JP2001148230A - Scanning electron microscope - Google Patents

Scanning electron microscope

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JP2001148230A
JP2001148230A JP33164099A JP33164099A JP2001148230A JP 2001148230 A JP2001148230 A JP 2001148230A JP 33164099 A JP33164099 A JP 33164099A JP 33164099 A JP33164099 A JP 33164099A JP 2001148230 A JP2001148230 A JP 2001148230A
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a scanning electron microscope by which the optimum image contrast can be obtained. SOLUTION: A measure is equipped in which the peak value of signal is detected at the stage of analog signal that is input into AD converter, or detected from the data after AD conversion, and in which the gain control of secondary electron detector and amplifier is carried out so that this nearly coincides with the full scale of AD converter. Apart from this, a measure is equipped to detect the image contrast that is formed on the image memory, and based on the detected results, to convert the concentration value of image so that the whole range of concentration value that can be displayed by the display device is utilized, and to optimize the contrast of displayed image.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、走査形電子顕微鏡
に係り、特に画像のコントラストの調整に関する。
[0001] 1. Field of the Invention [0002] The present invention relates to a scanning electron microscope, and more particularly to adjustment of image contrast.

【0002】[0002]

【従来の技術】走査形電子顕微鏡においては、試料に電
子線を照射することによって試料から発生する微弱な二
次電子を検出器で検出し、その量を増幅し、アナログ信
号をAD変換器でディジタル信号に変換し、信号処理装
置でこの信号から画像が生成される。二次電子の量は試
料の表面の形状や材質に強く依存し、走査された画像の
振幅の変動範囲が異なるので、1フィールド走査毎に最
適なダイナミックレンジが得られるように、信号レベル
の自動調整が必要となる。
2. Description of the Related Art In a scanning electron microscope, weak secondary electrons generated from a sample by irradiating the sample with an electron beam are detected by a detector, the amount thereof is amplified, and an analog signal is converted by an AD converter. The signal is converted into a digital signal, and an image is generated from the signal by a signal processing device. The amount of secondary electrons strongly depends on the shape and material of the surface of the sample, and the amplitude fluctuation range of the scanned image differs. Therefore, the signal level is automatically adjusted so that the optimum dynamic range can be obtained for each field scan. Adjustments are required.

【0003】従来技術においては、検出器で検出し増幅
されたアナログ信号の、1フィールド走査期間中の最大
ピーク電圧およびボトム電圧を検出して、この値が一定
値に収まるように制御している。入力された信号は、そ
の設定値が選択可能なローパスフィルタを通して高周波
ノイズを除去し、検出回路に入力される。検出回路はピ
ーク検出用ピークホールドおよびボトム検出用ピークホ
ールドより構成される。入力信号レベルはAD変換器の
データフルスケールに対してあらかじめ設定した範囲に
収まるようにゲイン調整される。例えば、画像信号の最
小値がデータフルスケールの20%、最大値がデータフ
ルスケールの80%となるような設定を行う。ピークと
ボトム電圧の差を基準値と比較してその関係により検出
器のゲインを設定する。また、ボトム値を基準値と比較
して増幅器のバイアス電圧を設定する。
In the prior art, the maximum peak voltage and the bottom voltage of the analog signal detected and amplified by the detector during one field scanning period are detected, and the values are controlled so as to fall within a constant value. . The input signal removes high-frequency noise through a low-pass filter whose set value can be selected, and is input to a detection circuit. The detection circuit includes a peak hold for peak detection and a peak hold for bottom detection. The gain of the input signal level is adjusted so as to fall within a preset range with respect to the data full scale of the AD converter. For example, a setting is made so that the minimum value of the image signal is 20% of the data full scale and the maximum value is 80% of the data full scale. The difference between the peak and bottom voltages is compared with a reference value, and the gain of the detector is set according to the relationship. Further, the bias value of the amplifier is set by comparing the bottom value with the reference value.

