KR830002855B1 - 주사 전자 현미경의 거리 측정장치 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

주사 전자 현미경의 거리 측정장치

제 1 도, 제 3 도 및 제 4 도는 본 발명의 한 실시예의 구성을 도시한 도면.

제 2 도는 그 동작을 설명하기 위해 화면 표시 상태를 도시한 도면.

본 발명은 주사 전자 현미경의 거리 측정 장치에 관한 것이다.

근래에 주사 전자 현미경에 있어서 시료의 미소 부분의 거리를 아는 것이 중요시 되어 왔다. 그 한 예로서 시료 주사상에 중첩하여 2개의 위치가변 마크를 표시하고, 이 2개의 마크간의 거리를 인산에 의해 구하는 것이 제안되어 있다. 그러나 이와같은 방법에서는 마크를 시료상 중의 측정하고저하는 위치로 설정할 때의 실마직은 상중의 명암 콘트라스트 뿐이고, 대상물의 윤곽이 선명하지 않은 것은 마크를 정확사게 배치할 수가 없으므로, 따라서 측정오차가 생기는 결과로 되어 있었다.

본 발명은 이 점에 감안하여 된 것으로, 거리 측정을 정확하게 행할 수 있는 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

제 1 도는 본 발명의 한 실시예의 구성을 도시한 도면이고, 이 도면에 있어서 1은 전자총이다. 이 전자총 1로 부터 발생한 전자선은 접속렌즈 2에 의해 시료 3 위에 가늘게 접속됨과 동시에 편향렌즈 4X, 4Y에 의해 시료 위에 2차원적으로 주사된다. 전자선 주사에 의해 시료 3으로 부터 발생한 2차 전자, 반사전자 등의 정보는 검출기 5에 의해 검출되고, 얻어진 검출신호는 증폭기 6에 의해 증폭된 후 전환스위치 7또는 8을 통해 상 표시용 극선관(CRT) 9의 휘도 변조용 그리드 G 또는 Y방향 편향 코일 10Y로 선택적으로 공급된다.

11X, 11Y는 각각 X방향, Y방향의 주사회로, 12는 가변 직류 전원이다. 이 주사회로 11X로 부터 발생한 X방향 주사 신호는 배율 설정회로 13에 의해 적당한 진폭이 주어져 상기 편향코일 4X로 공급됨과 동시에, 상기 CRT 9의 X방향 편향 코일 10X로 공급된다. 또 주사회로 11Y로 부터 발생한 Y방향 주사 신호 또는 가변 직류전원 12로 부터 발생한 직류 신호는 전환 스위치 14에 의해 선택적으로 취출되고, 취출된 주사신호 또는 직류신호는 배율 설정회로 13을 통해 편향코일 4Y로 보내짐과 동시에, 다시 전환스위치 8을 통해 상기 편향 코일 10Y로 보내진다.

15, 16은 참조신호 레벨이 적당하게 설정될 수 있는 일치 검출회로이고, 이 회로는 주사회로 11X로 부터 발생하는 주사 신호가 참조 신호 레벨과 일치할 때에 마크 신호를 발생한다. 이 마크 신호는 원쇼트회로 17, 18로 각각 보내져서 소정의 펄스폭이 주어진 후, 전환스위치 19를 통해 편향 코일 10Y 또는 그리드 G로 공급된다. 또 마크 신호는 연산회로 20으로도 공급되고, 이 연산장치 20은 2개의 마크 신호의 발생간격 즉 한쪽의 마크 신호가 발생할 때부터 다른쪽의 마크신호가 발생할 때까지의 시간 간격을 구하고, 이 시간 간격과 배율 설정회로 13에서 설정된 배율에 기초하여 연산을 행하여, 결과를 표시한다. 또 21은 적당한 직류 전원이다.

