JP2000133193A - 荷電粒子線照射装置 - Google Patents
荷電粒子線照射装置Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】アナログ検出法と電子計数法の有する弊害を解
消し、最適なＳＮ比の二次荷電粒子像を得ることができ
る荷電粒子線照射装置を実現する。 【解決手段】アナログ検出法で得られた画像データと、
電子計数法で得られた画像データのＳＮ比を算出し、ど
ちらの方法のＳＮ比が優れているかを比較する手法を用
いて、その比較結果から第１の信号処理回路か第２の信
号処理回路かを選択することで、アナログ検出法と電子
計数法を自動的に切り替えて画像表示する。
消し、最適なＳＮ比の二次荷電粒子像を得ることができ
る荷電粒子線照射装置を実現する。 【解決手段】アナログ検出法で得られた画像データと、
電子計数法で得られた画像データのＳＮ比を算出し、ど
ちらの方法のＳＮ比が優れているかを比較する手法を用
いて、その比較結果から第１の信号処理回路か第２の信
号処理回路かを選択することで、アナログ検出法と電子
計数法を自動的に切り替えて画像表示する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、走査型電子顕微鏡
（ＳＥＭ），走査型イオン顕微鏡（ＳＩＭ），電子線描
画装置（ＥＢ）など試料から発生した二次荷電粒子を検
出して観察，寸法測定，分析，加工などを行う装置の信
号検出方法に関する。
（ＳＥＭ），走査型イオン顕微鏡（ＳＩＭ），電子線描
画装置（ＥＢ）など試料から発生した二次荷電粒子を検
出して観察，寸法測定，分析，加工などを行う装置の信
号検出方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】一次荷電粒子を細く集束して試料表面を
観察する装置においては、集束レンズで細く集束した一
次荷電粒子を試料上で走査させ、発生する二次荷電粒子
を検出して走査に同期したＣＲＴに映像を形成して表面
状態を観察する。二次荷電粒子の検出器としては、シン
チレータと光電子増倍管の組み合わせたものや、電子増
倍管，マイクロチャンネルプレート（ＭＣＰ）などが用
いられる。一次荷電粒子の照射電流量が多く、二次荷電
粒子検出器の出力信号が連続的なアナログ信号の場合
は、そのアナログ信号の電圧値を輝度信号としている。
この方法をアナログ検出法と呼んでいる。
観察する装置においては、集束レンズで細く集束した一
次荷電粒子を試料上で走査させ、発生する二次荷電粒子
を検出して走査に同期したＣＲＴに映像を形成して表面
状態を観察する。二次荷電粒子の検出器としては、シン
チレータと光電子増倍管の組み合わせたものや、電子増
倍管，マイクロチャンネルプレート（ＭＣＰ）などが用
いられる。一次荷電粒子の照射電流量が多く、二次荷電
粒子検出器の出力信号が連続的なアナログ信号の場合
は、そのアナログ信号の電圧値を輝度信号としている。
この方法をアナログ検出法と呼んでいる。
【０００３】しかし、近年、試料が一次荷電粒子の照射
によって損傷を受けないように、またコンタミネーショ
ンを減らす目的で一次荷電粒子の照射電流量を少なくす
るようになってきている。このような条件下では、二次
荷電粒子検出器の出力信号は連続的なアナログ信号では
なく離散的なパルス信号となる。このパルス信号をアナ
ログ信号と同様に電圧値を輝度信号とした場合、信号量
が少ないためＳＮ比が悪化してしまう。
によって損傷を受けないように、またコンタミネーショ
ンを減らす目的で一次荷電粒子の照射電流量を少なくす
るようになってきている。このような条件下では、二次
荷電粒子検出器の出力信号は連続的なアナログ信号では
なく離散的なパルス信号となる。このパルス信号をアナ
ログ信号と同様に電圧値を輝度信号とした場合、信号量
が少ないためＳＮ比が悪化してしまう。
【０００４】またアナログ検出法は、光電子増倍管や電
子増倍管，ＭＣＰの電子増倍の統計的な変動のために二
次荷電粒子検出器の出力信号の電圧値がかなりばらつく