【0004】半導体などの絶縁物を観察するためには、
試料表面の帯電の影響を減らすために試料に照射する電
子の量、すなわちプローブ電流をできるだけ小さくし、
かつ、電子線の走査の繰り返し周期をできるだけ早くす
る必要がある。例えば、走査周期を毎秒30フレーム、
プローブ電流を数pAとする手法が一般的に使用されて
いる。しかし、一回の走査では画像を形成するための十
分な信号量が得られないため、フレーム間加算、あるい
はフレーム間移動平均法により画像の各画素での信号を
蓄積加算して画像を形成する。このような条件下では、
検出器の出力信号は二次電子の一個一個が分離して検出
されたパルス列信号となり、画像のコントラストは、該
パルス信号のピーク値ではなく、単位時間あたりのパル
ス信号の数の差で形成される。
In order to observe an insulator such as a semiconductor,
In order to reduce the effect of electrification on the sample surface, the amount of electrons irradiating the sample, that is, the probe current, is made
In addition, it is necessary to make the repetition cycle of electron beam scanning as fast as possible. For example, if the scanning cycle is 30 frames per second,
A technique of setting the probe current to several pA is generally used. However, since a single scan does not provide a sufficient signal amount to form an image, an image is formed by accumulating and adding signals at each pixel of the image by inter-frame addition or inter-frame moving average method. . Under these conditions,
The output signal of the detector becomes a pulse train signal in which each of the secondary electrons is separated and detected, and the contrast of the image is formed not by the peak value of the pulse signal but by the difference in the number of pulse signals per unit time. You.

【0005】図2は、検出された二次電子信号を表す波
形の一例を示すグラフである。それぞれのピークが一個
の二次電子に相当し、ピークの大きさは、二次電子の強
さではなく、検出システムの信号増幅率の確率変動によ
っている。この信号で作られる画像のコントラストは、
ピークの密度が高い部分が明るく、低い部分が暗くな
る。
FIG. 2 is a graph showing an example of a waveform representing a detected secondary electron signal. Each peak corresponds to one secondary electron, and the magnitude of the peak depends on the probability variation of the signal amplification factor of the detection system, not on the intensity of the secondary electrons. The contrast of the image created by this signal is
Higher peaks are brighter and lower peaks are darker.

【0006】前述の従来技術では、信号の大きさを検出
するので、正確に画像のコントラストに対応する検出値
を得ることはできない。プローブ電流1pA、走査時の
画像の1画素の時間を100nsとすると、1画素あた
りの試料照射電子の数は、平均0.6 個しかない。これ
は、試料からの二次電子放出効率の最大値を1、放出さ
れた二次電子のすべてを検出できたと仮定し、信号パル
スピークを正確にAD変換器のフルスケールに一致させ
たとしても、通常の加算方式では、画像中のもっとも信
号の大きい部分でもフルスケールの60%の明るさにし
かならないということである。ここで、通常の加算方式
とは、加算結果の最大が画像メモリのフルスケールを超
えないように、入力信号データを加算回数で割って加算
する方式である。
In the above-mentioned prior art, since the magnitude of the signal is detected, it is not possible to accurately obtain a detection value corresponding to the contrast of the image. Assuming that the probe current is 1 pA and the time of one pixel of an image during scanning is 100 ns, the number of sample irradiation electrons per pixel is only 0.6 on average. This is because even if the maximum value of the secondary electron emission efficiency from the sample is 1 and all the emitted secondary electrons can be detected, even if the signal pulse peak exactly matches the full scale of the AD converter. In the normal addition method, even a portion having the largest signal in an image has only a brightness of 60% of the full scale. Here, the normal addition method is a method in which input signal data is divided by the number of additions and added so that the maximum result of the addition does not exceed the full scale of the image memory.

