JP2016046229A - 荷電粒子ビーム装置および画像生成方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】検査計測装置における計測・検査画像の視認性を向上させる技術を提供することを目的とする。【解決手段】試料に荷電粒子ビームを照射し、前記試料の画像を撮像する荷電粒子ビーム装置であって、前記荷電粒子ビームを生成する荷電粒子銃と、前記荷電粒子銃から放出された荷電粒子ビームを試料表面に照射して走査する電子光学系と、前記試料から発生する二次電子または反射電子を検出し、前記パルス信号に変換する検出器と、前記検出器で変換されたパルス信号の時刻に関する時刻検出情報および前記パルス信号の波高値に関する波高値検出情報を検出するパルス信号検出回路と、前記パルス信号検出回路で検出された前記パルス信号の時刻検出信号および波高値検出信号に基づいて、前記撮像した画像の輝度階調を生成する画像処理部と、を有する。【選択図】 図１
Description
本発明は、荷電粒子ビーム装置および画像生成方法に関する。
パルスカウンティング方式に関係する先行技術例として、特開２０１１‐１７５８１１号公報（特許文献１）、特開平４−３３２４４７号公報（特許文献２）に記載された技術がある。
特許文献１では、「荷電粒子線装置において、出力信号が当該検出器へ一つの荷電粒子が入射される状態における出力信号であるか、当該検出器へ複数の荷電粒子が入射される状態における出力信号であるかを判定する判定部と、前記出力信号が当該検出器へ一つの荷電粒子が入射される状態における出力信号であると判断された場合には、パルスカウント法による信号処理により画像形成を行い、前記出力信号が当該検出器へ複数の荷電粒子が入射される状態における出力信号であると判断された場合には、アナログ法による信号処理により画像形成を行う演算部を備えたことを特徴とする荷電粒子線装置。」と記載されている。
特許文献２では、「パルス計数形電子検出器を走査形電子顕微鏡などに使用するとき、画像のコントラスト，明るさを自由に調整できるようにする。パルス計数カウンタ７以降に計数値に任意の値を乗算する乗算器１４と任意の値を加減算する加算器１５、または、同じ機能を有する入出力変換回路を付加し、この出力で画像データを形成する。この乗数を走査速度すなわち一画素の時間に反比例する値に制御し、かつ、コントラスト，明るさ調整手段により可変とする。走査速度によりデータの値が変化する、パルス計数法特有の問題を解消し、いつも適当なコントラストの画像を、リアルタイムで観察できるようになる。」と記載されている。
半導体製造プロセスにおいて、半導体基板（ウェハ）上に形成される回路パターンの微細化が急速に進んでおり、それらのパターンが設計通りに形成されているか否か等を監視するプロセスモニタリングの重要性が益々増加している。例えば、半導体製造プロセスにおける異常や不良（欠陥）の発生を早期に或いは事前に検知するために、各製造工程の終了時に、ウェハ上の回路パターン等の計測及び検査が行われる。
上記計測・検査の際、走査型電子ビーム方式を用いた電子顕微鏡装置（ＳＥＭ）などの計測検査装置及び対応する計測検査方法においては、対象のウェハ（試料）に対して電子ビーム（電子線）を走査（スキャン）しながら照射し、これにより発生する二次電子・反射などのエネルギーを検出する。そしてその検出に基づき信号処理・画像処理などにより画像（計測画像や検査画像）を生成し、当該画像に基づいて計測、観察又は検査が行われる。
