JP2014017170A - Electron microscope and method for forming image by electron microscope - Google Patents

Electron microscope and method for forming image by electron microscope Download PDF

Info

Publication number
JP2014017170A
JP2014017170A JP2012154997A JP2012154997A JP2014017170A JP 2014017170 A JP2014017170 A JP 2014017170A JP 2012154997 A JP2012154997 A JP 2012154997A JP 2012154997 A JP2012154997 A JP 2012154997A JP 2014017170 A JP2014017170 A JP 2014017170A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
sampling
detection signal
electron beam
electron
electron microscope
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2012154997A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP5968131B2 (en
Inventor
Natsuki Tsuno
夏規 津野
Hideyuki Kazumi
秀之 数見
Yoshinobu Kimura
嘉伸 木村
Hajime Kawano
川野  源
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi High Tech Corp
Original Assignee
Hitachi High Technologies Corp
Hitachi High Tech Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi High Technologies Corp, Hitachi High Tech Corp filed Critical Hitachi High Technologies Corp
Priority to JP2012154997A priority Critical patent/JP5968131B2/en
Priority to PCT/JP2013/067640 priority patent/WO2014010430A1/en
Publication of JP2014017170A publication Critical patent/JP2014017170A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP5968131B2 publication Critical patent/JP5968131B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01JELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/02Details
    • H01J37/22Optical or photographic arrangements associated with the tube
    • H01J37/222Image processing arrangements associated with the tube
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01JELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/26Electron or ion microscopes; Electron or ion diffraction tubes
    • H01J37/28Electron or ion microscopes; Electron or ion diffraction tubes with scanning beams
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01JELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J2237/00Discharge tubes exposing object to beam, e.g. for analysis treatment, etching, imaging
    • H01J2237/244Detection characterized by the detecting means

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Vision & Pattern Recognition (AREA)
  • Analysing Materials By The Use Of Radiation (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an electron microscope and a method for forming an image by the electron microscope, which can obtain an SEM image having high picture quality even by using a small amount of electron irradiation.SOLUTION: An electron microscope comprises an irradiation part for irradiating a sample with an electron beam, a control part for controlling irradiation of the electron beam, a first detection part for detecting emission electrons emitted from the sample at an irradiation position of the electron beam, a sampling part for sampling a detection signal of the emission electrons detected in the first detection part, on the basis of the average number of irradiated electrons per a unit time of the electron beam, a processing part for calculating an average value or an integrated value of a plurality of detection signals sampled by the sampling part, and an image formation part for forming an image on the basis of the average value or the integrated value of the plurality of detection signals.

Description

本発明は、電子線を用いた試料形態を観察する顕微鏡技術に関し、特に放出電子の検出制御および信号処理技術に関する。   The present invention relates to a microscope technique for observing a sample form using an electron beam, and more particularly to detection control of emitted electrons and a signal processing technique.

試料の拡大観察可能な顕微鏡として電子線を用いた電子顕微鏡がある。特に、試料上で電子線を走査して撮像する走査型電子顕微鏡(以下、SEMと略す)は、微細な表面形状の観察や局所的な組成分析などの試料解析に利用されている。SEMでは、電子源に印加された電圧によって加速された電子線(以下、1次電子とする)を電子レンズで集束し、試料に照射する。集束した電子線は、偏向器により試料上を走査する。そして、電子線照射による試料からの放出電子(オージェ電子、2次電子、反射電子、もしくは2次電子と反射電子)を検出器で検出する。さらに、検出器で検出した放出電子の検出信号は、一定の周期でサンプリングされる。前記放出電子の信号のサンプリングは、走査信号に同期して実施され、2次元画像の画素に対応した抽出信号が得られる。抽出信号の強度は、画像の明るさに変換される。試料からの放出電子の放出率は、試料表面の形状により異なるため、抽出信号に差が生じ、形状を反映したコントラストが得られる。   There is an electron microscope using an electron beam as a microscope capable of magnifying and observing a sample. In particular, a scanning electron microscope (hereinafter abbreviated as SEM) that scans and images an electron beam on a sample is used for sample analysis such as observation of a fine surface shape and local composition analysis. In the SEM, an electron beam accelerated by a voltage applied to an electron source (hereinafter referred to as primary electrons) is focused by an electron lens and irradiated onto a sample. The focused electron beam is scanned on the sample by a deflector. Then, electrons emitted from the sample due to electron beam irradiation (Auger electrons, secondary electrons, reflected electrons, or secondary electrons and reflected electrons) are detected by a detector. Furthermore, the detection signal of the emitted electrons detected by the detector is sampled at a constant period. The emission electron signal is sampled in synchronization with the scanning signal, and an extraction signal corresponding to the pixel of the two-dimensional image is obtained. The intensity of the extracted signal is converted into the brightness of the image. Since the emission rate of emitted electrons from the sample differs depending on the shape of the sample surface, a difference occurs in the extraction signal, and a contrast reflecting the shape is obtained.

SEMでは、微細な表面形状の観察が最も一般的なアプリケーションである。近年、有機材料や生体材料などのソフトマテリアルを含む試料がSEMの観察対象となる事例が増えている。対象がソフトマテリアルを含む場合、電子線照射によって試料が帯電し、観察中の画像ドリフトや形状コントラストの喪失といった像障害が問題となる。さらには、電子線照射によって試料にダメージが生じるため、シュリンクといった試料の形状変化も問題となる。そのため、数百Vの電子線を用いる低加速SEMが実用化されている。低加速SEMにおいても、電子線の走査速度を遅くした高画質観察やナノ分解能での高倍観察では、電子照射量が増加し、電子線照射による帯電やダメージの影響が顕在化する。そのため、電子線の低加速化に加え、少ない電子照射量での観察が求められる。   In SEM, observation of a fine surface shape is the most common application. In recent years, there are an increasing number of cases in which a sample containing a soft material such as an organic material or a biomaterial is an observation target of SEM. When the object includes a soft material, the sample is charged by electron beam irradiation, and image disturbance such as image drift during observation and loss of shape contrast becomes a problem. Furthermore, since the sample is damaged by the electron beam irradiation, a change in the shape of the sample such as shrink becomes a problem. Therefore, a low acceleration SEM using an electron beam of several hundred volts has been put into practical use. Even in the low-acceleration SEM, in high-quality observation with a slow scanning speed of electron beams and high-magnification observation with nano-resolution, the amount of electron irradiation increases, and the influence of charging and damage due to electron beam irradiation becomes obvious. Therefore, in addition to lowering the electron beam, observation with a small amount of electron irradiation is required.

通常、SEMでは、同一箇所を複数回走査し、各走査で得られる抽出信号の積算により、画質を向上させる。また、抽出信号の積算以外の方法として、特許文献1には、走査速度や観察領域のサイズに応じて放出電子の検出信号をサンプリングする回数を制御し、高解像SEM像を取得する方法が開示されている。   Usually, in SEM, the same location is scanned a plurality of times, and the image quality is improved by integrating the extracted signals obtained in each scan. As a method other than integration of extraction signals, Patent Document 1 discloses a method of acquiring a high-resolution SEM image by controlling the number of times the detection signal of the emitted electrons is sampled according to the scanning speed and the size of the observation region. It is disclosed.

特開2006−139965号公報JP 2006-139965 A

試料に対して照射される電子の個数は、観察視野、電子線の走査速度、照射電流、信号の積算数に依存する。例えば、信号の積算数を増やしたり、走査速度を遅くして、高画質で観察した場合、同一画素内で電子は100個以上照射される。100個以上の照射で得られる放出電子の検出信号を、通常、10回程度サンプリングする。100個以上の電子照射量では、サンプリングの回数より照射した電子の数の方が多く、積算数に応じた高いSN比(Signal to noise ratio)を有する画像が得られる。   The number of electrons irradiated on the sample depends on the observation field of view, the scanning speed of the electron beam, the irradiation current, and the integrated number of signals. For example, when the number of integrated signals is increased or the scanning speed is decreased to observe with high image quality, 100 or more electrons are irradiated in the same pixel. The detection signal of emitted electrons obtained by 100 or more irradiations is usually sampled about 10 times. When the electron irradiation amount is 100 or more, the number of irradiated electrons is larger than the number of samplings, and an image having a high SN ratio (Signal to noise ratio) corresponding to the integrated number is obtained.

しかしながら、電子線による帯電やダメージが顕著な試料を観察するため、同一画素内に照射する電子を1から数十個と少なくした場合、サンプリングの回数と照射した電子の数が同等もしくは、電子の数の方が小さくなる。そのため、検出信号を取りこぼしたり、電子が照射されていないときの信号を抽出してしまうため、SN比が低下し、画質が悪化する。また、この同一画素内に照射する電子の数が少ない場合、積算数を増やしても、電子が照射されていない不要な信号を積算することになり、画質が向上しない。   However, in order to observe a specimen that is markedly charged or damaged by an electron beam, if the number of electrons irradiated in the same pixel is reduced from 1 to several tens, the number of samplings is equal to the number of irradiated electrons, The number is smaller. Therefore, the detection signal is missed or a signal when electrons are not irradiated is extracted, so that the SN ratio is lowered and the image quality is deteriorated. Further, when the number of electrons irradiated in the same pixel is small, even if the integration number is increased, unnecessary signals that are not irradiated with electrons are integrated, and the image quality is not improved.

本発明は、上記課題を解決するために、少ない電子照射量で高画質なSEM像を得る電子顕微鏡および電子顕微鏡の画像形成方法を提供する。   In order to solve the above-described problems, the present invention provides an electron microscope and an image forming method for an electron microscope that obtain a high-quality SEM image with a small amount of electron irradiation.

