JP2001216931A - 像観察方法および走査電子顕微鏡 - Google Patents

像観察方法および走査電子顕微鏡

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JP2001216931A
JP2001216931A JP2000024949A JP2000024949A JP2001216931A JP 2001216931 A JP2001216931 A JP 2001216931A JP 2000024949 A JP2000024949 A JP 2000024949A JP 2000024949 A JP2000024949 A JP 2000024949A JP 2001216931 A JP2001216931 A JP 2001216931A
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image
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electron beam
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Atsushi Yamada
篤 山田
Tsutomu Negishi
勉 根岸
Toshiji Kobayashi
利治 小林
Norio Watabe
紀夫 渡部
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Jeol Ltd
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Jeol Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 視野探し等の動作の際に画質を向上させるこ
とができる像観察方法およびディジタル式の走査電子顕
微鏡を実現する。 【解決手段】 視野探しを行う場合、ポインタ20によ
りステージ制御ユニット23を介してステージ制御器8
が制御される。この制御によりステージ10はX,Y方
向に駆動され、試料4は移動させられる。この際、ポイ
ンタ20によって陰極線管18における画像表示領域の
設定が行われる。この画像表示領域の設定に合わせて、
電子ビームEBの走査領域も狭められる。更に、積算制
御ユニット23を介して画像積算ユニット16が制御さ
れ、画像積算の回数が増やされる。この結果、より画質
の優れた像が観察できる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、像の視野探しやフ
ォーカス合わせの際に像質の優れた像を表示することが
できる像観察方法および走査電子顕微鏡に関する。
【0002】
【従来の技術】走査電子顕微鏡では、電子銃から発生し
加速された電子ビームをコンデンサレンズや対物レンズ
で試料上に細く集束すると共に、この電子ビームの走査
にともなって発生した2次電子や反射電子を検出し、こ
の検出信号を画像信号として電子ビームの走査と同期し
た陰極線管に供給するようにしている。この結果、残光
性のある陰極線管上には、試料の2次元像が表示される
ことになる。
【0003】このような走査電子顕微鏡において、検出
信号であるアナログ画像信号をそのまま陰極線管に供給
するアナログ式の走査電子顕微鏡と、検出信号をディジ
タル化し、ディジタル画像信号をフレームメモリーに記
憶させ、フレームメモリーの信号を読み出してDA変換
し、変換された信号を陰極線管に供給するようにしたデ
ィジタル式の走査電子顕微鏡とが存在する。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】上記アナログ式の走査
電子顕微鏡では、1視野に対しての電子ビームの2次元
走査と、陰極線管の1画面の表示時間は一対一に対応し
ている。また、観察用陰極線管は、表面の蛍光塗料を陰
極線管内の電子線でなぞる形式のものであるため、試料
上の電子ビームの2次元走査範囲は一定とし、表示画面
上の表示領域を狭くしていくと、観察画面上の画像表示
密度が蜜になり、画質(コントラスト)の良い画像表示
を行うことができる。
【0005】そのため、電子ビームのフォーカス合わせ
や視野探しの際には、試料上の電子ビームの走査範囲を
変えずに、観察画面上の像表示領域を狭くし、より画質
を向上させた状態で、それらの動作を行っている。
【0006】一方、ディジタル式の走査電子顕微鏡にお
