JP H1097836 A JPH1097836 A JP H1097836A
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- Japan
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- scanning electron
- electron beam
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- 230000010355 oscillation Effects 0.000 abstract 1
- 230000001629 suppression Effects 0.000 abstract 1
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- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
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Classifications
-
- 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
- H01J2237/00—Discharge tubes exposing object to beam, e.g. for analysis treatment, etching, imaging
- H01J2237/02—Details
- H01J2237/0216—Means for avoiding or correcting vibration effects
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J2237/00—Discharge tubes exposing object to beam, e.g. for analysis treatment, etching, imaging
- H01J2237/15—Means for deflecting or directing discharge
- H01J2237/1504—Associated circuits
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
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- Electron Sources, Ion Sources (AREA)
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 走査形電子顕微鏡において、据付け場所の環
境に関係する交流磁場や機械的振動などの外部擾乱によ
る像障害を、安価に、かつ、容易に低減することのでき
る走査形電子顕微鏡の像障害低減ユニットを実現する。 【解決手段】 走査形電子顕微鏡において、収束した電
子線３を試料８面上に走査して映像を形成する電子線の
偏向器６、またはイメージシフトコイル７に、外部擾乱
と同一の振動周期、同一の強度、さらに位相の逆転した
交流磁場を形成する交流電流を重畳し、外部擾乱による
電子線３の試料８面上での変動を相殺して像障害を低減
する。
境に関係する交流磁場や機械的振動などの外部擾乱によ
る像障害を、安価に、かつ、容易に低減することのでき
る走査形電子顕微鏡の像障害低減ユニットを実現する。 【解決手段】 走査形電子顕微鏡において、収束した電
子線３を試料８面上に走査して映像を形成する電子線の
偏向器６、またはイメージシフトコイル７に、外部擾乱
と同一の振動周期、同一の強度、さらに位相の逆転した
交流磁場を形成する交流電流を重畳し、外部擾乱による
電子線３の試料８面上での変動を相殺して像障害を低減
する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は走査形電子顕微鏡に
係り、特に、外部擾乱により生じる像障害を低減するユ
ニットを有する走査形電子顕微鏡に関するものである。
係り、特に、外部擾乱により生じる像障害を低減するユ
ニットを有する走査形電子顕微鏡に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】走査形電子顕微鏡は、一般に、電子銃か
ら放射された電子線を電子レンズで収束し、偏向器によ
りこの収束電子線で試料表面を走査し、電子線照射によ
り試料から発生する二次電子あるいは反射電子などの二
次的電子を検出して映像信号とし、試料表面の拡大像を
観察する装置である。
ら放射された電子線を電子レンズで収束し、偏向器によ
りこの収束電子線で試料表面を走査し、電子線照射によ
り試料から発生する二次電子あるいは反射電子などの二
次的電子を検出して映像信号とし、試料表面の拡大像を
観察する装置である。
【０００３】しかし、その装置が外部環境の悪い場所に
据付けられた場合には、外部擾乱の影響を受けて電子線
の偏向が乱され、走査像に像障害が発生する。この像障
害を招く外部擾乱としては、その代表的なものとして、
機械的な振動や、外部からの交流磁場が挙げられる。し
たがって、これに対処するために走査形電子顕微鏡の鏡
