JPS6028150A - 電子線装置 - 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】 ［産業上の利用分野］ 本発明はＸ線マイクロアナライザーや走査電子顕微、鏡
の如き電子線装置に関する。

［従来技術］ Ｘ線マイクロアナライザーの如き電子線装置においては
、試料に電子線を照射した結果、試料より発生ずるＸ線
を検出しにうとする際には、試料のＸ線発生点がローラ
ンドサークル上に位置するように、試料を光軸（２軸）
方向の所定の位置に配置しな【ノればならない。このよ
うな場合、従来においては、試料移動Ｉａ構と機械的に
結合された１位置測定器の目盛を読み取ることにより、
試料の現在位置を確認ながら、手動にて試わ１の１方向
位置を調節するようにしていた。そのため、目盛の読み
取りや、試料の移動操作が面倒であるばかりてなく、試
料位置の読み取りに誤差を生じ易く、試料を正確に所定
の位置に移動できない場合がある。

［発明の目的］ 本発明はこのような従来の欠点を解決し、簡単且つ正確
に試料を光軸方向の任意の位置に位置づ【ノることので
きる電子線装置を提供覆ることを目的としている。

「発明の構成」 本発明は電子銃と、該電子銃よりの電子線を集束りるた
めの集束レンズと、該集束レンズにより集束された電子
線を細く絞つで試わ１に照射するための対物レンズと、
該電子線を試料上において二次元的に走査づ−るための
走査手段と、該走査手段による電子線の走査に同期して
走査され該走査に伴なう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手段と、前記試料を光軸方向に
沿つ−（移動させるための移動手段とを備えた装置にＪ
３いて、電子線の試料上の走査に伴なって得られる検出
信号に基づいて電子線の試料面上における断面の径を表
わづ信号を作成する信号処理回路と、前記対物レンズの
励磁電流を掃引するための手段と、該対物レンズの励磁
電流の掃引に伴なう信号処理回路の出力信号を監視し試
料の光軸方向の現在位置を表わす信号を出力りる回路と
、該現在位置を表わす信号と所望の試料位置を表わす信
号に基づいて前記移動手段を制御し試料を該所望の位置
に移動させるための手段とを具備することを特徴として
いる。

［実施例］ 以下、図面に基づき本発明の実施例を詳ｊホリ−る。

第１図は本発明の一実施例を示ずためのもので、図中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により集束された後、対物レンズ３により細く
絞られて試料４に照射される。

試料４は試料移動ステージ５上に載置されており、試料
移動ステージ５はパルスモータ６の回転により光軸Ｃ方
向に沿って上下動できるようになっている。このパルス
モータ６は、後述する駆動パルス発生回路１８よりの駆
動パルスの供給に基づいて回転する。７は偏向コイルで
あり、この偏向コイル７には走査信号発生回路８よりの
走査信号が供給されるが、この走査信号発生回路８より
の走査信号は陰極線＠９の偏向コイルＤにも供給される
。１０は対物レンズ３の励磁電源であり、この励磁電源
１０への入力電流はスイッチ１３の切換えにより掃引信
号発生回路１１又は、励磁電流指定信号発生回路１２よ
りの出力信号に星づいて制御される。即ち、励磁電源１
０は（早引信号発生回路１１Ｊ：りの出力信号に基づい
て掃引電流を対物レンズ３に供給したり、励磁電流指定
信号発生回路１２よりの出）ｊ信号に基づいて特定の定
電流を対物レンズ３に供給づる。１４は操作者の入力に
基づいて、試料の所望の光軸方向位置Ｚｏの信号を発生
ずる入力回路であり、前記励磁電流指定信′；３発生回
路１２はこの人力回路１４よりの信号と、加速電源１５
よりの加速電圧を表わす信号に基づいて、その加速重任
条件でこの位置ＺＯにおいて電子線２の仔が最小になる
ように対物レンズ電源１０の出力電流を制御りるための
信号を発生する。

