JPS62198043A - 立体観察装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔概要〕 この発明は、粒子線プローブを用いて試料を走査し、こ
の際に発生した信号によって当該試料の立体像を観察す
るよう構成した立体観察装置において、粒子線プローブ
を用いて試料を照射する角度を任意の所定の角度に偏向
するロッキング偏向器を設け、このロッキング偏向器に
よって偏向された粒子線プローブが試料を照射する２つ
の入射角度に夫々対応づけて残光性を持たせた表示装置
に夫々の画像を表示させ、立体鏡を用いてこの表示させ
た２つの画像を立体観察し得るようにしている。

〔産業上の利用分野〕

本発明は、粒子線プローブを用いて照射した試料をリア
ルタイムで立体観察する立体観察装置に関するものであ
る。

〔従来の技術〕

従来、電子線プローブを用いて試料を走査し、この際に
発生した２次電子を検出してディスプレイ上に試料の拡
大像を表示する走査型の電子顕微鏡がある。この電子顕
微鏡は試料を照射する電子線プローブの開角が小さいた
めに焦点深度が極めて深く、この特徴を生かすと共に、
試料を照射する電子線プローブの角度を２つの異なる角
度例えば±４°に偏向し、この２つの異なる角度で得ら
れた画像をカラーテレビ受像機上に赤色および緑色を用
いて表示させ、当該赤色および緑色の画像を夫々の色に
対応した透明メガネを通して人が観察することにより、
立体観察をリアルタイムに行う立体観察装置がある。

〔発明が解決しようとする問題点〕

従来の既述した立体観察装置は、異なる２つの角度から
試料を照射して生成した画像を、カラー受像機上に赤色
および緑色の画像の態様で表示してリアルタイムに立体
観察するようにしていたため、試料を走査する速度をテ
レビの水平走査速度（６３，５μｓ）というような高速
走査を行う必要があり、試料から十分な信号量を得るこ
とが困難なため、画質が悪く、像がちらつき良好な５Ｚ
Ｎｌｉ像の立体像を観察し得ないという問題点があった
。

また、カラー受像機上で赤色および緑色の態様で表示し
ていたため、解像度が所定の規格例えばＮＴＳＣ方式に
よれば水平走査線数が５２５本の如く制限を受け、高画
質例えば走査線数が１０００本などのような高画質の立
体像を生成し得ないという問題点があった。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明は、前記問題点を解決するために、粒子線プロー
ブを用いて試料を照射する角度を任意の所定の角度に偏
向するロッキング偏向器を設け、このロッキング偏向器
によって偏向された粒子線プローブが試料を照射する２
つの入射角度に夫々対応づけて残光性を持たせた表示装
置に夫々の画像を表示させ、立体鏡を用いてこの表示さ
せた２つの画像を立体観察し得るようにしている。

次ぎに、第１図に示す本発明の１実施例構成を用いて問
題点を解決するための手段を説明する。

第１図において、電子線プローブ照射系（粒子線プロー
ブ照射系）ｌは、細く絞った電子線（粒子線）を試料６
に照射するものであって、電子線（粒子ＭＡ’）　２を
生成する電子源（粒子源、図示せず）、この電子源から
放射された電子ｖＡ２を試料６上に収束する対物レンズ
（ＯＬ）３などから構成されている。

偏向コイル（偏向器）４は、試料６上に収束された電子
線プローブ（粒子線プローブ）の位置を走査するもので
ある。

ロッキングコイル（ロッキング偏向器）５−１．５−２
は、試料６に対して収束させる電子線プローブの入射角
度を例えば２つの異なる角度、図示ＸおよびＹを用いて
示すように偏向するものである。

走査信号発生部７は、偏向コイル４および表示装置１２
−１．１２−２を駆動する偏向電流（偏向電圧）を生成
するものである。

立体信号制御部８は、ロッキングコイル５−１．５−２
を駆動する信号およびこの駆動信号に同期した態様で試
料６から発生した２次電子などを検出して増幅した２次
電子信号を表示装置１２−１．１２−２に供給するもの
である。

検出器１０−１は、電子線プローブを用いて試料６を照
射した際に発生する２次電子などを収集して検出するも
のである。

表示装置１２−１．１２−２は、電子線プローブを用い
て試料６上を走査した際に発生した信号例えば２次電子
信号を用いて輝度変調した！様の画像を表示するもので
ある。

立体鏡１３は、２つの表示装置１２−１．１２−２上に
表示された画像を立体観察するためのものである。

〔作用〕

第１図を用いて説明した構成を採用し、立体信号制御部
８からのロッキング信号に基づいてロッキングコイル５
−１およびロッキングコイル５−２が試料６を照射する
電子線プローブの入射方向を例えば図示Ｘとなるように
偏向する。この偏向した状態のもので偏向コイル４は走
査信号発生部７から供給された偏向信号に基づいて細く
絞った態様の電子線プローブを用いて試料６上を走査す
る。この走査に同期して試料６から発生した２次電子を
収集・増幅して表示装置１２−１上に画像を表示させる
。同様にして、試料６を照射する電子線プローブの入射
方向を図示Ｙとなるように偏向し、試料６から発生した
２次電子を収集・増幅して表示装置１２−２上に画像を
表示する。これら表示装置１２−１．１２−２上に表示
された２つの画像を立体鏡１３を通して観察することに
より、試料６をリアルタイムに立体観察することができ
る。

