DE112019007019T5

DE112019007019T5 - Mit einem strahl geladener teilchen arbeitende vorrichtung und verfahren zu ihrem betrieb

Info

Publication number: DE112019007019T5
Application number: DE112019007019.3T
Authority: DE
Inventors: Tomoharu NAGASHIMA; Kazuki Ikeda; Wen Li; Masashi Wada; Hajime Kawano
Original assignee: Hitachi High Tech Corp
Current assignee: Hitachi High Tech Corp
Priority date: 2019-04-24
Filing date: 2019-04-24
Publication date: 2021-11-25
Also published as: WO2020217354A1; US20220189729A1; JP7165260B2; JPWO2020217354A1; TW202105440A; US11961701B2; TWI741535B

Abstract

Wenn optische Achsen einer mit mehreren Strahlen geladener Teilchen arbeitenden Vorrichtung und dergleichen eingestellt werden, nimmt die für das Einstellen der Parameter benötigte Zeit zu, weil Parameter optischer Systeme voneinander abhängig sind. Demgemäß sieht die vorliegende Erfindung eine mit einem Strahl geladener Teilchen arbeitende Vorrichtung vor, die mit einer Optische-Parameter-Festlegungseinheit 160 zum Festlegen von Parametern optischer Systeme zur Emission mehrerer Strahlen primärer geladener Teilchen zu einer Probe, Detektoren 101 zum individuellen Erfassen mehrerer von der Probe abgegebener Strahlen sekundärer geladener Teilchen, mehreren Speichern 112 zum Speichern von den Detektoren erfasster und in Digitalsignale in Form von Bildern umgewandelter Signale, Beurteilungswert-Ableitungseinheiten 113 zum Ableiten von Beurteilungswerten der Strahlen primärer geladener Teilchen anhand der Bilder und einer GUI 130, die in der Lage ist, die Bilder anzuzeigen und eine Eingabe von einem Benutzer zu empfangen, versehen ist, wobei die GUI die Bilder und Beurteilungsergebnisse auf der Grundlage der Beurteilungswerte anzeigt und verschiedene optische Parameter in Echtzeit ändert.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft eine mit einem Strahl geladener Teilchen arbeitende Vorrichtung, die mehrere Detektoren aufweist, und ein Verfahren zu ihrem Betrieb.
Technischer Hintergrund
Als technischer Hintergrund einer mit mehreren Detektoren versehenen mit einem Strahl geladener Teilchen arbeitenden Vorrichtung sei beispielsweise JP-A-2006-190554 (PTL 1) genannt. Diese Veröffentlichung offenbart, dass in einem Elektronenmikroskop, das mit mehreren Sekundärelektronendetektoren oder Rückstreuelektronendetektoren versehen ist, zum Ermöglichen einer Steuerung des Kontrasts/der Helligkeit der mehreren Detektoren mit einem einzigen Steuervorgang ein variabler Kontrastkoeffizientenbetrag für jeden Detektor unter Verwendung eines Signalstärkeverhältnisses zwischen den jeweiligen Detektoren, das sich ändert, wenn sich eine Beobachtungsbedingung in der Art eines Betriebsabstands ändert, festgelegt wird. Beispielsweise wird eine Relation zwischen dem Betriebsabstand und dem variablen Kontrastkoeffizientenbetrag erhalten, mit Bezug auf den aus einem Beobachtungsbedingungsspeicher ausgelesenen Betriebsabstand der variable Kontrastkoeffizientenbetrag individuell für einen oberen Detektor und einen unteren Detektor durch eine Koeffizientenberechnungseinheit berechnet und mit Bezug auf einen durch eine Kontrast/Helligkeits-Betriebseinheit ausgeführten Steuervorgang ein Kontraständerungsbetrag für jeden Detektor individuell durch eine Detektorsteuereinheit angegeben.
Zitatliste
Patentliteratur
PTL 1: JP-A-2006-190554
Kurzfassung der Erfindung
Technisches Problem
PTL 1 offenbart ein Bildeinstellungsverfahren, bei dem der durch die mehreren Detektoren erhaltene Kontrast/die von diesen erhaltene Helligkeit eines Bilds in einem einzigen Steuervorgang in dem mit den mehreren Detektoren versehenen Elektronenmikroskop eingestellt werden kann. Beim Verfahren aus PTL 1 werden von den Detektoren erhaltene Bilder jedoch addiert und angezeigt und werden Parameter von einem Benutzer eingestellt, so dass die Einstellung kompliziert sein kann und die Zeit, die für das Einstellen der Parameter benötigt wird, zunehmen kann, wenn die Parameter voneinander abhängig sind. Beispielsweise werden bei einer mit mehreren Strahlen geladener Teilchen arbeitenden Vorrichtung optische Achsen mehrerer Primärelektronenstrahlen durch Spannungen einer Blendenmehrfachanordnung, d. h. Blendenspannungen, eingestellt, der Zustand eines elektrischen Felds ändert sich jedoch, wenn die Blendenspannung für einen bestimmten Strahl geändert wird, wodurch andere Strahlen beeinflusst werden. Wenn solche Parameter voneinander abhängig sind, ist davon auszugehen, dass sich die Parameter nur schwer in einer Bildanzeige einstellen lassen und dass die Verwendbarkeit verschlechtert wird.
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, das vorstehend erwähnte Problem zu lösen und eine mit einem Strahl geladener Teilchen arbeitende Vorrichtung und ein Verfahren zu ihrem Betrieb bereitzustellen, wobei Parameter mehrerer Bildanzeigen, die der Anzahl der Detektoren entsprechen, eingestellt werden, ohne ein Bild zu verwerfen.
