JP2007164990A - Microscope - Google Patents

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JP2007164990A JP2005355672A JP2005355672A JP2007164990A JP 2007164990 A JP2007164990 A JP 2007164990A JP 2005355672 A JP2005355672 A JP 2005355672A JP 2005355672 A JP2005355672 A JP 2005355672A JP 2007164990 A JP2007164990 A JP 2007164990A
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Kiminori Sato
公紀 佐藤
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a microscope capable of obtaining dimensions of an observation object easily and correctly even if an aspect ratio of an image is changed. <P>SOLUTION: The scanning electron microscope scans electron beams on a test piece two-dimensionally and produces two dimensional image data 40 based on secondary electrons emitted from the test piece and composes scales 41a, 41b for expressing a prescribed length (1 μm) on the image data along two vertical and horizontal directions mutually perpendicular. The size of the scales 41a, 41b composed on the image data 40 is determined by a proportional calculation based on the size of observation range (scanning range). <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、走査型電子顕微鏡(SEM:Scanning Electron Microscope)などの2次元画像を生成する顕微鏡に関する。   The present invention relates to a microscope that generates a two-dimensional image, such as a scanning electron microscope (SEM).

半導体素子の解析などにおいて使用される顕微鏡として、走査型電子顕微鏡が知られている。走査型電子顕微鏡は、試料上を2次元的に走査するように電子ビームを照射し、試料から発せられた2次電子を2次元画像として生成する装置である。走査型電子顕微鏡によって得られた画像は、モニタに表示されることの他、プリンタへ出力することなども可能とされている。   A scanning electron microscope is known as a microscope used in the analysis of semiconductor elements. A scanning electron microscope is an apparatus that irradiates an electron beam so as to scan a sample two-dimensionally and generates secondary electrons emitted from the sample as a two-dimensional image. In addition to being displayed on a monitor, an image obtained by a scanning electron microscope can be output to a printer.

また、走査型電子顕微鏡において得られた画像をモニタやプリント写真で観察する際、観察者が試料内の観察対象物の大きさを視覚的にかつ直感的に判断することができるように、ミクロンバーと呼ばれる1次元的なスケール(縮尺目盛)を観察対象物とともに表示させるようにしている(例えば、特許文献1参照)。
特開平2001−68050号公報
Also, when observing an image obtained with a scanning electron microscope on a monitor or a printed photograph, a micron is used so that the observer can visually and intuitively determine the size of the observation object in the sample. A one-dimensional scale (scale scale) called a bar is displayed together with the observation object (for example, see Patent Document 1).
JP 2001-68050 A

しかしながら、特許文献1記載の走査型電子顕微鏡では、画像の一辺に沿うように、一方向にスケール表示が行われているので、画像をモニタやプリンタに出力する際に、縦横比が変更されてしまうと、観察対象物の大きさを判断する際、スケール表示がなされていない方向の寸法を誤って判断してしまう恐れがあり、問題である。この他、画像加工ソフトなどによって画像の縦横比が変更された場合も同様な問題が生じる。   However, in the scanning electron microscope described in Patent Document 1, since the scale display is performed in one direction along one side of the image, the aspect ratio is changed when the image is output to a monitor or printer. As a result, when determining the size of the object to be observed, there is a risk of erroneously determining the dimension in the direction in which the scale is not displayed, which is a problem. In addition, the same problem occurs when the aspect ratio of the image is changed by image processing software or the like.

本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、画像の縦横比が変更された場合においても、観察対象物の寸法を容易にかつ正しく求めることを可能とする顕微鏡を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a microscope capable of easily and correctly obtaining the dimensions of an observation object even when the aspect ratio of the image is changed. And

上記目的を達成するために、本発明の顕微鏡は、試料上の観察範囲から2次元画像を生成するとともに、この画像に、互いに垂直な2方向に沿って、所定の長さを表すスケールを合成することを特徴とする。   In order to achieve the above object, the microscope of the present invention generates a two-dimensional image from the observation range on the sample, and synthesizes a scale representing a predetermined length along two directions perpendicular to each other. It is characterized by doing.