体自身には、除振構造や磁気シールドが設けられてい
る。しかし、これには限界があり、特に最近は装置の高
性能（高倍率）化と利用分野の拡大により、装置の据付
け環境による像障害の問題が発生するケースが増加して
きている。
据付けられた場合には、外部擾乱の影響を受けて電子線
の偏向が乱され、走査像に像障害が発生する。この像障
害を招く外部擾乱としては、その代表的なものとして、
機械的な振動や、外部からの交流磁場が挙げられる。し
たがって、これに対処するために走査形電子顕微鏡の鏡
体自身には、除振構造や磁気シールドが設けられてい
る。しかし、これには限界があり、特に最近は装置の高
性能（高倍率）化と利用分野の拡大により、装置の据付
け環境による像障害の問題が発生するケースが増加して
きている。
【０００４】したがって、その対策としては、まず機械
的な振動に対しては、設置部屋の床に大きな除振台を設
け、その上に走査形電子顕微鏡全体を据付け、また外部
交流磁場に対しては、磁気シールドとして装置全体を大
きな鉄製の箱の中に据付けたり、装置全体を取り囲む空
間にＸ、Ｙ方向の大きなコイルを張り巡らし、これに電
流を流し、外部磁場に同期した逆転磁場を発生させ、外
部磁場をキャンセルしている。
的な振動に対しては、設置部屋の床に大きな除振台を設
け、その上に走査形電子顕微鏡全体を据付け、また外部
交流磁場に対しては、磁気シールドとして装置全体を大
きな鉄製の箱の中に据付けたり、装置全体を取り囲む空
間にＸ、Ｙ方向の大きなコイルを張り巡らし、これに電
流を流し、外部磁場に同期した逆転磁場を発生させ、外
部磁場をキャンセルしている。
【０００５】また、一般に交流磁場に対しては、像の写
真撮影を行なう場合に、電子線の走査を電源に同期さ
せ、外部交流磁場の影響による電子線の変動と電子線の
走査を同期化することによって、像にボケが生じないよ
うにしている。
真撮影を行なう場合に、電子線の走査を電源に同期さ
せ、外部交流磁場の影響による電子線の変動と電子線の
走査を同期化することによって、像にボケが生じないよ
うにしている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかし、このような像
障害の低減手段では、走査形電子顕微鏡を特別に工事を
施した部屋に据付ける必要があり、したがって、装置を
必要な場所でどこででも使えるという訳にはゆかず、ま
た、極めて高価なものとなる。
障害の低減手段では、走査形電子顕微鏡を特別に工事を
施した部屋に据付ける必要があり、したがって、装置を
必要な場所でどこででも使えるという訳にはゆかず、ま
た、極めて高価なものとなる。
【０００７】また、電子線の走査を電源同期にすると外
部交流磁場の影響による像のボケは生じなくなるが、電
子線の走査線は正規の直線から外れ、例えば、サインカ
ーブのような曲線を描くようになり、したがって、モニ
タ上に再現された画像は試料の構造を正確に示すもので
はなく、歪みが生じている。
部交流磁場の影響による像のボケは生じなくなるが、電
子線の走査線は正規の直線から外れ、例えば、サインカ
ーブのような曲線を描くようになり、したがって、モニ
タ上に再現された画像は試料の構造を正確に示すもので
はなく、歪みが生じている。
【０００８】本発明は、このような課題を解決するため
になされたもので、既製の装置をそのまま使用しながら
像障害を低減するユニットを有する走査形電子顕微鏡を
提供することを目的とする。
になされたもので、既製の装置をそのまま使用しながら
像障害を低減するユニットを有する走査形電子顕微鏡を
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】この目的を達成するた
め、本発明においては、走査形電子顕微鏡の電子線偏向
器に電流波形の周波数、振幅、位相を任意に可変できる
交流電源を接続し、この交流電源により上記電子線偏向
器に交流磁場を重畳させ、これによって外部擾乱による
電子線の走査の乱れを補正して、像障害を低減する。こ
こで、交流電源を接続する電子線偏向器として、走査形
電子顕微鏡像の視野を微細に移動させるイメージシフト
コイルを用いることもできる。
め、本発明においては、走査形電子顕微鏡の電子線偏向
器に電流波形の周波数、振幅、位相を任意に可変できる
交流電源を接続し、この交流電源により上記電子線偏向
器に交流磁場を重畳させ、これによって外部擾乱による
電子線の走査の乱れを補正して、像障害を低減する。こ
こで、交流電源を接続する電子線偏向器として、走査形
電子顕微鏡像の視野を微細に移動させるイメージシフト
コイルを用いることもできる。
【００１０】
【発明の実施の形態】本発明は、走査形電子顕微鏡にお
いて、外部擾乱による像障害を低減する装置に関するも
のである。ところで、走査形電子顕微鏡は、図１に示す
ように、電子源１から放射されアノード２によって加速
された電子線３が、収束レンズ４および対物レンズ５に
よって細く絞られ、試料８上に照射される。さらに、収
束レンズ４と対物レンズ５との中間に設けられた電子線
偏向器６によって偏向され、細く絞られた電子線３で試
料８面上を走査する。そして、電子線３の照射によって
試料８表面から生じる二次電子、あるいは反射電子を信
号検出器９で検出して、試料８表面の微細構造を映像化