上記課題を解決するには、放出電子の検出信号の取りこぼしや不要な信号検出を抑えた、検出のサンプリングを制御することが重要となる。上記課題を解決するために、本発明の電子顕微鏡は、電子線を試料に照射する照射部と、前記電子線の照射を制御する制御部と、前記電子線の照射位置において前記試料から放出する放出電子を検出する第1の検出部と、前記電子線の単位時間当たりの平均的な電子の照射個数に基づいて、前記第1の検出部において検出された前記放出電子の検出信号をサンプリングするサンプリング部と、前記サンプリング部によってサンプリングされた複数の検出信号の平均値または積算値を算出する処理部と、前記複数の検出信号の平均値または積算値に基づいて画像を形成する画像形成部と、を備える。本発明の電子顕微鏡によれば、効率的に検出信号をサンプリングできるため、少ない電子照射量であっても、放出電子の検出信号の取りこぼしや不要な信号の積算を抑制でき、高画質なSEM像が提供できる。   In order to solve the above problems, it is important to control the sampling of detection while suppressing the detection of the detection signal of the emitted electrons and unnecessary signal detection. In order to solve the above problems, an electron microscope according to the present invention emits an electron beam to a sample, a control unit for controlling the electron beam irradiation, and emits the sample from the sample at the electron beam irradiation position. Based on the first detection unit for detecting the emitted electrons and the average number of irradiated electrons per unit time of the electron beam, the detection signal of the emitted electrons detected by the first detection unit is sampled. A sampling unit; a processing unit that calculates an average value or an integrated value of a plurality of detection signals sampled by the sampling unit; and an image forming unit that forms an image based on the average value or the integrated value of the plurality of detection signals; . According to the electron microscope of the present invention, since the detection signal can be sampled efficiently, it is possible to suppress the detection of the emitted electron detection signal and the integration of unnecessary signals even with a small amount of electron irradiation, and to obtain a high-quality SEM image. Can be provided.

また、本発明によれば、電子顕微鏡の画像形成方法が提供される。本発明の電子顕微鏡の画像形成方法は、電子線を試料に照射するステップと、前記電子線の照射を制御するステップと、前記電子線の照射位置において前記試料から放出する放出電子を検出するステップと、前記電子線の単位時間当たりの平均的な電子の照射個数に基づいて前記放出電子の検出信号をサンプリングするステップと、サンプリングされた複数の検出信号の平均値または積算値を算出するステップと、前記複数の検出信号の平均値または積算値に基づいて画像を形成するステップと、を含む。   In addition, according to the present invention, an image forming method for an electron microscope is provided. An image forming method for an electron microscope according to the present invention includes a step of irradiating a sample with an electron beam, a step of controlling irradiation of the electron beam, and a step of detecting emitted electrons emitted from the sample at the irradiation position of the electron beam. Sampling the emission electron detection signal based on the average number of electrons irradiated per unit time of the electron beam, calculating an average value or an integrated value of the plurality of sampled detection signals; Forming an image based on an average value or an integrated value of the plurality of detection signals.

なお、本発明は、前記電子線を連続的に試料に照射する電子顕微鏡、および前記電子線を断続的に試料に照射する電子顕微鏡のいずれの装置にも適用することができる。   The present invention can be applied to any apparatus of an electron microscope that continuously irradiates the sample with the electron beam and an electron microscope that irradiates the sample with the electron beam intermittently.

また、本発明では、前記放出電子の検出信号をサンプリングする周期とタイミングを、前記放出電子の検出信号のタイムチャート、もしくは前記試料に照射する電子線を検出したタイムチャートのうちいずれかにより決定することができる。放出電子の検出信号のタイムチャートを用いる構成の場合、本発明の電子顕微鏡は、放出電子の検出信号のサンプリング条件を解析するサンプリング条件解析部と、前記サンプリング条件に基づいて放出電子の検出信号をサンプリングするサンプリング制御部とを備える。これにより、電子線の単位時間当たりの平均的な電子の照射個数に基づく周期を、放出電子の検出信号のタイムチャートから解析的に得ることが可能となる。   In the present invention, the period and timing for sampling the detection signal of the emitted electrons are determined by either a time chart of the detection signal of the emitted electrons or a time chart of detecting the electron beam irradiated on the sample. be able to. In the case of the configuration using the time chart of the emission electron detection signal, the electron microscope of the present invention includes a sampling condition analysis unit for analyzing the sampling condition of the emission electron detection signal and the emission electron detection signal based on the sampling condition. A sampling control unit for sampling. This makes it possible to analytically obtain the period based on the average number of irradiated electrons per unit time of the electron beam from the time chart of the emission electron detection signal.

また、電子線を検出したタイムチャートを用いる構成の場合、本発明の電子顕微鏡は、電子線を検出する第2の検出部と、前記第2の検出部によって検出された検出信号に基づいて前記サンプリング部にサンプリングトリガ信号を入力する信号処理部とを備える。これにより、電子線の検出信号をトリガとして、電子線の単位時間当たりの平均的な電子の照射個数に基づく周期で、放出電子のサンプリングのための信号を生成し、放出電子の検出信号をサンプリングすることができる。   Further, in the case of the configuration using the time chart for detecting the electron beam, the electron microscope of the present invention includes a second detection unit for detecting the electron beam and the detection signal detected by the second detection unit. A signal processing unit for inputting a sampling trigger signal to the sampling unit. As a result, a signal for sampling the emitted electrons is generated at a cycle based on the average number of irradiated electrons per unit time of the electron beam using the detection signal for the electron beam as a trigger, and the detected signal for the emitted electrons is sampled. can do.

また、本発明では、前記電子線の単位時間あたりの平均的な電子の照射個数を電子線の照射電流により決定することができる。   In the present invention, the average number of electrons irradiated per unit time of the electron beam can be determined by the electron beam irradiation current.

また、通常SEMで用いる単位時間あたりの平均的な電子の照射個数は、10個から10個/sの範囲であるため、前記放出電子の検出信号のサンプリングする周期を、1GHzから10MHzの範囲内に設定するのがよい。 In addition, since the average number of irradiated electrons per unit time usually used in SEM is in the range of 10 9 to 10 6 / s, the sampling period of the detection signal of the emitted electrons is 1 GHz to 10 MHz. It is better to set within the range.

本発明によれば、少ない電子照射量の観察条件下においても、高画質で画像化する電子顕微鏡が提供できる。   According to the present invention, it is possible to provide an electron microscope capable of imaging with high image quality even under observation conditions with a small electron irradiation amount.

本発明に関連する更なる特徴は、本明細書の記述、添付図面から明らかになるものである。また、上記した以外の、課題、構成および効果は、以下の実施例の説明により明らかにされる。   Further features related to the present invention will become apparent from the description of the present specification and the accompanying drawings. Further, problems, configurations and effects other than those described above will be clarified by the description of the following examples.

第1実施例による電子顕微鏡の一例を示す構成図である。It is a block diagram which shows an example of the electron microscope by 1st Example. 第1実施例の放出電子の検出信号を処理する方法の一例を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows an example of the method of processing the detection signal of the emitted electron of 1st Example. 第1実施例の放出電子の検出信号を処理する方法の一例を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows an example of the method of processing the detection signal of the emitted electron of 1st Example. 第1実施例のサンプリング条件の設定フローの一例を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows an example of the setting flow of the sampling conditions of 1st Example. 第1実施例の観察条件で取得した画像の一例である。It is an example of the image acquired on the observation conditions of 1st Example. 任意に設定した観察条件で取得した画像の一例である。It is an example of the image acquired on the observation conditions set arbitrarily. 第2実施例の放出電子の検出信号を処理する方法の一例を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows an example of the method of processing the detection signal of the emitted electron of 2nd Example. 第2実施例の画像形成条件の設定フローの一例を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows an example of the setting flow of the image formation conditions of 2nd Example. 第2実施例の電子顕微鏡の一例を示す構成図である。It is a block diagram which shows an example of the electron microscope of 2nd Example. 第3実施例の画像形成条件の設定フローの一例を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows an example of the setting flow of the image formation conditions of 3rd Example. 第3実施例の画像形成条件の設定操作GUIの一例を示す図である。FIG. 10 is a diagram illustrating an example of an image forming condition setting operation GUI according to a third embodiment. 第4実施例の電子顕微鏡の一例を示す構成図である。It is a block diagram which shows an example of the electron microscope of 4th Example. 第4実施例のサンプリング条件の設定フローの一例を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows an example of the setting flow of the sampling conditions of 4th Example.

以下、添付図面を参照して本発明の実施例について説明する。なお、添付図面は本発明の原理に則った具体的な実施例を示しているが、これらは本発明の理解のためのものであり、決して本発明を限定的に解釈するために用いられるものではない。   Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings. The accompanying drawings show specific embodiments in accordance with the principle of the present invention, but these are for the understanding of the present invention, and are never used to interpret the present invention in a limited manner. is not.

<第1実施例>
本実施例では、放出電子の検出信号のサンプリング周期を制御して画像を形成する装置および方法について述べる。図1は、本発明の第1実施例である電子顕微鏡の構成図を示す。なお、本実施例では、例として走査電子顕微鏡を用いているが、断続的な電子線を用いた電子顕微鏡であっても構わない。
<First embodiment>
In this embodiment, an apparatus and a method for forming an image by controlling a sampling period of a detection signal of emitted electrons will be described. FIG. 1 shows a configuration diagram of an electron microscope according to a first embodiment of the present invention. In this embodiment, a scanning electron microscope is used as an example, but an electron microscope using an intermittent electron beam may be used.

走査電子顕微鏡は、電子光学系と、ステージ機構系と、SEM制御系と、信号処理系と、SEM操作系とにより構成されている。電子光学系は、電子銃1と、偏向器2と、対物レンズ3と、検出器4とを備える。ステージ機構系は、試料5を設置する試料ホルダ6と、傾斜制御可能で且つXYZ軸方向に移動可能なステージ7とを備える。   The scanning electron microscope includes an electron optical system, a stage mechanism system, an SEM control system, a signal processing system, and an SEM operation system. The electron optical system includes an electron gun 1, a deflector 2, an objective lens 3, and a detector 4. The stage mechanism system includes a sample holder 6 on which the sample 5 is installed, and a stage 7 that can be tilt-controlled and moved in the XYZ axial directions.