【0007】さらに、従来方法では、ピーク/ボトム検
出回路にローパスフィルタを通すので、ピーク密度が低
い場合には、検出されるピーク値は入力信号のピーク値
より減衰して小さくなり、検出された小さいピーク電圧
を基準に合わせようとしてゲインが過大になり、AD変
換器のフルスケールを大きく超えて飽和してしまう状況
になり易い。
Further, in the conventional method, since a low-pass filter is passed through the peak / bottom detection circuit, when the peak density is low, the detected peak value is attenuated and smaller than the peak value of the input signal, and the peak value is detected. In order to match the small peak voltage to the reference, the gain becomes excessively large, and a situation is likely to occur in which the full scale of the AD converter greatly exceeds the saturation.

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、最適
な画像コントラストが得られる走査形電子顕微鏡を提供
することにある。
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a scanning electron microscope capable of obtaining an optimum image contrast.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】上記目的を解決するため
に、本発明は、試料上に電子線を走査して得られる二次
電子を検出する検出器と、該検出器で検出した信号を増
幅する増幅器と、該増幅器で増幅された信号から画像を
形成する信号処理装置とを備えた走査形電子顕微鏡にお
いて、前記信号処理装置で形成される画像を形成するた
めの信号のピーク値を検出する第一信号検出手段と、該
第一信号検出手段で検出された信号のピーク値に基づい
て、前記検出器または前記増幅器のゲインにフィードバ
ックする信号を発生させる調整手段と、前記信号処理装
置で形成された画像のコントラストを検出する第二信号
検出手段と、該第二信号検出手段で検出された前記画像
の濃度値を変換する濃度値変換手段とを備えたものであ
る。
In order to solve the above-mentioned object, the present invention provides a detector for detecting secondary electrons obtained by scanning an electron beam on a sample and a signal detected by the detector. In a scanning electron microscope including an amplifier for amplifying and a signal processing device for forming an image from a signal amplified by the amplifier, a peak value of a signal for forming an image formed by the signal processing device is detected. A first signal detection unit that performs, based on a peak value of the signal detected by the first signal detection unit, an adjustment unit that generates a signal to be fed back to the gain of the detector or the amplifier, and the signal processing device A second signal detecting unit for detecting a contrast of the formed image; and a density value converting unit for converting a density value of the image detected by the second signal detecting unit.

【0010】さらに、前記信号をアナログ信号からディ
ジタル信号へ変換するAD変換器を備え、前記調整手段
は前記AD変換器のフルスケールに略一致するように、
前記検出器または増幅器のゲイン設定を行う構成とした
ものである。
[0010] Further, an AD converter for converting the signal from an analog signal to a digital signal is provided, and the adjusting means is adapted to substantially match the full scale of the AD converter.
In this configuration, the gain of the detector or the amplifier is set.

【0011】さらに、前記画像を表示する表示装置を備
え、前記濃度値変換手段は、前記表示装置が表示できる
濃度値の略全領域を利用するように前記画像の濃度値を
変換する構成としたものである。
[0011] Further, a display device for displaying the image is provided, and the density value conversion means converts the density value of the image so as to use substantially the entire area of the density value that can be displayed by the display device. Things.

【0012】また、本発明は、試料上に電子線を走査し
て得られる二次電子を検出する検出器と、該検出器で検
出した信号を増幅する増幅器と、該増幅器で増幅された
信号をディジタル信号に変換するAD変換器と、該ディ
ジタル信号から画像を形成する画像形成手段とを備えた
走査形電子顕微鏡において、前記電子線による1フレー
ム走査中の前記AD変換器の入力信号のピーク/ボトム
値を検出または前記AD変換器の出力信号を検出しヒス
トグラム計算を行う第一信号検出手段と、該第一信号検
出手段の結果に基づいて前記検出器または前記増幅器の
ゲインを設定する調整手段と、前記第一信号検出手段で
検出された信号の値に基づいて、フレーム間加算あるい
はフレーム間移動平均処理を行って前記画像のヒストグ
ラム計算しAD変換した電圧信号のピーク/ボトム値検
出を行う第二信号検出手段と、該第二信号検出手段の結
果に基づいてルックアップテーブルのデータを設定し前
記画像のコントラストを強調して前記画像形成手段に該
画像を表示させる画像調整手段とを備えたものである。
Further, the present invention provides a detector for detecting secondary electrons obtained by scanning an electron beam on a sample, an amplifier for amplifying a signal detected by the detector, and a signal amplified by the amplifier. In a scanning electron microscope provided with an AD converter for converting a digital signal into a digital signal and an image forming means for forming an image from the digital signal, a peak of an input signal of the AD converter during one frame scanning by the electron beam is provided. / First signal detecting means for detecting a bottom value or detecting an output signal of the AD converter to calculate a histogram, and adjusting the gain of the detector or the amplifier based on a result of the first signal detecting means. Means for performing inter-frame addition or inter-frame moving average processing on the basis of the value of the signal detected by the first signal detection means, calculating a histogram of the image, and performing AD conversion. A second signal detecting means for detecting a peak / bottom value of the obtained voltage signal, and setting a data of a look-up table based on a result of the second signal detecting means to enhance a contrast of the image to the image forming means. Image adjusting means for displaying the image.