Lösung des Problems
Zum Lösen der vorstehenden Aufgabe sieht die vorliegende Erfindung eine mit einem Strahl geladener Teilchen arbeitende Vorrichtung vor, welche Folgendes aufweist: ein optisches System, das dafür ausgelegt ist, eine Probe mit mehreren Strahlen primärer geladener Teilchen zu bestrahlen, eine Optische-Parameter-Festlegungseinheit, die dafür ausgelegt ist, einen Parameter des optischen Systems festzulegen, einen Detektor, der dafür ausgelegt ist, individuell mehrere von der Probe emittierte Strahlen sekundärer geladener Teilchen zu erfassen, mehrere Speichereinheiten, die jeweils dafür ausgelegt sind, ein Signal, das vom Detektor erfasst und in ein Digitalpixel gewandelt wird, in Form eines Bilds zu speichern, eine Beurteilungswert-Ableitungseinheit, die dafür ausgelegt ist, einen Beurteilungswert für den Strahl primärer geladener Teilchen anhand des Bilds abzuleiten, und eine GUI, die dafür ausgelegt ist, das Bild anzuzeigen und eine Eingabe von einem Benutzer zu empfangen, wobei die GUI das Bild und ein Beurteilungsergebnis auf der Grundlage des Beurteilungswerts anzeigt.
Zusätzlich sieht die vorliegende Erfindung zum Lösen der vorstehenden Aufgabe ein Verfahren zum Betrieb einer mit einem Strahl geladener Teilchen arbeitenden Vorrichtung vor, wobei die mit einem Strahl geladener Teilchen arbeitende Vorrichtung eine GUI aufweist, die dafür ausgelegt ist, ein Bild anzuzeigen und eine Eingabe von einem Benutzer zu empfangen, wobei das Betriebsverfahren Folgendes aufweist: Festlegen von Parametern für ein optisches System, das dafür ausgelegt ist, eine Probe mit mehreren Strahlen primärer geladener Teilchen zu bestrahlen, individuelles Erfassen mehrerer von der Probe emittierter Strahlen sekundärer geladener Teilchen, Wandeln eines erfassten Signals in ein Digitalpixel und Speichern des Digitalpixels als Bild, Ableiten eines Beurteilungswerts des Strahls primärer geladener Teilchen anhand des Bilds und Anzeigen des Bilds und eines Beurteilungsergebnisses auf der Grundlage des Beurteilungswerts auf der GUI.
Vorteilhafte Wirkung
Gemäß der vorliegenden Erfindung kann, wenn die Parameter der mehrere Detektoren aufweisenden mit einem Strahl geladener Teilchen arbeitenden Vorrichtung eingestellt werden, die Einstelleffizienz verbessert werden, indem ermöglicht wird, dass die Einstellung vorgenommen wird, während ein Überblick über die Gesamtheit erhalten wird.
Figurenliste
Es zeigen:

1 ein schematisches Diagramm einer Konfiguration einer mit einem Strahl geladener Teilchen arbeitenden Vorrichtung gemäß Ausführungsform 1,
2A ein Diagramm eines Beispiels einer GUI-Bildschirmanzeige gemäß Ausführungsform 1,
2B ein Diagramm eines anderen Beispiels der GUI-Bildschirmanzeige gemäß Ausführungsform 1,
3 ein Diagramm eines Betriebsablaufs bei einer manuellen Parametereinstellung gemäß Ausführungsform 1,
4 ein detailliertes Konfigurationsdiagramm einer Speichersteuereinrichtung gemäß Ausführungsform 2,
5 ein Diagramm eines Betriebsablaufs der Speichersteuereinrichtung gemäß Ausführungsform 2 bei der automatischen Parametereinstellung,
6A ein Diagramm eines Beispiels eines Zeitablaufdiagramms des Scannens und der Bildübertragung aus dem Stand der Technik,
6B ein Diagramm eines anderen Beispiels des Zeitablaufdiagramms des Scannens und der Bildübertragung aus dem Stand der Technik,
7 ein Diagramm eines Beispiels eines Zeitablaufdiagramms des Scannens und der Bildübertragung gemäß Ausführungsform 2,
8 ein detailliertes Konfigurationsdiagramm einer Speichersteuereinrichtung gemäß Ausführungsform 3,
9 ein Diagramm eines Betriebsablaufs der Speichersteuereinrichtung gemäß Ausführungsform 3 bei der automatischen Parametereinstellung,
10 ein Diagramm eines Beispiels eines Zeitablaufs des Scannens und der Bildübertragung gemäß Ausführungsform 3 und
11 ein Diagramm eines Beispiels einer GUI-Bildschirmanzeige gemäß Ausführungsform 4.

Beschreibung von Ausführungsformen
Nachstehend werden verschiedene Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung nacheinander mit Bezug auf die Zeichnungen beschrieben. Zusätzlich wird gemäß den folgenden Ausführungsformen ein Elektronenstrahl als Beispiel eines Strahls geladener Teilchen beschrieben, dieser ist jedoch nicht auf einen Elektronenstrahl beschränkt, und die Erfindung kann auch auf andere Strahlen geladener Teilchen angewendet werden.
Ausführungsform 1
In Ausführungsform 1 wird eine mit einem Strahl geladener Teilchen arbeitende Vorrichtung beschrieben, bei der optische Achsen mehrerer Primärelektronenstrahlen durch einen Benutzer, der eine manuelle Parametereinstellung vornimmt, eingestellt werden.
1 ist ein schematisches Diagramm, das eine Konfiguration einer mit einem Strahl geladener Teilchen arbeitenden Vorrichtung gemäß Ausführungsform 1 zeigt. Die mit einem Strahl geladener Teilchen arbeitende Vorrichtung umfasst eine Pixelerfassungsvorrichtung 100, die mehrere Detektoren 101 und mehrere A/D-Wandler 102 aufweist, eine Rechenvorrichtung 110, die Speichersteuereinrichtungen 111, mehrere Speicher 112, die erfasste Bilder speichern, Beurteilungswert-Ableitungseinheiten 113, in die aus den Speichern 112 gelesene Bilder eingegeben werden, und Bildverkleinerungseinheiten 114 aufweist, eine Gesamtsteuereinheit 120, eine graphische Benutzerschnittstelle (GUI) 130, die eine Anzeige aufweist, eine Anzeigesteuereinheit 140, einen Anzeigebildspeicher 150, eine Optische-Parameter-Festlegungseinheit 160, die Parameter optischer Systeme festlegt, eine Scannsteuereinheit 170 und eine Säule, die nicht dargestellt ist. Zusätzlich weisen die A/D-Wandler, die Speichersteuereinrichtungen 111, die mehreren Speicher 112, die Beurteilungswert-Ableitungseinheiten 113 und die Bildverkleinerungseinheiten 114 Systeme (nachstehend als Kanäle bezeichnet) der Anzahl (n) der Detektoren 101 auf, wobei die Systeme parallel arbeiten. Die Gesamtsteuereinheit 120 legt von der GUI 130 empfangene Informationen in der Optische-Parameter-Festlegungseinheit 160 fest und legt Scanninformationen in der Scannsteuereinheit 170 fest.