ことや、熱雑音などによる暗電流の影響を受けやすいと
いう潜在的な問題も存在する。
子増倍管，ＭＣＰの電子増倍の統計的な変動のために二
次荷電粒子検出器の出力信号の電圧値がかなりばらつく
ことや、熱雑音などによる暗電流の影響を受けやすいと
いう潜在的な問題も存在する。
【０００５】このため、離散的なパルス信号を微弱光を
検出する分野では一般的によく知られている光子計数法
を用いて検出して、パルスの数を輝度信号として用いる
ことで前記問題点を解決してＳＮ比を向上させる方法が
スキャニング ボリューム１３（１９９１）第１６５頁
から第１７１頁（SCANNINGVol.１３（１９９１）１６５
−１７１）や、ジャーナル オブ エレクトロン マイ
クロスコピイ４１（１９９２）第２５３頁から第２６０
頁（Journal of Electron Microscopy４１（１９９２）
２５３−２６０）で示されている。この方法は電子計数
法と呼ばれている。
検出する分野では一般的によく知られている光子計数法
を用いて検出して、パルスの数を輝度信号として用いる
ことで前記問題点を解決してＳＮ比を向上させる方法が
スキャニング ボリューム１３（１９９１）第１６５頁
から第１７１頁（SCANNINGVol.１３（１９９１）１６５
−１７１）や、ジャーナル オブ エレクトロン マイ
クロスコピイ４１（１９９２）第２５３頁から第２６０
頁（Journal of Electron Microscopy４１（１９９２）
２５３−２６０）で示されている。この方法は電子計数
法と呼ばれている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】上記文献によれば、一
次荷電粒子の照射電流量が少なく、二次荷電粒子検出器
の出力信号がパルス信号の状態では、電子計数法を適用
した装置を用いればＳＮ比の良い画像を得ることができ
る。しかし実際は、一次荷電粒子の照射電流量が多く、
二次荷電粒子検出器の出力信号が多数のパルスが重畳し
て信号を成している状態、すなわちアナログ信号の状態
で利用することもよくある。この条件下では、アナログ
信号がそれぞれのパルスが一つのパルスとして分離でき
ないため、電子計数法は誤った信号を出力してしまう。
以上のことからアナログ検出法及び電子計数法を何らか
の条件で切り替えて画像表示することが必要となる。し
かしながら、前記文献にはいっさいその記載がない。
次荷電粒子の照射電流量が少なく、二次荷電粒子検出器
の出力信号がパルス信号の状態では、電子計数法を適用
した装置を用いればＳＮ比の良い画像を得ることができ
る。しかし実際は、一次荷電粒子の照射電流量が多く、
二次荷電粒子検出器の出力信号が多数のパルスが重畳し
て信号を成している状態、すなわちアナログ信号の状態
で利用することもよくある。この条件下では、アナログ
信号がそれぞれのパルスが一つのパルスとして分離でき
ないため、電子計数法は誤った信号を出力してしまう。
以上のことからアナログ検出法及び電子計数法を何らか
の条件で切り替えて画像表示することが必要となる。し
かしながら、前記文献にはいっさいその記載がない。
【０００７】本発明の目的は、アナログ検出法および電
子計数法の有する弊害を解消し、最適なＳＮ比の二次荷
電粒子像を得ることができる二次荷電粒子検出方法及び
そのシステムを提供することにある。
子計数法の有する弊害を解消し、最適なＳＮ比の二次荷
電粒子像を得ることができる二次荷電粒子検出方法及び
そのシステムを提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記の目的を
達成するために、一次荷電粒子線を試料上に集束するた
めの集束手段と、試料上に照射された一次荷電粒子線を
二次元に走査する手段と、一次荷電粒子線と試料との相
互作用によって発生した二次荷電粒子を検出するための
検出手段と、その検出手段としてアナログ検出法を備
え、その検出器からの信号を処理する第１の信号処理回
路と、更に上記の検出手段として電子計数法を備え、そ
の検出器からの信号を処理する第２の信号処理回路と、