例えば、回路パターンにおける欠陥の検査を行う装置（検査装置、検査機能）の場合は、検査画像を用いて、同様の回路パターンの画像同士を比較し、それらの差が大きい箇所を欠陥として判定・検出する。また回路パターンにおける計測を行う装置（計測装置、計測機能）の場合は、二次電子・反射電子などの発生量が試料の凹凸（表面形状）によって変化するので、その二次電子などの信号の評価処理により、試料の表面形状の変化などを捉えることができる。特に、回路パターンのエッジ部で二次電子などの信号が急激に増減することを利用して、当該回路パターンの画像内でのエッジ位置を推定することで、回路パターンの寸法値などを計測することができる。そしてその計測結果に基づいて、当該回路パターンの加工の良否などを評価することができる。
更に、他の検査装置で検出した欠陥を詳細に観察する装置（レビュー装置）の場合は、他の検査装置で検出した欠陥の位置座標に基づいて低倍率の二次電子像で欠陥位置を検出し、次に高倍率の二次電子像で欠陥の拡大像を撮像し、この拡大画像で欠陥を観察すると共に、拡大画像から欠陥の画像上の特徴量を抽出して欠陥の分類を行っている。
従来例のＳＥＭ等の計測検査装置及び方法における電子ビーム走査方式について以下に説明する。例えばＣＤ−ＳＥＭ（測長ＳＥＭ）における通常の走査を、ＴＶ走査またはラスタ走査などと呼ぶ。またＴＶ走査を基準としてそのｎ倍速とした走査をｎ倍速走査などと呼ぶ。従来例のラスタ走査方式またはＴＶ走査方式では、電子ビームの走査方向や走査速度、試料上に形成されたパターンの形状などに応じて、試料の帯電量に違いが生じるという課題がある。すなわち、試料の帯電量の違いにより、二次電子を検出して得た画像において、画像コントラストが低下、あるいは回路パターンのエッジが消失する等、試料表面状態の観察すなわち測定や検査の精度が低下するまたは不可能となる。
上記計測・検査の精度低下に関して、単位領域あたりの電子ビーム照射時間を短くし、即ち照射電荷密度を小さくし、試料の帯電量を下げる又は適切にすることが有効である。このためには、電子ビーム照射走査速度をｎ倍速のように速くすること即ち高速走査を実現することが有効である。しかし、上記電子ビームの高速走査による照射電荷密度低下に伴い、試料から生じる二次電子・反射電子などの発生頻度が減少、すなわち二次電子等の検出頻度が低下する。
二次電子・反射電子などの検出方式として、アナログ検出方式とパルスカウンティング方式がある。アナログ検出方式は、二次電子等を信号に変換して平均化した信号強度を検出する方式である。一方、パルスカウンティング方式は、二次電子等を信号に変換して二次電子数に相当する信号数を検出する方式である。二次電子等の発生頻度低下に対して、パルスカウンティング方式は、アナログ検出方式と比較して高い信号対雑音比で検出でき、低頻度の二次電子等検出に有効である。
パルスカウンティング方式の電子顕微鏡では、検出画像等の視認性を向上させるため、低頻度で発生する二次電子・反射電子等を漏れなく検出することが要求される。特に、深溝・深穴または高速スキャン等の条件下では、二次電子・反射電子等の発生頻度は極端に低下し、検出画像等の視認性改善に対する要求が高い。
前記特許文献１〜３に記載されたパルスカウンティング方式は、二次電子等を信号に変換した後、信号強度を増大または制御して検出する方法である。この方法では、複数の二次電子等が短時間に連続して発生した場合、複数の連なった状態の信号に変換されるため、連続した複数の二次電子等に相当する信号を１つの二次電子等に相当する信号として誤って検出する課題がある。すなわち、二次電子等の誤検出・未検出を生じ、検出画像等の視認性を劣化させる原因となる。
そこで、本発明では、検査計測装置における計測・検査画像の視認性を向上させる技術を提供することを目的とする。
上記課題を解決するために、解決する手段を複数含んでいるが、例えば下記の構成を採用する。
荷電粒子ビーム装置において、複数の二次電子等が短時間に連続して発生することによる、連続した複数の二次電子等に相当する信号を分離して検出するための微分回路を使用したパルス時刻検出回路と、同時刻に重なった複数の二次電子等に相当する信号を検出するためのパルス波高値検出回路とを備えたことを特徴とする。