In 1 sind die Pixelerfassungsvorrichtung 100, die Optische-Parameter-Festlegungseinheit 160 und die Scannsteuereinheit 170 jeweils mit dedizierter Hardware versehen. Die Rechenvorrichtung 110, die Gesamtsteuereinheit 120, die GUI 130, die Anzeigesteuereinheit 140 und der Anzeigebildspeicher 150 können mit einer Zentralverarbeitungseinheit (CPU) eines Personalcomputers (PC) versehen sein, der mit einer Anzeige, einer Speichereinheit oder Speichervorrichtung in der Art eines flüchtigen Speichers oder eines Halbleiterlaufwerks (SSD), einer Anzeigesteuereinrichtung und dergleichen ausgestattet ist. Beispielsweise können die Beurteilungswert-Ableitungseinheit 113 und die Bildverkleinerungseinheit 114 durch von der CPU ausgeführte Funktionen verwirklicht werden.
Die 2A und 2B zeigen Anzeigebeispiele eines GUI-Bildschirms der mit einem Strahl geladener Teilchen arbeitenden Vorrichtung gemäß der vorliegenden Ausführungsform. 2A zeigt ein Beispiel, bei dem neun Kanäle von Bildern alle dargestellt sind, und 2B zeigt ein anderes Beispiel, bei dem vier Kanäle, einschließlich der Kanäle 5, 6, 8 und 9, ausgewählt und angezeigt sind.
Ein GUI-Bildschirm 200 weist eine Bildanzeigeeinheit 201 zur Anzeige von den Detektoren 101 erhaltener Bilder und von Beurteilungsergebnissen eines Primärelektronenstrahls, die den jeweiligen Detektoren entsprechen, eine Anzeigeauswahl-Eingabeeinheit 202 zur Auswahl eines anzuzeigenden Bilds, eine Parameterauswahleinheit 203 zur Auswahl festzulegender Parameter, eine Schiebereingabeeinheit 204 zum Ändern von Parametern, eine Spezifischer-Wert-Eingabeeinheit 205 für einen Beurteilungswert für jeden Strahl, eine Automatische-Einstellung-Taste 206 zur Auswahl einer automatischen Einstellung, eine Manuelle-Einstellung-Taste 207 zur Auswahl einer manuellen Einstellung und eine Abschlusstaste 208 zur Eingabe des Abschlusses einer Einstellung auf.
Das heißt, dass die GUI 130 die Anzeigeauswahl-Eingabeeinheit 202 zur Auswahl eines anzuzeigenden Bilds und die Bildanzeigeeinheit 201 zur Anzeige einer von einem Benutzer ausgewählten vorgegebenen Anzahl von Bildern und dazu benachbart der entsprechenden Beurteilungsergebnisse aufweist. Dadurch kann der Benutzer eine Einstellung vornehmen, während er die Gesamtheit oder einen Teil der Gesamtheit überblickt, so dass die Einstelleffizienz verbessert werden kann. Zusätzlich weist die GUI 130 die Parameterauswahleinheit 203 zur Auswahl eines Parameters, die Schiebereingabeeinheit 204, die in der Lage ist, einen Parameter in Echtzeit zu ändern, und die Spezifischer-Wert-Eingabeeinheit 205 zur Eingabe eines spezifizierten Werts für einen Beurteilungswert auf. Dadurch kann die Parametereinstellungszeit verkürzt werden.
Nachstehend wird eine Reihe von Parametereinstellungsabläufen unter Verwendung eines Beispiels eines manuellen Einstellungsablaufs gemäß der vorliegenden Ausführungsform, wie in 3 dargestellt, beschrieben. Zuerst wählt der Benutzer nach dem Drücken der Manuelle-Einstellung-Taste 207 den anzuzeigenden Kanal (Schritt 300, nachstehend S300). Weil eine Bildänderung durch kontinuierliches Ändern der Parameter bestätigt werden kann, kann S300 übersprungen werden. Anschließend geschieht eine Parameterfestlegung durch Ändern der jedem Kanal entsprechenden Blendenspannung, wobei es sich um einen Einstellungsparameter handelt, durch die Schiebereingabeeinheit 204 (S301). Wenn die Schiebeeingabe abgeschlossen ist, werden optische Parameterinformationen 161 und Scanninformationen 171 in der Art eines Scannverfahrens von der Gesamtsteuereinheit 120 zur Optische-Parameter-Festlegungseinheit 160 bzw. zur Scannsteuereinheit 170 übertragen, und es wird ein Ein-Frame-Scann der Primärelektronenstrahlen durch die Scannsteuereinheit 170 ausgeführt (S302). Einhergehend mit dem Scannnen fallen die Primärelektronenstrahlen auf eine Probe zur Einstellung der optischen Achse in der nicht dargestellten Säule und treten die emittierten Sekundärelektronenstrahlen in die Detektoren 101 ein. Ein vom Detektor 101 ausgegebenes Analogsignal 103 wird durch den A/D-Wandler 102 in einen Digitalpixelwert 104 gewandelt und über die Bildsteuereinrichtung 111 als Bildinformationen 115 in den Speichern 112 gespeichert.
Die erfassten Bildinformationen 115 werden als Bildinformationen 116 zur Beurteilungswert-Ableitungseinheit 113 und zur Bildverkleinerungseinheit 114 der Rechenvorrichtung 110 übertragen (S303), und eine Beurteilungswertableitung (S304) und Verkleinerungsverarbeitung (S305) werden parallel ausgeführt. Ein abgeleiteter Beurteilungswert 117 wird zur Anzeigesteuereinheit 140 übertragen (S306), ein verkleinertes Bild 118 wird zum Anzeigebildspeicher 150 übertragen (S307), und ein Beurteilungsergebnis und ein Bild des vom Benutzer durch die Anzeigesteuereinheit 140 ausgewählten Kanals wird auf dem GUI-Bildschirm 200 angezeigt (S308). Auf der Grundlage dieses Ergebnisses stellt der Benutzer fest, ob die Parametereinstellung fortzusetzen ist (S309), und falls dies der Fall sein sollte, kehrt der Ablauf zu (S300) zurück. Wenngleich dies nicht dargestellt ist, werden (S303) bis (S308) für die Anzahl der Kanäle ausgeführt.