する装置である。ところで、この走査形電子顕微鏡で
は、装置の据付け場所によっては、外部からの機械的な
振動や交流磁場などの外部擾乱によって、試料８を走査
中の電子線が変動し、像にボケや歪みが生じる。本発明
はこのような像のボケや歪みの像障害を低減するもので
あり、その実施の形態として、以下に、外部擾乱として
交流磁場、像障害低減用偏向器としてイメージシフトコ
イルを用いたケースについて説明する。ここでイメージ
シフトコイルは、通常の像視野の移動は試料８を保持す
る試料移動台１０を機械的に移動させて行なうのに対し
て、高倍率の像を微細に移動させる場合には、電子線３
の通路に設置されているイメージシフトコイル７に直流
電流を流して、電子線３を僅かに偏向させて行なうもの
である。
いて、外部擾乱による像障害を低減する装置に関するも
のである。ところで、走査形電子顕微鏡は、図１に示す
ように、電子源１から放射されアノード２によって加速
された電子線３が、収束レンズ４および対物レンズ５に
よって細く絞られ、試料８上に照射される。さらに、収
束レンズ４と対物レンズ５との中間に設けられた電子線
偏向器６によって偏向され、細く絞られた電子線３で試
料８面上を走査する。そして、電子線３の照射によって
試料８表面から生じる二次電子、あるいは反射電子を信
号検出器９で検出して、試料８表面の微細構造を映像化
する装置である。ところで、この走査形電子顕微鏡で
は、装置の据付け場所によっては、外部からの機械的な
振動や交流磁場などの外部擾乱によって、試料８を走査
中の電子線が変動し、像にボケや歪みが生じる。本発明
はこのような像のボケや歪みの像障害を低減するもので
あり、その実施の形態として、以下に、外部擾乱として
交流磁場、像障害低減用偏向器としてイメージシフトコ
イルを用いたケースについて説明する。ここでイメージ
シフトコイルは、通常の像視野の移動は試料８を保持す
る試料移動台１０を機械的に移動させて行なうのに対し
て、高倍率の像を微細に移動させる場合には、電子線３
の通路に設置されているイメージシフトコイル７に直流
電流を流して、電子線３を僅かに偏向させて行なうもの
である。
【００１１】次に、本発明の目的である像障害を低減す
るためには、まず、上記のイメージシフトコイル７に、
外部擾乱である交流磁場に同期した交流電流を重畳さ
せ、イメージシフトコイル７に逆位相の交流磁場を形成
させる。このとき、交流磁場の方向、強さは、試料８上
を走査する電子線３の試料８面上での外部擾乱による変
動量を相殺するように調節する必要がある。すなわち、
両方の交流磁場の重畳により、試料８上を走査する電子
線３の変動は相殺され、正規の直線状の走査線が得られ
る。
るためには、まず、上記のイメージシフトコイル７に、
外部擾乱である交流磁場に同期した交流電流を重畳さ
せ、イメージシフトコイル７に逆位相の交流磁場を形成
させる。このとき、交流磁場の方向、強さは、試料８上
を走査する電子線３の試料８面上での外部擾乱による変
動量を相殺するように調節する必要がある。すなわち、
両方の交流磁場の重畳により、試料８上を走査する電子
線３の変動は相殺され、正規の直線状の走査線が得られ
る。
【００１２】次に、以上の像障害低減の交流磁場を発生
させる電源について、図２を用いて説明する。まず、こ
の電源では、像障害の要因となる外部擾乱の特徴、すな
わち、変動周波数、大きさ、方向などを予め検出する必
要がある。このため、本発明では、まず、像障害センサ
によって検出された像面に生じる像障害の信号１１がベ
ースになる。外部擾乱が交流磁場の場合には、装置外部
に設けられた交流磁場検出器や走査形電子顕微鏡の内部
（電子線の通路）に設けられた交流磁場検出器で擾乱の
量を検出してもよいし、あるいは、走査形電子顕微鏡で
微細で規則的な構造を有する標準試料を観察して、その
像の乱れから外部擾乱の影響の大きさや方向、周波数な
どを検出してもよい。そして、こうして得られた像障害
の補正信号を図２に示すように、イメージシフトコイル
７のＸ軸、Ｙ軸に、それぞれ別々に、上記補正信号の入
力増幅回路１２、位相可変回路１３、反転増幅回路１
４、イメージシフトのための偏向電源と相互に影響なく
重畳させるための緩衝増幅回路１５（エミッタホロア回
路）を経て、接続する。そして、Ｘ軸、Ｙ軸のコイルに
流れる補正電流の強度を独立に調節することによって、
それらのコイルによって生じるＸ、Ｙ方向の磁場のベク
トル和によって、補正用磁場の方向と強さとが調整さ
れ、かつ、外部擾乱の要因である交流磁場に対して位相
を完全に反転させると、像面における像のボケや歪みが
取除かれる。したがって、写真撮影時に比べて交流磁場
の影響を受け易い像観察時（非電源同期）でも、像障害
を大きく低減することができる。
させる電源について、図２を用いて説明する。まず、こ
の電源では、像障害の要因となる外部擾乱の特徴、すな
わち、変動周波数、大きさ、方向などを予め検出する必
要がある。このため、本発明では、まず、像障害センサ
によって検出された像面に生じる像障害の信号１１がベ
ースになる。外部擾乱が交流磁場の場合には、装置外部
に設けられた交流磁場検出器や走査形電子顕微鏡の内部
（電子線の通路）に設けられた交流磁場検出器で擾乱の
量を検出してもよいし、あるいは、走査形電子顕微鏡で
