電子ビームの制御を用いた電子顕微鏡の解像度向上

使用电子束控制提高电子显微镜的分辨率

• 批准号: 12750410
• 负责人: 松田 浩一
• 金额: $ 1.34万
• 依托单位: Kyushu University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
• 财政年份: 2000
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2000 至 2001
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-12750410/
• 关键词: 電子顕微鏡; 電子ビーム; 振動制御

電子ビームの位置を制御することにより、床振動等の外乱から電子顕微鏡画像への影響を抑制する。すなわち,外乱により生じる試料と電子ビーム間の相対変位を打ち消すように電子ビームの位置を制御する.外乱を検知するために試料室のそばに設置された加速度計、電子ビームの位置を動かすイメージシフトコイル、イメージシフトコイルヘの指令信号を与えるパソコンから,電子ビーム制御系は構成されている。最初に、電子顕微鏡を加振するための加振台を製作し、床外乱を模擬することを可能にした。加振台は縞鋼板製で,4点でコイルばねにより支持されており,電磁式のアクチュエータにより加振される.顕微鏡を加振台に設置した時のシステムの固有振動数は約2Hzになっている.次に、外乱を検知する加速度計出力と外乱による生じる試料変位との関係を表す伝達関数の数学モデルを作成した。顕微鏡の加振試験を実施し、加速度計出力とビデオ信号を測定した.ビデオ信号から試料の顕微鏡画像が生成され、その画像を用いて試料変位が最小2乗法の意味で最適に決定される。このようにして決定された試料変位と加速度計出力との関係から伝達関数モデルを決定した.なお、加振試験では試料としてマイクロスケールを採用している.次にイメージシフトコイルの校正を行った.適当な信号をイメージシフトコイルヘと送り,その時に生じる試料の画像を測定した.測定された画像から電子ビームの変位を先に述べた方法で決定し,この変位と入力信号との関係からイメージシフトコイルが校正された.外乱により生じる試料変位は加速度計出力から伝達関数を用いて決定される.一方で,先の校正試験結果を利用して,この試料変位を打ち消すような電子ビーム変位はイメージシフトコイルにより与えられる.以上のようにして設計された制御系の性能を調べるために加振試験を行い,システムの第2次固有振動数以下の周波数帯については良好な外乱抑制効果を確認することができた.

Electronic ビ ー ム の position を suppression す る こ と に よ り, outside the bed vibration and other の か ら electronic 顕 micromirror portrait へ の affect を inhibit す る. す な わ ち, outside disorderly に よ り raw じ る sample と electronic ビ ー ム の between phase - a seaborne を play ち す elimination よ う に electronic ビ ー ム の position を suppression す る. Outside disorderly を 検 know す る た め に sample room の そ ば に set さ れ た accelerometer, electronic ビ ー ム の position を dynamic か す イ メ ー ジ シ フ ト コ イ ル, イ メ ー ジ シ フ ト コ イ ル ヘ の instruction signal を and え る パ ソ コ ン か ら, electronic ビ ー ム suppression system は constitute さ れ て い る. Initial に, electronic 顕 micromirror を and す る た め の vibration table を し making, extra bed outside disorderly を simulation す る こ と を may に し た. The vibration table is made of <s:1> stainless steel plate and で. It has 4 でコ でコ <s:1> ばねによ ばねによ ばねによ ばねによ される support されてお <e:1> and electromagnetic <s:1> ア チュエ チュエ タによ タによ タによ vibration される. When the 顕 micro-mirror を vibration table is set at に た, the <s:1> システム <s:1> natural vibration number <e:1> is approximately 2Hzになって る る る. Time に, outside disorderly を 検 know す る accelerometer output と outside disorderly に よ る raw じ る sample - a と の masato is を table す 伝 number of masato の mathematical モ デ ル を made し た. 顕 micromirror の and vibration test を be し, accelerometer output と ビ デ を オ signal measurement し た. ビ デ オ signal か ら sample の 顕 micromirror portrait が generated さ れ, そ の portrait を with い て sample - a が minimum 2 乗 の mean で optimum に decided さ れ る. こ の よ う に し て decided さ れ た sample - a と accelerometer output と の masato is か ら 伝 number of masato モ デ ル を decided し た. な お, vibration test で は sample と し て マ イ ク ロ ス ケ ー ル を using し て い る. Time に イ メ ー ジ シ フ ト コ イ ル の line correction を っ た. Appropriate な signal を イ メ ー ジ シ フ ト コ イ ル ヘ と り, そ の に when born じ る sample の portrait を determination し た. Determination of さ れ た portrait か ら electronic ビ ー ム の - a を に first mentioned べ た method で し decision, こ の - a と signal into force と の masato is か ら イ メ ー ジ シ フ ト コ イ ル が correction さ れ た. The output force of the accelerometer of the external random によ student じる sample change によ the output force of the test material ら伝 the threshold value を is determined by によ て される. Either で, the first の を calibration test results using し て, こ の sample - a を play ち す elimination よ う な electronic ビ ー ム - a は イ メ ー ジ シ フ ト コ イ ル に よ り and え ら れ る. Above の よ う に し て design さ れ た suppression is の performance を べ る た め に and vibration test を い, シ ス テ ム の second count の cycle under natural vibration 帯 に つ い て は な outside disorderly inhibition of unseen good fruit を confirm す る こ と が で き た.

项目成果

K.Matsuda et al.: "Control strategy for vibration isolation of scanning electron microscope"Proc. SPIE 27th Annual International Symposium on Microlithography. 4689(in press). (2002)

K.Matsuda 等：“扫描电子显微镜隔振控制策略”Proc.

K.Matsuda et al.: "Control of image-shifting coils for vibration isolation of an electron microscope"Proc. SPIE 2001 International Symposium on Micromachining and Microfabrication. 4561. 247-254 (2001)

K.Matsuda 等人：“用于电子显微镜振动隔离的图像移动线圈的控制”Proc。