Hier umfasst ein Beurteilungswert-Ableitungsverfahren ein Verfahren, bei dem die Rundheit eines erfassten Bilds als Beurteilungswert verwendet wird, und ein Verfahren, bei dem ein normierter Kreuzkorrelationswert des erfassten Bilds und das goldene Muster als Beurteilungswert verwendet werden, wobei das Beurteilungsverfahren nicht darauf beschränkt ist. Zusätzlich besteht eine Funktion der Bildverkleinerungseinheit 114 darin, das Bildverkleinerungsverhältnis auf der Grundlage der Anzahl der ausgewählten Kanäle zu ändern. Beispielsweise wird angenommen, dass die Bildanzeigeeinheit 201 eine Bildgröße von bis zu 512 x 512 anzeigen kann, falls ein Bild von 512 x 512 für jeden Kanal erfasst wird, wobei, wenn alle neun Kanäle ausgewählt werden, wie in 2A dargestellt ist, jedes Bild in vertikaler und horizontaler Richtung auf 1/3 (eine Größe von 170 x 170) verkleinert wird und zum Anzeigebildspeicher 150 übertragen wird. Zusätzlich werden, wenn vier Kanäle ausgewählt werden, wie in 2B dargestellt ist, nur Bilder in den ausgewählten Kanälen in vertikaler und horizontaler Richtung auf die Hälfte (eine Größe von 256 x 256) verkleinert und zum Anzeigebildspeicher 150 übertragen. In jedem Fall können mehrere Bilder in einem Überblick betrachtet werden.
Wenn Parameter beispielsweise bei der Einstellung der optischen Achse der Primärelektronenstrahlen voneinander abhängig sind, können die Parameter gemäß der vorliegenden Ausführungsform eingestellt werden, während ein Überblick aller Strahlzustände der neun Kanäle betrachtet wird und ferner Einzelheiten der Strahlzustände erfasst werden, wenn ein bestimmter Kanal ausgewählt wird, wobei die Abhängigkeit leicht geprüft werden kann. Dadurch wird die Einstellungseffizienz verbessert und kann die Parametereinstellungszeit verringert werden. Zusätzlich werden gemäß der vorliegenden Ausführungsform insgesamt neun Kanäle verwendet, falls die Anzahl der Strahlen zunimmt und auch die Anzahl der Kanäle zunimmt, beispielsweise auf 36, 64 oder dergleichen, funktioniert die Konfiguration gemäß der vorliegenden Ausführungsform jedoch effizienter. Weil die Automatische-Einstellung-Taste 206 und die Manuelle-Einstellung-Taste 207 auf dem GUI-Bildschirm 200 angeordnet sind, kann zusätzlich die Arbeitseffizienz des Benutzers verbessert werden.
Gemäß der vorstehend beschriebenen Ausführungsform 1 kann bei einer Einstellung voneinander abhängiger Parameter in der Art beispielsweise der Blendenspannung einer mehrere Detektoren aufweisenden mit mehreren Strahlen geladener Teilchen arbeitenden Vorrichtung die Einstellungseffizienz verbessert werden, indem eine Einstellung ermöglicht wird, während ein Überblick der Gesamtheit betrachtet wird. Ferner können das Scannen, die Beurteilungswertableitung und die Bildanzeige parallel geschehen, während verhindert wird, dass die gescannten Pixel durch Überschreiben verworfen werden, und kann die Parametereinstellungszeit verringert werden.
Ausführungsform 2
In Ausführungsform 2 wird eine mit einem Strahl geladener Teilchen arbeitende Vorrichtung beschrieben, wobei optische Achsen mehrerer Primärelektronenstrahlen an Stelle einer manuellen Einstellung der Parameter durch einen Benutzer durch Drücken der Automatische-Einstellung-Taste 206 eingestellt werden. Nachstehend wird die automatische Einstellung als Einstellungsverfahren beschrieben, bei dem alle Parameter vorab innerhalb von Wertebereichen zugewiesen werden und Stufengrößen von Parametern vorab festgelegt werden und ein Parameter mit einem hohen Beurteilungswert herausgegriffen wird. Wenn der Wertebereich jeder Blendenspannung beispielsweise auf -100 V bis +100 V gesetzt wird und die Stufengröße auf 2 V gesetzt wird, werden einem Strahl 100 Parameter zugewiesen. Die vorliegende Ausführungsform ist jedoch nicht auf das vorstehende Einstellungsverfahren beschränkt.
4 zeigt ein Beispiel einer detaillierten Konfiguration der Speichersteuereinrichtung 111 aus 1. Der vom A/D-Wandler 102 ausgegebene Digitalpixelwert 104 wird über eine Schreibsteuerung 400 als Bildinformationen 115 in den Speicher 112 geschrieben. Zusätzlich werden bei der Bildübertragung die Bildinformationen 116 vom Speicher 112 über eine Lesesteuerung 401 zu verschiedenen Verarbeitungseinheiten in der Art der Beurteilungswert-Ableitungseinheit 113 übertragen.
Die Speichersteuereinrichtung 111 weist einen Scannpixelzähler 403, der Digitalpixel zählt, und einen Übertragene-Pixel-Zähler 405, der die Anzahl der während einer Bildübertragung übertragenen Pixel zählt, auf, er führt eine Schreibsteuerung aus, um einen Speicher, der ein Bild speichert, zu schalten, wenn auf der Grundlage der vom Scannpixelzähler 403 ausgegebenen Anzahl der Scannpixel und einer vorgegebenen Bildgröße ein Scannabschluss festgestellt wird, und er führt eine Lesesteuerung aus, um einen Speicher, der ein Bild liest, zu schalten, wenn auf der Grundlage der vom Übertragene-Pixel-Zähler 405 bestimmten Anzahl der übertragenen Pixel und einer vorgegebenen Bildgröße ein Übertragungsabschluss festgestellt wird.