【0013】[0013]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施例を図面を用
いて以下説明する。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0014】図1は、走査形電子顕微鏡の制御構成を示
す制御ブロック図である。図において、走査形電子顕微
鏡の鏡体部1の電子銃2から発せられた電子線3が電子
レンズ(図示省略)によって収束され試料5に照射され
る。信号制御器24から偏向器4へ送られる偏向信号2
6によって電子線3を試料5の上をラスタ走査させる。
電子線3の照射によって試料5の表面から発生する二次
電子、あるいは反射電子が電子検出器6および電子検出
器7によって検出され、増幅器8および増幅器9で増幅
され、信号加算器10で加算される。信号加算器10あ
るいは増幅器8,増幅器9から出力される信号をセレク
タ11で選択し、AD変換器12に入力してディジタル
信号に変換し、画像演算部15でフレーム間演算処理
(フレーム間加算、あるいはフレーム間移動平均)を行
い、ディジタルデータとして画像メモリ14に取り込
む。画像メモリ14の画像データは、階調変換のための
ルックアップテーブル20を通し、DA変換器22でア
ナログ信号に変換して、ディスプレイ23上に画像とし
て表示する。
FIG. 1 is a control block diagram showing a control configuration of the scanning electron microscope. In the figure, an electron beam 3 emitted from an electron gun 2 of a mirror unit 1 of a scanning electron microscope is converged by an electron lens (not shown) and is irradiated on a sample 5. Deflection signal 2 sent from signal controller 24 to deflector 4
The sample 6 is raster-scanned on the sample 5 by the electron beam 3.
Secondary electrons or reflected electrons generated from the surface of the sample 5 by irradiation of the electron beam 3 are detected by the electron detectors 6 and 7, amplified by the amplifiers 8 and 9, and added by the signal adder 10. You. A signal output from the signal adder 10 or the amplifiers 8 and 9 is selected by a selector 11 and input to an AD converter 12 to be converted into a digital signal. Alternatively, a moving average between frames is performed, and the result is taken into the image memory 14 as digital data. The image data in the image memory 14 passes through a look-up table 20 for gradation conversion, is converted into an analog signal by a DA converter 22, and is displayed on a display 23 as an image.

【0015】AD変換器12の入力信号のピーク電圧が
AD変換器12のフルスケールにほぼ一致するような信
号値制御を行う。これには下記の2つの方法がある。
Signal value control is performed so that the peak voltage of the input signal of the AD converter 12 substantially matches the full scale of the AD converter 12. There are two ways to do this.