第１と第２の信号処理回路からの信号を記憶する画像メ
モリと、その画像メモリに記憶された信号を画像として
表示する手段と、第１と第２の信号処理回路のどちらか
を決定し、選択する手段を備えた荷電粒子線照射装置に
おいて、（１）一次荷電粒子の照射電流量の測定値と、
二次荷電粒子検出システムのデッドタイムから予測され
る電子計数法が適用できる最大の照射電流量とを比較
し、その比較結果から第１の信号処理回路か第２の信号
処理回路かを選択する方法、（２）一次荷電粒子の照射
電流量の測定値と、あらかじめアナログ検出法と電子計
数法で得られた照射電流量とＳＮ比の関係から決定でき
る照射電流量の基準値とを比較し、その比較結果から第
１の信号処理回路か第２の信号処理回路かを選択する方
法、（３）アナログ検出法で得られた画像データと、電
子計数法で得られた画像データのＳＮ比を算出し、どち
らの方法のＳＮ比が優れているかを比較し、その比較結
果から第１の信号処理回路か第２の信号処理回路かを選
択する方法で、アナログ検出法と電子計数法を切り替え
て画像表示するものである。
達成するために、一次荷電粒子線を試料上に集束するた
めの集束手段と、試料上に照射された一次荷電粒子線を
二次元に走査する手段と、一次荷電粒子線と試料との相
互作用によって発生した二次荷電粒子を検出するための
検出手段と、その検出手段としてアナログ検出法を備
え、その検出器からの信号を処理する第１の信号処理回
路と、更に上記の検出手段として電子計数法を備え、そ
の検出器からの信号を処理する第２の信号処理回路と、
第１と第２の信号処理回路からの信号を記憶する画像メ
モリと、その画像メモリに記憶された信号を画像として
表示する手段と、第１と第２の信号処理回路のどちらか
を決定し、選択する手段を備えた荷電粒子線照射装置に
おいて、（１）一次荷電粒子の照射電流量の測定値と、
二次荷電粒子検出システムのデッドタイムから予測され
る電子計数法が適用できる最大の照射電流量とを比較
し、その比較結果から第１の信号処理回路か第２の信号
処理回路かを選択する方法、（２）一次荷電粒子の照射
電流量の測定値と、あらかじめアナログ検出法と電子計
数法で得られた照射電流量とＳＮ比の関係から決定でき
る照射電流量の基準値とを比較し、その比較結果から第
１の信号処理回路か第２の信号処理回路かを選択する方
法、（３）アナログ検出法で得られた画像データと、電
子計数法で得られた画像データのＳＮ比を算出し、どち
らの方法のＳＮ比が優れているかを比較し、その比較結
果から第１の信号処理回路か第２の信号処理回路かを選
択する方法で、アナログ検出法と電子計数法を切り替え
て画像表示するものである。
【０００９】
【発明の実施の形態】本発明の理解のため、まず図２を
用いて従来の走査型電子顕微鏡の構成を説明する。ここ
での二次荷電粒子検出器はシンチレータ２１，光電子増
倍管２３から構成されている。電子銃１で発生した一次
電子ビーム５は、集束レンズ２と対物レンズ４によって
細く絞られ試料６に照射される。一次電子ビーム５は、
走査信号発生器１２から偏向コイル３に走査信号が供給
され、試料面上で走査される。一次電子ビーム５の走査
と同期してＣＲＴ１１の偏向コイル１３も走査すること
で、一次電子ビーム５が照射されている試料面上の位置
とＣＲＴ１１の画素を対応させることができる。
用いて従来の走査型電子顕微鏡の構成を説明する。ここ
での二次荷電粒子検出器はシンチレータ２１，光電子増
倍管２３から構成されている。電子銃１で発生した一次
電子ビーム５は、集束レンズ２と対物レンズ４によって
細く絞られ試料６に照射される。一次電子ビーム５は、
走査信号発生器１２から偏向コイル３に走査信号が供給
され、試料面上で走査される。一次電子ビーム５の走査
と同期してＣＲＴ１１の偏向コイル１３も走査すること
で、一次電子ビーム５が照射されている試料面上の位置
とＣＲＴ１１の画素を対応させることができる。
【００１０】試料上の一次電子ビーム照射位置から放出
された二次電子７は、二次電子７を効率よく収集するた
めに＋１０ｋＶの電圧が印加されたシンチレータ２１に
