JPH0228601Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は走査電子顕微鏡等の電子線装置に関す
る。

走査電子顕微鏡において、対物レンズに対し
て、集束レンズの軸合わせを行なう場合、従来以
下のようにしている。即ち、対物レンズの励磁極
性が正極性である状態において、陰極線管上に表
示された画像を観察して、画像中のその位置の移
動が判別し易い一点に注目しておき、次に対物レ
ンズに逆極性で励磁電流を供給して、注目してい
た点の移動後の位置を見つけ出し、更に、この点
の移動前と移動後の位置の中点付近に存在する励
磁電流の正逆切換えに伴つて移動しない点（この
点を通常極性反転中心と呼ぶ）を見つけ出し、こ
の極性反転中心が画面の中央に表示されるよう
に、極性反転中心の位置を４〜５回確認しなが
ら、集束レンズの位置をその都度機械的に移動さ
せて軸合わせするようにしている。このような作
業においては、極性反転中心の位置を正確に知る
ことが必要不可欠であるが、そのためには、対物
レンズの励磁極性が正逆いずれの場合にも、試料
に正確にフオーカスが合わされていなければなら
ない。ところが、対物レンズ等の電子レンズのヨ
ークにはヒステリシスがあるため、極性を切換え
ると、以下に説明するようにフオーカスがずれて
しまう。即ち、横軸をコイルの励磁電流、縦軸に
ヨークに生じる磁束密度を表わすとき、ヨークの
ヒステリシスカーブは第１図に示すようなものに
なる。尚、この図において、励磁電流がマイナス
値を取ることは、コイルに逆向きに励磁電流を流
すことに相当している。さて、コイルに正の向き
に励磁電流を流している場合には、励磁電流₁
を流した結果、磁束密度B₁が生じて、焦点が合
つているものとする（ヒステリシスカーブの曲線
イにおける点Ａに対応）。この後、コイルに同じ
値の励磁電流を逆向きに流す（即ち−₁）と、
曲線イに沿つてヨークの磁束密度が変化するた
め、磁束密度は−B₁′となり、最初の磁束密度と
絶対値が異なつてしまう。そのため、従来におい
てはこの極性の切換えに伴つて焦点が合わなくな
り、画像がボケてしまうため、極性の切換えの都
度、対物レンズに供給する励磁電流値を調節して
フオーカス合わせをやり直さねばならず、繁雑で
あつた。

本考案は、このような従来の欠点を解決し、簡
単且つ短時間に軸合わせ作業を行なうことのでき
る電子線装置を提供することを目的としている。

本考案は電子銃より電子線を細く絞つて試料に
照射するための複数段の電子レンズより成るレン
ズ系と、該レンズ系によつて絞られた電子線を二
次元的に走査するための走査手段と、該走査に同
期して走査され検出信号の供給に基づいて試料像
を表示するための表示装置と、前記複数段の電子
レンズ間相互の軸を合わせるための手段と、該軸
合わせに際しては励磁電源から電子レンズに供給
する電流の向きを正逆切換えるための極性反転手
段とを備えた装置において、該励磁電源は該対物
レンズの焦点を合わせるために任意の励磁電流を
供給するための第１の電源と、電子レンズの励磁
履歴を同一にするための一定の励磁電流を発生す
る補助用の第２の電源とから成り、前記電子レン
ズを該第１、第２の電源間で切換接続するための
手段を具備していることを特徴としている。

以下、図面に基づき本考案の実施例を詳述す
る。

本考案の一実施例を示す第２図において、１は
電子銃であり、この電子銃１よりの電子線EBは、
集束レンズ２により集束され、更に対物レンズ３
により集束され、試料４上に照射される。５は偏
向器であり、偏向器５には、走査信号発生回路６
より走査信号が供給される。この走査信号は陰極
線管７にも供給されており、陰極線管７は電子線
EBの試料４上における走査と同期して走査され
る。８は二次電子検出器であり、この検出器８よ
りの検出信号は陰極線管７に輝度信号として供給
されている。９は対物レンズの励磁電源であり、
この励磁電源９より出力される励磁電流値は後述
する補助信号発生回路１１又は励磁電流調節回路
１３よりの励磁指定信号に基づいて制御される。
この励磁電源９よりの電流は第１のスイツチ回路
１０を介して対物レンズ３の正極側導入端子ａ又
は負極側導入端子ｂに供給できるようになつてい
る。１１は対物レンズ３の観察時の励磁電流より
大きな第１図において₀で示される一定電流に
対応した励磁指定信号を発生する補助信号発生回
路である。補助信号発生回路１１の出力信号は第
２のスイツチ回路１２のａ端子を介して励磁電源
９に供給できるようになつている。１３は励磁電
源９より出力される励磁電流を加速電圧に連動さ
せて変化させると共に、ポテンシヨメータ１３ａ
の調節により変化させるための励磁電流調節回路
であり、この励磁電流調節回路１３よりの出力信
号もスイツチ回路１２のｂ端子を介して励磁電流
調節回路１３に供給できるようになつている。１
４は第３図ａに示すように任意のタイミングで切
換信号を発生することのできる第１の切換信号発
生回路であり、この切換信号は、オンオフスイツ
チ１５を介してスイツチ回路１０に供給される。
１６は切換信号発生回路１４よりの出力信号に基
づいて、第３図ｂに示す如き対物レンズヨークの
磁気応答が完了するのに必要な期間Ｔ（例えば１
秒）のパルス幅を有する切換信号を発生する第２
の切換信号発生回路であり、この第２の切換信号
発生回路１６よりの出力信号はオンオフスイツチ
１７を介して前記第２のスイツチ回路１２に供給
されている。このオンオフスイツチ１７と前記オ
ンオフスイツチ１５とは連動するようになつてい
る。又、第１、第２のスイツチ回路１０，１２は
手動によつても切換え得るようになつている。