微細で規則的な構造を有する標準試料を観察して、その
像の乱れから外部擾乱の影響の大きさや方向、周波数な
どを検出してもよい。そして、こうして得られた像障害
の補正信号を図２に示すように、イメージシフトコイル
７のＸ軸、Ｙ軸に、それぞれ別々に、上記補正信号の入
力増幅回路１２、位相可変回路１３、反転増幅回路１
４、イメージシフトのための偏向電源と相互に影響なく
重畳させるための緩衝増幅回路１５（エミッタホロア回
路）を経て、接続する。そして、Ｘ軸、Ｙ軸のコイルに
流れる補正電流の強度を独立に調節することによって、
それらのコイルによって生じるＸ、Ｙ方向の磁場のベク
トル和によって、補正用磁場の方向と強さとが調整さ
れ、かつ、外部擾乱の要因である交流磁場に対して位相
を完全に反転させると、像面における像のボケや歪みが
取除かれる。したがって、写真撮影時に比べて交流磁場
の影響を受け易い像観察時（非電源同期）でも、像障害
を大きく低減することができる。
【００１３】以上に述べた本実施の形態では、像障害低
減の交流磁場をイメージシフトコイル７で発生させた
が、これは、通常の走査線を形成する電子線の偏向コイ
ル６に導入しても、その効果は同じである。また、外部
擾乱として交流磁場について説明したが、外部擾乱が機
械的な振動であっても、その振動周期が一定している場
合には、予め像に対する振動の影響を像障害センサによ
って検出することによって、同様に像障害の低減を行な
うことができる。
減の交流磁場をイメージシフトコイル７で発生させた
が、これは、通常の走査線を形成する電子線の偏向コイ
ル６に導入しても、その効果は同じである。また、外部
擾乱として交流磁場について説明したが、外部擾乱が機
械的な振動であっても、その振動周期が一定している場
合には、予め像に対する振動の影響を像障害センサによ
って検出することによって、同様に像障害の低減を行な
うことができる。
【００１４】
【００１５】
【発明の効果】以上説明したように、本発明に係る走査
形電子顕微鏡の像障害低減ユニットにおいては、電子線
の偏向器に交流電流を重畳して、生じる交流磁場によっ
て外部擾乱による電子線の周期的な変動を相殺すること
により、走査形電子顕微鏡の据付け場所に特別の工事や
装置を設けることなく、像障害を安価に、かつ、容易に
低減することができる。
形電子顕微鏡の像障害低減ユニットにおいては、電子線
の偏向器に交流電流を重畳して、生じる交流磁場によっ
て外部擾乱による電子線の周期的な変動を相殺すること
により、走査形電子顕微鏡の据付け場所に特別の工事や
装置を設けることなく、像障害を安価に、かつ、容易に
低減することができる。
【図１】本発明に係る像障害低減ユニットを設けた走査
形電子顕微鏡の概略構成図である。
形電子顕微鏡の概略構成図である。
【図２】本発明に係る像障害低減の補正磁場発生電源の
ブロック図である。
ブロック図である。
１…電子源 ２…アノード ３…電子線 ４…収束レンズ ５…対物レンズ ６…偏向コイル ７…イメージシフトコイル ８…試料 ９…信号検出器 １０…試料移動台 １１…像障害センサ信号 １２…補正信号入力増
幅回路 １３…位相可変回路 １４…反転増幅回路 １５…緩衝増幅回路
幅回路 １３…位相可変回路 １４…反転増幅回路 １５…緩衝増幅回路
Claims (2)
- 【請求項１】電子銃から放射された電子線を電子レンズ
によって収束し、かつ、偏向器により試料表面上を走査
し、該試料表面から二次的に発生する電子を検出して、
上記試料表面の像を形成する走査形電子顕微鏡におい
て、上記電子線の偏向器に、電流波形の周波数、振幅、
位相を任意に可変できる交流電源を接続して上記偏向器
に交流磁場を形成し、該交流磁場によって外部擾乱によ
る電子線の走査の乱れを補正することを特徴とする走査
形電子顕微鏡。 - 【請求項２】上記交流電源を接続する電子線の偏向器と
して、上記走査形電子顕微鏡のイメージシフトコイルを
用いたことを特徴とする請求項１に記載の走査形電子顕
微鏡。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8251178A JPH1097836A (ja) | 1996-09-24 | 1996-09-24 | 走査形電子顕微鏡 |
| US08/840,170 US5874735A (en) | 1996-09-24 | 1997-04-14 | Scanning electron microscope |
| DE19738347A DE19738347A1 (de) | 1996-09-24 | 1997-09-02 | Rasterelektronenmikroskop |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8251178A JPH1097836A (ja) | 1996-09-24 | 1996-09-24 | 走査形電子顕微鏡 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1097836A true JPH1097836A (ja) | 1998-04-14 |
Family
ID=17218850