１６は後）小するピーク検出回路２４よりのピークタイ
ミング信号の供給タイミングに掃引信号発生回路１１よ
りの掃引信号をホールドづるためのホールド回路であり
、このホールド回路１６によってホールドされた信号は
変換回路１７において変換された後、引算回路２０に供
給されている。変換回路１７はホールドされた掃引信号
を試料の位置を表わす信号に変換するための回路であり
、この変換はその時の加速電圧値で異なるため、変換回
路１７は加速電源１５より供給される加速電圧を表わす
信号に基づいて変換定数を切換えて変換する。引算回路
２０は前記入力回路１４よりの設定位置信号と変換回路
１７よりの位置信号との差信号を発生するためのもので
、引算回路２０よりの差信号は制御回路１９に供給され
ている。制御回路１つはこの引算回路２０よりの差信号
とスイッチ２５を介して供給されるピーク検出回路２４
よりのピークタイミング信号に基づいて、駆動パルス発
生回路１８よりの駆動パルスの発生を制御する。即ち、
制御回路１９は駆動パルス発生回路１８より発生づる駆
動パルス数がこの差信号分に近づいたかどうかを監視し
、この差信号分に近づくと単位時間当りの駆動パルスの
発生数を小さくυると共に、ピーク検出回路２４よりの
ピークタイミング信号の供給と同時に駆動パルス発生回
路１８よりの駆動パルスの発生を停止させる。２１は二
次電子検出器であり、この検出器２１よりの唆出信号は
スイッチ２２の切換えにより陰極線管９の偏向コイルＤ
か又は信号処理回路２３に供給される。信号処理回路２
３には走査信号発生回路８よりの垂直同期信号が供給さ
れており、この回路２３は電子線ＦＢの一画面走査に伴
なって得られる映像信号を処！！Ｉ！づ−ることにより
、試料４の面上における電子線２の断面の径を表わす信
号を発生する。この信号処理回路２３としては、例えば
検出信号を微分した後、積分して、その一画面分の積分
値に対応する信号を出ツノする回路が用いられている。

信号処理回路２３の出力信号はピーク検出回路２４に供
給されており、このピーク検出回路２４はこの信号処理
回路２３の出力信号値を監視し、この出力信号値がピー
クになった際にピークタイミング信号を発生する。又、
２６，２７゜２８は増幅器である。

次に、第２図に示すように最初にＺａの位置にあった試
料を目的とする位置ｌＯに移動ざ甘る場合を例にとり、
動作を説明する。

まず、゛スイッチ１３．２２及び２５を図中実線のよう
に接続する。そこで、走査信号発生回路８より水平走査
信号と第３図（ａ　）に示す如き垂直走査信号を発生さ
せて電子線ＥＢを走査させると共に、掃引信号発生回路
１１より第３図（ｂ）に示す如き（吊用信−号を励磁電
源１０に供給して対物レンズ３の励磁電流を掃引する。

この掃引に伴なって検出器２１によって得られた信号は
スイッチ２２を介して信号処理回路２３に供給されるた
め、信号処理回路２３より試料面上におりる電子線［Ｂ
の径の大きさに対応した値を有づるｍ　３図（Ｃ）に示
す如き信号が発生する。この信号は試料４に照射される
電子線ＥＢの径が最小になった際、即ち電子ＦｉｌＥＢ
がＺａにおいてフォーカスした際に最大になり、このタ
イミングにピーク検出回路２４より第３図（ｄ　）に示
す如きピークタイミング信号が発生ずる。実際には少な
くとも、−回走査しなければ、どのピークが最大になる
か判明しないため、このピークタイミング信号は、例え
ば２回目の走査の際に発生ずる。このピークタイミング
信号はスイッチ２５を介してホールド回路１６に供給さ
れるため、この瞬間の掃引信号発生回路１１よりの掃引
信号がホールド回路１６にホールドされる。このホール
ド回路１６にホールドされた信号は変換回路１７におい
て、試料４の１方向の位置を表わづ信号に変換されるが
、この値は当然Ｚａに対応したものとなっており、引算
回路２０には変換回路１７よりＺａを表わす信号が供給
される。次に、スイッチ１３及び２５を図中点線で示Ｊ
゛ような接続に切換える。そこで、入力回路１４にＪ：
す、試料の設定したい２方向位置である２０を入力Ｊる
。その結果、位置Ｚｏを表わす設定位置信号が励ｖＩｉ
電流指定信号発生回路１２に供給される、１そこで、励
磁電流指定信号発生回路１２はこの加速電圧条件におい
て、電子線ＩＥ　Ｂの径が２０において最小になるよう
に（即ちｌＯにおいてフォーカスツるように）対物レン
ズ電［１０よりの供給電流を制御する。その結果、電子
線ＥＢの径は第２図において点線で示りように、位置Ｚ
Ｑにおいて最小となる。引算回路２０には変換回路１７
より前述した現在の試料位置Ｚａを表わす信号と入力回
路１４よりの設定づべき位置ＺＱを表わす信号が供給さ
れているため、引算回路２０よりその差ＺＱ−ｚａを表
わす信号が出力される。そのため、制御回路１９は駆動
パルス発生回路１８を制御することにより、発生パルス
数がこの差に対応したパルス数に近づくまで−高い周波
数で回路１８よりパルスを発生させる。そのため、試料
ステージ５は垂直走査に同期して１ステツプづつ位置Ｚ
Ｑに近づいて行（。この試料ステージ５の移動の最中に
も電子線ＥＢは試ｆ３１４の表面を走査しており、この
走査に伴なって得られた二次電子検出信号はスイッチ２
２を介し−Ｃ信号処理回路２３に導かれ、この回路２３
より第３図（Ｃ）に示した信号と同様の信号が出力され
る。この信号はピーク検出回路２４に供給されるが、信
号処理回路２３は試料４の表面が位置ｌＯに到達したタ
イミングに最大になるため、このタイミングにおいて第
３図（ｄ　）に示した信号と同様のピークタイミング信
号を発生Ｊる。このタイミング信号は制御回路１９に供
給され、このタイミング信号の供給に基づいて制御回路
１９は駆動回路１８よりのパルスの発生を停止させる。