本発明のうち代表的な形態によれば、計測・検査装置において、計測・検査画像の視認性を向上することができる。
以下、本発明の実施形態について図面を用いて説明する。なお、実施形態の説明するための全図において、同一部には原則として同一符号を付し、その繰り返しの説明は省略する。以下、計測観察検査装置および計測観察検査方法とは、計測、観察、検査のうち何れか一つ又はそれらの組み合わせた場合を含む。
図１に、走査型電子顕微鏡を用いた計測観察検査装置の一例（概略）を示す。計測観察検査装置は、走査型電子顕微鏡１００とコンピュータ１２０で構成される。走査型電子顕微鏡１００には、電子ビーム１０２を照射させる電子銃１０１、電子ビーム１０２を走査するための偏向部１０３、計測観察検査の対象である試料１０４、電子ビーム１０２の照射により試料１０４から発生した二次電子等１０６、二次電子等１０６を信号１０７に変換する検出器１０５、信号１０７から二次電子等１０６の個数に相当する信号数を検出・計数して検出情報１０９を出力する検出回路１０８、検出情報１０９から画像情報１１１を生成する画像処理部１１０を備える。画像処理部１１０から出力される計測観察検査の画像情報１１１はコンピュータ１２０に伝送され、計測観察検査画像１２１としてユーザインタフェース画面１２２に表示される。
本実施例では、複数の二次電子等が短時間に連続して発生することによる、連続した複数の二次電子等に相当する信号を分離して検出するための微分回路を使用したパルス時刻検出回路と、同時刻に重なった複数の二次電子等に相当する信号を検出するためのパルス波高値検出回路とを備えた構成について説明する。
図２に、本実施例における検出回路１０８の構成を示す。検出回路１０８は、パルス時刻検出回路２００、パルス波高値検出回路２１０、アナログ‐デジタル変換器２２０、２３０から構成され、パルス時刻検出情報２２１とパルス波高値検出情報２３１が出力される。画像処理部１１０は、パルス時刻検出情報２２１とパルス波高値検出情報２３１を基に、画像情報１１１を生成する。パルス時刻検出回路２００は、クリップ回路２０１、低域通過フィルタ（ＬＰＦ）２０２、微分回路２０３、２０４、反転回路２０５、比較器２０６、サンプルホールド回路（Ｓ／Ｈ回路）２０７により構成される。パルス波高値検出回路２１０は、クリップ回路２１１、低域通過フィルタ（ＬＰＦ）２１２、可変ゲイン増幅器２１３、遅延回路２１４により構成される。
図３に、本実施例において、連続して発生した二次電子等による信号が入力された状態におけるパルス時刻検出回路２００の回路シミュレーション結果を示し、以降、図２に示す検出回路１２８の動作原理と併せて説明する。信号１０７がパルス時刻検出回路２００に入力されると、クリップ回路２０１により低振幅雑音成分を除去、低域通過フィルタ２０２により高周波雑音を除去され、図３（ａ）に示す信号を得る。その後、微分回路２０３、２０４、反転回路２０５により二階微分され、信号の時間的傾きの変化に変換され、図３（ｂ）に示す信号を得る。すなわち、信号の時間的傾きが緩やかになる部分を抽出する。さらに、パルス時刻検出情報２２１に変換するため、アナログ‐デジタル変換器２２０に合わせて比較器２０６により振幅を規格化し、サンプルホールド回路２０７により保持時間を調整し、図３（ｃ）に示す信号を得る。
よって、パルス時刻検出回路２００は、連続して発生した二次電子等による信号１０７が入力された場合、信号１０７を複数のパルス状信号に分離し、時刻に関する検出情報を有するパルス時刻検出信号２０８を出力することが可能である。
