JPS6329378B2 - - Google Patents
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- JPS6329378B2 JPS6329378B2 JP56061012A JP6101281A JPS6329378B2 JP S6329378 B2 JPS6329378 B2 JP S6329378B2 JP 56061012 A JP56061012 A JP 56061012A JP 6101281 A JP6101281 A JP 6101281A JP S6329378 B2 JPS6329378 B2 JP S6329378B2
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- sawtooth
- waves
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- wave
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-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
- H01J37/02—Details
- H01J37/04—Arrangements of electrodes and associated parts for generating or controlling the discharge, e.g. electron-optical arrangement or ion-optical arrangement
- H01J37/153—Electron-optical or ion-optical arrangements for the correction of image defects, e.g. stigmators
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- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、走査型電子顕微鏡およびその類似装
置における非点性収差を補正する方法ならびにそ
の装置に関する。
置における非点性収差を補正する方法ならびにそ
の装置に関する。
一般に、走査型電子顕微鏡およびその類似装置
において、試料に照射する電子ビームのスポツト
は円形であることが必要であるが、試料上に焦点
を結ぶためのレンズ（対物レンズ）の状態や電子
ビームが通る道程の状態，特に対物レンズに挿入
されている絞りの汚れなどにより、電子ビームの
スポツトは円形ではなく楕円形になることが多
い。
において、試料に照射する電子ビームのスポツト
は円形であることが必要であるが、試料上に焦点
を結ぶためのレンズ（対物レンズ）の状態や電子
ビームが通る道程の状態，特に対物レンズに挿入
されている絞りの汚れなどにより、電子ビームの
スポツトは円形ではなく楕円形になることが多
い。
このような状態を電子ビームに非点性収差を有
するという。
するという。
従来より、このような非点性収差を補正する手
段としては、第１図に示すごとく、まず荷電粒子
線を水平，垂直方向へ走査するための水平，垂直
方向走査用鋸歯状波と同期する鋸歯状波SX，SY
の一方SXとＸ方向非点性収差補正用電気信号E1
とを重畳してＸ方向非点性収差補正コイルへ供給
するとともに、上記鋸歯状波の他方SYとＹ方向
非点性収差補正用電気信号E2とを重畳してＹ方
向非点性収差補正コイルへ供給することにより、
ブラウン管スクリーンａ上に非点性収差補正像ｂ
を局部的に現出させる。
段としては、第１図に示すごとく、まず荷電粒子
線を水平，垂直方向へ走査するための水平，垂直
方向走査用鋸歯状波と同期する鋸歯状波SX，SY
の一方SXとＸ方向非点性収差補正用電気信号E1
とを重畳してＸ方向非点性収差補正コイルへ供給
するとともに、上記鋸歯状波の他方SYとＹ方向
非点性収差補正用電気信号E2とを重畳してＹ方
向非点性収差補正コイルへ供給することにより、
ブラウン管スクリーンａ上に非点性収差補正像ｂ
を局部的に現出させる。
ついでこの像ｂの位置へマーカｃを移動させ
て、両者の整合をとつてから、この整合地点へマ
ーカｃを移動するのに要した電流値と絶対値が同
じ電流値となるようにＸ，Ｙ方向非点性収差補正
用電気信号E1，E2の値を調整する。
て、両者の整合をとつてから、この整合地点へマ
ーカｃを移動するのに要した電流値と絶対値が同
じ電流値となるようにＸ，Ｙ方向非点性収差補正
用電気信号E1，E2の値を調整する。
その後は、上記の鋸歯状波SX，SYの両非点性
収差補正コイルへの供給を停止する。
収差補正コイルへの供給を停止する。
しかしながら、このような従来の非点性収差補
正手段では、最適画像がスクリーンａ上に一点し
か現われないため、どこが最適な位置であるのか
を正確に判別できず、これにより補正精度が悪い
という問題点がある。
正手段では、最適画像がスクリーンａ上に一点し
か現われないため、どこが最適な位置であるのか
を正確に判別できず、これにより補正精度が悪い
という問題点がある。
また、全面が均一でない試料を用いた場合に、
非点性収差が補正されているのかどうかの判断が
難しく、特にスクリーンａの一部にしか像が現わ