以上のようにして、ロッキングコイル５−１．５−２を
用いて電子線プローブが試料６を照射する角度を所定の
２つの角度にいわば固定した状態のもとで、試料６を照
射する位置を夫々順次面走査し、この時に生じた映像信
号を用いて残光性を持つ表示装置１２−１．１２−２上
に画像を表示させ、この表示させた２つの画像を立体鏡
１３を用いて観察することにより、良質な立体画像をリ
アルタイムで観察することが可能となる。

〔実施例〕

次に、第１図および第２図を用いて本発明の実施例構成
および動作を詳細に説明する。

第１図において、電子線プローブ照射系１は電子源（図
示せず）によって生成された電子線を、ＯＬ（対物レン
ズ）３を用いて試料６上に微小な電子線プローブとして
収束するものである。

偏向コイル（ＨＯＲ，ＶＥＲ）４は、この試料６上に収
束された電子線プローブの位置を走査例えば水平方向（
）（ＯＲ）および垂直方向（ＶＥＲ）方向に走査するも
のである。

ロッキングコイル５−１．５−２は、試料６を照射する
電子線プローブの入射方向を、図示ＸおよびＹのように
偏向するものである。これにより、図示ＸおよびＹから
観察した態様の２つの画像をリアルタイムに生成するこ
とが可能となる。

走査信号発生部７は、試料６および表示装置１２−１．
１２−２を走査する走査信号を偏向コイル４および偏向
増幅部１１−１．１１−２に供給すると共に、各種同期
信号（ＨＯＲ，ＶＥＲ）を立体信号制御部８に供給する
ものである。

立体信号制御部８は、供給された同期信号（ＨＯＲｌＶ
ＥＲ）に同期した態様でロッキングコイル５−１．５−
２にロッキング信号を供給すると共に、この時に試料６
から検出した２次電子信号を当該ロッキング信号に同期
した態様で表示装置１２−１．１２−２に供給するもの
である。この供給するロッキング信号の大きさは、図中
のａおよびｂ点に供給する図示電池（基準電源）から供
給する電圧を制御することにより、任意に調整すること
ができる。これにより、ロッキングコイル５−１．５−
２によって偏向されるロッキング角度を任意に調整する
ことが可能となる。

検出器１０−１および増幅器１０−２は、電子線プロー
ブが試料６を照射した際に発生する２次電子などを収集
・増幅するものである。

偏向増幅部１１−１．１１−２は、走査信号発生部７か
ら供給された走査信号（ＶＥＲ，ＨＯＲ）を増幅して表
示装置１２−１．１２−２を夫々駆動するものである。

表示装置１２−１．１２−２は、立体信号制御部８から
供給された信号に基づいて、残光性を持たせた態様で画
像を表示するものである。

立体鏡１３は、表示装置１２−１．１２−２上に表示さ
れた２つの画像を立体像に合成して観察するためのもの
である。

次ぎに、第２図を用いて第１図図示構成の動作を詳細に
説明する。

第２図（イ）は偏向コイル４によって試料６面を走査さ
れる電子線プローブの走査位置を示し、第２図（ロ）お
よび（ハ）は表示装置１２−１．１２−２上に表示され
る走査線の表示例を示す。

第２図（イ）に示すように、電子線プローブ照射系１に
よって試料６の表面に収束された電子線プローブの位置
を、偏向コイル４を用いて第１回目走査、第２回目走査
、第３回目走査・・・の如く順次面走査する。この面走
査は、走査信号発生部７によって生成された信号によっ
て行われるものであって、水平方向（ＨＯＲ＞および垂
直方向（Ｖ　Ｅ　Ｒ）に対して、例えば夫々のこぎり波
電流が当該偏向コイル４に流れるように所定の偏向電流
あるいは偏向電圧を供給することによって行われる。ま
た、必要に応じてデジタル的に生成した階段上の走査信
号を供給してもよい、こののこぎり波電流の水平方向の
走査速度は、試料６から得られる像質を良好するために
は遅くする必要があり、本実施例では例えば走査線の数
を１０００本、１フレームの走査時間を１０秒とし、１
水平走査時間をＩｏｍｓとしている。これは、従来のカ
ラー受像機に表示した場合の６３．５μｓに比し、極め
て長くなり、良質の画像をリアルタイムに得ることが可
能となる。

第２図（ロ）および（ハ）において、図中の数字１ない
し４を用いて示した実線は第１回目の面走査（ＣＲＴＡ
に対して奇数次の面走査）に対応するものであって、第
２図（イ）に示す第１回目走査、第２回目走査・・・な
どに対応するものを示す、この数字から判明するように
、本実施例では、表示装置（ＣＲＴＡ）１２−１および
表示装置（ＣＲＴＢ）１２−２上に１本毎に交互に飛び
越し走査のａｍで画像表示を行っている。この飛び越し
走査は、第１に、既述したように走査信号発生部７から
供給された偏向電流に基づいて偏向コイル４が、第２図
（イ）に示すように電子線プローブを用いて試料６の表
面を順次面走査する。