なお、上記顕微鏡を、前記観察範囲に電子ビームを2次元状に走査し、前記試料から発せられる2次電子に基づいて2次元画像を生成するとともに、この画像に、互いに垂直な2方向に沿って、所定の長さを表すスケールを合成するものとすることが好ましい。   The microscope scans the observation range two-dimensionally with an electron beam, generates a two-dimensional image based on secondary electrons emitted from the sample, and extends along the two directions perpendicular to the image. Thus, it is preferable to synthesize a scale representing a predetermined length.

また、前記画像中に合成する前記スケールの大きさを、前記観察範囲の大きさに基づき、比例計算によって決定することが好ましい。   Moreover, it is preferable that the size of the scale to be combined in the image is determined by proportional calculation based on the size of the observation range.

また、前記スケールをL字形とすることが好ましい。さらに、前記スケールを十字形とすることも好ましい。   The scale is preferably L-shaped. Furthermore, it is also preferable that the scale has a cross shape.

本発明の顕微鏡によれば、試料上の観察範囲から2次元画像を生成するとともに、この画像に、互いに垂直な2方向に沿って、所定の長さを表すスケールを合成するので、画像データの縦横比が変更された場合においても、観察対象物の寸法を容易にかつ正しく求めることができる。   According to the microscope of the present invention, a two-dimensional image is generated from the observation range on the sample, and a scale representing a predetermined length is synthesized with this image along two directions perpendicular to each other. Even when the aspect ratio is changed, the dimensions of the observation object can be easily and correctly obtained.

走査型電子顕微鏡10の構成を示す図1において、電子銃11から出た電子ビーム12は、収束レンズ13および対物レンズ14によって細く絞られ、試料台15に固定された試料16の表面上に照射されるとともに、偏向コイル17によって、試料16上の所定の走査範囲内を2次元的に走査される。走査駆動部18は、操作設定部19によって設定される倍率(観察倍率)に応じて走査範囲(観察範囲)を決定し、電子ビーム12がこの走査範囲内を走査するように偏向コイル17を駆動する。この走査範囲は、設定倍率が小さい場合には大きく、設定倍率が大きい場合には小さくなる。   In FIG. 1 showing the configuration of a scanning electron microscope 10, an electron beam 12 emitted from an electron gun 11 is narrowed down by a converging lens 13 and an objective lens 14, and irradiated onto the surface of a sample 16 fixed to a sample stage 15. At the same time, the deflection coil 17 scans the sample 16 in a predetermined scanning range two-dimensionally. The scanning drive unit 18 determines a scanning range (observation range) according to the magnification (observation magnification) set by the operation setting unit 19, and drives the deflection coil 17 so that the electron beam 12 scans within the scanning range. To do. This scanning range is large when the set magnification is small, and is small when the set magnification is large.

電子ビーム12が試料16に照射されることにより、試料16から2次電子20が発生する。この2次電子20は、2次電子検出器21によって検出され、検出信号は、増幅器22によって増幅された後、像処理部23に入力される。また、これと同時に、走査駆動部18から、設定倍率に応じた電子ビーム12の走査範囲情報が像処理部23に入力される。   By irradiating the sample 16 with the electron beam 12, secondary electrons 20 are generated from the sample 16. The secondary electrons 20 are detected by the secondary electron detector 21, and the detection signal is amplified by the amplifier 22 and then input to the image processing unit 23. At the same time, scanning range information of the electron beam 12 corresponding to the set magnification is input from the scanning drive unit 18 to the image processing unit 23.

像処理部23は、入力された検出信号および走査範囲情報に基づき、2次電子20の2次元的な画像データを生成するとともに、走査範囲に対応した大きさのスケール(縮尺目盛)を生成し、画像データにこのスケールを合成する。像処理部23は、この画像データを画像メモリ24に入力し、画像メモリ24に入力された画像データは、随時、モニタ(画像表示装置)25やプリンタ(印刷装置)26へ出力され、表示または印刷がなされる。   The image processing unit 23 generates two-dimensional image data of the secondary electrons 20 based on the input detection signal and scanning range information, and generates a scale (scale scale) corresponding to the scanning range. This scale is combined with the image data. The image processing unit 23 inputs the image data to the image memory 24, and the image data input to the image memory 24 is output to a monitor (image display device) 25 or a printer (printing device) 26 at any time for display or display. Printing is done.