いては、走査画像表示はディジタル表示となり、観察デ
ィスプレイの表示画素数によって画像の表示密度が決ま
る。そのため、上記アナログ式の場合のように、画像の
表示領域を狭くしても、画質が向上することはない。
【0007】本発明は、このような点に鑑みてなされた
もので、その目的は、視野探し等の動作の際に画質を向
上させることができる像観察方法およびディジタル式の
走査電子顕微鏡を実現するにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】第1の発明に基づく像観
察方法は、電子ビームを試料上に集束するための集束レ
ンズと、試料上の電子ビームの照射位置を走査するため
の走査手段と、試料への電子ビームの照射によって得ら
れた信号を検出する検出器と、検出器の検出信号をディ
ジタル信号に変換するAD変換器と、ディジタル化され
た信号を積算処理する積算手段と、積算された画像信号
に基づいて試料像を表示する表示手段とを備えた走査電
子顕微鏡において、表示手段上の表示画面の像表示領域
と試料上の電子ビームの走査範囲を狭め、積算手段にお
ける信号の積算回数を増やすようにして試料像を観察す
るようにしたことを特徴としている。
【0009】第1の発明では、試料上の視野探しや電子
ビームのフォーカス合わせの際に、表示手段上の表示画
面の像表示領域と試料上の電子ビームの走査範囲を狭
め、積算手段における信号の積算回数を増やすようにし
て試料像を観察するようにしたので、優れた像質の像を
観察しながら視野探しや電子ビームのフォーカス合わせ
を行うことができる。
【0010】第2の発明に基づく走査電子顕微鏡は、電
子ビームを試料上に集束するための集束レンズと、試料
上の電子ビームの照射位置を走査するための走査手段
と、試料への電子ビームの照射によって得られた信号を
検出する検出器と、検出器の検出信号をディジタル信号
に変換するAD変換器と、ディジタル化された信号を積
算処理する積算手段と、積算された画像信号に基づいて
試料像を表示する表示手段とを備えた走査電子顕微鏡に
おいて、表示手段上の表示画面の像表示領域を指定する
領域指定手段と、指定された領域に基づいて積算手段に
おける信号の積算回数を制御する手段とを備えたことを
特徴としている。
【0011】第2の発明では、表示手段上の表示画面の
像表示領域を指定する領域指定手段と、指定された領域
に基づいて積算手段における信号の積算回数を制御する
手段とを備えたので、優れた像質の像を観察しながら視
野探しや電子ビームのフォーカス合わせを行うことがで
きる。
【0012】第3の発明では、試料移動に連動して表示
画面の像表示領域が指定され、指定された領域に基づい
て積算手段における信号の積算回数を制御する手段とを
備えたので、試料移動中であっても、優れた像質の像を
観察することができる。
【0013】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施の形態を詳細に説明する。図1は本発明に基づく走査
電子顕微鏡の一例を示しており、図中1は電子銃であ
る。電子銃1から発生した電子ビームEBは、コンデン
サレンズ2と対物レンズ3によって試料4上に細く集束
される。また、電子ビームEBは、走査コイルや静電偏
向器のごとき偏向器5によって偏向され、試料4上の電
子ビームの照射位置は走査される。
【0014】偏向器5には走査信号発生回路6から2次
元的な走査信号が、走査駆動回路7を介して供給され
る。また、試料4は試料ステージ制御器8によって駆動
されるモータ9により、X,Yの2次元方向に移動させ
られる移動ステージ10上に載せられている。
【0015】試料4への電子ビームEBの照射によって
発生した2次電子は、2次電子検出器11によって検出
される。検出器11の検出信号は、増幅器12によって
増幅された後、AD変換器13によってディジタル信号
に変換される。
【0016】AD変換器13によってディジタル化され
た信号は、第1のフレームメモリー14と第2のフレー
ムメモリー15よりなる画像積算ユニット16に供給さ
れる。画像積算ユニット16においては、第2のフレー
ムメモリーに記憶された各画素の信号を読みだし、第1
のフレームメモリー14に供給された各画素の信号と第
1のフレームメモリー14上で加算処理し、加算された
各画素の信号を第2のフレームメモリー15に記憶させ
るように構成されている。
【0017】第2のフレームメモリー15に記憶された
各画素の信号は、読み出されてDA変換器17に供給さ
れてアナログ信号に変換される。DA変換器17からの