【0016】第一の方法は、従来と同じようにアナログ
ビデオ信号のピーク電圧とボトム電圧を検出する方法で
ある。ただし、ローパスフィルタは経由せず、正確なピ
ーク検出ができるように周波数帯域を確保する。信号セ
レクタ13を介してAD変換器12の入力信号をピーク
/ボトム電圧ホールド回路17に入力して、画像の1フ
レーム走査期間中の最大ピーク電圧とボトム電圧を検出
し、これをAD変換器18でディジタルデータに変換
し、中央演算ユニット21で読み取り、アナログビデオ
信号のピーク電圧とボトム電圧が所望の値になるように
ゲインコントロールDA変換器25により増幅器8のゲ
インおよび増幅器9のゲインを再設定する。
The first method is a method of detecting a peak voltage and a bottom voltage of an analog video signal as in the related art. However, a frequency band is secured so that accurate peak detection can be performed without passing through a low-pass filter. The input signal of the AD converter 12 is input to the peak / bottom voltage hold circuit 17 via the signal selector 13 to detect the maximum peak voltage and the bottom voltage during one frame scanning period of the image, and the detected signals are detected by the AD converter 18. Is converted to digital data, read by the central processing unit 21, and the gain control DA converter 25 resets the gain of the amplifier 8 and the gain of the amplifier 9 so that the peak voltage and the bottom voltage of the analog video signal become desired values. I do.

【0017】第二の方法は、ビデオ信号のピーク電圧を
ヒストグラムを用いて検出する方法である。セレクタ2
7をAD変換器12の出力データをヒストグラム演算回
路16に入力する側(図では下側)に設定し、AD変換
器12の出力データの1フレーム走査期間中の頻度分布
をヒストグラム演算回路16で計算し、得られた信号ヒ
ストグラムの形状から、現在のビデオ信号のピーク値分
布を検出し、この値と現在の設定値とから、信号ピーク
電圧値の最大をAD変換器12のフルスケール相当にす
るために必要なゲインを計算し、ゲインコントロールD
A変換器25を設定する。
The second method is to detect the peak voltage of a video signal using a histogram. Selector 2
7 is set on the side (lower side in the figure) where the output data of the AD converter 12 is input to the histogram arithmetic circuit 16, and the frequency distribution of the output data of the AD converter 12 during one frame scanning period is set by the histogram arithmetic circuit 16. From the calculated and obtained shape of the signal histogram, the peak value distribution of the current video signal is detected, and from this value and the current set value, the maximum of the signal peak voltage value is equivalent to the full scale of the AD converter 12. To calculate the gain required to perform
The A converter 25 is set.

【0018】図3は、ビデオ信号のピーク値分布のヒス
トグラムである。取得したビデオ信号のピーク値分布の
ヒストグラムは図3(a)のようになる。Wは、AD変
換器12のフルスケールを示す。ビデオ信号のピーク値
の最大値Aを求め、増幅器8および増幅器9のゲインを
現在の値のW/A倍に修正する。そうすると、次の1フ
レームで取得するビデオ信号のピーク値分布のヒストグ
ラムは図3(b)のようになり、フルスケールを有効に
使用して画像データを形成する事ができるようになる。
FIG. 3 is a histogram of the peak value distribution of the video signal. The histogram of the peak value distribution of the acquired video signal is as shown in FIG. W indicates the full scale of the AD converter 12. The maximum value A of the peak value of the video signal is obtained, and the gains of the amplifiers 8 and 9 are corrected to W / A times the current value. Then, the histogram of the peak value distribution of the video signal acquired in the next one frame is as shown in FIG. 3B, and the image data can be formed by effectively using the full scale.

【0019】以上のいずれかの方法によりAD変換器1
2の入力信号電圧を最適レベルに自動調整することがで
きる。特に、上記の第二の方法を用いれば、AD変換器
12の入力信号電圧を、飽和することなくかつフルスケ
ールを有効に使用できる値に正確に調整することができ
る。
The AD converter 1 according to any of the above methods
2 can be automatically adjusted to an optimum level. In particular, if the second method is used, the input signal voltage of the AD converter 12 can be accurately adjusted to a value at which full scale can be used effectively without saturation.

【0020】次に、画像メモリ上に形成された画像の階
調を調整して、適切なコントラストで表示するための画
像制御について、以下に述べる。
Next, an image control for adjusting the gradation of the image formed on the image memory and displaying the image with an appropriate contrast will be described below.