Nachstehend wird ein Verfahren zur Steuerung der parallelen Ausführung des Scannens und der Bildübertragung, während verhindert wird, dass die gescannten Pixel durch Überschreiben verworfen werden, mit Bezug auf ein Beispiel eines Arbeitsablaufs der Speichersteuereinrichtung gemäß der vorliegenden Ausführungsform, wie in 5 dargestellt, beschrieben. Zuerst werden ein Speicher 112 (nachstehend als Schreibspeicher bezeichnet), der ein durch Scannen eines ersten Frames erhaltenes Bild schreibt, und ein Speicher 112 (nachstehend als Lesespeicher bezeichnet), der dasselbe Bild liest (überträgt), festgelegt (S500 und S501), und es werden Anfangswerte der optischen Parameter festgelegt (S502). Das Scannen wird eingeleitet (S503), wenn die Parameterfestlegung abgeschlossen ist, und die Speichersteuereinrichtung wartet, bis das Scannen abgeschlossen ist (S504). Hier geschieht die Scannabschlussfeststellung 402 durch Vergleichen der vom Scannpixelzähler 403 in der Speichersteuereinrichtung gezählten Anzahl der Scannpixel 407 mit der vorgegebenen Bildgröße (der Anzahl der Pixel). Wenn die Anzahl der Scannpixel 407 gleich der Bildgröße ist, wird das Scannen abgeschlossen.
Der Schreibspeicher wird geschaltet, wenn das Scannen abgeschlossen ist (S505), es wird festgestellt, ob das Scannen das Scannen des ersten Frames ist (506), Parameter werden geändert, falls das Scannen das Scannen des ersten Frames ist (S507), ein nächster optischer Parameter wird unmittelbar in der Optische-Parameter-Festlegungseinheit 160 festgelegt, und das Scannen (des zweiten und nachfolgender Frames) wird ausgeführt. Zusätzlich wird, falls das Scannen das erste Scannen ist, eine Bildübertragung eingeleitet, wenn das Scannen abgeschlossen ist (S509), und falls der zweite und nachfolgende Frames gescannt werden, wartet die Speichersteuereinrichtung, bis die Bildübertragung aller Kanäle abgeschlossen ist (S508), und die Übertragung wird dann eingeleitet. Die Übertragungsabschlussfeststellung 404 geschieht durch Vergleichen der durch den Übertragene-Pixel-Zähler 405 gezählten Anzahl übertragener Pixel 408 mit einer nicht dargestellten vorgegebenen Bildgröße. Wenn die Anzahl der übertragenen Pixel 408 der Bildgröße gleicht, ist die Übertragung abgeschlossen (hier ein Übertragungsabschlusssignal 409 = „1“). Wenn die Übertragung abgeschlossen ist (S510), wird der Lesespeicher geschaltet (S511), und wie gemäß Ausführungsform 1 wird der Ablauf der Beurteilungswertableitung und der Bildverkleinerungsverarbeitung ausgeführt und auf dem GUI-Bildschirm 200 angezeigt (S512) bis (S517).
Wenngleich dies nicht dargestellt ist, werden S509 bis S517 hier für die Anzahl der Kanäle parallel ausgeführt. Nachdem die Beurteilungen für den zweiten und die nachfolgenden Frames für alle Parameter abgeschlossen sind, wird die Einstellung abgeschlossen (S518). Falls die Einstellung fortzusetzen ist, werden die folgenden Parameter festgelegt (S519), wartet die Speichersteuereinrichtung auf den Abschluss der Bildübertragung aller Kanäle (S520) und wird der nächste Scann ausgeführt, wenn die Übertragung abgeschlossen ist (S503). Bei der Übertragungsabschlussfeststellung für alle Kanäle wird der Abschluss festgestellt, wenn die logische Summe 406 der Übertragungsabschlusssignale 410 aller Speichersteuereinrichtungen genommen wird und ihre Ausgabe „1“ ist. Der nächste Scann wird mit dem Eingeben der Ausgabe der logischen Summe in die Scannsteuereinheit 170 als Auslöser eingeleitet. Das heißt, dass die Scannsteuereinheit 170 angewiesen wird, das Scannen auf der Grundlage des Übertragungsabschlusses der den mehreren Detektoren entsprechenden Speichersteuereinrichtungen einzuleiten.
Die 6A und 6B zeigen Beispiele von Zeitablaufdiagrammen des Scannens und der Bildübertragung bei einer Konfiguration aus dem Stand der Technik. Aus Gründen der Einfachheit ist nur eine Bildübertragung eines einzigen Kanals dargestellt. 6A zeigt ein Beispiel, bei dem die Bildübertragungszeit 603 ≤ (Parameterfestlegungszeit 600 + Scannzeit 601) ist, wobei in diesem Fall das Scannen und die Bildübertragung problemlos parallel ausgeführt werden. 6B zeigt ein Beispiel, bei dem die Bildübertragungszeit 612 > (Parameterfestlegungszeit 610 + Scannzeit 611) ist. Bei der Konfiguration aus dem Stand der Technik wird das gescannte Bild in einem vom Speicher für die Übertragung verschiedenen Speicher gespeichert, weil die Übertragungszeit infolge des Wartens auf die CPU-Verarbeitung oder dergleichen zunimmt, wird jedoch der Lesespeicher verwendet und können Pixel existieren, die nicht im Speicher gespeichert werden können (schraffierte Abschnitte 613 und 614 in 6B). Daraus ergibt sich das Problem, dass die Beurteilung aller Bilder unmöglich ist. In den Beispielen ist ein Fall dargestellt, in dem zwei Speicher verwendet werden, dieses Problem tritt jedoch auch im Fall einer größeren Anzahl von Speichern auf.