れていない場合は、非点性収差の補正を全く行な
えない場合もある。
非点性収差が補正されているのかどうかの判断が
難しく、特にスクリーンａの一部にしか像が現わ
れていない場合は、非点性収差の補正を全く行な
えない場合もある。
本発明は、これらの問題点を解決しようとする
もので、非点性収差の補正を容易にしかも確実に
行なえるようにした走査型電子顕微鏡およびその
類似装置における非点性収差補正方法ならびにそ
の装置を提供することを目的とする。
もので、非点性収差の補正を容易にしかも確実に
行なえるようにした走査型電子顕微鏡およびその
類似装置における非点性収差補正方法ならびにそ
の装置を提供することを目的とする。
このため、本発明の方法は、試料像投映用ブラ
ウン管をそなえた走査型電子顕微鏡およびその類
似装置について、次の手順により非点性収差の補
正を行なうことを特徴としている。
ウン管をそなえた走査型電子顕微鏡およびその類
似装置について、次の手順により非点性収差の補
正を行なうことを特徴としている。
(ア) 荷電粒子線を水平，垂直方向へ走査するため
の水平，垂直方向走査用鋸歯状波と同期する鋸
歯状波のそれぞれに、これら両鋸歯状波のいず
れよりも低い周波数で周期的に振幅値の変化す
る変調波を掛けあわせて振幅変調を施す。
の水平，垂直方向走査用鋸歯状波と同期する鋸
歯状波のそれぞれに、これら両鋸歯状波のいず
れよりも低い周波数で周期的に振幅値の変化す
る変調波を掛けあわせて振幅変調を施す。
(イ) 上記振幅変調を施された第１の振幅変調波に
第１方向非点性収差補正用電気信号を重畳させ
て第１方向非点性収差補正部材に供給するとと
もに、上記振幅変調を施された第２の振幅変調
波に第２方向非点性収差補正用電気信号を重畳
させて第２方向非点性収差補正部材に供給す
る。
第１方向非点性収差補正用電気信号を重畳させ
て第１方向非点性収差補正部材に供給するとと
もに、上記振幅変調を施された第２の振幅変調
波に第２方向非点性収差補正用電気信号を重畳
させて第２方向非点性収差補正部材に供給す
る。
(ウ) ついで上記の第１，第２方向非点性収差補正
用電気信号の値を制御することにより、上記ブ
ラウン管のスクリーン上に現われる非点性収差
補正像域が上記スクリーンの中心部を中心とし
て左右上下対称に変化するように調整する。
用電気信号の値を制御することにより、上記ブ
ラウン管のスクリーン上に現われる非点性収差
補正像域が上記スクリーンの中心部を中心とし
て左右上下対称に変化するように調整する。
(エ) 上記第１および第２の振幅変調波の上記第
１，第２方向非点性収差補正部材への供給を停
止する。
１，第２方向非点性収差補正部材への供給を停
止する。
また、本発明の装置は、試料像投映用ブラウン
管をそなえるとともに、同ブラウン管の水平方向
走査用偏向部材および鏡体内の水平方向走査用偏
向部材へ水平方向走査用鋸歯状波を供給するため
の水平方向用鋸歯状波発生器を含む水平方向走査
系と、上記ブラウン管の垂直方向走査用偏向部材
および上記鏡体内の垂直方向走査用偏向部材へ垂
直方向走査用鋸歯状波を供給するための垂直方向
用鋸歯状波発生器を含む垂直方向走査系とをそな
えた走査型電子顕微鏡およびその類似装置におい
て、上記水平方向走査用鋸歯状波に同期する鋸歯
状波および上記垂直方向走査用鋸歯状波に同期す
る鋸歯状波のいずれよりも低い周波数で周期的に
振幅値の変化する変調波を発振する発振器が設け
られて、同発振器からの変調波と上記両鋸歯状波
のうちの一方の鋸歯状波とを掛算する第１の掛算
器と、同第１の掛算器からの出力と第１方向非点
性収差補正用電源からの電気信号とを加算してこ
の加算出力を上記鏡体内の第１方向非点性収差補
正部材へ供給しうる第１の加算器とをそなえると
ともに、上記発振器からの変調波と上記鋸歯状波
のうちの他方の鋸歯状波とを掛算する第２の掛算
器と、同第２の掛算器からの出力と第２方向非点
性収差補正用電源からの電気信号とを加算してこ
の加算出力を上記鏡体内の第２方向非点性収差補
正部材へ供給しうる第２の加算器とをそなえ、且
つ、上記の第１の掛算器と第１の加算器との間に
第１のスイツチが介装されるとともに、上記の第
２の掛算器と第２の加算器との間に第２のスイツ
チが介装されたことを特徴としている。
管をそなえるとともに、同ブラウン管の水平方向
走査用偏向部材および鏡体内の水平方向走査用偏
向部材へ水平方向走査用鋸歯状波を供給するため
の水平方向用鋸歯状波発生器を含む水平方向走査
系と、上記ブラウン管の垂直方向走査用偏向部材
および上記鏡体内の垂直方向走査用偏向部材へ垂
直方向走査用鋸歯状波を供給するための垂直方向
用鋸歯状波発生器を含む垂直方向走査系とをそな
えた走査型電子顕微鏡およびその類似装置におい
て、上記水平方向走査用鋸歯状波に同期する鋸歯
状波および上記垂直方向走査用鋸歯状波に同期す
る鋸歯状波のいずれよりも低い周波数で周期的に
振幅値の変化する変調波を発振する発振器が設け
られて、同発振器からの変調波と上記両鋸歯状波
のうちの一方の鋸歯状波とを掛算する第１の掛算
器と、同第１の掛算器からの出力と第１方向非点
性収差補正用電源からの電気信号とを加算してこ
の加算出力を上記鏡体内の第１方向非点性収差補
正部材へ供給しうる第１の加算器とをそなえると
ともに、上記発振器からの変調波と上記鋸歯状波
のうちの他方の鋸歯状波とを掛算する第２の掛算