【0021】図1中のセレクタ27を画像演算部15の
出力信号を選択する側に設定し、画像演算部15でフレ
ーム間演算処理を行ったデータの、1フレーム走査期間
中の全画素のデータの頻度分布をヒストグラム演算回路
16で求める。このヒストグラムデータのピーク/ボト
ムを、フルスケールに対する所望の範囲(例えばフルス
ケールの80/20%)に引き伸ばすようにルックアッ
プテーブル20のデータを計算し、設定する。
The selector 27 in FIG. 1 is set on the side for selecting the output signal of the image calculation unit 15, and the data of all the pixels during one frame scanning period of the data subjected to the inter-frame calculation processing by the image calculation unit 15 Is obtained by the histogram calculation circuit 16. The data of the lookup table 20 is calculated and set so as to extend the peak / bottom of the histogram data to a desired range with respect to the full scale (for example, 80/20% of the full scale).

【0022】図4は、ルックアップテーブルを用いて変
換した場合のヒストグラムである。図4(a)におい
て、取得したヒストグラムの最小値をT、分布の幅をC
とする。Wは、図1に示したAD変換器12のフルスケ
ールを示す。そして、図4(b)に示すように、入力デー
タが(T−0.2C)までは出力が0、(T−0.2C)から
(T+1.2C)の範囲では出力が0からフルスケールま
で直線的に変化し、(T+1.2C)以上では出力がフル
スケールとなるようにルックアップテーブル20を設定
する。これによって、図4(a)に示すヒストグラム分
布を有する画像を、図4(b)に示す出力のルックアッ
プテーブルを通すことにより、図4(c)に示すような
ヒストグラム分布を有する画像を得ることができる。
FIG. 4 is a histogram obtained by conversion using a look-up table. In FIG. 4A, the minimum value of the acquired histogram is T, and the width of the distribution is C.
And W indicates the full scale of the AD converter 12 shown in FIG. Then, as shown in FIG. 4B, the output is 0 until the input data is (T-0.2C), and the output is from (T-0.2C).
The output changes linearly from 0 to the full scale in the range of (T + 1.2C), and the lookup table 20 is set so that the output becomes the full scale in the range of (T + 1.2C) or more. Thus, an image having the histogram distribution shown in FIG. 4C is obtained by passing the image having the histogram distribution shown in FIG. 4A through the output look-up table shown in FIG. 4B. be able to.

【0023】図1中に示した画像メモリ14上に形成さ
れた画像コントラストは、画像演算部15の出力信号を
DA変換器19でアナログ信号に変換し、信号セレクタ
13を通じてピーク/ボトム電圧ホールド回路17で1
フレーム走査中の最小,最大ピークを検出する方法でも
実現できる。
The image contrast formed on the image memory 14 shown in FIG. 1 is obtained by converting the output signal of the image calculation unit 15 into an analog signal by a DA converter 19 and passing through a signal selector 13 to a peak / bottom voltage hold circuit. 17 in 1
It can also be realized by a method of detecting minimum and maximum peaks during frame scanning.

【0024】以上述べた、図3に示したゲインフィード
バックによる信号値制御と図4に示した画像制御とを独
立に行い、かつ、これを組み合わせて行うことにより、
最終的に表示される画像に対して最適な画像コントラス
トが得られるようになる。
As described above, the signal value control based on the gain feedback shown in FIG. 3 and the image control shown in FIG.
An optimum image contrast can be obtained for an image finally displayed.