7 ist ein Zeitablaufdiagramm des Scannens und der Bildübertragung gemäß der vorliegenden Ausführungsform unter den gleichen Bedingungen wie in 6B. Es sind Beispiele der Bildübertragungszeiten 702 und 703 für einen Kanal 1 und einen Kanal 2 nach einer Parameterfestlegungszeit 700 und einer Scannzeit 701 dargestellt, das Scannen erfolgt jedoch nach einer Scannwartezeit 704, bis die Bildübertragung aller Kanäle abgeschlossen ist, so dass ersichtlich ist, dass das Scannen und die Bildübertragung parallel ausgeführt werden können, ohne dass Pixel verworfen werden. Gemäß der vorliegenden Ausführungsform können das Scannen und die Bildübertragung parallel ausgeführt werden, während mit einer einfachen Konfiguration das Verwerfen von Pixeln verhindert wird. Das heißt, dass die Parametereinstellungszeit verringert werden kann, während eine Bildbeurteilung und Beurteilung für alle Parameter gewährleistet wird.
Zusätzlich wird gemäß der vorliegenden Ausführungsform eine Konfiguration von zwei Speichern verwendet und werden die Speicher geschaltet, in einem Speicher kann jedoch ein Bereich zugesichert werden, der in der Lage ist, zwei Bilder zu speichern, und die Adresse für das Schreiben eines Bilds und die Adresse für das Lesen des Bilds können gewechselt werden.
Ausführungsform 3
Ausführungsform 2 zeigt ein Verfahren zum Verhindern des Verwerfens von Pixeln mit einer Konfiguration zweier Speicher. Die vorliegende Ausführungsform zeigt ein Verfahren, bei dem der Gesamtdurchsatz durch die Verwendung von drei oder mehr Speichern und Verlängern des Zeitraums, bis die Scannwartezeit auftritt, verbessert werden kann.
8 zeigt eine Konfiguration der Speichersteuereinrichtung 111, wodurch das Verwerfen von Pixeln in vier Speichern 112 verhindert wird. Als von derjenigen in 4 verschiedene Konfiguration ist eine Schreib- und Lesespeicher-Nichtübereinstimmungsfeststellung 806 bereitgestellt, bei der Schreibspeicherinformationen 809 und Lesespeicherinformationen 810 aus einer Schreibsteuerung 800 bzw. einer Lesesteuerung 801 gelesen werden und „1“, falls der Schreibspeicher und der Lesespeicher nicht übereinstimmen, als Nichtübereinstimmungs-Feststellungssignal 811 ausgegeben wird, und „0“ ausgegeben wird, falls der Schreibspeicher und der Lesespeicher übereinstimmen. Gemäß einem Ausgabesignal einer logischen Summe 807 von Nichtübereinstimmungsfeststellungssignalen 812 aller Kanäle wird eine Funktion bereitgestellt, die darin besteht, dass das nächste Scannen unmittelbar eingeleitet wird, wenn der verwendete Speicher nicht mit allen Kanälen übereinstimmt, wobei mit dem Scannen gewartet wird, wenn der verwendete Speicher mit einem bestimmten der Kanäle übereinstimmt. Das heißt, dass die Speichersteuereinrichtung eine Nichtübereinstimmungsfeststellung ausführt, um festzustellen, ob ein Speicher, der ein Bild speichert, und ein Speicher, der das Bild liest, nicht übereinstimmen, und die Scannsteuereinheit 170 auf der Grundlage der Nichtübereinstimmungsfeststellung der mehreren Detektoren entsprechenden Speichersteuereinrichtung anweist, mit dem Scannen zu beginnen. Zusätzlich wird bei einem Verfahren als Beispiel des Speicherschaltens gemäß der vorliegenden Ausführungsform ein Ringpuffer in der Art von Speicher 1, Speicher 2, Speicher 3, Speicher 4 und Speicher 1, ... geschaltet.
9 ist ein Flussdiagramm gemäß der vorliegenden Ausführungsform. Einzelheiten sind fortgelassen, weil es mit Ausführungsform 2 übereinstimmende Schritte gibt, es werden jedoch die neuen Schritte (S907 und S913) beschrieben. Der Schreibspeicher wird geschaltet, wenn das Scannen abgeschlossen ist, und der Lesespeicher wird geschaltet, wenn die Übertragung abgeschlossen ist, weshalb in Schritt S907 eine Übereinstimmungsfeststellung für die Speicher auf allen Kanälen ausgeführt wird und, wenn festgestellt wird, dass selbst in einem Kanal eine Übereinstimmung auftritt, mit dem Scannen gewartet wird, so dass das Scannen und die Bildübertragung ausgeführt werden können, ohne dass Pixel verworfen werden. Zusätzlich kann in Schritt S913 eine Bildübertragung durch Ausführen der Übereinstimmungsfeststellung für die Speicher jedes Kanals im Fall einer Nichtübereinstimmung sofort eingeleitet werden. Hier werden die Schritte S910 bis S919 für die Anzahl der Kanäle parallel ausgeführt.
10 ist ein Zeitablaufdiagramm des Scannens und der Bildübertragung gemäß der vorliegenden Ausführungsform. In Kanal 2 wird ein Fall, bei dem eine Bildübertragungsperiode 1003 lang ist, als Beispiel genommen. Wie in 10 dargestellt ist, kann der Gesamtdurchsatz verglichen mit Ausführungsform 2 verbessert werden, weil der Scannwartevorgang 1004 nur dann geschehen kann, wenn Pixel verworfen werden. Zusätzlich wird beim Übertragungswartevorgang 1005 einen Zeitraum gewartet, bis das Bild für jeden Kanal übertragen werden kann, wobei gemäß der vorliegenden Ausführungsform eine Konfiguration verwendet wird, bei der ein übertragbares Bild zu einer Zeit übertragen wird, wobei jedoch auch eine Konfiguration verwendet werden kann, bei der die Bildübertragung geschieht, indem auf den Abschluss der Bildübertragung aller Kanäle gewartet wird, um die Bildübertragung aller Kanäle zu synchronisieren.