図2は、上記のように像処理部23によって生成された画像データを示す。画像データ40には、横方向の長さを表すスケール41aと、これと垂直な縦方向の長さを表すスケール41bとが合成されている。スケール41a,41bは、それぞれ1μmの長さを表す、いわゆるミクロンバーであり、その画像データ40中の大きさ(長さ)は、走査範囲の大きさから比例計算して決定される。例えば、走査範囲の一方向が5μmである場合には、該方向の長さを5等分した長さを基準として、画像データ40中に合成されるスケール41a,41bの大きさが決定される。   FIG. 2 shows the image data generated by the image processing unit 23 as described above. In the image data 40, a scale 41a representing the length in the horizontal direction and a scale 41b representing the length in the vertical direction perpendicular thereto are combined. The scales 41a and 41b are so-called micron bars each representing a length of 1 μm, and the size (length) in the image data 40 is determined by proportional calculation from the size of the scanning range. For example, when one direction of the scanning range is 5 μm, the sizes of the scales 41a and 41b synthesized in the image data 40 are determined on the basis of the length obtained by dividing the length of the direction into five equal parts. .

このスケール41a,41bにより、モニタ25による表示やプリンタ26による印刷を介して行われる画像データ40の観察の際に、観察者は、試料16内の観察対象物42の大きさを視覚的にかつ直感的に判断することができる。   With the scales 41 a and 41 b, when observing the image data 40 that is displayed on the monitor 25 or printed by the printer 26, the observer visually determines the size of the observation object 42 in the sample 16. It can be judged intuitively.

また、スケール41a,41bは、画像データ40に合成されており、モニタ25による表示やプリンタ26による印刷の際に、画像の縦横比が変更されたとしても、それに伴ってスケール41a,41bの長さも変更されるので、観察者は、観察対象物42の縦横の寸法の判断を誤ることなく、容易に正しい寸法を求めることができる。図3は、画像データ40の縦横比が変形された例を示し、この場合、縦方向のスケール41bが横方向のスケール41aより大きくなっている。   The scales 41a and 41b are combined with the image data 40. Even when the aspect ratio of the image is changed during display on the monitor 25 or printing by the printer 26, the lengths of the scales 41a and 41b are accordingly changed. In addition, since the observer is also changed, the observer can easily obtain the correct dimensions without making a mistake in determining the vertical and horizontal dimensions of the observation object 42. FIG. 3 shows an example in which the aspect ratio of the image data 40 is modified. In this case, the vertical scale 41b is larger than the horizontal scale 41a.

さらに、画像データ40が、モニタ25およびプリンタ26以外の外部装置に出力され、画像加工ソフトによって縦横の倍率変更などが施された場合にも同様に、スケール41a,41bの長さが変更されるので、この場合も、観察者が観察対象物42の縦横の寸法を誤って判断してしまうことはない。   Further, when the image data 40 is output to an external device other than the monitor 25 and the printer 26 and the vertical and horizontal magnification is changed by the image processing software, the lengths of the scales 41a and 41b are similarly changed. Therefore, in this case as well, the observer will not erroneously determine the vertical and horizontal dimensions of the observation object 42.

なお、上記実施形態では、スケール41aを画像データ40の下辺に沿って配置し、スケール41bを画像データ40の右辺に沿って配置しているが、本発明はこれに限定されず、スケール41a,41bは適宜の位置に配置してよく、また、スケール41a,41bを一体にしてもよい。図4(A)は、スケール41aの左端と、スケール41bの下端とを結合し、スケール41a,41bをL字形とした例である。図4(B)は、スケール41aとスケール41bとをぞれぞれの中心で結合し、スケール41a,41bを十字形とした例である。   In the above embodiment, the scale 41a is arranged along the lower side of the image data 40, and the scale 41b is arranged along the right side of the image data 40. However, the present invention is not limited to this, and the scale 41a, 41b may be arranged at an appropriate position, and the scales 41a and 41b may be integrated. FIG. 4 (A) is an example in which the left end of the scale 41a and the lower end of the scale 41b are joined to make the scales 41a and 41b L-shaped. FIG. 4B shows an example in which the scale 41a and the scale 41b are coupled at the respective centers, and the scales 41a and 41b are cross-shaped.