【0025】上記ゲインフィードバックによる信号値制
御と画像制御とを交互に繰り返し行う場合、インターレ
ス走査モードを使用している場合には、例えば偶数フィ
ールドでビデオ信号のピーク値分布ヒストグラムを取得
して帰線期間中にゲイン設定を行い、次の奇数フィール
ドで画像のヒストグラムを取得してルックアップテーブ
ルによる画像制御を行えば、もっとも早いレスポンスで
画像のコントラストの自動制御ができる。視野の変化が
それほど早くなければ、フレームごとに交互、あるいは
数フレームごとに交互に行っても良い。信号のピーク値
は、二次電子のエネルギーと、検出器の増幅率で決まる
ので、一度調整すると短時間では変化せず、画像コント
ラストは、主として、発生する二次電子の数に依存して
視野が変わるごとに変化する。従って、上記画像制御を
常時行い、上記信号値制御は間欠的に行っても良い。ま
た、フレーム間演算処理が積算の場合にはゲインフィー
ドバックによる信号値制御だけをフレームごとに行い、
画像積算終了時に1回だけ1、ヒストグラム計算回路の
入力を図1中の画像演算部15の出力信号を選択する側
に切り換えて画像のヒストグラムを取得し、上記画像制
御を行っても良い。
When the signal value control and the image control by the gain feedback are alternately repeated, and when the interlace scanning mode is used, for example, a histogram of the peak value distribution of the video signal is obtained in an even-numbered field. If the gain is set during the line period, the histogram of the image is obtained in the next odd field, and the image is controlled by the look-up table, the image contrast can be automatically controlled with the fastest response. If the change of the visual field is not so fast, the change may be performed alternately every frame or alternately every several frames. Since the peak value of the signal is determined by the energy of the secondary electrons and the amplification factor of the detector, once adjusted, it does not change in a short time, and the image contrast mainly depends on the number of generated secondary electrons. It changes every time. Therefore, the image control may be performed constantly, and the signal value control may be performed intermittently. Also, when the inter-frame calculation processing is integration, only signal value control by gain feedback is performed for each frame,
Once at the end of image integration, the input of the histogram calculation circuit may be switched to the side for selecting the output signal of the image calculation unit 15 in FIG. 1 to obtain a histogram of the image, and the above image control may be performed.

【0026】[0026]

【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、最
適な画像コントラストが得られる走査形電子顕微鏡を得
ることができる。
As described above, according to the present invention, it is possible to obtain a scanning electron microscope capable of obtaining an optimum image contrast.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】走査形電子顕微鏡の制御構成を示す制御ブロッ
ク図。
FIG. 1 is a control block diagram showing a control configuration of a scanning electron microscope.

【図2】検出された二次電子信号を表す波形の一例を示
すグラフ。
FIG. 2 is a graph showing an example of a waveform representing a detected secondary electron signal.

【図3】ビデオ信号のピーク値分布のヒストグラム。FIG. 3 is a histogram of a peak value distribution of a video signal.

【図4】ルックアップテーブルを用いて変換した場合の
ヒストグラム。
FIG. 4 is a histogram when converted using a look-up table.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

3…電子線、5…試料、6,7…電子検出器、8,9…
増幅器、10…信号加算器、11,27…セレクタ、1
2,18…AD変換器、13…信号セレクタ、14…画
像メモリ、15…画像演算部、16…ヒストグラム演算
回路、17…ピーク/ボトム電圧ホールド回路、19,
22…DA変換器、20…ルックアップテーブル、21
…中央演算ユニット、23…ディスプレイ、24…信号
制御器、25…ゲインコントロールDA変換器。
3 ... Electron beam, 5 ... Sample, 6,7 ... Electron detector, 8,9 ...
Amplifier, 10 ... signal adder, 11, 27 ... selector, 1
2, 18 AD converter, 13 signal selector, 14 image memory, 15 image operation unit, 16 histogram operation circuit, 17 peak / bottom voltage hold circuit, 19,
22: DA converter, 20: Look-up table, 21
... Central processing unit, 23 ... Display, 24 ... Signal controller, 25 ... Gain control DA converter.