このような構成において、まず、オンオフスイ
ツチ１５及び１７を開いた状態において、手動に
て励磁電源９がスイツチ回路１０の端子ａに接続
されるようにし、又スイツチ回路１２の端子ａが
接続されるようにする。その結果、補助信号発生
回路１１よりの出力信号に基づいて発生した励磁
電源９よりの第１図において₀で示す励磁電流
が対物レンズ３に供給される。次に、磁気応答が
完了するのに充分な時間経過した後、スイツチ回
路１２をｂ端子に切換え、励磁電源９に励磁電流
調節回路１３よりの出力信号が供給されるように
する。そこで、ポテンシヨメータ１３ａを操作し
て、励磁電源９より出力される電流を調節し、シ
ヤープな画面が観察できるように、対物レンズ３
のフオーカス合わせを行なう。フオーカスが合つ
た状態における励磁電流の大きさを₁であると
すると、この時、対物レンズ３のヨークには、第
１図においてB₁で示す磁束が発生する。次いで、
ある時刻ｔにオンオフスイツチ１５，１７を閉
じ、第１の切換信号発生回路１４より第３図ａに
示す如き切換信号が発生させる。その結果、スイ
ツチ回路１０はｂ端子に切換えられ、又、第１の
切換信号発生回路１４よりの切換信号に基づいて
第２の切換信号発生回路１６より第３図ｂに示す
如き切換信号が発生するためスイツチ回路１２は
この信号がハイレベルの期間のみａ端子に接続さ
れる。そのため、第１の切換信号発生回路１０よ
りの切換信号によるスイツチ回路１０の切換えに
伴つて期間Ｔだけ励磁電源９は補助信号発生回路
１１よりの出力信号に基づいて励磁電流を出力す
る。その結果、正の励磁状態（励磁コイルのａ端
子から電流が供給される状態）から負の励磁状態
（ｂ端子から電流が供給される状態）に切換えら
れる際に、対物レンズ３には一旦第１図において
−₀で示す励磁電流が流された後−₀なる電流
が流され、又、正の励磁状態に切換えられる際
は、一旦電流₀が流された後、₁が流されるた
め、磁束密度の絶対値の等しい第１図において点
Ａで示す状態と点Ｂで示す励磁状態間を切換えら
れることになる。従つて、励磁極性の切換えに伴
つて、対物レンズの焦点距離も変化しないため、
極性の切換えに伴う面倒なフオーカス合わせ作業
をすることなく、極性反転中心の位置を追跡しな
がら、各レンズ間の軸合わせ作業を行なうことが
できる。

尚、上述した実施例においては、励磁電源を補
助信号発生回路と励磁電流調節回路のいずれか一
方に接続するための切換回路を対物レンズの励磁
極性を切換えるための切換切換信号発生回路より
の信号に同期して自動的に切換えるようにした
が、手動にて切換えるようにしても良い。

又、上述した実施例においては、第１の切換信
号発生回路よりの切換信号を任意のタイミングで
発生するようにしたが、周期的に発生させるよう
にしても良い。

更に又、上述した実施例においては、レンズを
機械的に移動させることにより、軸合わせを行う
装置に本考案を適用した例について説明したが、
電磁偏向により軸合わせを行なう装置にも本考案
は同様に適用できる。

【図面の簡単な説明】

第１図はレンズ電流の正逆切換えに伴うヨーク
内磁束密度のヒステリシス特性を示すための図、
第２図は本考案の一実施例を示すための図、第３
図は第２図に示した一実施例装置の各回路よりの
出力信号を例示するための図である。 １：電子銃、２：集束レンズ、３：対物レン
ズ、４：試料、５：偏向コイル、６：走査信号発
生回路、７：陰極線管、８：二次電子検出器、
９：励磁電源、１０，１２：スイツチ回路、１
１：補助信号発生回路、１３：励磁電流調節回
路、１４，１６：切換信号発生回路、１５，１
７：オンオフスイツチ。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 (1) 電子銃よりの電子線を細く絞つて試料に照射
   するための複数段の電子レンズより成るレンズ
   系と、該レンズ系によつて絞られた電子線を二
   次元的に走査するための走査手段と、該走査に
   同期して走査され検出信号の供給に基づいて試
   料像を表示するための表示装置と、前記複数段
   の電子レンズ間相互の軸を合わせるための手段
   と、該軸合わせに際して励磁電源から電子レン
   ズに供給する電流の向きを正逆切換えるための
   極性反転手段とを備えた装置において、該励磁
   電源は該対物レンズの焦点を合わせるために任
   意の励磁電流を供給するための第１の電源と、
   電子レンズの励磁履歴を同一にするための一定
   の励磁電流を発生する補助用の第２の電源とか
   ら成り、前記電子レンズを該第１、第２の電源
   間で切換接続するための手段を具備しているこ
   とを特徴とする電子線装置。 (2) 前記極性反転手段による極性の反転に伴なつ
   て、自動的に該電子レンズを該第２の電源に一
   定時間接続した後、該第１の電源に接続するた
   めの手段を具備する実用新案登録請求の範囲第
   (1)項記載の電子線装置。 (3) 該極性反転手段を周期的に作動させるための
   手段を具備する実用新案登録請求の範囲第(1)項
   記載の電子線装置。