衝突して光子に変換される。シンチレータ２１で発生し
た光子はライトガイド２２を介して光電子増倍管２３で
電流信号に変換される。光電子増倍管２３からの出力電
流は増幅器８で電流電圧変換され、さらに適切な波高と
なるように増幅される。
された二次電子７は、二次電子７を効率よく収集するた
めに＋１０ｋＶの電圧が印加されたシンチレータ２１に
衝突して光子に変換される。シンチレータ２１で発生し
た光子はライトガイド２２を介して光電子増倍管２３で
電流信号に変換される。光電子増倍管２３からの出力電
流は増幅器８で電流電圧変換され、さらに適切な波高と
なるように増幅される。
【００１１】アナログ検出法では（スイッチ３２のＡＤ
側）、増幅器８からの電圧信号はＡＤ変換器４０でデジ
タル信号に変換された後画像メモリ９に転送され、各画
素に対応するアドレスに書き込まれる。
側）、増幅器８からの電圧信号はＡＤ変換器４０でデジ
タル信号に変換された後画像メモリ９に転送され、各画
素に対応するアドレスに書き込まれる。
【００１２】電子計数法では（スイッチ３２のＥＣ
側）、増幅器８からのパルス信号は、波高弁別器５０で
ノイズ成分となる波高のパルスが除去され、正味の二次
電子信号の波高のパルスだけがカウンタ５１に供給され
てカウントされる。カウンタ５１でカウントされた計数
値は画像メモリ９に転送され、各画素に対応するアドレ
スに書き込まれる。
側）、増幅器８からのパルス信号は、波高弁別器５０で
ノイズ成分となる波高のパルスが除去され、正味の二次
電子信号の波高のパルスだけがカウンタ５１に供給され
てカウントされる。カウンタ５１でカウントされた計数
値は画像メモリ９に転送され、各画素に対応するアドレ
スに書き込まれる。
【００１３】どちらの方法においても、画像メモリ９に
記憶された二次電子信号は、ＤＡ変換器１０によってＣ
ＲＴの輝度信号に変換され、ＣＲＴ１１上に二次電子像
が形成される。
記憶された二次電子信号は、ＤＡ変換器１０によってＣ
ＲＴの輝度信号に変換され、ＣＲＴ１１上に二次電子像
が形成される。
【００１４】本発明のアナログ検出法と電子計数法のど
ちらを適用するかを判定する方法の理解のため、図１と
図３で電子計数法における計数損失の過程を説明する。
図１に本発明の実施の形態の１例を示す電子顕微鏡の構
成図を示す。また図３（ａ),（ｂ)，(ｃ）に、２個の二
次電子がシンチレータ２１に入射したときの増幅器８の
出力パルス波形を示す。まず図３（ａ）と（ｂ）を比較
する。二次電子７がランダムに検出器に入射するため、
全てのパルスが同じ時間間隔とはならない。したがって
（ｂ）の場合は、波高弁別器５０で設定したしきい値電
圧Ｖｔｈを越えたパルスは１個しかないと判断され計数
損失となる。この計数損失は一次電子ビーム５の照射電
流量と試料の二次電子放出比などに依存し、ランダムな
統計的な過程であるためにどのようなシステムにおいて
も必ず起こる。
ちらを適用するかを判定する方法の理解のため、図１と
図３で電子計数法における計数損失の過程を説明する。
図１に本発明の実施の形態の１例を示す電子顕微鏡の構
成図を示す。また図３（ａ),（ｂ)，(ｃ）に、２個の二
次電子がシンチレータ２１に入射したときの増幅器８の
出力パルス波形を示す。まず図３（ａ）と（ｂ）を比較
する。二次電子７がランダムに検出器に入射するため、
全てのパルスが同じ時間間隔とはならない。したがって
（ｂ）の場合は、波高弁別器５０で設定したしきい値電
圧Ｖｔｈを越えたパルスは１個しかないと判断され計数
損失となる。この計数損失は一次電子ビーム５の照射電
流量と試料の二次電子放出比などに依存し、ランダムな
統計的な過程であるためにどのようなシステムにおいて
も必ず起こる。
【００１５】次に図３（ａ）と（ｃ）を比較する。２個
の二次電子７は同じ時間間隔で検出器に入射している。
しかしパルス波形で見ると、（ｃ）の場合はベースライ
ンに回復するまでの時間が長く、二つのパルスが重なっ
ている。この違いは、シンチレータ２１の減衰時間，光
電子増倍管２３の応答，増幅器８の周波数特性などに起
因している。このような場合も、Ｖｔｈを越えたパルス