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】試料上に電子線を走査して得られる二次電
子を検出する検出器と、該検出器で検出した信号を増幅
する増幅器と、該増幅器で増幅された信号から画像を形
成する信号処理装置とを備えた走査形電子顕微鏡におい
て、前記信号処理装置で形成される画像を形成するため
の信号を検出する第一信号検出手段と、該第一信号検出
手段で検出された信号に基づいて、前記検出器または前
記増幅器のゲインにフィードバックする信号を発生させ
る調整手段と、前記信号処理装置で形成された画像のコ
ントラストを検出する第二信号検出手段と、該第二信号
検出手段で検出された前記画像の濃度値を変換する濃度
値変換手段とを備えたことを特徴とする走査形電子顕微
鏡。
1. A detector for detecting secondary electrons obtained by scanning an electron beam on a sample, an amplifier for amplifying a signal detected by the detector, and forming an image from the signal amplified by the amplifier. A signal processing device, a first signal detecting means for detecting a signal for forming an image formed by the signal processing device, and a signal detected by the first signal detecting device. Adjusting means for generating a signal to be fed back to the gain of the detector or the amplifier, a second signal detecting means for detecting a contrast of an image formed by the signal processing device, and the second signal detecting means And a density value converting means for converting the density value of the image detected in the step (a).
【請求項2】請求項1の記載において、前記信号をアナ
ログ信号からディジタル信号へ変換するAD変換器を備
え、前記調整手段は前記AD変換器のフルスケールに略
一致するように、前記検出器または増幅器のゲイン設定
を行うことを特徴とする走査形電子顕微鏡。
2. An apparatus according to claim 1, further comprising an A / D converter for converting said signal from an analog signal to a digital signal, wherein said adjusting means adjusts said detector so as to substantially match a full scale of said A / D converter. Alternatively, a scanning electron microscope characterized by setting the gain of an amplifier.
【請求項3】請求項1の記載において、前記画像を表示
する表示装置を備え、前記濃度値変換手段は、前記表示
装置が表示できる濃度値の略全領域を利用するように前
記画像の濃度値を変換することを特徴とする走査形電子
顕微鏡。
3. A display device according to claim 1, further comprising a display device for displaying said image, wherein said density value conversion means uses the density of said image so as to use substantially the entire area of the density value that can be displayed by said display device. A scanning electron microscope characterized by converting a value.
【請求項4】試料上に電子線を走査して得られる二次電
子を検出する検出器と、該検出器で検出した信号を増幅
する増幅器と、該増幅器で増幅された信号をディジタル
信号に変換するAD変換器と、該ディジタル信号から画
像を形成する画像形成手段とを備えた走査形電子顕微鏡
において、前記電子線による1フレーム走査中の前記A
D変換器の入力信号のピーク/ボトム値を検出または前
記AD変換器の出力信号を検出しヒストグラム計算を行
う第一信号検出手段と、該第一信号検出手段の結果に基
づいて前記検出器または前記増幅器のゲインを設定する
調整手段と、前記第一信号検出手段で検出された信号の
値に基づいて、フレーム間加算あるいはフレーム間移動
平均処理を行って前記画像のヒストグラム計算しAD変
換した電圧信号のピーク/ボトム値検出を行う第二信号
検出手段と、該第二信号検出手段の結果に基づいてルッ
クアップテーブルのデータを設定し前記画像のコントラ
ストを強調して前記画像形成手段に該画像を表示させる
画像調整手段とを備えたことを特徴とする走査形電子顕
微鏡。
4. A detector for detecting secondary electrons obtained by scanning an electron beam on a sample, an amplifier for amplifying a signal detected by the detector, and converting the signal amplified by the amplifier into a digital signal. In a scanning electron microscope provided with an AD converter for converting and an image forming means for forming an image from the digital signal, the A
First signal detecting means for detecting a peak / bottom value of an input signal of the D converter or detecting an output signal of the AD converter and calculating a histogram; and detecting the detector or the signal based on a result of the first signal detecting means. An adjusting means for setting the gain of the amplifier; and a voltage obtained by performing an inter-frame addition or an inter-frame moving average process on the basis of the value of the signal detected by the first signal detecting means, calculating a histogram of the image, and performing A / D conversion. A second signal detecting means for detecting a peak / bottom value of the signal, and a look-up table data set based on the result of the second signal detecting means to enhance the contrast of the image and to provide the image forming means with an image. A scanning electron microscope, comprising: an image adjusting means for displaying the image.
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