パルス波高値検出回路２１０の動作原理を説明する。パルス波高値検出回路２１０に入力された信号１０７は、クリップ回路２１１により低振幅雑音成分の除去、低域通過フィルタ２１２により高周波雑音を除去された後、パルス波高値検出情報２３１に変換するため、アナログ‐デジタル変換器２３０に合わせて可変ゲイン増幅器２１３により振幅を調整し、遅延回路２１４によりパルス時刻検出回路２００と同時刻となるように遅延量を調整する。
よって、パルス波高値検出回路２１０は、同時刻に発生した複数の二次電子等による信号１０７が入力された場合、信号１０７の振幅情報を有しており、振幅に関する検出情報を有するパルス波高値検出信号２１５を出力することが可能である。
画像処理部１１０の動作について説明する。図４に、電子ビーム１０２を走査しながら、パルス時刻検出情報２２１とパルス波高値検出情報２３１を基に、画像情報１１１を生成するフローチャートを示す。まず、電子ビーム１０２の走査位置から１画像内および１画素内であることを判定する（Ｓ４０１、Ｓ４０２）。１画像内かつ１画素内であれば、パルス時刻検出情報２２１を確認し（Ｓ４０３）、検出信号がない旨の情報であれば信号なしと判定し信号数ゼロをカウントし（Ｓ４０７）、検出信号があればパルス波高値検出情報２３１を確認する（Ｓ４０４）。パルス波高値検出情報２３１の検出信号があればその波高値に関する情報から信号数をカウントし（Ｓ４０５）、検出信号がなければ設定した規定値の信号数をカウントする（Ｓ４０６）。
その後、各条件に応じてカウントした信号数をメモリに保存し（Ｓ４０８）、次の時刻に遷移する（Ｓ４０９）。これらの動作を電子ビーム１０２が１画素内にあるとき繰り返し実行する。電子ビーム１０２が１画素内から外れたとき、メモリに保存した信号数を読み出し、画像情報１１１の１画素に相当する部分に輝度階調を生成し（Ｓ４１０）、前の画素のメモリをリセットし（Ｓ４１１）、次の時刻に遷移する（Ｓ４１２）。
以上の動作を１画像内にあるとき繰り返し実行する。１画像内から外れたとき、各画素の輝度階調を基に画像を生成し（Ｓ４１３）、が画像生成を終了する（Ｓ４１４）。
上述の通り、画像情報１１１の輝度階調生成にパルス時刻検出情報２２１とパルス波高値検出情報２３１を使用することにより、画像情報１１１に二次電子等の個数を反映させることが可能となる。
また、計測観察検査画像１２１の視認性を向上させるためには、画像情報１１１の輝度ヒストグラム（画像における輝度分布）を適正化する必要がある。特に、深溝・深穴等の計測観察検査では発生する二次電子・反射電子等が少ないため、輝度ヒストグラムを適正化しない場合、その計測観察検査画像は全体的に暗く、コントラストが低い画像となり視認性が悪い。
本実施例では、画像処理部１１０から検出回路１０８の各部を制御信号２４１、２４２、２４３、２４４、２５１、２５２、２５３、２５４により制御し、画像情報１１１の輝度ヒストグラムを適正化する方法について説明する。
パルス時刻検出回路２００において輝度を適正化するために、サンプルホールド回路２０７の保持時間を制御信号２４４により制御し、時間軸方向に信号を伸縮させることが可能である。例えば、輝度が低い場合、サンプルホールド回路２０７の保持時間を長くする。
その他、クリップ回路２０１のしきい値電圧および低域通過フィルタ２０２のカットオフ周波数を、制御信号２４１および２４２により制御し、低振幅雑音成分および高周波雑音の除去を適正化できる。例えば、低振幅雑音が多い場合は、制御信号２４１によりクリップ回路２０１のしきい値電圧を高く設定し、低振幅雑音を除去する。高周波雑音が多い場合は、制御信号２４２により低域通過フィルタ２０２のカットオフ周波数を低周波側に設定し、高周波雑音を除去する。
また、比較器２０６のしきい値電圧を制御信号２４３により制御し、微分回路２０３、２０４、反転回路２０５により検出された信号と雑音との分離を適正化できる。例えば、雑音が多い場合には、制御信号２４３により比較器２０６のしきい値電圧を高く設定し、雑音を除去する。