器と、同第２の掛算器からの出力と第２方向非点
性収差補正用電源からの電気信号とを加算してこ
の加算出力を上記鏡体内の第２方向非点性収差補
正部材へ供給しうる第２の加算器とをそなえ、且
つ、上記の第１の掛算器と第１の加算器との間に
第１のスイツチが介装されるとともに、上記の第
２の掛算器と第２の加算器との間に第２のスイツ
チが介装されたことを特徴としている。
以下、図面により本発明の一実施例としての走
査型電子顕微鏡における非点性収差補正装置につ
いて説明すると、第２図はその全体構成図、第３
図はその要部を示す電気回路図、第４図ａ〜ｆは
いずれもその各部の波形図、第５，６図はいずれ
もその作用を説明するための模式図である。
査型電子顕微鏡における非点性収差補正装置につ
いて説明すると、第２図はその全体構成図、第３
図はその要部を示す電気回路図、第４図ａ〜ｆは
いずれもその各部の波形図、第５，６図はいずれ
もその作用を説明するための模式図である。
第２図に示すごとく、水平，垂直方向走査用鋸
歯状波発生器１，２は、偏向回路３，４を介して
試料像投映用ブラウン管５の水平，垂直方向走査
用偏向部材としての偏向コイル６，７に接続され
るとともに、倍率切換回路８，９を介し、鏡体内
に配設されて荷電粒子線としての電子ビーム１０
を走査する水平，垂直方向走査用偏向部材として
の偏向コイル１１，１２に接続されている。
歯状波発生器１，２は、偏向回路３，４を介して
試料像投映用ブラウン管５の水平，垂直方向走査
用偏向部材としての偏向コイル６，７に接続され
るとともに、倍率切換回路８，９を介し、鏡体内
に配設されて荷電粒子線としての電子ビーム１０
を走査する水平，垂直方向走査用偏向部材として
の偏向コイル１１，１２に接続されている。
したがつて、発生器１からの鋸歯状波は、倍率
切換回路８で適当に振幅を変えて偏向コイル１１
へ供給され、ここで電子ビーム１０を水平方向へ
走査することが行なわれ、一方この偏向コイル１
１へ供給される鋸歯状波と同期している鋸歯状波
は、ブラウン管５のコイル６へ供給され、ここで
電子ビーム１０と同期させてブラウン管５内の電
子ビームを水平方向へ走査することが行なわれ
る。これにより発生器１，偏向コイル６，１１，
偏向回路３および倍率切換回路８で水平方向走査
系HSが構成される。
切換回路８で適当に振幅を変えて偏向コイル１１
へ供給され、ここで電子ビーム１０を水平方向へ
走査することが行なわれ、一方この偏向コイル１
１へ供給される鋸歯状波と同期している鋸歯状波
は、ブラウン管５のコイル６へ供給され、ここで
電子ビーム１０と同期させてブラウン管５内の電
子ビームを水平方向へ走査することが行なわれ
る。これにより発生器１，偏向コイル６，１１，
偏向回路３および倍率切換回路８で水平方向走査
系HSが構成される。
また、発生器２からの鋸歯状波およびこれに同
期している鋸歯状波も、上述の水平方向走査系
HSの場合とほぼ同様にして、偏向コイル１２，
７へ供給されて、ここで鏡体内の電子ビーム１０
およびブラウン管５内の電子ビームを垂直方向へ
走査することが行なわれる。これにより発生器
２，偏向コイル７，１２，偏向回路４および倍率
切換回路９で垂直方向走査系VSが構成される。
期している鋸歯状波も、上述の水平方向走査系
HSの場合とほぼ同様にして、偏向コイル１２，
７へ供給されて、ここで鏡体内の電子ビーム１０
およびブラウン管５内の電子ビームを垂直方向へ
走査することが行なわれる。これにより発生器
２，偏向コイル７，１２，偏向回路４および倍率
切換回路９で垂直方向走査系VSが構成される。
ところで、非点性収差補正回路１３が設けられ
ており、その３つの入力端１３ａ，１３ｂ，１３
ｃには、それぞれ水平方向用鋸歯状波発生器１，
発振器１４および垂直方向用鋸歯状波発生器２が
接続されていて、その２つの出力端１３ｄ，１３
ｅには、それぞれ第１，第２方向非点性収差補正
部材としての第１，第２方向非点性収差補正コイ
ル１５，１６が接続されている。
ており、その３つの入力端１３ａ，１３ｂ，１３
ｃには、それぞれ水平方向用鋸歯状波発生器１，
発振器１４および垂直方向用鋸歯状波発生器２が
接続されていて、その２つの出力端１３ｄ，１３
ｅには、それぞれ第１，第２方向非点性収差補正
部材としての第１，第２方向非点性収差補正コイ
ル１５，１６が接続されている。
なお、第１方向非点性収差補正コイル１５は、
相互に90゜の位相差をもつて配設された４個のコ
イル部で構成されており、この補正コイル１５に
よつて、合成磁界の大きさおよび方向を変えるこ
とにより、電子ビーム１０の断面形状をＸ方向
（水平方向）およびＹ方向（垂直方向）で伸縮さ
せて電子ビーム１０を真円断面形状に近づける作
用を行なう。
相互に90゜の位相差をもつて配設された４個のコ
イル部で構成されており、この補正コイル１５に
よつて、合成磁界の大きさおよび方向を変えるこ
とにより、電子ビーム１０の断面形状をＸ方向
（水平方向）およびＹ方向（垂直方向）で伸縮さ
せて電子ビーム１０を真円断面形状に近づける作
用を行なう。
また、第２方向非点性収差補正コイル１６は、
第１方向非点性収差補正コイル１５の各コイル部
から45゜ずつずれて相互に90゜の位相差をもつて配
設された４個のコイル部で構成されており、この
補正コイル１６によつて、合成磁界の大きさおよ
び方向を変えることにより、電子ビーム１０の断