その結果、試料ステージ５は停止し、試料４の表面を最
初に設定した位置Ｚｏに正確に位置づ（シることができ
る。

尚、上述した実施例は本発明の一実施例にすぎず、実施
にあたっては他の態様を取り得る。

例えば、上述した実施例においては、現在位置を表わす
信号と設定位置を表す信号との差信号に基づいて試料の
移動を粗く制御し、ピーク検出回路ｊ二りのピークタイ
ミング信号に基づいて試料を停止さぼるようにしたが、
この差信号だりに基づいて試料の移動量を決定して移動
を行なうようにしても良い。

し効果１ 上述し／ｊ説明から明らかなように、本発明の装置にお
いては試料を電子線で走査した際の検出信号を処理づる
ことにより試料表面の位置を検出して、この検出信号を
用いることにより、試料の光軸方向の移動を制御してい
るため、簡単且つ高精度に試料の位置を所望の２方向位
買に設定づることかできる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示すための図、第２図は試
料の現在位置及び設定しようとりる位置と電子線のフォ
ーカス位置との関係を説明するだめの図、第３図は第１
図に示した一実施例装置の各回路素子の出力信号を例示
するための図である。 １：Ｎ子銃、２：集束レンズ゛、３：対物レンズ、４：
試料、５：試料ステージ、６：パルスモータ、７：偏向
コイル、８：走査信号発生回路、９：陰極線管、１０：
励！ｌ電源、１１：掃引信号発生回路、１２：励磁電流
指定信号発生回路、１３，２２．２５：反イッチ、１４
：入ツノ回路、１５：加速電源、１６二ホ一ルド回路、
１７：変換回路、１８：駆動パルス発生回路、１９：制
御回路、２０：引算回路、２１：二次電子検出器、２３
：信号処理回路、２４：ピーク検出回路、２６．２７゜
２８：増幅器。 特許出願人 日本電子株式会社 代表者　伊藤　−夫

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 電子銃と、該電子銃よりの電子線を集束するための集束
   レンズと、該集束レンズにより集束された電子線を細く
   絞って試料に照射するだめの対物レンズと、該電子線を
   試料上において二次元的に走査するための゛走査手段と
   、該走査手段による電子線の走査に同期して走査され該
   走査に伴なう検出信号の供給に基づいて試料像を表示す
   るだめの表示手段と、前記試料を光軸方向に沿って移動
   さけるだめの移動手段とを備えた装置において、電子線
   の試料上の走査に伴なって得られる検出信号に基づいて
   電子線の試料面上にお（プる断面の径を表わす信号を作
   成づる信号処理回路と、前記対物レンズの励磁電流を（
   吊用するための手段と、該対物レンズの励磁電流の掃引
   に伴なう信号処理回路の出力信号を監視し試料の光軸方
   向の現在位置を表わＪ信号を出力する回路と、該現在位
   置を表わす信号と所望の試料位置を表わす信号に基づい
   て前記移動手段を制御し試料を該所望の位置に移動させ
   るための手段とを具＃ａ　Ｔることを特徴とする電子線
   装置。