は一個しかないと判断され計数損失となる。この計数損
失は、二次電子検出器２０と波高弁別器５０の間にある
信号処理回路（本実施の形態では増幅器８）を含めた二
次電子検出システムが原因で起こる。この二次電子検出
システムが二つのパルスを分離して数えることのできる
最小の時間幅、すなわちデッドタイムが存在し、デッド
タイムが長い二次電子検出システムでは計数損失も多く
なる。
の二次電子７は同じ時間間隔で検出器に入射している。
しかしパルス波形で見ると、（ｃ）の場合はベースライ
ンに回復するまでの時間が長く、二つのパルスが重なっ
ている。この違いは、シンチレータ２１の減衰時間，光
電子増倍管２３の応答，増幅器８の周波数特性などに起
因している。このような場合も、Ｖｔｈを越えたパルス
は一個しかないと判断され計数損失となる。この計数損
失は、二次電子検出器２０と波高弁別器５０の間にある
信号処理回路（本実施の形態では増幅器８）を含めた二
次電子検出システムが原因で起こる。この二次電子検出
システムが二つのパルスを分離して数えることのできる
最小の時間幅、すなわちデッドタイムが存在し、デッド
タイムが長い二次電子検出システムでは計数損失も多く
なる。
【００１６】以上のことから、計数損失が多くなるとラ
ンダムな過程における統計的な変動が大きくなり、その
平均値と標準偏差の比（本発明ではＳＮ比を示す）が悪
くなることがわかる。したがって、一次電子ビーム５の
照射電流量や、二次電子検出システム（二次電子検出器
２０や後段の信号処理回路から成る）のデッドタイムな
どの条件次第で、電子計数法の適用範囲が制限される。
ンダムな過程における統計的な変動が大きくなり、その
平均値と標準偏差の比（本発明ではＳＮ比を示す）が悪
くなることがわかる。したがって、一次電子ビーム５の
照射電流量や、二次電子検出システム（二次電子検出器
２０や後段の信号処理回路から成る）のデッドタイムな
どの条件次第で、電子計数法の適用範囲が制限される。
【００１７】上記の前提に基づいて、本発明におけるア
ナログ検出法と電子計数法のどちらを選択したら良いか
を判定し、スイッチ３２を自動的に切り替える方法につ
いて説明する。ここでは、デッドタイムが２５ｎｓ，５
０ｎｓの二次電子検出システムを例にとって説明する。
一次電子ビーム５の照射電流量を判定・制御システム３
０で測定する。ここで測定値が１ｐＡと１０ｐＡを例に
取る。試料６上のどの面においても二次電子放出比を１
とし、検出器にすべての二次電子７が入射したとする
と、それぞれ一秒間に６.２×１０6個，６.２×１０7個
の二次電子７が二次電子検出器２０に入射する。
ナログ検出法と電子計数法のどちらを選択したら良いか
を判定し、スイッチ３２を自動的に切り替える方法につ
いて説明する。ここでは、デッドタイムが２５ｎｓ，５
０ｎｓの二次電子検出システムを例にとって説明する。
一次電子ビーム５の照射電流量を判定・制御システム３
０で測定する。ここで測定値が１ｐＡと１０ｐＡを例に
取る。試料６上のどの面においても二次電子放出比を１
とし、検出器にすべての二次電子７が入射したとする
と、それぞれ一秒間に６.２×１０6個，６.２×１０7個
の二次電子７が二次電子検出器２０に入射する。
【００１８】このときの計数損失を計算すると、１ｐＡ
の場合それぞれおよそ１４％，２７％となり、１０ｐＡ
の場合それぞれおよそ７９％，９６％となる。ここで、
計数損失が２０％以下のときに電子計数法を適用すると
すれば、一次電子ビーム５の照射電流量が１ｐＡでデッ
ドタイムが２５ｎｓの二次電子検出システムのとき、Ｅ
Ｃ側に切り替える信号を判定・制御システム３０から発
信し、その他の場合はＡＤ側に切り替える信号を発信し
て、スイッチ３１を自動的に切り替える。
の場合それぞれおよそ１４％，２７％となり、１０ｐＡ
の場合それぞれおよそ７９％，９６％となる。ここで、
計数損失が２０％以下のときに電子計数法を適用すると
すれば、一次電子ビーム５の照射電流量が１ｐＡでデッ
ドタイムが２５ｎｓの二次電子検出システムのとき、Ｅ
Ｃ側に切り替える信号を判定・制御システム３０から発