SEM制御系は、電子銃制御部8と、偏向走査信号制御部9と、対物レンズコイル制御部10と、ステージ制御部11とを備える。また、信号処理系は、検出信号抽出部12と、抽出制御部13と、抽出信号処理部14と、画像形成部15とを備える。本実施例では、検出器4で検出された放出電子をサンプリングするサンプリング部は、検出信号抽出部12と抽出制御部13とで構成され、抽出制御部13が、放出電子の検出信号のサンプリング条件を解析するサンプリング条件解析部と、前記サンプリング条件に基づいて放出電子の検出信号をサンプリングするサンプリング制御部とを備える。さらに、操作系は、画像表示部16と、操作インターフェース17とを備える。   The SEM control system includes an electron gun control unit 8, a deflection scanning signal control unit 9, an objective lens coil control unit 10, and a stage control unit 11. The signal processing system also includes a detection signal extraction unit 12, an extraction control unit 13, an extraction signal processing unit 14, and an image forming unit 15. In this embodiment, the sampling unit that samples the emitted electrons detected by the detector 4 includes a detection signal extraction unit 12 and an extraction control unit 13, and the extraction control unit 13 uses the sampling conditions for the detection signal of the emitted electrons. A sampling condition analysis unit for analyzing the emission, and a sampling control unit for sampling a detection signal of the emitted electrons based on the sampling condition. Further, the operation system includes an image display unit 16 and an operation interface 17.

走査電子顕微鏡では、電子銃1からの電子線を対物レンズ3で集束し、試料ホルダ6上の試料5に照射する。また、電子線は、偏向器2により試料5上を走査する。そして、電子線照射による試料5からの放出電子を検出器4で検出する。検出信号抽出部12は、検出器4で得られるアナログの検出信号から、あるサンプリング周期で検出信号を抽出する。ここで、検出信号を抽出するためのサンプリング周期は、抽出制御部13によって制御される。また、抽出信号処理部14は、検出信号抽出部12によって抽出された信号を積算する。なお、抽出信号処理部14は、検出信号抽出部12によって抽出された信号の平均値を計算してもよい。画像形成部15は、抽出された信号の積算値または平均値に基づいて画像を形成し、画像表示部16がSEM像を表示する。   In the scanning electron microscope, the electron beam from the electron gun 1 is focused by the objective lens 3 and irradiated onto the sample 5 on the sample holder 6. The electron beam scans the sample 5 by the deflector 2. Then, the emitted electrons from the sample 5 due to the electron beam irradiation are detected by the detector 4. The detection signal extraction unit 12 extracts a detection signal from the analog detection signal obtained by the detector 4 at a certain sampling period. Here, the sampling period for extracting the detection signal is controlled by the extraction control unit 13. Further, the extracted signal processing unit 14 integrates the signals extracted by the detection signal extracting unit 12. Note that the extracted signal processing unit 14 may calculate an average value of the signals extracted by the detection signal extracting unit 12. The image forming unit 15 forms an image based on the integrated value or average value of the extracted signals, and the image display unit 16 displays the SEM image.

本実施例では、電子照射量を照射電流Ipで制御する。電子銃制御部8が、照射電流Ipを制御することによって、電子銃1から放出される放出電流を制御する。すなわち、電子銃制御部8が、照射電流Ipを制御することによって、単位時間当たりの平均的な電子の照射個数が制御される。
図2Aおよび図2Bは、本実施例の放出電子の検出信号を処理する方法の概念図である。図2Aは、横軸に時間、縦軸にサンプリングトリガ信号をとったタイムチャート18を示す。また、図2Bは、横軸に時間、縦軸に抽出信号をとったタイムチャート20を示す。
In this embodiment, the electron irradiation amount is controlled by the irradiation current Ip. The electron gun control unit 8 controls the emission current emitted from the electron gun 1 by controlling the irradiation current Ip. That is, the electron gun control unit 8 controls the irradiation current Ip, whereby the average number of irradiated electrons per unit time is controlled.
2A and 2B are conceptual diagrams of a method for processing a detection signal of emitted electrons according to the present embodiment. FIG. 2A shows a time chart 18 in which time is plotted on the horizontal axis and sampling trigger signal is plotted on the vertical axis. FIG. 2B shows a time chart 20 with the horizontal axis representing time and the vertical axis representing extracted signals.

本実施例において、サンプリングトリガ信号の周期は、単位時間当たりの平均的な電子の照射個数に基づき(1)式で決定する。
f=I/e (1)
ここで、fは、図2Aに示すサンプリング周期19であり、eは、素電荷である。このように、電子銃1からの電子が照射電流Iによって制御されている構成では、電子線の照射電流Iを用いて、サンプリング周期を求めることができる。
In this embodiment, the period of the sampling trigger signal is determined by the equation (1) based on the average number of irradiated electrons per unit time.
f = I p / e (1)
Here, f is the sampling period 19 shown in FIG. 2A, and e is an elementary charge. Thus, in the configuration in which electrons from the electron gun 1 is controlled by the emission current I p, using the emission current I p of the electron beam can be used to determine the sampling period.

(1)式に基づいてサンプリング周期fが求められると、図2Aのタイムチャート18に示すように、サンプリング周期19で検出信号を抽出する。さらに、図2Bの抽出信号のタイムチャート20に示すように、積算区間21に含まれる抽出信号を積算し、画質を向上させる。ここで、積算区間21は、観察条件として設定される信号の積算数によって決定される。   When the sampling period f is obtained based on the expression (1), the detection signal is extracted at the sampling period 19 as shown in the time chart 18 of FIG. 2A. Further, as shown in the extracted signal time chart 20 of FIG. 2B, the extracted signals included in the integration section 21 are integrated to improve the image quality. Here, the integration section 21 is determined by the integration number of signals set as observation conditions.

図3は、本実施例におけるサンプリング条件の設定フローを示す。ステップS100において、予め、観察条件を設定する。これらの観察条件は、操作インターフェース17を介して電子顕微鏡に設定される。なお、本実施例の観察条件は、加速電圧V、観察視野M、照射電流Ip、積算数Naとした。本実施例では、V=300eV、M=80nm、Ip=5.3pAとし、積算数Na=60とした。 FIG. 3 shows a sampling condition setting flow in this embodiment. In step S100, observation conditions are set in advance. These observation conditions are set in the electron microscope via the operation interface 17. Note that the observation conditions in this example were acceleration voltage V a , observation field of view M, irradiation current Ip, and integration number Na. In this embodiment, V a = 300 eV, M = 80 nm, Ip = 5.3 pA, and the integrated number Na = 60.

次に、ステップS101において、サンプリング周期を電子顕微鏡(すなわち、抽出制御部13)に設定する。サンプリング周期fは、(1)式によって求められる。Ip=5.3pAの場合、fは33MHzである。ここで、サンプリング周期fは、放出電子の信号検出系の帯域以下であることが望ましい。   Next, in step S101, the sampling period is set in the electron microscope (that is, the extraction control unit 13). The sampling period f is obtained by equation (1). For Ip = 5.3 pA, f is 33 MHz. Here, the sampling period f is preferably equal to or less than the band of the signal detection system for emitted electrons.

また、本発明では、画素ごとに、指定した積算数で検出信号を積算処理する必要があり、電子線の走査速度は、サンプリング周期fと積算数Naに依存する。したがって、ステップS102において、観察条件やサンプリング条件によって電子線の走査速度を設定する。電子線の走査速度Vは、以下の(2)式により求められる。
V=S/t (2)
ここで、Sは画素サイズであり、tは1画素あたりの取得時間である。画素サイズSは、観察視野を画素数で割ることで算出できる。1画素あたりの取得時間tは、以下の(3)式より算出できる。
=1/(f×Na) (3)
ここで、fはサンプリング周期19であり、Naは前記積算数である。以上の処理によってサンプリング条件の設定が終了する(S103)。その後、検出信号抽出部12は、抽出制御部13からの制御によって、サンプリング周期fで検出信号を抽出する。その後、抽出信号処理部14は、検出信号抽出部12によって抽出された信号を積算し、画像形成部15は、抽出された信号の積算値に基づいて画像を形成する。
Further, in the present invention, it is necessary to integrate the detection signal with a designated integration number for each pixel, and the scanning speed of the electron beam depends on the sampling period f and the integration number Na. Therefore, in step S102, the scanning speed of the electron beam is set according to the observation conditions and sampling conditions. The scanning speed V of the electron beam is obtained by the following equation (2).
V = S p / t p (2)
Here, S p is the pixel size, the t p is the acquisition time per pixel. Pixel size S p can be calculated by dividing the observation field by the number of pixels. 1 acquisition time t p per pixel can be calculated from the following equation (3).
t p = 1 / (f × Na) (3)
Here, f is the sampling period 19 and Na is the cumulative number. With the above processing, the sampling condition setting is completed (S103). Thereafter, the detection signal extraction unit 12 extracts the detection signal at the sampling period f under the control of the extraction control unit 13. Thereafter, the extracted signal processing unit 14 integrates the signals extracted by the detection signal extracting unit 12, and the image forming unit 15 forms an image based on the integrated value of the extracted signals.

図4Aは、図3のフローで設定した放出電子の検出信号のサンプリング周期19(f=33MHz)で取得した画像である。また、図4Bは、任意に設定した放出電子の検出信号のサンプリング周期(f=3.3MHz)での画像である。図4Bは、ノイズ成分が多く画質が悪いのに対し、図4Aは、ノイズ成分が少なく、画質が向上している。
このように、本実施例によれば、単位時間当たりの平均的な電子の照射個数に基づいて放出電子の信号を効率よくサンプリングできるため、少ない電子照射量でも高画質SEM像を取得することができる。
FIG. 4A is an image acquired at the sampling period 19 (f = 33 MHz) of the emission electron detection signal set in the flow of FIG. FIG. 4B is an image at a sampling period (f = 3.3 MHz) of an emission electron detection signal set arbitrarily. 4B has many noise components and poor image quality, while FIG. 4A has few noise components and improved image quality.
As described above, according to the present embodiment, since the signal of the emitted electrons can be efficiently sampled based on the average number of irradiated electrons per unit time, a high-quality SEM image can be acquired even with a small amount of electron irradiation. it can.

なお、通常SEMで用いる単位時間あたりの平均的な電子の照射個数は、10個から10個/sの範囲であるため、放出電子の検出信号のサンプリングする周期を、1GHzから10MHzの範囲内に設定するのが好ましい。 In addition, since the average number of irradiated electrons per unit time normally used in SEM is in the range of 10 9 to 10 6 / s, the sampling period of the emission electron detection signal is in the range of 1 GHz to 10 MHz. It is preferable to set within.