面形状をＸ，Ｙ方向からそれぞれ45゜回転した方
向で伸縮させて電子ビーム１０を真円断面形状に
近づける作用を行なう。
第１方向非点性収差補正コイル１５の各コイル部
から45゜ずつずれて相互に90゜の位相差をもつて配
設された４個のコイル部で構成されており、この
補正コイル１６によつて、合成磁界の大きさおよ
び方向を変えることにより、電子ビーム１０の断
面形状をＸ，Ｙ方向からそれぞれ45゜回転した方
向で伸縮させて電子ビーム１０を真円断面形状に
近づける作用を行なう。
さらに、この回路１３には、第１，第２方向非
点性収差補正用電源を構成する第１，第２のポテ
ンシヨメータ１７，１８が付設されている。
点性収差補正用電源を構成する第１，第２のポテ
ンシヨメータ１７，１８が付設されている。
また、発振器１４は、水平方向走査用鋸歯状波
に同期する鋸歯状波SX〔第４図ａ参照〕および垂
直方向走査用鋸歯状波に同期する鋸歯状波SY〔第
４図ｂ参照〕のいずれよりも低い周波数（例えば
0.5Hz強）で周期的に振幅値の変化する変調波SM
〔第４図ｃ参照〕を発振するものである。
に同期する鋸歯状波SX〔第４図ａ参照〕および垂
直方向走査用鋸歯状波に同期する鋸歯状波SY〔第
４図ｂ参照〕のいずれよりも低い周波数（例えば
0.5Hz強）で周期的に振幅値の変化する変調波SM
〔第４図ｃ参照〕を発振するものである。
したがつて、この非点性収差補正回路１３へ
は、鋸歯状波SX，SYおよび変調波SMが入力さ
れる。
は、鋸歯状波SX，SYおよび変調波SMが入力さ
れる。
さらに、この回路１３は、第３図に示すごと
く、端子１３ｂを介して入力される変調波SMと
端子１３ａを介して入力される鋸歯状波SXとを
掛算する第１の掛算器１９と、この掛算器１９に
よつて掛けあわせられた信号出力（第１の振幅変
調波）SM1〔第４図ｄ参照〕と第１のポテンシヨ
メータ１７からの電気信号（直流）E1とを加算
する第１の加算器２０と、この加算器２０の出力
を電力増幅する増幅器２１とをそなえて構成され
るとともに、端子１３ｂを介して入力される変調
波SMと端子１３ｃを介して入力される鋸歯状波
SYとを掛算する第２の掛算器２２と、この掛算
器２２によつて掛けあわせられた信号出力（第２
の振幅変調波）SM2〔第４図ｅ参照〕と第２のポ
テンシヨメータ１８からの電気信号（直流）E2
とを加算する第２の加算器２３と、この加算器２
３の出力を電力増幅する増幅器２４とをそなえて
構成されている。
く、端子１３ｂを介して入力される変調波SMと
端子１３ａを介して入力される鋸歯状波SXとを
掛算する第１の掛算器１９と、この掛算器１９に
よつて掛けあわせられた信号出力（第１の振幅変
調波）SM1〔第４図ｄ参照〕と第１のポテンシヨ
メータ１７からの電気信号（直流）E1とを加算
する第１の加算器２０と、この加算器２０の出力
を電力増幅する増幅器２１とをそなえて構成され
るとともに、端子１３ｂを介して入力される変調
波SMと端子１３ｃを介して入力される鋸歯状波
SYとを掛算する第２の掛算器２２と、この掛算
器２２によつて掛けあわせられた信号出力（第２
の振幅変調波）SM2〔第４図ｅ参照〕と第２のポ
テンシヨメータ１８からの電気信号（直流）E2
とを加算する第２の加算器２３と、この加算器２
３の出力を電力増幅する増幅器２４とをそなえて
構成されている。
さらに、第１の掛算器１９と第１の加算器２０
との間に、第１のスイツチ２５が介装されるとと
もに、第２の掛算器２２と第２の加算器２３との
間に、第２のスイツチ２６が介装されている。
との間に、第１のスイツチ２５が介装されるとと
もに、第２の掛算器２２と第２の加算器２３との
間に、第２のスイツチ２６が介装されている。
そして、これらのスイツチ２５，２６は相互に
連動して作動するように構成されている。
連動して作動するように構成されている。
なお、増幅器２１，２４の各出力はそれぞれ端
子１３ｄ，１３ｅを介して第１，第２方向非点性
収差補正コイル１５，１６へ供給される。
子１３ｄ，１３ｅを介して第１，第２方向非点性
収差補正コイル１５，１６へ供給される。
また、第２図に示すごとく、試料２７へ電子ビ
ーム１０が照射されると、２次電子や反射電子等
が出て、この信号が、検出器２８で検出されてか
ら増幅器２９で増幅されたのちに、ブラウン管５
のカソードあるいはグリツドへ導入されて、ブラ
ウン管５のスクリーン５ａ（第５，６図参照）上
に輝度変調により試料像が投映されるようになつ
ていて、この検出器２８，増幅器２９等で信号検
出系DSが構成されている。
ーム１０が照射されると、２次電子や反射電子等
が出て、この信号が、検出器２８で検出されてか
ら増幅器２９で増幅されたのちに、ブラウン管５
のカソードあるいはグリツドへ導入されて、ブラ
ウン管５のスクリーン５ａ（第５，６図参照）上
に輝度変調により試料像が投映されるようになつ
ていて、この検出器２８，増幅器２９等で信号検
出系DSが構成されている。
上述の構成により、非点性収差の補正を行なう
に際しては、まず対物レンズの焦点距離を調節し
てから、第１，第２のスイツチ２５，２６を投入
する。これにより鋸歯状波SXに変調波SMを掛
けあわせて振幅変調を施された第１の振幅変調波
SM1に、第１のポテンシヨメータ１７からの信号
E1を重畳し増幅した信号が、第１方向非点性収
差補正コイル１５へ供給されるとともに、鋸歯状
波SYに変調波SMを掛けあわせて振幅変調を施
