JPS5914222B2 - 走査電子顕微鏡等用倍率制御装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は走査電子顕微鏡等における倍率制御装置に関す
る。

走査電子顕微鏡、Ｘ線マイクロアナライザ等の走査電子
線装置において、細く集束した電子線を試料面上に走査
し、該走査と同期したブラウン管の輝度変調信号として
試料から得られる検出信号を用いることにより、ブラウ
ン管画面に試料走査像を表示している。

通常、ブラウン管画面の大きさは常に一定であるから走
査像の倍率を変えるためには試料を照射する電子線の走
査範囲を調整することが必要で、倍率制御手段としては
電子線偏向手段に供給される走査信号に対する可変増幅
回路が用いられる。

ところで、走査電子顕微鏡における試料観察条件は種々
変化するため、例えば電子線の加速電圧や試料位置が変
化すると電子線偏向手段に供給する走査信号強度が一定
であっても異なった倍率の像が得られる。

従って前述した倍率制御回路から得られる倍率値の表示
は一定条件で観察した場合にのみ正しい値となり、観察
条件を変えた場合には表示される倍率値を補正すること
が必要となるので、最近はこの補正を自動的に行なうた
めの装置も実用化されている。

しかしながら、このような装置においては、試料の光軸
方向の位置を変化させた際に、倍率値を正しく表示でき
ても、倍率値は変化してしまうため、そのままでは変化
前と同一倍率条件で試料を観察することはできず、従っ
て、この変化の前後における像の差異を直ちに把握しに
くい。

又、倍率値に端数がでるため、そのままでは試料像の各
部分の大きさを直観的に把握しにくいばかりでなく、写
真撮影の際に必要なように、端数の無い倍率で試料像を
表示しようとする場合には、倍率表示値を監視しながら
、倍率の再設定を行なわなければならず、操作が面倒で
あった。

本発明は、このような従来の欠点を解決し、試料の光軸
方向の位置を変化させても、観察倍率を不変にし得る走
査電子顕微鏡等用倍率制御装置を提供することを目的と
しており、高電圧により加速された電子線を発生する電
子線発生手段と、該電子線発生手段からの電子線を試料
面上に集束させる集束レンズ系と、前記電子線を偏向す
るための偏向手段と、走査信号発生回路から該偏向手段
に供給される走査信号強度を変化させるだめの倍率制御
回路から構成される装置において、前記偏向手段の偏向
支点から前記試料までの距離に対応する信号を検出する
検出手段と、該検出手段の出力に基づいて前記偏向手段
に供給される走査信号強度を前記距離の変化による倍率
の変化を打ち消すように補正するだめの手段とを設けた
ことを特徴としている。

図面は、走査電子顕微鏡に本発明を実施した場合の装置
構成を示す一例である。

図中、電子銃１において発生し、加速された電子線２は
第１の集束レンズ３、第２集束レンズ（最終段）集束レ
ンズ４により試料５０表面を細く集束した状態で照射す
る。

このときの電子線の試料照射位置は２段の（Ｘ方向）偏
向コイル６Ｘ。

７Ｘと（Ｙ方向）偏向コイル（図示せず）によって定ま
り、上記偏向コイルには二つの可変増幅回路８，９を経
て走査信号発生回路１０からの信号が供給されているの
で、試料面上の一定領域が電子線によって二次元的に走
査されることになる。

又走査信号発生回路１０の出力の一部は駆動回路１１を
経てブラウン管１２の偏向コイル１３Ｘ。

１３Ｙにも供給されているので、ブラウン管画面を走査
する電子線と試料面上を走査する電子線とは同期関係に
ある。

従ってブラウン管の輝度変調入力信号として試料からの
検出信号を用いることにより、ブラウン管画面上に試料
走査像が表示されることになる。

この試料走査像の倍率を変えるためには、倍率可変操作
手段１４の出力によって偏向コイル６Ｘ、６Ｙ等へ供給
される走査信号の振幅強度を可変する可変増幅回路８が
制御され、その増幅度に応じた倍率値が倍率値表示手段
１５に表示される。