<第2実施例>
本実施例では、放出電子の検出信号のサンプリング周期を制御して画像を形成する装置および方法について述べる。なお、本実施例における電子顕微鏡の構成は、第1実施例と同様の構成を使用するため、説明を省略する。図5は、本実施例の放出電子の検出信号を処理する方法の概念図を示す。図5の一番上の図は、横軸に時間、縦軸にサンプリングトリガ信号をとったタイムチャート18を示す。また、図5における残りの3つの図は、横軸に時間、縦軸に抽出信号をとったタイムチャート23、24、25を示す。
<Second embodiment>
In this embodiment, an apparatus and a method for forming an image by controlling a sampling period of a detection signal of emitted electrons will be described. In addition, since the structure of the electron microscope in a present Example uses the structure similar to 1st Example, description is abbreviate | omitted. FIG. 5 shows a conceptual diagram of the method for processing the detection signal of the emitted electrons according to the present embodiment. The top diagram of FIG. 5 shows a time chart 18 in which time is plotted on the horizontal axis and sampling trigger signal is plotted on the vertical axis. Further, the remaining three diagrams in FIG. 5 show time charts 23, 24, and 25 in which time is plotted on the horizontal axis and extracted signals are plotted on the vertical axis.

本実施例では、サンプリング周期19を、以下の(4)式に基づき設定する。
f=n×Ip/e (4)
ここで、nはサンプリング係数であり、整数である。本実施例ではn=3を用いた。放出電子の検出信号は、電子の平均的な照射数より高い頻度でサンプリングされる。ここでは、図5のタイムチャート18には、係数n=3を用いて得られたサンプリング周期19が示されている。
In this embodiment, the sampling period 19 is set based on the following equation (4).
f = n × Ip / e (4)
Here, n is a sampling coefficient and is an integer. In this example, n = 3 was used. The detection signal of emitted electrons is sampled at a frequency higher than the average number of irradiation of electrons. Here, the time chart 18 of FIG. 5 shows a sampling period 19 obtained using a coefficient n = 3.

本実施例では、サンプリング周期19でサンプリングした検出信号の抽出信号のタイムチャートから、(1)式の周期で再度抽出する。この際、サンプリング係数に依存して、サンプリングのタイミング22ずつオフセットした3つの異なるタイムチャート23、24、25が得られる。タイムチャート23、24、25において、実線の部分が信号を抽出するタイミングを示している。本実施例におけるサンプリングのタイミング22は、パルス状の検出信号からの遅れ時間で定義している。この遅れ時間が最少となるタイミングが、最適なサンプリングのタイミングである。   In this embodiment, the detection signal extracted at the sampling period 19 is extracted again from the time chart of the detection signal at the period of the expression (1). At this time, three different time charts 23, 24, and 25 that are offset by the sampling timing 22 are obtained depending on the sampling coefficient. In the time charts 23, 24, and 25, solid line portions indicate timings for extracting signals. The sampling timing 22 in this embodiment is defined by the delay time from the pulsed detection signal. The timing at which this delay time is minimized is the optimum sampling timing.

本実施例では、最適なサンプリングのタイミングを判定するため、タイムチャート23、24、25において抽出信号が閾値26以上となる頻度を解析する。ここで、閾値26は、電子線を遮断したときに生じるノイズ以上で、かつ、電子1個を検出したときの信号電圧以下であることが望ましい。ここで、電子1個を検出したときの信号電圧は、量子化された検出信号の抽出信号の検出電圧ピッチにより求まる。この例では、タイミングの異なる検出信号の抽出信号のタイムチャート23、24、25のうち、閾値26を超える頻度が最も高いタイミングが、パルス状の検出信号からの遅れ時間が最少となるタイミングとする。   In the present embodiment, in order to determine the optimum sampling timing, the frequency at which the extraction signal becomes the threshold value 26 or more in the time charts 23, 24, and 25 is analyzed. Here, it is desirable that the threshold value 26 be equal to or higher than the noise generated when the electron beam is cut off and equal to or lower than the signal voltage when one electron is detected. Here, the signal voltage when one electron is detected is obtained from the detection voltage pitch of the extracted signal of the quantized detection signal. In this example, among the time charts 23, 24, and 25 of the extraction signals of the detection signals having different timings, the timing at which the frequency exceeding the threshold value 26 is the highest is the timing at which the delay time from the pulsed detection signal is minimized. .

図5の例では、検出信号の抽出信号のタイムチャート24のタイミングが、閾値26を超える頻度が最も高いため、最適なサンプリングのタイミングである。ここで、タイミングの調整量はサンプリング係数nに依存するため、nが大きいほど調整精度が向上する。本実施例によれば、サンプリングのタイミングを補正することが可能となる。   In the example of FIG. 5, the timing of the detection signal extraction signal in the time chart 24 has the highest frequency of exceeding the threshold 26, and thus is the optimum sampling timing. Here, since the timing adjustment amount depends on the sampling coefficient n, the adjustment accuracy improves as n increases. According to this embodiment, the sampling timing can be corrected.

図6は、本実施例の画像形成条件の設定フローを示す。第1実施例と同様に、画像取得前に、ステップS110において、観察条件(加速電圧V、観察視野M、照射電流Ip、積算数Na)を設定する。次に、ステップS111において、サンプリング条件の解析条件(サンプリング係数n、検出信号の抽出値の閾値Vth)を設定する。ここで、閾値Vthは、図5の閾値26に対応するものである。これらの条件は、例えば、操作インターフェース17を介して抽出制御部13に設定される。 FIG. 6 shows a flow of setting the image forming conditions of this embodiment. Similar to the first embodiment, before obtaining an image, the observation conditions (acceleration voltage V a , observation field of view M, irradiation current Ip, integration number Na) are set in step S110. Next, in step S111, an analysis condition for the sampling condition (sampling coefficient n, detection signal extraction value threshold value Vth) is set. Here, the threshold value Vth corresponds to the threshold value 26 in FIG. These conditions are set in the extraction control unit 13 via the operation interface 17, for example.

次に、ステップS112において、設定した照射電流Ipとサンプリング係数nから(4)式に基づいて、サンプリング周期fを電子顕微鏡に(すなわち、抽出制御部13)に設定する。次に、ステップS113において、画素に対応した電子線の照射位置に移動する。本実施例において、電子線の照射位置は走査によって制御する。   Next, in step S112, based on the set irradiation current Ip and the sampling coefficient n, the sampling period f is set in the electron microscope (that is, the extraction control unit 13) based on the equation (4). Next, in step S113, the electron beam irradiation position corresponding to the pixel is moved. In this embodiment, the irradiation position of the electron beam is controlled by scanning.

次に、ステップS114において、検出信号抽出部12は、抽出制御部13からの制御によって、サンプリング周期f(=n×fe)でサンプリングする。ここで、fe=Ip/eである。さらに、ステップS115において、抽出制御部13は、図5で説明したやり方で、抽出信号が閾値Vth以上となる頻度が最も高いタイミングを解析し、最適なタイミングを判定する。次に、ステップ116において、検出信号抽出部12は、最適なタイミングでの抽出信号のみを抽出し、抽出信号処理部14は、それら抽出信号を積算する。   Next, in step S <b> 114, the detection signal extraction unit 12 performs sampling at a sampling period f (= n × fe) under the control of the extraction control unit 13. Here, fe = Ip / e. Further, in step S115, the extraction control unit 13 analyzes the timing with the highest frequency at which the extracted signal is equal to or higher than the threshold value Vth in the manner described with reference to FIG. 5, and determines the optimal timing. Next, in step 116, the detection signal extraction unit 12 extracts only the extraction signals at the optimal timing, and the extraction signal processing unit 14 integrates these extraction signals.

その後、再度、ステップS113に戻り、画素に対応した電子線の照射位置に移動する。そして、ステップS114〜116を実行して、最適なタイミングの判定と、検出信号の積算とを繰り返し実行する。最終的に、ステップS117において、画像形成部15は、画素ごとに積算した信号により、画像を形成する。
このように、本実施例によれば、サンプリング周期とのタイミングを高精度に調整することができ、少ない電子照射量でも高画質SEM像を取得することができる。
Thereafter, the process returns to step S113 again and moves to the electron beam irradiation position corresponding to the pixel. Then, Steps S114 to S116 are executed, and determination of optimal timing and integration of detection signals are repeatedly executed. Finally, in step S117, the image forming unit 15 forms an image based on signals accumulated for each pixel.
Thus, according to the present embodiment, the timing with the sampling period can be adjusted with high accuracy, and a high-quality SEM image can be acquired even with a small electron irradiation amount.

<第3実施例>
本実施例では、予めサンプリングの周期とタイミングを解析する方法とサンプリングの周期とタイミングを解析する機能を備えた装置について述べる。図7は、本実施例における電子顕微鏡の構成図を示す。
<Third embodiment>
In this embodiment, a method for analyzing a sampling period and timing in advance and an apparatus having a function for analyzing the sampling period and timing will be described. FIG. 7 shows a configuration diagram of an electron microscope in the present embodiment.

図7の構成は、第1実施例で示した図1の構成に対して、ビームブランカ27と、絞り機構28と、ビームブランキング制御部29とが追加された構成となっている。ビームブランカ27は、例えば、電子線を偏向させる偏向器などであり、絞り機構28は、電子線を通過させるための経路(孔など)を有するものである。したがって、ビームブランキング制御部29でビームブランカ27を制御することにより、電子銃1からの電子線を絞り機構28の経路を通過させたり、通過させなかったりすることが可能となる。これにより、図7に示すように断続的な電子線の照射が可能となる。   The configuration of FIG. 7 is a configuration in which a beam blanker 27, a diaphragm mechanism 28, and a beam blanking control unit 29 are added to the configuration of FIG. 1 shown in the first embodiment. The beam blanker 27 is, for example, a deflector that deflects an electron beam, and the aperture mechanism 28 has a path (hole or the like) for allowing the electron beam to pass therethrough. Therefore, by controlling the beam blanker 27 by the beam blanking control unit 29, the electron beam from the electron gun 1 can be passed through the path of the aperture mechanism 28 or not. Thereby, as shown in FIG. 7, the irradiation of an intermittent electron beam is attained.