された第２の振幅変調波SM2に、第２のポテンシ
ヨメータ１８からの信号E2を重畳し増幅した信
号が、第２方向非点性収差補正コイル１６へ供給
される。
に際しては、まず対物レンズの焦点距離を調節し
てから、第１，第２のスイツチ２５，２６を投入
する。これにより鋸歯状波SXに変調波SMを掛
けあわせて振幅変調を施された第１の振幅変調波
SM1に、第１のポテンシヨメータ１７からの信号
E1を重畳し増幅した信号が、第１方向非点性収
差補正コイル１５へ供給されるとともに、鋸歯状
波SYに変調波SMを掛けあわせて振幅変調を施
された第２の振幅変調波SM2に、第２のポテンシ
ヨメータ１８からの信号E2を重畳し増幅した信
号が、第２方向非点性収差補正コイル１６へ供給
される。
このとき、非点性収差がとれていない場合、す
なわち第５図に示すように非点性収差がとれる区
域α，βがＯレベルL1，L2からずれている場合
は、第５図から明らかなように、ブラウン管スク
リーン５ａ上に現われる非点性収差補正像域（画
像の鮮明な領域）P0，…，Pi，…，Pj，…はスク
リーン５ａの中心部から非対称にスクリーン５ａ
の周辺部へ遠ざかつてゆき遂にはスクリーン５ａ
からはみ出してしまつたのち、瞬間的に上記中心
部へ戻るという変化を周期的に行なう。
なわち第５図に示すように非点性収差がとれる区
域α，βがＯレベルL1，L2からずれている場合
は、第５図から明らかなように、ブラウン管スク
リーン５ａ上に現われる非点性収差補正像域（画
像の鮮明な領域）P0，…，Pi，…，Pj，…はスク
リーン５ａの中心部から非対称にスクリーン５ａ
の周辺部へ遠ざかつてゆき遂にはスクリーン５ａ
からはみ出してしまつたのち、瞬間的に上記中心
部へ戻るという変化を周期的に行なう。
このように非点性収差がとれていない場合に、
非点性収差補正像域P0，…，Pi，…，Pj，…が上
述のような動きを行なうのは次のような理由によ
る。
非点性収差補正像域P0，…，Pi，…，Pj，…が上
述のような動きを行なうのは次のような理由によ
る。
鋸歯状波SX，SYが変調波SMによつてそれぞ
れ振幅変調されているので、鋸歯状波SX，SYの
傾きは、第５図にそれぞれ符号A0，…，Ai，…，
Aj，…，Ao；B0，…，Bi，…，Bj，…，Boで示
すように連続的にしかも周期的に変化し、これに
より第５図の場合、上記の振幅変調波SM1，SM2
が上記区間α，βと交わる領域が右方および下方
へ移動し、その結果非点性収差補正像域P0，…，
Pi，…，Pj，…がスクリーン５ａの中心部から左
斜め下方へ移動し、遂には振幅変調波SM1，SM2
が区間α，βと交わる領域がなくなつて、非点性
収差補正像がスクリーン５ａの周辺部からはみ出
す。その後はこの非点性収差補正像が瞬間的に上
記スクリーン５ａの中心部へ戻り、同様の変化を
周期的に行なうのである。
れ振幅変調されているので、鋸歯状波SX，SYの
傾きは、第５図にそれぞれ符号A0，…，Ai，…，
Aj，…，Ao；B0，…，Bi，…，Bj，…，Boで示
すように連続的にしかも周期的に変化し、これに
より第５図の場合、上記の振幅変調波SM1，SM2
が上記区間α，βと交わる領域が右方および下方
へ移動し、その結果非点性収差補正像域P0，…，
Pi，…，Pj，…がスクリーン５ａの中心部から左
斜め下方へ移動し、遂には振幅変調波SM1，SM2
が区間α，βと交わる領域がなくなつて、非点性
収差補正像がスクリーン５ａの周辺部からはみ出
す。その後はこの非点性収差補正像が瞬間的に上
記スクリーン５ａの中心部へ戻り、同様の変化を
周期的に行なうのである。
このような非点性収差がとれていない状態で、
第１，第２のポテンシヨメータ１７，１８のつま
みを調整してその出力信号E1，E2の値を変える
ことにより、各振幅変調波SM1，SM2にバイアス
分を加えて、第６図に示すごとく、上記の区間
α，βの中心レベルを上記のＯレベルL1，L2に
整合させると、この整合状態で、第１，第２のス
イツチ２５，２６を切ることによつて、振幅変調
波SM1，SM2を除去しても、上記の整合状態は変
わらない。すなわちこのような整合状態にするこ
とにより非点性収差の補正を全画面に亘つて行な
うことができるのである。
第１，第２のポテンシヨメータ１７，１８のつま
みを調整してその出力信号E1，E2の値を変える
ことにより、各振幅変調波SM1，SM2にバイアス
分を加えて、第６図に示すごとく、上記の区間
α，βの中心レベルを上記のＯレベルL1，L2に
整合させると、この整合状態で、第１，第２のス
イツチ２５，２６を切ることによつて、振幅変調
波SM1，SM2を除去しても、上記の整合状態は変
わらない。すなわちこのような整合状態にするこ
とにより非点性収差の補正を全画面に亘つて行な
うことができるのである。
ところで、このような整合状態での非点性収差
補正像域P0，…，Pi，…，Pj，…，Po，の変化は
次のとおりである。すなわち非点性収差補正像域
P0がスクリーン５ａの中心部に現われ、その後
この像域が第６図に示すごとく、左右上下方向へ
向けて対称に像域Pi，…，Pj，…，Pk，…がしだ
いに拡大膨張したのち、瞬間的に上記中心部へ像
域P0が戻るという変化を周期的に行なう。
補正像域P0，…，Pi，…，Pj，…，Po，の変化は
次のとおりである。すなわち非点性収差補正像域