パルス波高値検出回路２１０において輝度を適正化するためには、可変ゲイン増幅器２１３の増幅率を制御信号２５３により制御し、信号の振幅を増減させることが可能である。例えば、輝度が低い場合は、可変ゲイン増幅器２１３の増幅率を高くする。また、パルス時刻検出信号２０８とパルス波高値検出信号２１５のタイミングを合わせるため、制御信号２５４により遅延回路２１４の遅延時間を制御する。
その他、クリップ回路２１１のしきい値電圧および低域通過フィルタ２１２のカットオフ周波数を、制御信号２５１および２５２により制御し、低振幅雑音成分および高周波雑音の除去を適正化できる。例えば、低振幅雑音が多い場合は、制御信号２５１によりクリップ回路２１１のしきい値電圧を高く設定し、低振幅雑音を除去する。高周波雑音が多い場合は、制御信号２５２により低域通過フィルタ２１２のカットオフ周波数を低周波側に設定し、高周波雑音を除去する。よって、検出回路１０８の各部を制御することにより画像情報１１１の輝度ヒストグラムを適正化でき、計測観察検査画像１２１の視認性を向上が可能である。
以上、本実施例によれば、パルス時刻検出回路２００とパルス波高値検出回路２１０により、連続した複数の二次電子等および同時刻に重なった複数の二次電子等による信号１０７から、二次電子等の個数を検出することが可能であり、二次電子等の未検出・誤検出を抑制できる。また、パルス時刻検出回路２００とパルス波高値検出回路２１０を制御し、パルス時刻検出信号２２１とパルス波高値検出情報２３１を基に画像情報１１１を生成することにより、計測観察検査画像１２１の視認性を向上できる。
本実施例では、検出回路を簡素化・小型化するため、実施例１においてパルス時刻検出回路２００とパルス波高値検出回路２１０とに各々使用していたアナログ‐デジタル変換器を除き、乗算器とアナログ‐デジタル変換器を備えた構成について説明する。
図５に、本実施例における検出回路１０８の構成を示す。検出回路１０８は、パルス時刻検出回路２００、パルス波高値検出回路２１０、乗算器５０１、アナログ‐デジタル変換器５０２から構成され、検出情報５０３が出力される。画像処理部１１０は、検出情報５０３を基に、画像情報１１１を生成する。ここで、パルス時刻検出回路２００およびパルス波高値検出回路２１０の構成、動作原理、制御方法は、実施例１と同等であるため割愛する。
本実施例において、信号１０７は、パルス時刻検出回路２００およびパルス波高値検出回路２１０により、時刻に関する検出情報を有するパルス時刻検出信号２０８および振幅に関する検出情報を有するパルス波高値検出信号２１５が生成された後、乗算器５０１およびアナログ‐デジタル変換器５０２により、信号１０７の時刻および振幅に関する情報を有する検出情報５０３に変換され、出力される。
よって、本実施例における検出回路１０８は、短時間に連続して発生した二次電子等および同時刻に発生した複数の二次電子等に相当する信号１０７を、１つのアナログ‐デジタル変換器５０２により検出することが可能である。
本実施例における画像処理部１１０の動作について説明する。図６に、電子ビーム１０２を走査しながら、検出情報５０３を基に画像情報１１１を生成するフローチャートを示す。
まず、電子ビーム１０２の走査位置から１画像内および１画素内であることを判定する（Ｓ６０１、Ｓ６０２）。１画像内かつ１画素内であれば、検出情報５０３を確認し（Ｓ６０３）、検出信号がない旨の情報であれば信号なしと判定し信号数ゼロをカウントし（Ｓ６０５）、検出信号があれば波高値に関する情報から信号数をカウントする（Ｓ６０４）。