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8251178A Pending JPH1097836A (ja) | 1996-09-24 | 1996-09-24 | 走査形電子顕微鏡 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5874735A (ja) |
| JP (1) | JPH1097836A (ja) |
| DE (1) | DE19738347A1 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010015731A (ja) * | 2008-07-02 | 2010-01-21 | Hitachi High-Technologies Corp | 走査型電子顕微鏡、および走査型電子顕微鏡における画像の改良方法 |
| WO2010041392A1 (ja) * | 2008-10-06 | 2010-04-15 | 株式会社 日立ハイテクノロジーズ | 走査荷電粒子顕微鏡 |
| US9793091B1 (en) | 2016-06-28 | 2017-10-17 | Ngr Inc. | Image generation apparatus |
Families Citing this family (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH10208679A (ja) * | 1997-01-27 | 1998-08-07 | Hitachi Ltd | 荷電粒子線装置 |
| US6787772B2 (en) * | 2000-01-25 | 2004-09-07 | Hitachi, Ltd. | Scanning electron microscope |
| JP4097884B2 (ja) * | 2000-07-27 | 2008-06-11 | エスアイアイ・ナノテクノロジー株式会社 | 走査型荷電粒子ビーム顕微鏡 |
| US7888640B2 (en) * | 2007-06-18 | 2011-02-15 | Hitachi High-Technologies Corporation | Scanning electron microscope and method of imaging an object by using the scanning electron microscope |
| JP7313657B2 (ja) * | 2019-02-27 | 2023-07-25 | 株式会社バイオエコーネット | 耳式体温計 |
| CN112881447B (zh) * | 2021-01-12 | 2023-04-11 | 北京工业大学 | 一种扫描电子显微镜真空腔室内电磁干扰消除系统及方法 |
| KR20240055696A (ko) * | 2021-04-16 | 2024-04-29 | 인터그레이티드 다이나믹 일렉트론 솔루션즈, 인크. | 전자 현미경 기술을 위한 임의의 전자 선량 파형 |
| US11848173B1 (en) | 2023-01-31 | 2023-12-19 | Integrated Dynamic Electron Solutions, Inc. | Methods and systems for event modulated electron microscopy |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS532755B2 (ja) * | 1973-08-22 | 1978-01-31 | ||
| GB1560722A (en) * | 1975-04-23 | 1980-02-06 | Jeol Ltd | Scanning electron microscope |
| GB8622976D0 (en) * | 1986-09-24 | 1986-10-29 | Trialsite Ltd | Scanning electron microscopes |
| US4948971A (en) * | 1988-11-14 | 1990-08-14 | Amray Inc. | Vibration cancellation system for scanning electron microscopes |
-
1996
- 1996-09-24 JP JP8251178A patent/JPH1097836A/ja active Pending
-
1997
- 1997-04-14 US US08/840,170 patent/US5874735A/en not_active Expired - Lifetime
- 1997-09-02 DE DE19738347A patent/DE19738347A1/de not_active Withdrawn
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US5874735A (en) | 1999-02-23 |
| DE19738347A1 (de) | 1998-03-26 |
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