P0がスクリーン５ａの中心部に現われ、その後
この像域が第６図に示すごとく、左右上下方向へ
向けて対称に像域Pi，…，Pj，…，Pk，…がしだ
いに拡大膨張したのち、瞬間的に上記中心部へ像
域P0が戻るという変化を周期的に行なう。
その理由は、第６図からも明らかなように、鋸
歯状波SX，SYの傾きが第６図にそれぞれ符号
A0，…，Ai，…，Aj，…，Ak，…，Ao；B0，
…，Bi，…，Bj，…，Bk，…，Boで示すように
連続的にしかも周期的に変わり、これにより振幅
変調波SM1，SM2が区間α，βと交わる領域が左
右上下対称に拡がるためである。
歯状波SX，SYの傾きが第６図にそれぞれ符号
A0，…，Ai，…，Aj，…，Ak，…，Ao；B0，
…，Bi，…，Bj，…，Bk，…，Boで示すように
連続的にしかも周期的に変わり、これにより振幅
変調波SM1，SM2が区間α，βと交わる領域が左
右上下対称に拡がるためである。
したがつて、非点性収差の補正がなされていな
い状態から非点性収差の補正を行なうには、第
１，第２のポテンシヨメータ１７，１８のつまみ
を調整して、スクリーン５ａ上に現われる非点性
収差補正像域が、スクリーン５ａの中心部から左
右上下方向へ向けて対称にしだいに拡大膨張した
のち、再び瞬間的に中心部へ戻るという変化を周
期的に行なうようにすればよい。
い状態から非点性収差の補正を行なうには、第
１，第２のポテンシヨメータ１７，１８のつまみ
を調整して、スクリーン５ａ上に現われる非点性
収差補正像域が、スクリーン５ａの中心部から左
右上下方向へ向けて対称にしだいに拡大膨張した
のち、再び瞬間的に中心部へ戻るという変化を周
期的に行なうようにすればよい。
このように調整したのちは、第１，第２のスイ
ツチ２５，２６を切つて、第１，第２の振幅変調
波SM1，SM2の第１，第２方向非点性収差補正コ
イル１５，１６への供給を停止すればよいのであ
る。
ツチ２５，２６を切つて、第１，第２の振幅変調
波SM1，SM2の第１，第２方向非点性収差補正コ
イル１５，１６への供給を停止すればよいのであ
る。
なお、このときの非点性収差補正像域のスクリ
ーン５ａ上での移動速度は、第５図から第６図の
状態へ移行するにつれて、遅くなつてくるため、
この移動速度の変化によつても、非点性収差の補
正のとれ具合が推測できる。
ーン５ａ上での移動速度は、第５図から第６図の
状態へ移行するにつれて、遅くなつてくるため、
この移動速度の変化によつても、非点性収差の補
正のとれ具合が推測できる。
これによりスクリーン５ａ上には、鮮明な試料
像が映し出される。
像が映し出される。
このように、本発明の非点性収差補正手段によ
れば、簡素な回路構成で、容易にしかも確実且つ
迅速に非点性収差の補正を行なえる。
れば、簡素な回路構成で、容易にしかも確実且つ
迅速に非点性収差の補正を行なえる。
なお、各非点性収差補正コイル１５，１６の磁
場の中心を電子ビーム１０が通つていないと、こ
の電子ビーム１０は曲げられて、試料像は発振器
１４からの変調波SMに同期してブラウン管５ａ
上での膨張収縮が中心部から対称となるように調
整したのちも像が動くことを繰返すが、もし上記
磁場の中心を電子ビーム１０が通つていると、上
記の像の移動動作は止んで試料像が静止する。こ
の性質を利用すれば、補正コイル１５，１６の軸
合わせを容易に行なえるのである。
場の中心を電子ビーム１０が通つていないと、こ
の電子ビーム１０は曲げられて、試料像は発振器
１４からの変調波SMに同期してブラウン管５ａ
上での膨張収縮が中心部から対称となるように調
整したのちも像が動くことを繰返すが、もし上記
磁場の中心を電子ビーム１０が通つていると、上
記の像の移動動作は止んで試料像が静止する。こ
の性質を利用すれば、補正コイル１５，１６の軸
合わせを容易に行なえるのである。
また、低倍率でも高倍率でも精度よく使用でき
る。
る。
なお、ポテンシヨメータ１７，１８の操作は両
方同時に行なつてもよく、各別に行なつてもよ
い。
方同時に行なつてもよく、各別に行なつてもよ
い。
ところで、変調波として第４図ｆに示すような
変調波SM′を用いることもでき、この場合は、非
点性収差補正像域がスクリーン５ａの周辺部まで
拡大膨張した状態からスクリーン５ａの中心部へ
向けて左右上下対称にしだいに縮小収縮したのち
再び瞬間的にスクリーン周辺部まで拡大膨張して
戻るという変化を周期的に行なうごとく調整され
る。
変調波SM′を用いることもでき、この場合は、非
点性収差補正像域がスクリーン５ａの周辺部まで
拡大膨張した状態からスクリーン５ａの中心部へ
向けて左右上下対称にしだいに縮小収縮したのち
再び瞬間的にスクリーン周辺部まで拡大膨張して
戻るという変化を周期的に行なうごとく調整され
る。
さらに、変調波として、正弦波や三角波等のよ
うに周期的に振幅値の変化するものを用いること
もできる。
うに周期的に振幅値の変化するものを用いること
もできる。
また、本発明の非点性収差補正手段は、走査型
電子顕微鏡に類似の装置にも、前述の実施例とほ
ぼ同様にして適用できる。
電子顕微鏡に類似の装置にも、前述の実施例とほ
ぼ同様にして適用できる。
以上詳述したように、本発明の走査型電子顕微
鏡およびその類似装置における非点性収差補正手
段によれば次のような効果ないし利点が得られ
る。
鏡およびその類似装置における非点性収差補正手
段によれば次のような効果ないし利点が得られ