Ausführungsform 4
Die Ausführungsformen 2 und 3 sollen das Verwerfen von Pixeln durch den Scannwartevorgang verhindern, wobei zwischen Scannvorgängen eine Totzeit auftritt. Dies bedeutet, dass die Framerate niedriger ist als die maximale Framerate (die Anzahl der Scann-Frames pro Zeiteinheit), wenn ohne Totzeit gescannt wird. 11 ist eine GUI-Konfiguration 1100, in der einem Benutzer gezeigt wird, dass die Framerate verringert wird. Durch Anzeigen von Framerate-Verringerungsinformationen, wenn ein Scannwartevorgang auftritt, und auch durch Anzeigen, bei welchem Kanal eine lange Übertragungszeit auftritt (1101), kann verstanden werden, ob die Bedingungsfestlegung (Größe des zu scannenden Bilds oder dergleichen) für die Parametereinstellung geeignet ist und ob an einem Kanal ein Engpass auftritt, und es kann die Verwendbarkeit verbessert werden. Die Anzeigesteuereinheit 140 steuert die Ausführung dieser Anzeige 1101 auf der Grundlage der Bedingung des im Anzeigebildspeicher 150 gespeicherten Bilds. Das heißt, dass die Anzeigesteuereinheit 140 die GUI 130 steuert, so dass sie Framerate-Verringerungsinformationen anzeigt, wenn zwischen dem Scannen für jeden Frame ein Scannanhaltezeitraum auftritt.
Zusätzlich ist die vorliegende Erfindung nicht auf die vorstehenden Ausführungsformen beschränkt und schließt verschiedene Modifikationen ein. Die vorstehenden Ausführungsformen wurden beispielsweise detailliert zum Erleichtern des Verständnisses der vorliegenden Erfindung beschrieben und sind nicht notwendigerweise auf jene beschränkt, die alle beschriebenen Konfigurationen aufweisen. Zusätzlich kann ein Teil einer Konfiguration einer bestimmten Ausführungsform durch eine Konfiguration einer anderen Ausführungsform ersetzt werden oder kann die Konfiguration der anderen Ausführungsform zur Konfiguration der bestimmten Ausführungsform hinzugefügt werden. Zusätzlich kann ein Teil der Konfiguration jeder Ausführungsform zu einer anderen Konfiguration hinzugefügt werden, daraus entnommen werden oder durch diese ersetzt werden.
Zusätzlich können ein Teil oder alle der vorstehenden Konfigurationen, Funktionen, Verarbeitungseinheiten, Verarbeitungsverfahren und dergleichen durch Hardware, beispielsweise durch Auslegung unter Verwendung einer integrierten Schaltung, implementiert werden. Jede der vorstehenden Konfigurationen, Funktionen und dergleichen kann durch Interpretieren und Ausführen eines Programms, das jeweilige Funktionen durch einen Prozessor implementiert, durch Software implementiert werden. Informationen in der Art eines Programms, einer Tabelle und einer Datei zur Implementation jeder der Funktionen können in einer Aufzeichnungsvorrichtung in der Art eines flüchtigen Speichers, einer Festplatte oder eines Halbleiterlaufwerks (SSD) oder in einem Aufzeichnungsmedium in der Art einer Chipkarte, einer SD-Karte oder einer DVD gespeichert werden. Die dargestellten Steuerleitungen oder Informationsleitungen werden als für die Beschreibung notwendig angesehen, wobei nicht notwendigerweise alle Steuerleitungen oder Informationsleitungen in einem Produkt dargestellt sind. In der Praxis kann davon ausgegangen werden, dass fast alle Konfigurationen miteinander verbunden sind.
Bezugszeichenliste

100: Pixelerfassungsvorrichtung
101: Detektor
102: A/D-Wandler
103: Analogsignal
104: Digitalpixelwert
110: Rechenvorrichtung
111: Steuereinrichtung
112: Speicher
113: Beurteilungswert-Ableitungseinheit
114: Bildverkleinerungseinheit
115, 116: Bildinformationen
117: Beurteilungswert
118: Verkleinertes-Bild-Informationen
120: Gesamtsteuereinheit
130: GUI
200: GUI-Bildschirm
201: Bildanzeigeeinheit
202: Anzeigeauswahl-Eingabeeinheit
203: Parameterauswahleinheit
204: Schiebereingabeeinheit
205: Spezifischer-Wert-Eingabeeinheit
206: Automatische-Einstellung-Taste
207: Manuelle-Einstellung-Taste
208: Abschlusstaste
140: Anzeigesteuereinheit
150: Anzeigebildspeicher
160: Optische-Parameter-Festlegungseinheit
161: optische Parameterinformationen
170: Scannsteuereinheit
171: Scanninformationen
400: Schreibsteuerung
401: Lesesteuerung
402: Scannabschlussfeststellung
403: Scannpixelzähler
404: Übertragungsabschlussfeststellung
405: Übertragene-Pixel-Zähler

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

JP 2006190554 A [0002, 0003]

Claims

Mit einem Strahl geladener Teilchen arbeitende Vorrichtung, welche Folgendes umfasst: ein optisches System, das dafür ausgelegt ist, eine Probe mit mehreren Strahlen primärer geladener Teilchen zu bestrahlen, eine Optische-Parameter-Festlegungseinheit, die dafür ausgelegt ist, einen Parameter des optischen Systems festzulegen, einen Detektor, der dafür ausgelegt ist, individuell mehrere von der Probe emittierte Strahlen sekundärer geladener Teilchen zu erfassen, mehrere Speichereinheiten, die jeweils dafür ausgelegt sind, ein Signal, das vom Detektor erfasst und in ein Digitalpixel gewandelt wird, in Form eines Bilds zu speichern, eine Beurteilungswert-Ableitungseinheit, die dafür ausgelegt ist, einen Beurteilungswert für den Strahl primärer geladener Teilchen anhand des Bilds abzuleiten, und eine GUI, die dafür ausgelegt ist, das Bild anzuzeigen und eine Eingabe von einem Benutzer zu empfangen, wobei die GUI das Bild und ein Beurteilungsergebnis auf der Grundlage des Beurteilungswerts anzeigt.
Mit einem Strahl geladener Teilchen arbeitende Vorrichtung nach Anspruch 1, welche ferner Folgendes umfasst: eine Bildverkleinerungseinheit, die dafür ausgelegt ist, das Bild zu verkleinern, und einen Anzeigebildspeicher, der dafür ausgelegt ist, das durch die Bildverkleinerungseinheit verkleinerte Bild zu speichern.
