JPS5834897B2 - 走査電子顕微鏡 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は観察像のコントラストを最適に制御し得る透過
電子顕微鏡に走査像観察装置を附加した装置及び走査電
子顕微鏡に関するものである。

一般の走査電子顕微鏡においては走査像観察条件（倍率
や走査速度等）や試料の状態等を考慮して、必要とされ
る最大のビーム電流が求められ、このビーム電流を保っ
たまま試料からの信号強度の変化の制御、即ち、コント
ラストの制御は、光電子増倍管への供給電圧を可変した
り或いは、該光電子増倍管の後段の増巾器の利得を可変
することにより行っている。

このことは、普通の場合、つまり観察条件や試料条件が
良好な場合には必要以上の電子ビーム量が試料に投射さ
れていることを意味し、これにより試料がダメージを受
けたり汚染されることは避けられない。

更に、電子源は必要以上の量の電子を常に発生しなけれ
ばならないため、フィラメントは常に高温加熱状態にお
かれ、従って該フィラメントの寿命は著じるしく短かく
なり、フィラメント交換を頻繁に行わねばならない。

本発明は上記の欠点を解決するもので、最適コントラス
トを得るのに電子ビーム量を自動的に制御することに特
徴を有している。

第１図は本発明の一実症例を示すブロック線図で１はビ
ーム電流可変の電子銃を示し、フィラメント２．ウェー
ネルト電極３及び陽極４から或っている。

前記フィラメント２及びウェーネルト電極３は電源５に
接続されており、フィラメント電流及びバイアス電圧が
制御され、それによってビーム電流が調整される。

前記電子銃から発生した電子線は集束レンズ６及び７に
より試料８上に微小スポットを結んで投射される。

レンズ６と７との間には二段の偏向コイル９ａ、９ｂが
置かれており、増巾器１０を介して走査電源１１からＸ
。

Ｙ走査信号が送られる。

その結果、電子線は試料８上の一定領域を二次元的に走
査することになる。

１２は電子線検出器で試料上の電子線照射点より散乱し
た反射電子や二次電子を検出する。

該検出器の出力信号は増巾器１３により増巾された後、
陰極線管１４の輝度変調グリッドに供給される。

該陰極線管の偏向コイル１５には増巾器１６を介して走
査電源１１より走査信号が供給されており、従って、該
陰極線管１４上には試料の走査画像が表示されることに
なる。

１７はコントラスト検出回路で上限サンプルホールド回
路１８と下限サンプルホールド回路１９と両信号の差を
求める減算回路２０と基準電源２１の電圧と前記減算回
路出力との比較を行う回路２２とから構成されている。

而して、前記サンプルホールド回路１８には複数ラスタ
ー又は−画面或いは複数画面中の映像信号における最大
値がサンプリングされ、ホールドされる。

又回路１９には同じ映像中の最小値がサンプリングされ
ホールドされる。

両ホールドされた信号は減算回路２０において、その差
が求められる。

この差信号は走査像のコントラストに対応するもので、
その大小がコントラストの適否を決定する。

而して、比較回路２２において該差信号と、予じめ設定
された最適コントラストに対応する基準電圧信号とが比
較され、その誤差信号は電子銃電源５に送られる。

その結果、該電源は前記比較回路の出力が零になるよう
な量の電子ビームを発生すべく、ウェーネルト電極３の
バイアス電圧及びフィラメント２の加熱電流を制御する
。

即ち、前記比較回路から正の誤差が生じたときは、コン
トラストが強すぎるわけであるから、ビーム電流を感じ
るようにバイアス電圧及びフィラメント電流が調整され
。

又負の出力が生じたときはコントラストを上げるべくビ
ーム電流を増加するバイアス電圧及びフィラメント電流
が与えられることになる。

第２図は、フ・ｒラメント加熱霜流■５とウェーネルト
電極のバイアス電圧■との変化に対するビーム電流■。

の変化を示すもので、通常フィラメント電流■ｈはビー
ム電流■Ｅの飽和点付近で使用される。

そして従来装置では、最高のビーム電流（■Ｅ１）が定
まると、バイアス電圧はｖｌ、フィラメント電流はＩ
ｈ１／））如何なる場合も与えられているのである。

これに対し本発明ではコントラスト検出回路１７からの
出力によって最適のビーム電流（例えば■。

２や■Ｅ３）が選ばれ、それによってウェーネルト電極
３には■２．■３のバイアス電圧が与えられ、又フィラ
メント２には■５□。

Ｉｈ３の電流が供給されることになる。

それ故、フィラメントが常時最高温度に加熱されている
ことがないため、フィラメントの寿命を著しるしく延ば
すことができる。

以上詳述した如く５本発明では観察条件や試料状態に応
じた最適なコントラストをもつようにビーム電流を制御
しているため。

過大ビーム電流によって試料にダメージを与えることが
少くなり、又有機物付着による試料汚染も減少する。

更にフィラメント電流は従来の電流より通常は低い値で
使用されるため、フィラメントの消耗を少くでき、長寿
命化を達威し得る。

尚、上述のコントラスト制御は必要なときのみ行っても
或いは常時行うようにヒても良い。

後者の場合、各サンプルホールド回路１８．１９の後段
に、ホールド回路を接続せしめ、ある一定期間中に回路
１８．１９によってサンプルホールドされた信号を次の
一定期間に追加のホールド回路に移し変え、この信号に
基づきコントラスト制御を行うようにすると良い。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示すブロック図、第２図は
動作説明図である。 １：電子銃、２：フィラメント、３；ウェーネルト電極
、４：陽極、５：電子銃電源、６及び７：集束レンズ、
８：試料、９ａ及び９ｂ：偏向コイル、１１：走査電源
、１２：検出器、１４：陰極線管、１８及び１９：サン
プルホールド回路。 ２０：減算回路、２１：基準電源、２２：比較回路。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 細く集束された電子線を試料上に投射し、且つ該試
   料上の一定領域を二次元的に走査する如くなし、該試料
   の電子線照射点より散乱する電子を検出し、その検出信
   号を前記電子線の走査と同期した陰極線管に輝度変調信
   号として導入する装置において、前記試料へ投射する電
   子線の強度を可変する手段と前記検出器の出力信号から
   画像のコントラストに対応する信号を求める手段とを備
   え、該コントラストに対応する信号を求める手段によっ
   て前記電子線の強度可変手段を制御する如く構成した走
   査電子顕微鏡。