る。
(1) 難解であつた非点性収差補正操作を、簡素な
構成で、容易にしかも確実且つ迅速に行なえ
る。
構成で、容易にしかも確実且つ迅速に行なえ
る。
(2) 高倍率においても低倍率においても高い精度
で非点性収差補正を行なえる。
で非点性収差補正を行なえる。
(3) 試料が均一でなくても用いることができる。
(4) 第１，第２方向非点性収差補正部材の軸合わ
せにも使用できる。
せにも使用できる。
第１図は従来の走査型電子顕微鏡における非点
性収差補正手段を説明するための模式図であり、
第２〜６図は本発明の一実施例としての走査型電
子顕微鏡における非点性収差補正装置を示すもの
で、第２図はその全体構成図、第３図はその要部
を示す電気回路図、第４図ａ〜ｆはいずれもその
各部の波形図、第５，６図はいずれもその作用を
説明するための模式図である。 １，２……鋸歯状波発生器、３，４……偏向回
路、５……試料像投映用ブラウン管、６，７……
ブラウン管の水平，垂直方向走査用偏向部材とし
ての偏向コイル、８，９……倍率切換回路、１０
……荷電粒子線としての電子ビーム、１１，１２
……鏡体内の水平，垂直方向走査用偏向部材とし
ての偏向コイル、１３……非点性収差補正回路、
１３ａ，１３ｂ，１３ｃ……入力端、１３ｄ，１
３ｅ……出力端、１４……発振器、１５，１６…
…第１，第２方向非点性収差補正部材としての補
正コイル、１７，１８……第１，第２方向非点性
収差補正用電源を構成する第１，第２のポテンシ
ヨメータ、１９……第１の掛算器、２０……第１
の加算器、２１……増幅器、２２……第２の掛算
器、２３……第２の加算器、２４……増幅器、２
５，２６……第１，第２のスイツチ、２７……試
料、２８……検出器、２９……増幅器、E1……
Ｘ方向非点性収差補正電気信号、E2……Ｙ方向
非点性収差補正用電気信号、HS……水平方向走
査系、VS……垂直方向走査系、DS……信号検出
系、SX，SY……鋸歯状波、SM，SM′……変調
波、SM1，SM2……第１，第２の振幅変調波。
性収差補正手段を説明するための模式図であり、
第２〜６図は本発明の一実施例としての走査型電
子顕微鏡における非点性収差補正装置を示すもの
で、第２図はその全体構成図、第３図はその要部
を示す電気回路図、第４図ａ〜ｆはいずれもその
各部の波形図、第５，６図はいずれもその作用を
説明するための模式図である。 １，２……鋸歯状波発生器、３，４……偏向回
路、５……試料像投映用ブラウン管、６，７……
ブラウン管の水平，垂直方向走査用偏向部材とし
ての偏向コイル、８，９……倍率切換回路、１０
……荷電粒子線としての電子ビーム、１１，１２
……鏡体内の水平，垂直方向走査用偏向部材とし
ての偏向コイル、１３……非点性収差補正回路、
１３ａ，１３ｂ，１３ｃ……入力端、１３ｄ，１
３ｅ……出力端、１４……発振器、１５，１６…
…第１，第２方向非点性収差補正部材としての補
正コイル、１７，１８……第１，第２方向非点性
収差補正用電源を構成する第１，第２のポテンシ
ヨメータ、１９……第１の掛算器、２０……第１
の加算器、２１……増幅器、２２……第２の掛算
器、２３……第２の加算器、２４……増幅器、２
５，２６……第１，第２のスイツチ、２７……試
料、２８……検出器、２９……増幅器、E1……
Ｘ方向非点性収差補正電気信号、E2……Ｙ方向
非点性収差補正用電気信号、HS……水平方向走
査系、VS……垂直方向走査系、DS……信号検出
系、SX，SY……鋸歯状波、SM，SM′……変調
波、SM1，SM2……第１，第２の振幅変調波。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 試料像投映用ブラウン管をそなえた走査型電
子顕微鏡およびその類似装置について、次の手順
により非点性収差の補正を行なうことを特徴とす
る、走査型電子顕微鏡およびその類似装置におけ
る非点性収差補正方法。 (ア) 荷電粒子線１０を水平，垂直方向へ走査する
ための水平，垂直方向走査用鋸歯状波と同期す
る鋸歯状波SX，SYのそれぞれに、これら両鋸
歯状波SX，SYのいずれよりも低い周波数で周
期的に振幅値の変化する変調波SM，SM′を掛
けあわせて振幅変調を施す。 (イ) 上記振幅変調を施された第１の振幅変調波
SM1に第１方向非点性収差補正用電気信号E1
を重畳させて第１方向非点性収差補正部材１５
に供給するとともに、上記振幅変調を施された
第２の振幅変調波SM2に第２方向非点性収差補
正用電気信号E2を重畳させて第２方向非点性
収差補正部材１６に供給する。 (ウ) ついで上記の第１，第２方向非点性収差補正
用電気信号E1，E2の値を制御することにより、
上記ブラウン管５のスクリーン上に現われる非
点性収差補正像域が上記スクリーンの中心部を
中心として左右上下対称に変化するように調整
する。 (エ) 上記第１および第２の振幅変調波SM1，SM2
の上記第１，第２方向非点性収差補正部材１
５，１６への供給を停止する。 ２ 上記非点性収差補正像域が、上記スクリーン
の中心部から左右上下方向へ向けて対称にしだい
に拡大膨張したのち再び瞬間的に上記中心部へ戻
るという変化を周期的に行ないうるように、上記
鋸歯状波SX，SYが変調波SMにより振幅変調を
施される、特許請求の範囲第１項に記載の走査型
電子顕微鏡およびその類似装置における非点性収