電子線の断続条件(照射時間、照射回数、照射間の間隔時間)は、ビームブランカ27に印加するビームブンキング電圧信号で制御できる。本実施例では、ビームブランキング制御部29が、時間を管理する基準信号であるクロック信号と同期して、ビームブランキング電圧信号を制御する。   Electron beam intermittent conditions (irradiation time, number of irradiations, and interval time between irradiations) can be controlled by a beam bunking voltage signal applied to the beam blanker 27. In the present embodiment, the beam blanking control unit 29 controls the beam blanking voltage signal in synchronization with a clock signal that is a reference signal for managing time.

本実施例の特徴は、断続的な電子線の照射を用いたサンプリングの周期とタイミングを解析できる点にある。以下に、サンプリングの周期とタイミングを解析する方法について説明する。図8は、サンプリングの周期とタイミングを解析するフローである。   The feature of this embodiment is that the sampling period and timing using intermittent electron beam irradiation can be analyzed. A method for analyzing the sampling period and timing will be described below. FIG. 8 is a flow for analyzing the sampling period and timing.

まず、ステップS120において、電子顕微鏡をサンプリング条件の解析モードに切り替える。このとき、サンプリングの周期とタイミングを設定する操作GUIが起動し、操作GUIが画像表示部16に表示される。この操作GUIの詳細については後述する。   First, in step S120, the electron microscope is switched to an analysis mode for sampling conditions. At this time, an operation GUI for setting the sampling period and timing is activated, and the operation GUI is displayed on the image display unit 16. Details of this operation GUI will be described later.

次に、ステップS121において、操作GUI上において、観察条件(加速電圧V、観察視野M、照射電流Ip、積算数Na)を入力する。さらに、ステップS122において、サンプリング条件の解析条件(サンプリング係数n、検出信号の抽出値の閾値Vth)を入力する。 Next, in step S121, observation conditions (acceleration voltage V a , observation visual field M, irradiation current Ip, integration number Na) are input on the operation GUI. In step S122, the sampling condition analysis condition (sampling coefficient n, detection signal extraction value threshold value Vth) is input.

次に、ステップS123において、(4)式に基づいて、設定した照射電流Ipとサンプリング係数nから解析用サンプリング周期fを設定する。この解析用サンプリング周期fは、例えば、抽出制御部13に設定される。次に、ステップS124において、サンプリング条件を解析するために、電子線を照射する解析位置を設定する。解析位置は、観察領域であっても、観察領域外であっても構わない。固定した解析位置に断続的な電子線を照射する。   Next, in step S123, an analysis sampling period f is set from the set irradiation current Ip and sampling coefficient n based on the equation (4). The analysis sampling period f is set in the extraction control unit 13, for example. Next, in step S124, an analysis position for irradiating an electron beam is set in order to analyze the sampling condition. The analysis position may be in the observation region or outside the observation region. Irradiate a fixed analysis position with an intermittent electron beam.

次に、ステップS125において、検出信号抽出部12は、抽出制御部13からの制御によって、解析用サンプリング周期fで放出電子の検出信号を抽出する。次に、ステップS126において、第2実施例と同様に、タイミングの異なる抽出信号の複数のタイムチャートから、抽出信号の閾値(Vth)以上となる頻度の解析することによって、サンプリングのタイミングを解析する。ここで、まず、上述の第2実施例と同様に、抽出信号の閾値(Vth)以上となる頻度が最も高いタイミングを選択する。ここで、本実施例におけるサンプリングのタイミングは、ビームブランキング電圧信号の立ち上がり時を基準とする。サンプリングのタイミングは、断続的な照射の間において、ビームブランキング電圧信号の立ち上がり時から最初に検出される抽出信号までの遅れ時間で定義した。   Next, in step S <b> 125, the detection signal extraction unit 12 extracts an emission electron detection signal in the analysis sampling period f under the control of the extraction control unit 13. Next, in step S126, as in the second embodiment, the sampling timing is analyzed by analyzing the frequency of the extraction signal threshold (Vth) or more from a plurality of time charts of the extraction signal having different timings. . Here, first, as in the second embodiment described above, the timing with the highest frequency that is equal to or higher than the threshold value (Vth) of the extracted signal is selected. Here, the sampling timing in this embodiment is based on the rise of the beam blanking voltage signal. Sampling timing was defined as a delay time from the rising edge of the beam blanking voltage signal to the first detected extraction signal during intermittent irradiation.

本実施例では、ビームブランキング電圧信号の立ち上がり時から最初に検出される抽出信号までの遅れ時間が解析された後、その遅れ時間後からは(1)式のサンプリング周期fでサンプリングすればよい。すなわち、本実施例では、画素ごとにサンプリングのタイミングを解析する必要がない。したがって、ステップS127においては、上述のように得られたサンプリングのタイミングを抽出制御部13に設定し、さらに、観察に用いるサンプリングの周期として(1)式のサンプリング周期fを抽出制御部13に設定する。   In the present embodiment, after the delay time from the rise of the beam blanking voltage signal to the first detected extraction signal is analyzed, sampling after the delay time may be performed at the sampling period f of the equation (1). . That is, in this embodiment, it is not necessary to analyze the sampling timing for each pixel. Therefore, in step S127, the sampling timing obtained as described above is set in the extraction control unit 13, and the sampling cycle f of the expression (1) is set in the extraction control unit 13 as a sampling cycle used for observation. To do.

そして、ステップS128において、これらのサンプリング条件(サンプリング周期fとタイミング)で、電子顕微鏡を観察モードに切り替えて、サンプリングトリガ信号を発生させる。なお、このサンプリングトリガ信号は、電子線の照射電流を変更するまで使用できる。また、本実施例で解析したサンプリング条件は、走査電子顕微鏡もしくは断続的な電子線による電子顕微鏡の画像形成に適用できる。   In step S128, under these sampling conditions (sampling period f and timing), the electron microscope is switched to the observation mode to generate a sampling trigger signal. This sampling trigger signal can be used until the irradiation current of the electron beam is changed. In addition, the sampling conditions analyzed in this embodiment can be applied to image formation of a scanning electron microscope or an electron microscope using intermittent electron beams.

次に、サンプリングの周期とタイミングを設定する操作GUI(Graphic User Interface)について説明する。図9は、画像表示部16に表示される操作GUIを示す。操作GUIは、観察条件入力ウィンドウ30と、解析条件入力ウィンドウ31と、解析タイムチャートウィンドウ32と、サンプリング解析結果ウィンドウ33とを備える。   Next, an operation GUI (Graphical User Interface) for setting the sampling period and timing will be described. FIG. 9 shows an operation GUI displayed on the image display unit 16. The operation GUI includes an observation condition input window 30, an analysis condition input window 31, an analysis time chart window 32, and a sampling analysis result window 33.

観察条件とサンプリング条件の解析条件は、観察条件入力ウィンドウ30およびサンプリング条件の解析条件入力ウィンドウ31に入力することができる。例えば、観察条件入力ウィンドウ30では、加速電圧V、観察視野M、照射電流Ip、積算数Naを設定する。また、解析条件入力ウィンドウ31では、サンプリング係数n、検出信号の抽出値の閾値Vthを設定する。 The analysis conditions of the observation condition and the sampling condition can be input to the observation condition input window 30 and the analysis condition input window 31 of the sampling condition. For example, in the observation condition input window 30, the acceleration voltage V a , the observation field M, the irradiation current Ip, and the integration number Na are set. In the analysis condition input window 31, a sampling coefficient n and a detection signal threshold value Vth are set.

解析タイムチャートウィンドウ32には、横軸に時間、縦軸にブランキング電圧信号をとったタイムチャート32aと、横軸に時間、縦軸に抽出信号をとったタイムチャート32bが表示される。図9に示すように、ビームブランキング電圧信号の立ち上がりと、断続的な照射の中で最初に検出される抽出信号との間の時間差により、サンプリングのタイミング32cを解析することができる。また、サンプリング解析結果ウィンドウ33には、サンプリング条件が表示される。この例では、タイミングごとに(2.5ns、5ns、7.5ns)、閾値Vthを超えた頻度が表示されている。ユーザは、この中で閾値を越えた頻度が最も多いタイミングを最適なタイミングとして設定することができる。この構成によれば、ユーザが、各タイミングについて閾値を越えた頻度を確認しながら、最適なタイミングを設定することができる。例えば、閾値を超えた頻度の値が近い2つ以上のタイミングが表示された場合、再解析を行って、より最適なタイミングを選択できる。この場合、ユーザは、解析条件入力ウィンドウ31の閾値Vthを設定し直して、「再解析」ボタンを押すことによって、再解析を行うことができる。
このように、本実施例によれば、サンプリング周期とのタイミングを高精度に調整することができ、少ない電子照射量でも高画質SEM像が取得することができる。
In the analysis time chart window 32, a time chart 32a having time on the horizontal axis and a blanking voltage signal on the vertical axis, a time chart 32b having time on the horizontal axis and an extraction signal on the vertical axis are displayed. As shown in FIG. 9, the sampling timing 32c can be analyzed based on the time difference between the rising edge of the beam blanking voltage signal and the extraction signal detected first in the intermittent irradiation. The sampling analysis result window 33 displays sampling conditions. In this example, the frequency exceeding the threshold value Vth is displayed for each timing (2.5 ns, 5 ns, 7.5 ns). The user can set the timing with the highest frequency of exceeding the threshold as the optimum timing. According to this configuration, the user can set an optimum timing while confirming the frequency at which the threshold value is exceeded for each timing. For example, when two or more timings with close frequency values exceeding the threshold value are displayed, re-analysis can be performed to select a more optimal timing. In this case, the user can perform reanalysis by resetting the threshold value Vth of the analysis condition input window 31 and pressing the “reanalyze” button.
Thus, according to the present embodiment, the timing with the sampling period can be adjusted with high accuracy, and a high-quality SEM image can be obtained even with a small electron irradiation amount.

<第4実施例>
本実施例では、放出電子の検出信号のサンプリング周期を制御して画像を形成する方法と装置について述べる。図10は、本実施例における電子顕微鏡の構成例を示す。
<Fourth embodiment>
In this embodiment, a method and apparatus for forming an image by controlling the sampling period of a detection signal of emitted electrons will be described. FIG. 10 shows a configuration example of an electron microscope in the present embodiment.