이러한 구성에 있어서, 통상의 주사상 관찰시에는 스위치 7, 8, 14,19는 접점 A측에 도달된다. 따라서 그때에는 주사회로 11Y로 부터 발생한 Y방향 주사 신호가 스위치 14를 통하여 편향코링 4Y, 10Y로 보내짐과 동시에, 검출기 5로 부터의 검출신호가 스위치 7를 통해 CRT 9의 그리드 G로 휘도 신호로서 공급되므로, CRT 9의 화면에는 시료 위에서의 전자선의 2차원 주사에 동기하여 시료의 주사상이 예를 들어 제 2a도에 도시한 바와같이 표시된다. 조작자는 이상을 관찰하여 X축 방향의 길이 ι을 측정할 부위(구체적으로는 직선 L)을 결정한다. 그리고 다음에 조작자는 스위치 14를 접점 B측에 접속하고, 직류신호를 편향코일 4Y, 10Y로 보낸다. 그 때문에 전자선온 시료 위의 이 직류 신호 레벨에 따른 Y방향 위치로 반복하여 X방향으로 선상 주사되고, CRT 9의 양면 위에는 제 2(c)도에 도시한 바와 같이 그때까지 얻어져 있던 시료상의 잔상 위에 상기 선상 주사에 의한 1본의 주사선 L'가 겹쳐져서 표시된다. 그래서 조작자는 직류 전원 12를 조작하여 상기 주사선 L'의 Y방향 위치를 잔상위의 측정할 위치로 이동할 수가 있다.

다음에 조작자는 스위치 14는 그대로 하고 스위치 7, 8, 19를 접점 B측에 도달시킨다. 이 상태에서는 시료 위에서의 전자선의 선상 주사 위치는 변하지 않고, 주사에 동기하여 얻어지는 검출신호는 CRT 9의 편향코일 10Y로 보내짐과 동시에, 이 검출신호에는 원쇼트 회로 17, 18로 부터의 마크 신호가 중첩되고, 다시 CRT 9의 그리드 G에는 일정 위도 신호가 공급된다. 이 마크 신호는 일치 검출 회로 15, 16으로 부터 1회의 수평 주사마다 1개씩 모두 2개 발생되기 때문에, CRT 9의 양면에는 제 2(c)도에 도시한 바와 같이 검출 신호 파형 W가 표시됨과 동시에 거기에 중첩하여 2개의 마크 M₁, M₂가 표시된다. 이 검출 신호 파형 W의 입상 부분이 미리 설명한 측정할 길이에 대응하는 것으로 있고, 조작자는 일치 검출 회로 15, 16을 조작하여 각각의 참조 신호 레벨을 조절하는 것에 의해 마크 M₁, M₂를 제 2(d)도에 도시한 바와 같이 예를 들면 1/2 입상 위치에 이동 설정할 수가 있다. 이때 2개의 마크 사이의 거리가 제 2(a)도에 도시한 측정할 길이 ι에 대응하는 것이다.

제 2(a)도와 같은 주사상으로는 상의 명암에 기초하여 조작자가 적당히 연부(edge)를 판단하지 않으면 안되는 것에 대해, 본 발명에서는 제 2(d)도와 같이 Y방향의 파형 변화를 기초하여 연부를 결정할 수 있는 것으로 누구나 위치를 설정할 수가 있다.

이와 같이 하여 마크 위치가 정확하게 설정되면 연산 장치 20은 2개의 마크의 발생 간격을 측정하고, 그 측정하고 그 측정치와 배율 설정 회로 13으로 부터 보내지게 되는 배율 데이라를 상기 마크 간거리 ι를 구하기 위해, 그 결과를 표시한다.

그런데 상술한 예에서는 상이 비교적 단순하기 때문에 파형을 표시하므로서 마크 위치를 조절하도록 하지만, 예를 들면 상이 복잡한 것에서는 파형이 복잡하게 변화하고, 파형을 표시한 후에 조작자가 파형을 정확하게 마크 위치를 조절하는 것이 곤란하게 될 가능성이 있다. 여기서 예를 들면 최초에 주사상을 관찰할 때에 스위치 19를 접점 C측에 도달시키고, 주사상에 중첩하며 마크 위치를 표시한 Y방향의 휘선을 표시하도록 하면, 주사선의 단계로 마크의 위치를 대체로 합할 수가 있다. 즉 주사상을 관찰하는 단계로, 스위치 19를 접점 C측에 도달시키면(다른 스위치는 모두 접점 A측에 도달되어 있다.) 일치 검출 회로 15, 16으로 부터 1회의 X방향 주사마다 발생하는 2개의 마크 신호가 CRT 9의 그리드에 공급되기 때문에 화면에는 제 2(e)도에 도시한 바와 같이 주사상에 중첩하여 Y방향으로 연장된 2분의 휘선(실제로는 휘점에 연결된 것)이 표시된다. 이 2본의 휘선은 파형 표시로 절환할 때에 마크가 표시되는 위치를 표시하고 있다. 따라서 주사상이 복잡하여 변화에 다양한 명암 패턴을 하고 있고, 여기에 중첩하여 표시된 휘선을 일치 검출 회로 15, 16을 조절하여 측정할 부분에 대체적으로 위치되고, 그후에 파형 표시를 행하여 마크 위치를 미조절하면, 매우 정밀한 마크 위치가 설정될 수 있고 얻어진 측정 결과도 정확한 것으로 된다.