差補正方法。 ３ 上記非点性収差補正像域が、上記スクリーン
の周辺部まで拡大膨張した状態から上記スクリー
ンの中心部へ向けて左右上下対称にしだいに縮小
収縮したのち再び瞬間的に上記周辺部まで拡大膨
張して戻るという変化を周期的に行ないうるよ
う、上記鋸歯状波SX，SYが変調波SM′により振
幅変調を施される、特許請求の範囲第１項に記載
の走査型電子顕微鏡およびその類似装置における
非点性収差補正方法。 ４ 試料像投映用ブラウン管５をそなえるととも
に、同ブラウン管５の水平方向走査用偏向部材６
および鏡体内の水平方向走査用偏向部材１１へ水
平方向走査用鋸歯状波を供給するための水平方向
用鋸歯状波発生器１を含む水平方向走査系HSと、
上記ブラウン管５の垂直方向走査用偏向部材７お
よび上記鏡体内の垂直方向走査用偏向部材１２へ
垂直方向走査用鋸歯状波を供給するための垂直方
向用鋸歯状波発生器２を含む垂直方向走査系VS
とをそなえた走査型電子顕微鏡およびその類似装
置において、上記水平方向走査用鋸歯状波に同期
する鋸歯状波SXおよび上記垂直方向走査用鋸歯
状波に同期する鋸歯状波SYのいずれよりも低い
周波数で周期的に振幅値の変化する変調波SM，
SM′を発振する発振器１４が設けられて、同発振
器１４からの変調波SM，SM′と上記両鋸歯状波
SX，SYのうちの一方の鋸歯状波SXとを掛算す
る第１の掛算器１９と、同第１の掛算器１９から
の出力SM1と第１方向非点性収差補正用電源１７
からの電気信号E1とを加算してこの加算出力を
上記鏡体内の第１方向非点性収差補正部材１５へ
供給しうる第１の加算器２０とをそなえるととも
に、上記発振器１４からの変調波SM，SM′と上
記鋸歯状波SX，SYのうちの他方の鋸歯状波SY
とを掛算する第２の掛算器２２と、同第２の掛算
器２２からの出力SM2と第２方向非点性収差補正
用電源１８からの電気信号E2とを加算してこの
加算出力を上記鏡体内の第２方向非点性収差補正
部材１６へ供給しうる第２の加算器２３とをそな
え、且つ、上記の第１の掛算器１９と第１の加算
器２０との間に第１のスイツチ２５が介装される
とともに、上記の第２の掛算器２２と第２の加算
器２３との間に第２のスイツチ２６が介装された
ことを特徴する、走査型電子顕微鏡およびその類
似装置における非点性収差補正装置。 ５ 上記第１のスイツチ２５と上記第２のスイツ
チ２６とが相互に連動して作動するように構成さ
れた、特許請求の範囲第４項に記載の走査型電子
顕微鏡およびその類似装置における非点性収差補
正装置。 ６ 上記第１方向非点性収差補正部材１５が、相
互に90°の位相差をもつて配設された４個のコイ
ル部で構成されているとともに、上記第２方向非
点性収差補正部材１６が、上記第１方向非点性収
差補正部材１５の各コイル部から45°ずつずれて
相互に90°の位相差をもつて配設された４個のコ
イル部で構成されている、特許請求の範囲第４項
に記載の走査型電子顕微鏡およびその類似装置に
おける非点性収差補正装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56061012A JPS57176656A (en) | 1981-04-22 | 1981-04-22 | Method and device for astigmatism correction of scanning electron microscope and similar device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56061012A JPS57176656A (en) | 1981-04-22 | 1981-04-22 | Method and device for astigmatism correction of scanning electron microscope and similar device |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS57176656A JPS57176656A (en) | 1982-10-30 |
| JPS6329378B2 true JPS6329378B2 (ja) | 1988-06-13 |
Family
ID=13158985
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP56061012A Granted JPS57176656A (en) | 1981-04-22 | 1981-04-22 | Method and device for astigmatism correction of scanning electron microscope and similar device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS57176656A (ja) |
-
1981
- 1981-04-22 JP JP56061012A patent/JPS57176656A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS57176656A (en) | 1982-10-30 |
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