アナログ画像信号は、陰極線管18に供給され、陰極線
管18上には試料の走査像が表示される。
【0018】19はコンピュータのごとき制御装置であ
り、制御装置19内には、マウスのようなポインタ20
によって制御される表示領域指定ユニット21、走査信
号発生回路6を制御する走査制御ユニット22、画像積
算ユニット16における画像積算回数を制御する積算制
御ユニット23、移動ステージ10の移動を制御するス
テージ制御ユニット24等が含まれている。
【0019】画像積算ユニット16は、フレームメリー
14の各画素に検出信号を記憶させたり、フレームメモ
リー15から信号を取り出す際、記憶画素の座標の選択
を行うためのアドレス発生器を含んでおり、この発生器
は走査制御ユニット22から積算制御ユニット23を介
して供給される電子ビームEBの走査信号に応じた信号
により、アドレス信号を作成する。このような構成の動
作を次に説明する。
【0020】2次電子像を観察する場合、試料4上で電
子ビームEBの2次元走査が行われる。試料4への電子
ビームEBの照射に基づいて発生した2次電子は、検出
器10によって検出される。検出信号は増幅器12によ
って増幅され、AD変換器13を介して画像積算ユニッ
ト16内の第1のフレームメモリー14に供給されて記
憶される。
【0021】この記憶の際、各画素信号は第2のフレー
ムメモリー15に記憶されている対応する画素の信号と
積算処理が行われる。積算処理された各画素の信号は、
第2のフレームメモリー15の該当番地に格納される。
積算制御ユニット23から指定された回数の積算処理が
された後、第2のフレームメモリー15に格納されてい
る各画素信号は、読み出されてDA変換器17に供給さ
れる。DA変換器17の出力信号は陰極線管18に供給
されることから、陰極線管18上には積算処理されてS
N比が向上した像が表示されることになる。
【0022】ここで、視野探しを行う場合、ポインタ2
0によりステージ制御ユニット24を介してステージ制
御器8が制御される。この制御によりステージ10は
X,Y方向に駆動され、試料4は移動させられる。この
際、ポインタ20によって陰極線管18における画像表
示領域の設定が行われる。
【0023】この設定は、表示領域指定ユニット21を
用いて行われ、例えば、図2に示すように縦(垂直)方
向、横(水平)方向共に1/2、面積比では1/4の領
域が設定される。この場合、陰極線管18上で使用され
る領域R1の画素数は、全画面R0の画素数に比べて1
/4となる。
【0024】この画像表示領域の設定に合わせて、電子
ビームEBの走査領域も狭められる。すなわち、走査制
御ユニット22により走査信号発生回路6が制御され、
電子ビームEBの試料4上の2次元走査領域は1/4に
縮小される。この結果、電子ビームEBの1画面分の2
次元走査時間は1/4に短縮されることになる。
【0025】更に、積算制御ユニット23を介して画像
積算ユニット16が制御され、画像積算の回数が変更さ
れる。すなわち、試料上の電子ビームの走査領域と2次
元走査時間とが1/4になったことにともない、画像積
算回数は4倍に増やされる。この結果、陰極線管18上
では、1/4の領域に積算回数が増やされた各画素信号
に基づいた像が表示されるので、より画質の優れた像が
観察できる。
【0026】このように、視野探しの際には、試料4上
の電子ビームEBの2次元走査領域が、例えば1/4に
制限されるので1画面分の走査時間を短くすることがで
き、その分画像積算回数を増やし、陰極線管18上の表
示領域を狭めるように構成したので、走査時間を増やす
ことなく像質の優れた像を観察することができる。
【0027】なお、上記した実施の形態で、陰極線管1
8上の表示領域を設定したら、それに連動させて試料上
の電子ビームの走査領域を制御し、また画像の積算回数
を制御しても良く、また、視野探しモードの設定によ
り、試料の移動を指示した場合、それらを自動的に制御
するように構成しても良い。その場合、試料が移動して
いる途中であっても、優れた像質の像を観察することが
できる。更に、陰極線管の表示領域、電子ビームの走査
領域、画像の積算回数をそれぞれ独立に制御できるよう
に構成しても良い。
【0028】以上本発明の実施の形態を詳述したが、本
発明はこの形態に限定されない。例えば、2次電子を検
出したが、反射電子を検出してもよい。また、試料の視
野探しを例に説明したが、電子ビームのフォーカス合わ
せの際に本発明を用いても良い。
【0029】