図10の構成は、第1実施例で示した図1の構成に対して、第二の検出部である1次電子検出器34と、1次電子検出信号処理部35とが追加された構成となっている。そして、1次電子検出信号処理部35が、抽出制御部13に電気的に接続されている。   The configuration of FIG. 10 is a configuration in which a primary electron detector 34 as a second detection unit and a primary electron detection signal processing unit 35 are added to the configuration of FIG. 1 shown in the first embodiment. It has become. The primary electron detection signal processing unit 35 is electrically connected to the extraction control unit 13.

本実施例では、電子線を1次電子検出器34に直接照射し、電子の照射のタイムチャートを取得する。1次電子検出信号処理部35は、1次電子検出器34によって検出された1次電子の検出信号のタイムチャートから、単位時間当たりの平均的な電子の照射数を解析する。そして、1次電子検出信号処理部35は、単位時間当たりの平均的な電子の照射数からサンプリング周期fを決定し、サンプリングトリガ信号を発生させる。このサンプリングトリガ信号は、1次電子検出信号処理部35から抽出制御部13に直接入力される。検出信号抽出部12は、抽出制御部13に対して入力されたサンプリングトリガ信号に基づいて、検出信号を抽出する。   In the present embodiment, an electron beam is directly applied to the primary electron detector 34, and an electron irradiation time chart is acquired. The primary electron detection signal processing unit 35 analyzes the average number of irradiated electrons per unit time from the time chart of the detection signal of the primary electrons detected by the primary electron detector 34. Then, the primary electron detection signal processing unit 35 determines the sampling period f from the average number of electron irradiations per unit time, and generates a sampling trigger signal. The sampling trigger signal is directly input from the primary electron detection signal processing unit 35 to the extraction control unit 13. The detection signal extraction unit 12 extracts a detection signal based on the sampling trigger signal input to the extraction control unit 13.

第1実施例乃至第3実施例においては、(1)式によって、解析的にサンプリング周期を設定する方法について説明した。これに対して、本実施例によれば、1次電子検出器34で1次電子の照射の周期とタイミングを直接計測し、その周期とタイミングをそのまま検出信号の抽出に利用できる。これにより、サンプリング周期とタイミングを高精度に制御できる。   In the first to third embodiments, the method of analytically setting the sampling period by the expression (1) has been described. On the other hand, according to the present embodiment, the primary electron detector 34 directly measures the period and timing of primary electron irradiation, and the period and timing can be directly used for detection signal extraction. Thereby, the sampling period and timing can be controlled with high accuracy.

図11は、第4実施例のサンプリング条件の設定フローを示す。まず、ステップS130において、電子顕微鏡をサンプリング条件の解析モードに切り替える。次に、ステップS131において、電子線の照射位置を、1次電子の解析位置である1次電子検出器34に移動する。次に、ステップS132において、1次電子検出信号処理部35が、1次電子の検出信号のタイムチャートを取得する。   FIG. 11 shows a sampling condition setting flow of the fourth embodiment. First, in step S130, the electron microscope is switched to an analysis mode for sampling conditions. Next, in step S131, the irradiation position of the electron beam is moved to the primary electron detector 34, which is the primary electron analysis position. Next, in step S132, the primary electron detection signal processing unit 35 acquires a time chart of the primary electron detection signal.

さらに、ステップS133において、1次電子検出信号処理部35は、1次電子の検出信号のタイムチャートから、1次電子の単位時間当たりの平均的な電子の照射数を解析し、1次電子の単位時間当たりの平均的な電子の照射数に基づくサンプリング周期fを決定する。次に、ステップS134において、1次電子検出信号処理部35は、サンプリング周期fで、1次電子の検出信号をトリガにして、サンプリングトリガ信号を発生させる。なお、このサンプリングトリガ信号は、1次電子検出信号処理部35から抽出制御部13に入力される。そして、ステップS135において、抽出制御部13がサンプリングトリガ信号を保持した状態で、電子顕微鏡を観察モードに変更する。これにより、検出信号抽出部12は、抽出制御部13が保持したタイミングで検出信号を抽出することができる。
このように、本実施例によれば、1次電子を直接検出してサンプリング周期を設定でき、少ない電子照射量でも高画質SEM像が取得することができる。
Further, in step S133, the primary electron detection signal processing unit 35 analyzes the average number of irradiations of primary electrons per unit time from the primary electron detection signal time chart, and analyzes the primary electrons. A sampling period f based on the average number of electron irradiations per unit time is determined. Next, in step S134, the primary electron detection signal processing unit 35 generates a sampling trigger signal with the detection signal of the primary electrons as a trigger at the sampling period f. The sampling trigger signal is input from the primary electron detection signal processing unit 35 to the extraction control unit 13. In step S135, the extraction control unit 13 changes the electron microscope to the observation mode while holding the sampling trigger signal. Thereby, the detection signal extraction part 12 can extract a detection signal at the timing which the extraction control part 13 hold | maintained.
Thus, according to the present embodiment, primary electrons can be directly detected to set the sampling period, and a high-quality SEM image can be acquired even with a small electron irradiation amount.

<まとめ>
第1実施例によれば、サンプリングトリガ信号の周期は、単位時間当たりの平均的な電子の照射個数に基づき(1)式で決定される。第1実施例によれば、(1)式のサンプリング周期fで検出信号を抽出し、積算区間21に含まれる抽出信号を積算する。このように、第1実施例によれば、単位時間当たりの平均的な電子の照射個数に基づいて放出電子の信号を効率よくサンプリングでき、放出電子の検出信号の取りこぼしや不要な信号の積算を抑制できる。これにより、少ない電子照射量であっても高画質なSEM像を取得することができる。
<Summary>
According to the first embodiment, the period of the sampling trigger signal is determined by the expression (1) based on the average number of irradiated electrons per unit time. According to the first embodiment, the detection signal is extracted at the sampling period f of the equation (1), and the extraction signal included in the integration section 21 is integrated. As described above, according to the first embodiment, it is possible to efficiently sample the emitted electron signal based on the average number of irradiated electrons per unit time, and the detection of the emitted electron detection signal and the integration of unnecessary signals can be performed. Can be suppressed. Thereby, a high-quality SEM image can be obtained even with a small electron irradiation amount.

第2実施例によれば、まず、サンプリング周期を(4)式に基づき設定する。すなわち、サンプリング周期を、電子線の単位時間当たりの平均的な電子の照射個数に基づく周期の整数倍に設定する。そして、タイミング22ずつオフセットした複数の異なるタイムチャート23、24、25から、検出信号が最も高い頻度で所定の閾値26を越えるタイミングを、サンプリングのタイミングとして選択する。そして、選択されたタイミングで、かつ電子線の単位時間当たりの平均的な電子の照射個数に基づく周期(すなわち、(1)式のサンプリング周期f)で、放出電子の検出信号をサンプリングする。
第2実施例によれば、(4)式のサンプリング係数nによってより細かい時間間隔でサンプリングを行い、その中から最適なタイミングを選択することができる。したがって、サンプリング周期とのタイミングを高精度に調整することができ、少ない電子照射量でも高画質SEM像を取得することができる。また、係数nを大きく設定することにより、サンプリング周期とのタイミングの調整精度をより向上させることもできる。
According to the second embodiment, first, the sampling period is set based on the equation (4). That is, the sampling period is set to an integer multiple of the period based on the average number of electron irradiations per unit time of the electron beam. Then, the timing at which the detection signal exceeds the predetermined threshold value 26 with the highest frequency is selected as the sampling timing from a plurality of different time charts 23, 24, and 25 offset by the timing 22. Then, the detection signal of the emitted electrons is sampled at the selected timing and at a cycle based on the average number of irradiated electrons per unit time of the electron beam (that is, the sampling cycle f in the equation (1)).
According to the second embodiment, sampling can be performed at finer time intervals using the sampling coefficient n in the equation (4), and an optimum timing can be selected from the sampling. Therefore, the timing with the sampling period can be adjusted with high accuracy, and a high-quality SEM image can be acquired with a small amount of electron irradiation. In addition, by setting the coefficient n large, it is possible to further improve the timing adjustment accuracy with respect to the sampling period.

第3実施例によれば、断続的な電子線を用いた電子顕微鏡において、予めサンプリングの周期とタイミングを解析することができる。詳細には、第3実施例では、ビームブランキング電圧信号の立ち上がり時と、立ち上がり時から最初に検出される抽出信号との間の時間差に基づいて、検出信号のサンプリングのタイミングを決定する。そして、決定されたタイミングで、かつ電子線の単位時間当たりの平均的な電子の照射個数に基づく周期(すなわち、(1)式のサンプリング周期f)で、検出信号をサンプリングする。
第3実施例によれば、断続的な電子線を用いた電子顕微鏡において、サンプリング周期とのタイミングを高精度に調整することができ、少ない電子照射量でも高画質SEM像が取得することができる。さらに、このタイミングおよびサンプリング周期は、電子線の照射電流を変更するまで使用することができる。
According to the third embodiment, in the electron microscope using intermittent electron beams, the sampling period and timing can be analyzed in advance. Specifically, in the third embodiment, the sampling timing of the detection signal is determined based on the time difference between the rising edge of the beam blanking voltage signal and the extracted signal detected first from the rising edge. Then, the detection signal is sampled at the determined timing and at a period based on the average number of irradiated electrons per unit time of the electron beam (that is, the sampling period f in the equation (1)).
According to the third embodiment, in an electron microscope using intermittent electron beams, the timing with the sampling period can be adjusted with high accuracy, and a high-quality SEM image can be obtained even with a small amount of electron irradiation. . Furthermore, this timing and sampling period can be used until the irradiation current of the electron beam is changed.