信し、その他の場合はＡＤ側に切り替える信号を発信し
て、スイッチ３１を自動的に切り替える。
【００１９】次に第２の実施例を述べる。あらかじめア
ナログ検出法と電子計数法で照射電流量とＳＮ比の関係
を測定し、照射電流量の基準値を求める方法であり、図
４に示すような方法でアナログ検出法と電子計数法のど
ちらかを判定する。ここでも試料６上のどの面において
も二次電子放出比を１とし、検出器にすべての二次電子
７が入射したとする。まず、あらかじめ照射電流量とＳ
Ｎ比の関係をアナログ検出法と電子計数法の両方法で求
め、ＳＮ比が逆転する照射電流値を基準値として導出す
る（図４のＩｐ）。
ナログ検出法と電子計数法で照射電流量とＳＮ比の関係
を測定し、照射電流量の基準値を求める方法であり、図
４に示すような方法でアナログ検出法と電子計数法のど
ちらかを判定する。ここでも試料６上のどの面において
も二次電子放出比を１とし、検出器にすべての二次電子
７が入射したとする。まず、あらかじめ照射電流量とＳ
Ｎ比の関係をアナログ検出法と電子計数法の両方法で求
め、ＳＮ比が逆転する照射電流値を基準値として導出す
る（図４のＩｐ）。
【００２０】ＳＮ比は、画像メモリ９内の各画素に対応
するアドレスに書き込まれた５１２×５１２個データ
（１０２４×１０２４個などでもよい）の平均値をＳ，
その標準偏差をＮとしてＳ／Ｎで求める方法などがあ
る。一次電子ビーム５の照射電流量を判定・制御システ
ム３０で測定値し、得られた測定値がＩｐより多い場合
はスイッチ３２をＡＤ側に、少ない場合はＥＣ側に切り
替える信号を判定・制御システム３０から発信して、ス
イッチ３１を自動的に切り替える。
するアドレスに書き込まれた５１２×５１２個データ
（１０２４×１０２４個などでもよい）の平均値をＳ，
その標準偏差をＮとしてＳ／Ｎで求める方法などがあ
る。一次電子ビーム５の照射電流量を判定・制御システ
ム３０で測定値し、得られた測定値がＩｐより多い場合
はスイッチ３２をＡＤ側に、少ない場合はＥＣ側に切り
替える信号を判定・制御システム３０から発信して、ス
イッチ３１を自動的に切り替える。
【００２１】これまで二次電子放出比は１で、すべての
二次電子７が二次電子検出器２０に入射すると仮定して
きたが、実際は試料の種類・試料表面の状態や形状，幾
何学的配置によって変化する。このため一次電子ビーム
５の照射電流量から計算できる電子の数と、電子計数法
で計数されたパルスの数が等しくならない。このような
場合は一次電子ビームの照射電流量の測定値と上記で述
べたパラメータとの比較でスイッチ３２を制御すること
はできない。
二次電子７が二次電子検出器２０に入射すると仮定して
きたが、実際は試料の種類・試料表面の状態や形状，幾
何学的配置によって変化する。このため一次電子ビーム
５の照射電流量から計算できる電子の数と、電子計数法
で計数されたパルスの数が等しくならない。このような
場合は一次電子ビームの照射電流量の測定値と上記で述
べたパラメータとの比較でスイッチ３２を制御すること
はできない。
【００２２】図５に示す実施例では、直接アナログ検出
法と電子計数法によるＳＮ比を測定して比較する。まず
観察に必要な設定を行ってから、アナログ検出法と電子
計数法の両方法でそれぞれの画像データを画像処理装置
３２内にある画像メモリに記憶させる。次に画像処理装
置３２によりそれぞれの画像データのＳＮ比を求めて、
判定・制御システムにそれぞれのＳＮ比の値を転送す
る。それぞれのＳＮ比の値を判定・制御システム３０で
比較し、アナログ検出法が大きい場合はスイッチ３１を
ＡＤ側に、電子計数法が大きい場合はスイッチ３１をＥ
Ｃ側に切り替える信号を判定・制御システム３０から発
信して、スイッチ３１を自動的に切り替える。
法と電子計数法によるＳＮ比を測定して比較する。まず
観察に必要な設定を行ってから、アナログ検出法と電子
計数法の両方法でそれぞれの画像データを画像処理装置
３２内にある画像メモリに記憶させる。次に画像処理装
置３２によりそれぞれの画像データのＳＮ比を求めて、
判定・制御システムにそれぞれのＳＮ比の値を転送す