또 상술한 실시예에 있어서 마크를 표시할 때 스위치 19를 접점 C측에 도달시키면(다른 스위치는 접점 B측에 도달하여 있다) 마크 신호는 위도 신호에 중첩되기 때문에 마크 M₁, M₂는 휘도가 향상한 2개의 휘점으로서 표시된다.

제 3 도는 본 발명의 다른 실시예의 구성을 도시한 것이다. 본 실시예에서는 일치 검출 회로 22를 설치하고, 이 일치 검출 회로 22로 부터의 절환 신호에 의해 스위치 7, 8을 절환하는 것에 의해 주사상과 파형을 동시에 CRT에 표시하는 바와 같이 하고 있다. 즉 일치 검출 회로 22는 주사 회로 11Y로 부터의 Y방향 주사 신호와 직류 전원 12의 출력과 비교하고, 양자가 일치한 후의 최초의 1회의 수핑 주사 기간의 사이 절환 신호를 발생하고, 스위치 7, 8을 접점 B측에 도달하기 때문에, 그 다른 기간은 양 스위치는 접점 A측에 도달되어 있다. 그 1회의 수평 주사 기간의 사이 CRT 9의 편향코일 10Y로 검출신호가 공급되고, 파형 표시가 행해진다. 이때 마크 신호가 스위치 19를 통하여 검출신호에 가해지기 때문에, 파형에는 2개의 마크 M₁, M₂가 중첩된다.

그 다른 기간에는 검출 신호는 CRT의 그리드로 공급되기 때문에, 양면에는 파형 표시된 1본의 주사선이 발췌된 상태의 주사상이 표시된다. 이같은 주사상의 표시와 파형의 표시는 1회의 수직 주사마다 반복되기 때문에, 육안으로는 주사선과 파형이 중첩된 상태로 양자를 도시에 관찰할 수가 있다.

본 실시예에서는 발췌된 주사선을 보고서 측정위치를 선택할 수 있음과 동시에, 파형과 주사상이 동시에 관찰될 수 있기 때문에 양자를 비교 검토하므로서 정확한 측정을 행할 수가 있다.

또 제 3 도의 실시예에서는 파형과 주사상과 중철하게 보이는 경우가 있지만, 적당한 바이어스를 가하여, 주사상이 표시되지 않는 영역에 파형을 표시하면 식별하기가 쉽게 된다.

제 4 도는 또 다른 실시예의 구성을 도시하고, 본 실시예에서는 주사상 표시응과 파형 표시용의 2개의 9a, 9b를 구비하고 있고, 상과 파형을 2개의 CRT로 동시에 관찰할 수가 있다. 이 도면에서 23은 검출신호를 CRT 9a의 그리드 또는 CRT 9b의 편향 코일 10b Y로 선택적으로 공급하기 위한 스위치이고, 이 스위치는 일치 검출 회로 22로 부터의 절환신호가 공급되어 있는 기간 접점 B측에 도달되고 그 다른 기간은 접점 A측에 도달된다. 따라서 CRT 9a에는 주사선이 1본 발췌된 주사상이 CRT 9b에는 그 발췌된 주사선에 해당하는 파형이 표시되고, 양자를 동시에 관찰할 수가 있다. 측정 순서는 제 3 도의 실시예와 완전히 동일한 형태이다.

이상 설명한 바와 같이 본 발명에 의하면 정보 신호 파형에 중첩하여 마크가 표시되기 때문에 거리 측정을 정확하게 행할 수가 있다.

Claims (1)

1. 시료를 전자 비임으로서 2차원 또는 1차원적으로 주사하고, 그것에 의해 시료로부터 얻어지는 정보 신호에 기인하여 시료의 주사상 또는 정보 신호 파형을 표시하는 주사 전자 현미경에 있어서, 상기 표시장치에 정보 신호 파형에 중첩된 2개의 가동 위치 마크를 표시시키기 위해 마크 신호를 발생하는 수단과, 2개의 마크신호의 발생 간격에 기초하여 2개의 마크 사이의 거리를 구하게 하기 위한 연산 수단을 구비한 것을 특징으로 하는 주사 전자 현미경의 거리 측정 장치.

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