Mit einem Strahl geladener Teilchen arbeitende Vorrichtung nach Anspruch 2, welche ferner Folgendes umfasst: eine Anzeigesteuereinheit, die dafür ausgelegt ist, das im Anzeigebildspeicher gespeicherte Bild und das Beurteilungsergebnis auf einem Bildschirm der GUI anzuzeigen.
Mit einem Strahl geladener Teilchen arbeitende Vorrichtung nach Anspruch 3, welche ferner Folgendes umfasst: eine Scannsteuereinheit, die dafür ausgelegt ist, ein Scannsignal des Strahls primärer geladener Teilchen zu erzeugen, und eine Gesamtsteuereinheit, die dafür ausgelegt ist, über die GUI eingegebene Informationen in der Optische-Parameter-Festlegungseinheit festzulegen und Scanninformationen in der Scannsteuereinheit festzulegen.
Mit einem Strahl geladener Teilchen arbeitende Vorrichtung nach Anspruch 4, wobei die GUI eine Anzeigeauswahl-Eingabeeinheit, durch die das anzuzeigende Bild ausgewählt wird, und eine Bildanzeigeeinheit, auf der eine von einem Benutzer ausgewählte vorgegebene Anzahl von Bildern und entsprechende Beurteilungsergebnisse nebeneinander angezeigt werden, aufweist.
Mit einem Strahl geladener Teilchen arbeitende Vorrichtung nach Anspruch 5, wobei die GUI ferner eine Parameterauswahleinheit, durch die der Parameter ausgewählt wird, eine Schiebereingabeeinheit, durch die der Parameter in Echtzeit geändert werden kann, und eine Spezifischer-Wert-Eingabeeinheit, durch die ein spezifizierter Betrag des Beurteilungswerts eingegeben wird, aufweist.
Mit einem Strahl geladener Teilchen arbeitende Vorrichtung nach Anspruch 6, wobei die GUI ferner eine Manuelle-Einstellung-Taste und eine Automatische-Einstellung-Taste, durch die eine manuelle Einstellung oder eine automatische Einstellung von einem Benutzer ausgewählt wird, aufweist.
Mit einem Strahl geladener Teilchen arbeitende Vorrichtung nach Anspruch 4, welche ferner Folgendes umfasst: eine Steuereinrichtung, die dafür ausgelegt ist, das Schreiben eines Bilds in die Speichereinheit und das Lesen eines Bilds aus der Speichereinheit zu steuern, wobei die Steuereinrichtung einen Scannpixelzähler, der dafür ausgelegt ist, die Digitalpixel zu zählen, und einen Übertragene-Pixel-Zähler, der dafür ausgelegt ist, die Anzahl der während einer Bildübertragung übertragenen Pixel zu zählen, aufweist, eine Schreibsteuerung ausführt, um die für das Speichern des Bilds ausgelegte Speichereinheit zu schalten, wenn auf der Grundlage der vom Scannpixelzähler ausgegebenen Anzahl von Scannpixeln und einer vorgegebenen Bildgröße ein Scannabschluss festgestellt wird, und eine Lesesteuerung ausführt, um die für das Lesen des Bilds ausgelegte Speichereinheit zu schalten, wenn auf der Grundlage der vom Übertragene-Pixel-Zähler ausgegebenen Anzahl übertragener Pixel und einer vorgegebenen Bildgröße ein Übertragungsabschluss festgestellt wird.
Mit einem Strahl geladener Teilchen arbeitende Vorrichtung nach Anspruch 8, wobei die Scannsteuereinheit angewiesen wird, das Scannen auf der Grundlage des Übertragungsabschlusses der mehreren Detektoren entsprechenden Steuereinrichtung einzuleiten.
Mit einem Strahl geladener Teilchen arbeitende Vorrichtung nach Anspruch 8, wobei die Steuereinrichtung eine Nichtübereinstimmungsfeststellung ausführt, um festzustellen, ob die für das Speichern eines Bilds ausgelegte Speichereinheit und die für das Lesen des Bilds ausgelegte Speichereinheit nicht übereinstimmen, und die Scannsteuereinheit auf der Grundlage der Nichtübereinstimmungsfeststellung der mehreren Detektoren entsprechenden Steuereinrichtung anweist, das Scannen einzuleiten.
Mit einem Strahl geladener Teilchen arbeitende Vorrichtung nach Anspruch 3, wobei die Anzeigesteuereinheit die GUI steuert, damit sie Framerate-Verringerungsinformationen anzeigt, wenn zwischen dem Scannen für jeden Frame ein Scannanhaltezeitraum auftritt.
Verfahren zum Betrieb einer mit einem Strahl geladener Teilchen arbeitenden Vorrichtung, wobei die mit einem Strahl geladener Teilchen arbeitende Vorrichtung eine GUI aufweist, die dafür ausgelegt ist, ein Bild anzuzeigen und eine Eingabe von einem Benutzer zu empfangen, wobei das Betriebsverfahren Folgendes umfasst: Festlegen eines Parameters für ein optisches System, das dafür ausgelegt ist, eine Probe mit mehreren Strahlen primärer geladener Teilchen zu bestrahlen, individuelles Erfassen mehrerer von der Probe emittierter Strahlen sekundärer geladener Teilchen, Wandeln eines erfassten Signals in ein Digitalpixel und Speichern des Digitalpixels als Bild, Ableiten eines Beurteilungswerts des Strahls primärer geladener Teilchen anhand des Bilds und Anzeigen des Bilds und eines Beurteilungsergebnisses auf der Grundlage des Beurteilungswerts auf der GUI.
Verfahren zum Betrieb der mit einem Strahl geladener Teilchen arbeitenden Vorrichtung nach Anspruch 12, wobei die GUI eine von einem Benutzer ausgegebene vorgegebene Anzahl von Bildern und entsprechende Beurteilungsergebnisse nebeneinander anzeigt.
Verfahren zum Betrieb der mit einem Strahl geladener Teilchen arbeitenden Vorrichtung nach Anspruch 13, wobei die GUI in der Lage ist, den Parameter durch Auswählen in Echtzeit zu ändern.
Verfahren zum Betrieb der mit einem Strahl geladener Teilchen arbeitenden Vorrichtung nach Anspruch 14, wobei ein Benutzer auf der GUI eine manuelle Einstellung oder eine automatische Einstellung auswählen kann.