第２に、この面走査を行うための同期信号（ＨＯＲｌＶ
ＥＲ）の通知を受けた立体信号制御部８が、第２図（ロ
）に示すように第１回目走査、第３回目走査・・・に対
応する場合、ロッキングコイル５−１．５−２に所定の
ロッキング電流（矩形波電流）を供給して例えば第１図
図中Ｘを用いて示す方向から電子線プローブが当該走査
中の間、試料６を照射するように偏向する。同様に、第
２図（ハ）に示すように第２回目走査、第４回目走査・
・・に対応する場合、ロッキングコイル５−１．５−２
に所定のロッキング電流（矩形波電流）を供給して例え
ば第１図図中Ｙを用いて示す方向から電子線プローブが
当該走査中の間、試料６を照射するように偏向する。

第３に、第２のス芋ノブで第１図図中ＸあるいはＹの方
向から電子線プローブを用いて試料６を照射させた態様
に同期して、立体信号制御部８が検出器１０−１、増幅
器１Ｏ−２によって検出・増幅された映像信号を図示Ｃ
あるいはｄのいずれかに切り換え、この切り換えた映像
信号を表示装置（ＣＲＴＡ）１２−１あるいは表示装置
（ＣＲＴＢ）１２−２に供給する。これにより、第２図
（ロ）および（ハ）図中の実線を用いて示した位置に、
所定の画像が夫々表示される。

第４に、第２および第３のステップのようにして、第２
図（ロ）および（ハ）図中点線を用いて示した位置に、
所定の画像が夫々表示されるように飛び越し走査を行う
。

以上説明したように、電子線プローブによって試料６が
順次面走査されるように偏向コイル４に供給する偏向電
流を制御すると共に、この面走査に同期した態様でロッ
キングコイル５−１．５−２に対して所定のロッキング
電流を供給して生成した映像信号を、残光性螢光塗料例
えば螢光塗料（Ｂ−４０など）を塗布した陰極線管（Ｃ
ＲＴ）からなる表示装置１２−１．１２−２上に表示さ
せることにより、良好な画質の立体像を観察することが
可能となる。

尚、本実施例では、電子線プローブを用いて試料６を照
射して立体観察する場合について説明したが、これに限
られることなく、他の粒子線例えばイオンを用いても、
同様に立体観察し得るものである。この場合には、イオ
ンの性質上、第１図図中電子線プローブ照射系１がイオ
ンプローブ照射系に、電子線２がイオン流に、対物レン
ズ（ＯＬ）３が静電対物レンズに、偏向コイル４が静電
偏向器に、ロッキングコイル５−１．５−２がロッキン
グ偏向器になる。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明によれば、粒子線プローブ
を用いて試料を照射する角度を任意の所定の角度に偏向
するロッキング偏向器を設け、このロッキング偏向器に
よって偏向された粒子線プローブが試料を照射する２つ
の入射角度に夫々対応づけて残光性を持たせた表示装置
に夫々の画像を表示させ、立体鏡を用いてこの表示させ
た２つの画像を立体観察し得る構成を採用しているため
、画質の優れた立体像をリアルタイムに観察することが
できる。特に、走査速度を任意に選択することが可能で
あるため、低速に走査して高Ｓ／Ｎ比かつ高分解能の立
体像をリアルタイムに観察することができる。更に、飛
び越し走査を行うと共に表示装置に残光性を持たせであ
るため、チラッキの少ない立体像を観察することができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の１実施例構成図、第２図は表示例を示
す。 図中、１は電子線プローブ照射系、２は電子線、３は対
物レンズ（ＯＬ）、４は偏向コイル、５−１．５−２は
ロッキングコイル、６は試料、７は走査信号発生部、８
は立体信号制御部、１２−１．１２−２は表示装置、１
３は立体鏡を表す。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 粒子線プローブを用いて試料を走査し、この際に発生し
   た信号によって当該試料の立体像を観察するよう構成し
   た立体観察装置において、 粒子線プローブを生成して試料を照射する粒子線プロー
   ブ照射系と、 この粒子線プローブ照射系によって生成され、試料面を
   照射している粒子線プローブの位置を走査する偏向器と
   、 この偏向器によって走査される粒子線プローブの試料に
   対する入射角度を、任意の所定の角度に偏向するロッキ
   ング偏向器と、 粒子線プローブを用いて試料を照射することによって発
   生した信号を検出する検出器と、 この検出器によって検出された信号を、残光性を持たせ
   た態様で表示する表示装置とを備え、前記ロッキング偏
   向器を用いて粒子線プローブが試料を照射する入射角度
   を任意の２つの角度に偏向すると共に、当該２つの角度
   に対応して２つの前記表示装置上に夫々の画像を表示さ
   せ、立体鏡を用いてこの表示させた画像を立体観察し得
   るよう構成したことを特徴とする立体観察装置。