る。それぞれのＳＮ比の値を判定・制御システム３０で
比較し、アナログ検出法が大きい場合はスイッチ３１を
ＡＤ側に、電子計数法が大きい場合はスイッチ３１をＥ
Ｃ側に切り替える信号を判定・制御システム３０から発
信して、スイッチ３１を自動的に切り替える。
【００２３】以上本発明の実施の形態の例をいくつか示
したが、二次荷電粒子は、二次電子であったが、反射電
子，オージェ電子など、一次荷電粒子と試料との相互作
用によって発生する二次荷電粒子や、二次荷電粒子と試
料との相互作用によって発生する三次荷電粒子であっ
て、検出器の出力でアナログ信号やパルス信号となるも
のであればよい。
したが、二次荷電粒子は、二次電子であったが、反射電
子，オージェ電子など、一次荷電粒子と試料との相互作
用によって発生する二次荷電粒子や、二次荷電粒子と試
料との相互作用によって発生する三次荷電粒子であっ
て、検出器の出力でアナログ信号やパルス信号となるも
のであればよい。
【００２４】
【発明の効果】上記のように本発明によれば、一次荷電
粒子の照射電流量，試料の種類・形状・幾何学的配置な
どで決まる二次荷電粒子の放出量，二次荷電粒子検出シ
ステムのデッドタイムなどの条件に従ってアナログ検出
法，電子計数法のいずれかを選択する、また直接それぞ
れの方法によるＳＮ比を測定して比較することで最適な
ＳＮ比を与え、高品位の二次荷電粒子像を得ることがで
きる二次荷電粒子検出方法及びそのシステムを提供する
ことができる。
粒子の照射電流量，試料の種類・形状・幾何学的配置な
どで決まる二次荷電粒子の放出量，二次荷電粒子検出シ
ステムのデッドタイムなどの条件に従ってアナログ検出
法，電子計数法のいずれかを選択する、また直接それぞ
れの方法によるＳＮ比を測定して比較することで最適な
ＳＮ比を与え、高品位の二次荷電粒子像を得ることがで
きる二次荷電粒子検出方法及びそのシステムを提供する
ことができる。
【図１】本発明における実施の形態の第１の例を示す走
査型電子顕微鏡の概略図。
査型電子顕微鏡の概略図。
【図２】従来の走査型電子顕微鏡の概略図。
【図３】（ａ）ないし（ｃ）は計数損失が起こる過程を
説明するためのパルス波形図。
説明するためのパルス波形図。
【図４】一次電子ビームの照射電流量とＳＮ比の関係を
示す特性図。
示す特性図。
【図５】本発明における実施の形態の第２の例を示す走
査型電子顕微鏡の概略図。
査型電子顕微鏡の概略図。
５…一次電子ビーム、６…試料、７…二次電子、９…画
像メモリ、１０…ＤＡ変換器、２０…二次電子検出器、
２１…シンチレータ、２３…光電子増倍管、３０…判定
・制御システム、３１…スイッチ、３２…画像処理装
置、４０…ＡＤ変換器、５０…波高弁別器、５１…カウ
ンタ。
像メモリ、１０…ＤＡ変換器、２０…二次電子検出器、
２１…シンチレータ、２３…光電子増倍管、３０…判定
・制御システム、３１…スイッチ、３２…画像処理装
置、４０…ＡＤ変換器、５０…波高弁別器、５１…カウ
ンタ。
Claims (4)
- 【請求項１】一次荷電粒子線を試料上に集束する集束手
段、試料上に照射された一次荷電粒子線を二次元に走査
する手段、一次荷電粒子線と試料との相互作用によって
発生した二次荷電粒子を検出する検出手段、検出手段と
してアナログ検出法を具備し、その検出器からの信号を
処理する第１の信号処理回路、さらに前記検出手段とし
て電子計数法を具備し、その検出器からの信号を処理す
る第２の信号処理回路、第１と第２の信号処理回路から
の信号を記憶する画像メモリと、その画像メモリに記憶
された信号を画像として表示する手段とを具備した荷電
粒子線照射装置において、前記第１と第２の信号処理回
路のどちらかを決定し、選択する手段を具備したことを
特徴とする荷電粒子線照射装置。 - 【請求項２】前記請求項１記載の荷電粒子線照射装置に
おいて、一次荷電粒子の照射電流量の測定値と、二次荷
電粒子検出システムのデッドタイムから予測される電子
計数法が適用できる最大の照射電流量とを比較し、その
比較結果から第１の信号処理回路か第２の信号処理回路