第4実施例によれば、電子線を1次電子検出器34に直接照射し、電子の照射のタイムチャートを取得する。1次電子検出信号処理部35は、1次電子検出器34によって検出された1次電子の検出信号のタイムチャートから、単位時間当たりの平均的な電子の照射数を解析し、1次電子の単位時間当たりの平均的な電子の照射数に基づくサンプリング周期fを決定する。そして、1次電子検出信号処理部35は、サンプリング周期fで、1次電子の検出信号をトリガにして、サンプリングトリガ信号を発生させる。
第4実施例によれば、放出電子の検出信号から解析的にサンプリング周期を得る必要がなく、1次電子を直接検出してサンプリング周期を設定できる。これにより、少ない電子照射量でも高画質SEM像が取得することができる。
According to the fourth embodiment, an electron beam is directly applied to the primary electron detector 34, and a time chart of electron irradiation is acquired. The primary electron detection signal processing unit 35 analyzes the average number of electron irradiations per unit time from the time chart of the detection signal of the primary electrons detected by the primary electron detector 34, and A sampling period f based on the average number of electron irradiations per unit time is determined. The primary electron detection signal processing unit 35 generates a sampling trigger signal with the detection signal of the primary electrons as a trigger at the sampling period f.
According to the fourth embodiment, there is no need to analytically obtain the sampling period from the detection signal of the emitted electrons, and the sampling period can be set by directly detecting the primary electrons. Thereby, a high-quality SEM image can be acquired even with a small electron irradiation amount.

また、上記の電子顕微鏡の実施例の各制御部および各処理部等は、それらの一部または全部を、例えば集積回路で設計する等によりハードウェアで実現してもよい。また、本発明は、各制御部および各処理部の機能を実現するソフトウェアのプログラムコードによっても実現できる。この場合、プログラムコードを記録した記憶媒体をコンピュータなどの情報処理装置に提供し、そのコンピュータ(またはCPUやMPU)が記憶媒体に格納されたプログラムコードを読み出す。この場合、記憶媒体から読み出されたプログラムコード自体が前述した実施例の機能を実現することになり、そのプログラムコード自体、およびそれを記憶した記憶媒体は本発明を構成することになる。   In addition, each control unit, each processing unit, and the like of the embodiment of the above-described electron microscope may be realized by hardware by designing a part or all of them with, for example, an integrated circuit. The present invention can also be realized by a program code of software that realizes the functions of each control unit and each processing unit. In this case, a storage medium in which the program code is recorded is provided to an information processing apparatus such as a computer, and the computer (or CPU or MPU) reads the program code stored in the storage medium. In this case, the program code itself read from the storage medium realizes the functions of the above-described embodiments, and the program code itself and the storage medium storing it constitute the present invention.

なお、本発明は上述した実施例に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、上述した実施例は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施例の構成の一部を他の実施例の構成に置き換えることがあり、また、ある実施例の構成に他の実施例の構成を加えることも可能である。また、各実施例の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。   In addition, this invention is not limited to the Example mentioned above, Various modifications are included. For example, the above-described embodiments have been described in detail for easy understanding of the present invention, and are not necessarily limited to those having all the configurations described. In addition, a part of the configuration of one embodiment may be replaced with the configuration of another embodiment, and the configuration of another embodiment may be added to the configuration of one embodiment. Further, it is possible to add, delete, and replace other configurations for a part of the configuration of each embodiment.

第2実施例では、抽出信号が閾値Vth以上となる頻度が最も高いタイミングを、最適なタイミングとして設定しているが、この構成に限定されない。例えば、複数のタイミングのそれぞれにおいて抽出信号の平均値を求めて比較するなど、他の方法で、最適なタイミングを設定してもよい。   In the second embodiment, the timing with the highest frequency at which the extracted signal is equal to or higher than the threshold value Vth is set as the optimum timing, but the present invention is not limited to this configuration. For example, the optimum timing may be set by other methods such as obtaining and comparing the average values of the extracted signals at each of a plurality of timings.

図9に示すように、操作GUI上において、閾値を越えた頻度が最も多いタイミングを最適なタイミングとして設定することができる。この構成に限定されず、例えば、装置が、閾値を越えた頻度が最も多いタイミングを自動的に設定してもよい。   As shown in FIG. 9, on the operation GUI, the timing with the highest frequency exceeding the threshold value can be set as the optimum timing. For example, the apparatus may automatically set the timing at which the frequency of exceeding the threshold is the highest.

また、図面における制御線や情報線は、説明上必要と考えられるものを示しており、製品上必ずしも全ての制御線や情報線を示しているとは限らない。全ての構成が相互に接続されていてもよい。   Further, the control lines and information lines in the drawings are those that are considered necessary for the explanation, and not all the control lines and information lines on the product are necessarily shown. All the components may be connected to each other.

1 電子銃
2 偏向器
3 対物レンズ
4 検出器
5 試料
6 試料ホルダ
7 ステージ
8 電子銃制御部
9 偏向走査信号制御部
10 対物レンズコイル制御部
11 ステージ制御部
12 検出信号抽出部
13 抽出制御部
14 抽出信号処理部
15 画像形成部
16 画像表示部
17 操作インターフェース
27 ビームブランカ
28 絞り機構
29 ビームブランキング制御部
34 1次電子検出器
35 1次電子検出信号処理部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Electron gun 2 Deflector 3 Objective lens 4 Detector 5 Sample 6 Sample holder 7 Stage 8 Electron gun control part 9 Deflection scanning signal control part 10 Objective lens coil control part 11 Stage control part 12 Detection signal extraction part 13 Extraction control part 14 Extraction signal processing unit 15 Image forming unit 16 Image display unit 17 Operation interface 27 Beam blanker 28 Aperture mechanism 29 Beam blanking control unit 34 Primary electron detector 35 Primary electron detection signal processing unit

Claims (14)