又１６は電子銃１の電源で、その加速電圧に応じた信号
は倍率補正回路部１７を構成する補正演算回路１８とワ
ーキングディスタンス演算回路１９に印加されている。

２０．２１は夫々第１集束レンズ３と第２集束レンズ４
の励磁電源を示し、電子線２に対するフォーカシング操
作は励磁電源２１の制御回路２２を操作することによっ
て行われ、該制御回路２２の出力の一部はワーキングデ
ィスタンス演算回路１９に印加される。

ところで二段の偏向コイル６Ｘ、７Ｘの夫々に供給され
る走査信号強度の比は常に一定しており、従って電子線
２は通常最終段集束レンズ４のレンズ中心と略一致する
点Ｐを偏向支点として試料表面を偏向走査する。

ここで試料５の位置を破線で示す５′の位置へ移動させ
偏向支点Ｐと試料面位置の距離（ワーキングディスタン
ス）をｔ、からｔ２へ変化させると偏向コイルへ供給さ
れる走査信号強度が同じであっても電子線２が試料表面
を走査する範囲が変化（拡大）するので、ブラウン管画
面に表示される走査像の倍率が変化（低下）する。

又、試料位置を一定に保っていても電子線２の加速電圧
を変化させた場合には偏向コイルによる電子線２の偏向
角が変化するためブラウン管画面上の走査像の倍率は変
化することになる。

そのため、本実施例装置においては、ワーキングディス
タンスと加速電圧の値に対応する信号が印加される補正
演算回路１８が設けられており、その入力信号が変化し
た場合にはその変化に基づく倍率変化を打ち消すような
制御信号を発生して可変増幅器９を制御する。

補正演算回路１９に入力されるワーキングディスタンス
に対応する信号としては第１図の装置には示されていな
いが、試料５を保持する試料移動装置の機械的上下動操
作によって発生する電気信号をそのまま用いることが可
能であるが、第１図の装置においては、励磁電源２１の
出力電流を制御するための励磁制御回路２２の出力信号
と電子銃電源１６の加速電圧信号からワーキングディス
タンス演算回路１９において計算により求めている。

即ち、一定の加速電圧の電子線に対して正しいフォーカ
ス状態の走査像が得られるときの試料位置と励磁制御回
路２２の出力信号値との間には一定の関係が保たれるの
で、この関係を予じめワー・キングディスタンス演算回
路１９に記憶させておけば、通常行われるフォーカシン
グ操作によって常に正確なワーキングディスタンスに対
応する信号を得ることが可能となる。

以上のように、本願発明装置においては、倍率を変える
操作は倍率可変操作手段１４の操作のみによって行われ
、従来装置の如く、試料位置を変えたときにも倍率が変
化してしまうという現象が避けられるので、直ちに位置
変化の前後における像の差異を容易に把握でき、且つ試
料像中の各部分の大きさを直観的に把握できるばかりで
なく、写真撮影等の際に端数の無い倍率に戻すための面
倒な倍率の再設定を省くことができる。

尚、本発明は前述した実施例装置に限定されるものでな
く、例えば電子線の加速電圧が常に一定値で使用される
電子線装置の場合には加速電圧の変化に対する倍率補正
のだめの手段を設ける必要がないことはいうまでもない
。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の一実施料装置を示す略図である。 １：電子銃、４：最終段集束レンズ、５：試料、６Ｘ、
７Ｘ、１３Ｘ、１３Ｙ：偏向コイル、８゜９二可変増幅
器、１０：走査信号発生回路、１１：駆動回路、１２ニ
ブラウン管、１４：倍率制御操作手段、１５：倍率表示
手段、１６：電子銃電源、１７：倍率補正回路部、１８
：補正演算回路、１９：ワーキングディスタンス演算回
路、２０：２１：励磁電源、２２：励磁制御回路。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 高電圧により加速された電子線を発生する電子線発
   生手段と、該電子線発生手段からの電子線を試料面上に
   集束させる集束レンズ系と、前記電子線を偏向するだめ
   の偏向手段と、走査信号発生回路から該偏向手段に供給
   される走査信号強度を変化させるための倍率制御回路か
   ら構成される装置において、前記偏向手段の偏向支点か
   ら前記試料までの距離に対応する信号を検出する検出手
   段と、該検出手段の出力に基づいて前記偏向手段に供給
   される走査信号強度を前記距離の変化による倍率の変化
   を打ち消すように補正するための手段とを設けたことを
   特徴とする走査電子顕微鏡等用倍率制御装置。