かを選択することを特徴とする荷電粒子線照射装置。 - 【請求項３】前記請求項１記載の荷電粒子線照射装置に
おいて、一次荷電粒子の照射電流量の測定値と、あらか
じめアナログ検出法と電子計数法で得られた照射電流量
とＳＮ比の関係から決定できる照射電流量の基準値とを
比較し、その比較結果から第１の信号処理回路か第２の
信号処理回路かを選択することを特徴とする荷電粒子線
照射装置。 - 【請求項４】前記請求項１記載の荷電粒子線照射装置に
おいて、アナログ検出法で得られた画像データと電子計
数法で得られた画像データのＳＮ比を算出し、どちらの
ＳＮ比が大きいかを比較し、その比較結果から第１の信
号処理回路か第２の信号処理回路かを選択することを特
徴とする荷電粒子線照射装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10300651A JP2000133193A (ja) | 1998-10-22 | 1998-10-22 | 荷電粒子線照射装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10300651A JP2000133193A (ja) | 1998-10-22 | 1998-10-22 | 荷電粒子線照射装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000133193A true JP2000133193A (ja) | 2000-05-12 |
Family
ID=17887434
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10300651A Pending JP2000133193A (ja) | 1998-10-22 | 1998-10-22 | 荷電粒子線照射装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000133193A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009105077A (ja) * | 2009-02-19 | 2009-05-14 | Hitachi High-Technologies Corp | イオンビーム加工装置 |
| JP2011175811A (ja) * | 2010-02-24 | 2011-09-08 | Hitachi High-Technologies Corp | 荷電粒子線装置 |
| WO2015186202A1 (ja) * | 2014-06-04 | 2015-12-10 | 株式会社日立製作所 | 走査型電子顕微鏡装置 |
| JP2016046229A (ja) * | 2014-08-27 | 2016-04-04 | 株式会社日立ハイテクノロジーズ | 荷電粒子ビーム装置および画像生成方法 |
-
1998
- 1998-10-22 JP JP10300651A patent/JP2000133193A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009105077A (ja) * | 2009-02-19 | 2009-05-14 | Hitachi High-Technologies Corp | イオンビーム加工装置 |
| JP2011175811A (ja) * | 2010-02-24 | 2011-09-08 | Hitachi High-Technologies Corp | 荷電粒子線装置 |
| WO2015186202A1 (ja) * | 2014-06-04 | 2015-12-10 | 株式会社日立製作所 | 走査型電子顕微鏡装置 |
| JP2016046229A (ja) * | 2014-08-27 | 2016-04-04 | 株式会社日立ハイテクノロジーズ | 荷電粒子ビーム装置および画像生成方法 |
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