また、上記実施形態では、スケール41a,41bの長さをそれぞれ1μmとしているが、本発明はこれに限定されず、走査範囲に応じて適宜の長さに変更してよく、スケール41aとスケール41bとを異なる長さとしてもよい。   In the above embodiment, the lengths of the scales 41a and 41b are each 1 μm. However, the present invention is not limited to this, and may be changed to an appropriate length according to the scanning range. May be of different lengths.

さらに、上記実施形態では、走査型電子顕微鏡を例に挙げて説明しているが、本発明はこれに限定されず、2次元画像を生成するものであれば、光学顕微鏡や、走査型トンネル顕微鏡(STM:Scanning Tunneling Microscope)や原子間力顕微鏡(AFM:Atomic Force Microscope)などの走査型プローブ顕微鏡など、種々の顕微鏡に適用することが可能である。   Furthermore, in the above-described embodiment, the scanning electron microscope is described as an example. However, the present invention is not limited to this, and an optical microscope or a scanning tunnel microscope can be used as long as it generates a two-dimensional image. The present invention can be applied to various microscopes such as a scanning probe microscope such as an STM (Scanning Tunneling Microscope) and an atomic force microscope (AFM).

走査型電子顕微鏡を示す概略構成図である。It is a schematic block diagram which shows a scanning electron microscope. 像処理部によって生成された画像データを示す図である。It is a figure which shows the image data produced | generated by the image process part. 画像データの縦横比が変形された例を示す図である。It is a figure which shows the example in which the aspect ratio of image data was changed. スケールの変形例を示す図であり、(A)はスケールをL字形とした例、(B)はスケールを十字形とした例である。It is a figure which shows the modification of a scale, (A) is an example which made the scale L-shaped, (B) is an example which made the scale cross shape.

符号の説明Explanation of symbols

10 走査型電子顕微鏡
16 試料
18 走査駆動部
21 2次電子検出器
23 像処理部
24 画像メモリ
25 モニタ
26 プリンタ
40 データ
41a スケール
41b スケール
42 観察対象物
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Scanning electron microscope 16 Sample 18 Scan drive part 21 Secondary electron detector 23 Image processing part 24 Image memory 25 Monitor 26 Printer 40 Data 41a Scale 41b Scale 42 Observation object

Claims (5)

試料上の観察範囲から2次元画像を生成するとともに、この画像に、互いに垂直な2方向に沿って、所定の長さを表すスケールを合成することを特徴とする顕微鏡。   A microscope characterized in that a two-dimensional image is generated from an observation range on a sample, and a scale representing a predetermined length is combined with the image along two directions perpendicular to each other. 前記観察範囲に電子ビームを2次元状に走査し、前記試料から発せられる2次電子に基づいて2次元画像を生成するとともに、この画像に、互いに垂直な2方向に沿って、所定の長さを表すスケールを合成することを特徴とする請求項1記載の顕微鏡。   The observation range is scanned two-dimensionally with an electron beam, a two-dimensional image is generated based on secondary electrons emitted from the sample, and the image has a predetermined length along two directions perpendicular to each other. The microscope according to claim 1, wherein a scale representing the above is synthesized. 前記画像中に合成する前記スケールの大きさを、前記観察範囲の大きさに基づき、比例計算によって決定することを特徴とする請求項1または2記載の顕微鏡。   The microscope according to claim 1 or 2, wherein the scale to be synthesized in the image is determined by proportional calculation based on the size of the observation range. 前記スケールをL字形とすることを特徴とする請求項1ないし3いずれか記載の顕微鏡。   The microscope according to any one of claims 1 to 3, wherein the scale is L-shaped. 前記スケールを十字形とすることを特徴とする請求項1ないし3いずれか記載の顕微鏡。   4. The microscope according to claim 1, wherein the scale has a cross shape.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN113567310A (en) * 2021-07-30 2021-10-29 重庆大学 Detection method and device for coated particles

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