【発明の効果】以上説明したように、第1の発明では、
試料上の視野探しや電子ビームのフォーカス合わせの際
に、表示手段上の表示画面の像表示領域と試料上の電子
ビームの走査範囲を狭め、積算手段における信号の積算
回数を増やすようにして試料像を観察するようにしたの
で、優れた像質の像を観察しながら視野探しや電子ビー
ムのフォーカス合わせを行うことができる。
【0030】第2の発明では、表示手段上の表示画面の
像表示領域を指定する領域指定手段と、指定された領域
に基づいて積算手段における信号の積算回数を制御する
手段とを備えたので、優れた像質の像を観察しながら視
野探しや電子ビームのフォーカス合わせを行うことがで
きる。
【0031】第3の発明では、試料移動に連動して表示
画面の像表示領域が指定され、指定された領域に基づい
て積算手段における信号の積算回数を制御する手段とを
備えたので、試料移動中であっても、優れた像質の像を
観察することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に基づく走査電子顕微鏡の一例を示す図
である。
【図2】陰極線管上の画像表示領域を説明するための図
である。
【符号の説明】
1 電子銃 2 コンデンサレンズ 3 対物レンズ 4 試料 5 偏向コイル 6 走査信号発生回路 7 走査駆動回路 8 ビーム走査制御器 9 モータ 10 移動ステージ 11 2次電子検出器 12 増幅器 13 AD変換器 14,15 フレームメモリー 16 画像積算ユニット 17 DA変換器 18 陰極線管 19 制御装置 20 ポインタ 21 画像領域指定ユニット 22 走査制御ユニット 23 積算制御ユニット 24 ステージ制御ユニット
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 小林 利治 東京都昭島市武蔵野三丁目1番2号 日本 電子株式会社内 (72)発明者 渡部 紀夫 東京都昭島市武蔵野三丁目1番2号 日本 電子株式会社内

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 電子ビームを試料上に集束するための集
    束レンズと、試料上の電子ビームの照射位置を走査する
    ための走査手段と、試料への電子ビームの照射によって
    得られた信号を検出する検出器と、検出器の検出信号を
    ディジタル信号に変換するAD変換器と、ディジタル化
    された信号を積算処理する積算手段と、積算された画像
    信号に基づいて試料像を表示する表示手段とを備えた走
    査電子顕微鏡において、表示手段上の表示画面の像表示
    領域と試料上の電子ビームの走査範囲を狭め、積算手段
    における信号の積算回数を増やすようにして試料像を観
    察するようにした像観察方法。
  2. 【請求項2】 電子ビームを試料上に集束するための集
    束レンズと、試料上の電子ビームの照射位置を走査する
    ための走査手段と、試料への電子ビームの照射によって
    得られた信号を検出する検出器と、検出器の検出信号を
    ディジタル信号に変換するAD変換器と、ディジタル化
    された信号を積算処理する積算手段と、積算された画像
    信号に基づいて試料像を表示する表示手段とを備えた走
    査電子顕微鏡において、表示手段上の表示画面の像表示
    領域を指定する領域指定手段と、指定された領域に基づ
    いて積算手段における信号の積算回数を制御する手段と
    を備えた走査電子顕微鏡。
  3. 【請求項3】 試料移動に連動して表示画面の像表示領
    域が指定される請求項2記載の走査電子顕微鏡。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011113776A (ja) * 2009-11-26 2011-06-09 Hitachi High-Technologies Corp 荷電粒子線顕微鏡および当該荷電粒子顕微鏡の制御方法

Cited By (2)

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JP2011113776A (ja) * 2009-11-26 2011-06-09 Hitachi High-Technologies Corp 荷電粒子線顕微鏡および当該荷電粒子顕微鏡の制御方法
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