電子線を試料に照射する照射部と、
前記電子線の照射を制御する制御部と、
前記電子線の照射位置において前記試料から放出する放出電子を検出する第1の検出部と、
前記電子線の単位時間当たりの平均的な電子の照射個数に基づいて、前記第1の検出部において検出された前記放出電子の検出信号をサンプリングするサンプリング部と、
前記サンプリング部によってサンプリングされた複数の検出信号の平均値または積算値を算出する処理部と、
前記複数の検出信号の平均値または積算値に基づいて画像を形成する画像形成部と、
を備えることを特徴とする電子顕微鏡。
An irradiation unit for irradiating the sample with an electron beam;
A control unit for controlling the irradiation of the electron beam;
A first detection unit for detecting emitted electrons emitted from the sample at the irradiation position of the electron beam;
A sampling unit that samples a detection signal of the emitted electrons detected by the first detection unit based on an average number of irradiated electrons per unit time of the electron beam;
A processing unit for calculating an average value or an integrated value of a plurality of detection signals sampled by the sampling unit;
An image forming unit that forms an image based on an average value or an integrated value of the plurality of detection signals;
An electron microscope comprising:
請求項1に記載の電子顕微鏡において、
前記サンプリング部は、
前記放出電子の検出信号のサンプリング条件を解析するサンプリング条件解析部と、
前記サンプリング条件に基づいて前記検出信号をサンプリングするサンプリング制御部と、
を備えることを特徴とする電子顕微鏡。
The electron microscope according to claim 1,
The sampling unit
A sampling condition analysis unit for analyzing a sampling condition of the detection signal of the emitted electrons;
A sampling control unit that samples the detection signal based on the sampling condition;
An electron microscope comprising:
請求項2に記載の電子顕微鏡において、
前記サンプリング条件解析部は、前記サンプリング条件としての前記検出信号のサンプリング周期を、前記電子線の照射電流によって決定することを特徴とする電子顕微鏡。
The electron microscope according to claim 2,
The sampling condition analyzer is configured to determine a sampling period of the detection signal as the sampling condition based on an irradiation current of the electron beam.
請求項2に記載の電子顕微鏡において、
前記サンプリング条件解析部は、
前記検出信号のサンプリング周期を、前記電子線の単位時間当たりの平均的な電子の照射個数に基づく周期の整数倍に設定し、
複数の異なるタイミングから、前記検出信号が最も高い頻度で所定の閾値を越えるタイミングを、前記検出信号のサンプリングのタイミングとして選択し、
前記サンプリング制御部は、前記選択されたタイミングで、かつ前記電子線の単位時間当たりの平均的な電子の照射個数に基づく周期で、前記検出信号をサンプリングすることを特徴とする電子顕微鏡。
The electron microscope according to claim 2,
The sampling condition analysis unit
The sampling period of the detection signal is set to an integer multiple of the period based on the average number of irradiated electrons per unit time of the electron beam,
From a plurality of different timings, the timing at which the detection signal exceeds the predetermined threshold with the highest frequency is selected as the sampling timing of the detection signal,
The sampling control unit samples the detection signal at the selected timing and at a cycle based on an average number of irradiated electrons per unit time of the electron beam.
請求項2に記載の電子顕微鏡において、
前記照射部は、断続的な電子線を前記試料に照射し、
前記サンプリング条件解析部は、前記断続的な電子線の照射を制御するための信号の立ち上がり時間と前記立ち上がり時間後に最初に所定の閾値を超える前記検出信号との間の時間差に基づいて、前記検出信号のサンプリングのタイミングを決定し、
前記サンプリング制御部は、前記決定されたタイミングで、かつ前記電子線の単位時間当たりの平均的な電子の照射個数に基づく周期で、前記検出信号をサンプリングすることを特徴とする電子顕微鏡。
The electron microscope according to claim 2,
The irradiation unit irradiates the sample with an intermittent electron beam,
The sampling condition analysis unit is configured to detect the detection based on a time difference between a rise time of a signal for controlling the intermittent electron beam irradiation and the detection signal first exceeding a predetermined threshold after the rise time. Determine the timing of signal sampling,
The sampling control unit samples the detection signal at the determined timing and in a cycle based on an average number of irradiated electrons per unit time of the electron beam.
請求項1に記載の電子顕微鏡において、
前記電子線を検出する第2の検出部と、
前記第2の検出部によって検出された検出信号に基づいて前記サンプリング部にサンプリングトリガ信号を入力する信号処理部と、
を更に備え、
前記信号処理部は、前記電子線の単位時間当たりの平均的な電子の照射数に基づくサンプリング周期で、サンプリングトリガ信号を前記サンプリング部に入力することを特徴とする電子顕微鏡。
The electron microscope according to claim 1,
A second detection unit for detecting the electron beam;
A signal processing unit that inputs a sampling trigger signal to the sampling unit based on a detection signal detected by the second detection unit;
Further comprising
The electron microscope characterized in that the signal processing unit inputs a sampling trigger signal to the sampling unit at a sampling period based on an average number of electron irradiations per unit time of the electron beam.
請求項1に記載の電子顕微鏡において、
前記検出信号のサンプリング周期が、1GHzから10MHzまでの範囲内であることを特徴とする電子顕微鏡。
The electron microscope according to claim 1,
The electron microscope, wherein a sampling period of the detection signal is in a range from 1 GHz to 10 MHz.
電子線を試料に照射するステップと、
前記電子線の照射を制御するステップと、
前記電子線の照射位置において前記試料から放出する放出電子を検出するステップと、
前記電子線の単位時間当たりの平均的な電子の照射個数に基づいて前記放出電子の検出信号をサンプリングするステップと、
サンプリングされた複数の検出信号の平均値または積算値を算出するステップと、
前記複数の検出信号の平均値または積算値に基づいて画像を形成するステップと、
を含むことを特徴とする電子顕微鏡の画像形成方法。
Irradiating the sample with an electron beam;
Controlling the irradiation of the electron beam;
Detecting emitted electrons emitted from the sample at the irradiation position of the electron beam;
Sampling the emission electron detection signal based on an average number of irradiated electrons per unit time of the electron beam;
Calculating an average value or an integrated value of a plurality of sampled detection signals;
Forming an image based on an average value or an integrated value of the plurality of detection signals;
An image forming method for an electron microscope, comprising:
請求項8に記載の電子顕微鏡の画像形成方法において、
前記サンプリングするステップは、
前記放出電子の検出信号のサンプリング条件を解析するステップと、
前記サンプリング条件に基づいて前記検出信号をサンプリングするステップと、
を含むことを特徴とする電子顕微鏡の画像形成方法。
The image forming method of an electron microscope according to claim 8,
The sampling step includes:
Analyzing a sampling condition of a detection signal of the emitted electrons;
Sampling the detection signal based on the sampling condition;
An image forming method for an electron microscope, comprising:
請求項9に記載の電子顕微鏡の画像形成方法において、
前記解析するステップは、前記検出信号のサンプリング周期を前記電子線の照射電流によって決定することを特徴とする電子顕微鏡の画像形成方法。
The image forming method of an electron microscope according to claim 9,
The analyzing step is characterized in that the sampling period of the detection signal is determined by an irradiation current of the electron beam.
請求項9に記載の電子顕微鏡の画像形成方法において、
前記解析するステップは、
前記検出信号のサンプリング周期を、前記電子線の単位時間当たりの平均的な電子の照射個数に基づく周期の整数倍に設定することと、
複数の異なるタイミングから、前記検出信号が最も高い頻度で所定の閾値を越えるタイミングを、前記検出信号のサンプリングのタイミングとして選択することと、
を含み、
前記サンプリングするステップは、前記選択されたタイミングで、かつ前記電子線の単位時間当たりの平均的な電子の照射個数に基づく周期で、前記検出信号をサンプリングすることを含むことを特徴とする電子顕微鏡の画像形成方法。
The image forming method of an electron microscope according to claim 9,
The analyzing step includes:
Setting the sampling period of the detection signal to an integral multiple of the period based on the average number of irradiated electrons per unit time of the electron beam;
Selecting a timing at which the detection signal exceeds a predetermined threshold from a plurality of different timings as a sampling timing of the detection signal;
Including
The sampling step includes sampling the detection signal at the selected timing and at a period based on an average number of irradiated electrons per unit time of the electron beam. Image forming method.
請求項9に記載の電子顕微鏡の画像形成方法において、
前記照射するステップは、断続的な電子線を前記試料に照射し、
前記解析するステップは、前記断続的な電子線の照射を制御するための信号の立ち上がり時間と前記立ち上がり時間後に最初に所定の閾値を超える前記検出信号との間の時間差に基づいて、前記検出信号のサンプリングのタイミングを決定することを含み、
前記サンプリングするステップは、前記決定されたタイミングで、かつ前記電子線の単位時間当たりの平均的な電子の照射個数に基づく周期で、前記検出信号をサンプリングすることを含むことを特徴とする電子顕微鏡の画像形成方法。
The image forming method of an electron microscope according to claim 9,
The irradiating step irradiates the sample with an intermittent electron beam,
The analyzing step is based on a time difference between a rise time of the signal for controlling the intermittent electron beam irradiation and the detection signal first exceeding a predetermined threshold after the rise time. Determining the sampling timing of
The sampling step includes sampling the detection signal at the determined timing and at a period based on an average number of irradiated electrons per unit time of the electron beam. Image forming method.
請求項8に記載の電子顕微鏡の画像形成方法において、
前記電子線を検出するステップと、
前記検出された電子線の検出信号に基づいてサンプリングトリガ信号を発生させるステップと、
を更に含み、
前記サンプリングトリガ信号を発生させるステップは、前記電子線の単位時間当たりの平均的な電子の照射数に基づくサンプリング周期で、サンプリングトリガ信号を発生させ、
前記サンプリングするステップは、前記サンプリングトリガ信号に基づいて前記放出電子の検出信号をサンプリングすることを特徴とする電子顕微鏡の画像形成方法。
The image forming method of an electron microscope according to claim 8,
Detecting the electron beam;
Generating a sampling trigger signal based on the detected electron beam detection signal;
Further including
The step of generating the sampling trigger signal generates the sampling trigger signal at a sampling period based on an average number of electron irradiations per unit time of the electron beam,
The sampling step comprises sampling the emission electron detection signal based on the sampling trigger signal.
請求項8に記載の電子顕微鏡の画像形成方法において、
前記検出信号のサンプリング周期が、1GHzから10MHzまでの範囲内であることを特徴とする電子顕微鏡の画像形成方法。
The image forming method of an electron microscope according to claim 8,
An image forming method for an electron microscope, wherein a sampling cycle of the detection signal is in a range from 1 GHz to 10 MHz.
JP2012154997A 2012-07-10 2012-07-10 Electron microscope and image forming method using electron microscope Active JP5968131B2 (en)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2012154997A JP5968131B2 (en) 2012-07-10 2012-07-10 Electron microscope and image forming method using electron microscope
PCT/JP2013/067640 WO2014010430A1 (en) 2012-07-10 2013-06-27 Electron microscope and image-formation method using electron microscope

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2012154997A JP5968131B2 (en) 2012-07-10 2012-07-10 Electron microscope and image forming method using electron microscope

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2014017170A true JP2014017170A (en) 2014-01-30
JP5968131B2 JP5968131B2 (en) 2016-08-10

Family

ID=49915894

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2012154997A Active JP5968131B2 (en) 2012-07-10 2012-07-10 Electron microscope and image forming method using electron microscope

Country Status (2)

Country Link
JP (1) JP5968131B2 (en)
WO (1) WO2014010430A1 (en)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006139965A (en) * 2004-11-10 2006-06-01 Hitachi High-Technologies Corp Scanning electron microscope and semiconductor inspecting system
JP2007155515A (en) * 2005-12-06 2007-06-21 Jeol Ltd Method and device for analyzing particle
JP2010165697A (en) * 2010-04-30 2010-07-29 Hitachi High-Technologies Corp Visual inspection device with scanning electron microscope, and image forming method using scanning electron microscope
JP2010182573A (en) * 2009-02-06 2010-08-19 Jeol Ltd Scanning electron microscope
JP2011108363A (en) * 2009-11-12 2011-06-02 Hitachi High-Technologies Corp Charged particle beam device

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006139965A (en) * 2004-11-10 2006-06-01 Hitachi High-Technologies Corp Scanning electron microscope and semiconductor inspecting system
JP2007155515A (en) * 2005-12-06 2007-06-21 Jeol Ltd Method and device for analyzing particle
JP2010182573A (en) * 2009-02-06 2010-08-19 Jeol Ltd Scanning electron microscope
JP2011108363A (en) * 2009-11-12 2011-06-02 Hitachi High-Technologies Corp Charged particle beam device
JP2010165697A (en) * 2010-04-30 2010-07-29 Hitachi High-Technologies Corp Visual inspection device with scanning electron microscope, and image forming method using scanning electron microscope

Also Published As

Publication number Publication date
JP5968131B2 (en) 2016-08-10
WO2014010430A1 (en) 2014-01-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US9633818B2 (en) Charged particle beam apparatus, image forming method using a charged particle beam apparatus, and image processing apparatus
US9245711B2 (en) Charged particle beam apparatus and image forming method
JP6736498B2 (en) Measuring device and method of setting observation conditions
JP6289339B2 (en) Charged particle beam apparatus and information processing apparatus
US10971347B2 (en) Charged particle beam apparatus
JP2010062106A (en) Scanning charged particle microscope device, and method of processing image acquired by the same
US9324540B2 (en) Charged particle beam device
WO2012039206A1 (en) Charged particle beam microscope
US10541103B2 (en) Charged particle beam device
US10373797B2 (en) Charged particle beam device and image forming method using same
WO2018138875A1 (en) Charged particle beam device
KR20210018014A (en) Image generation method, non-transitory computer-readable medium, and system
JP6294213B2 (en) Charged particle beam equipment
JP5388039B2 (en) Method and apparatus for generating images
JP2016025048A (en) Contrast/brightness adjustment method, and charged particle beam device
JP2005134181A (en) Data processing method and analyzing apparatus
JP5968131B2 (en) Electron microscope and image forming method using electron microscope
US11404242B2 (en) Charged particle beam device and method for setting condition in charged particle beam device
KR20230043199A (en) Charged particle beam device and sample observation method
JP2017224553A (en) Electric charge particle beam device and image forming method using the same
JP2015141853A (en) Image quality evaluation method, and image quality evaluation device
US20230253180A1 (en) Charged particle beam device and sample observation method
US20240144560A1 (en) Training Method for Learning Apparatus, and Image Generation System
JP2018190622A (en) Electron microscope and control method
WO2021059321A1 (en) Sample observation device

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20150202

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20151027

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20151225

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20160607

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20160705

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 5968131

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

S531 Written request for registration of change of domicile

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313531

S533 Written request for registration of change of name

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313533

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350