その後、各条件に応じてカウントした信号数をメモリに保存し（Ｓ６０６）、次の時刻に遷移する（Ｓ６０７）。これらの動作を電子ビーム１０２が１画素内にあるとき繰り返し実行する。電子ビーム１０２が１画素内から外れたとき、メモリに保存した信号数を読み出し、画像情報１１１の１画素に相当する部分に輝度階調を生成し（Ｓ６０８）、前の画素のメモリをリセットし（Ｓ６０９）、次の時刻に遷移する（Ｓ６１０）。以上の動作を１画像内にあるとき繰り返し実行する。１画像内から外れたとき、各画素の輝度階調を基に画像を生成し（Ｓ６１１）、画像生成を終了する（Ｓ６１２）。
画像情報１１１の輝度階調生成に、時刻および振幅に関する情報を有する検出情報５０３を使用することにより、画像情報１１１に二次電子等の個数を反映させることが可能となり、計測観察検査画像１２１の視認性を向上できる。
以上、本実施例によれば、パルス時刻検出回路２００とパルス波高値検出回路２１０により、連続した複数の二次電子等および同時刻に重なった複数の二次電子等による信号１０７から二次電子等の個数を、１つのアナログ‐デジタル変換器で検出することが可能であり、検出回路１０８を簡素化・小型化できる。また、時刻および振幅に関する情報を有する検出情報５０３を基に画像情報１１１を生成することにより、計測観察検査画像１２１の視認性を向上できる。
本実施例では、検出回路を簡素化・小型化するため、高精度・高速サンプリングの可能なアナログ‐デジタル変換器およびデジタル信号処理を行うパルス分離信号処理を備えた構成について説明する。
図７に、本実施例における検出回路１０８の構成を示す。検出回路１０８は、低域通過フィルタ（ＬＰＦ）７０１、可変ゲイン増幅器７０２、アナログ‐デジタル変換器７０３、パルス分離信号処理７０４から構成され、検出情報７０５が出力される。画像処理部１１０は、検出情報７０５を基に画像情報１１１を生成する。
本実施例において、信号１０７が検出回路１０８に入力されると、低域通過フィルタ７０１により高周波雑音を除去された後、アナログ‐デジタル変換器７０３に合わせて可変ゲイン増幅器７０２により振幅を調整される。信号１０７の帯域より十分に高速サンプリングの可能かつ信号１０７を十分に再現可能な精度を有するアナログ‐デジタル変換器７０３により信号１０７のアナログ波形はデジタル信号に変換され、パルス分離信号処理７０４により時刻および振幅に関する情報を有する情報に処理され、検出情報７０５として出力される。このとき、パルス分離信号処理７０４では、二階差分、ウェーブレット変換、パターンマッチング等のデジタル信号処理により信号１０７の連続信号を分離し、振幅情報を有する信号と合わせて、検出情報７０５を生成する。
よって、本実施例における検出回路１０８は、高精度・高速サンプリングの可能なアナログ‐デジタル変換器７０３とデジタル信号処理を行うパルス分離信号処理７０４により、連続した複数の二次電子等に相当する信号を分離して検出できる。
本実施例では、計測観察検査画像１２１の視認性を向上させるため、画像処理部１１０から検出回路１０８の各部を制御信号７０６、７０７、７０８により制御し、画像情報１１１の輝度ヒストグラムを適正化する方法について説明する。画像情報の輝度ヒストグラムは検出情報７０５の信号数を基に生成されるため、制御信号７０８によりパルス分離信号処理７０４を制御し、検出情報７０５の各画素における信号数に関する情報を増減させることで、輝度ヒストグラムの適正化が可能である。この処理は、実施例１の輝度ヒストグラム適正化における検出信号を時間軸方向に伸縮および振幅を増減させることに相当する。その他、低域通過フィルタ７０１のカットオフ周波数および可変ゲイン増幅器７０２の増幅率を制御信号７０６および７０７により制御し、高周波雑音の除去およびアナログ‐デジタル変換器７０３の入力信号を適正化できる。よって、パルス分離信号処理７０４を制御することにより画像情報１１１の輝度ヒストグラムを適正化でき、計測観察検査画像１２１の視認性を向上が可能である。
以上、本実施例によれば、高精度・高速サンプリングの可能なアナログ‐デジタル変換器７０３およびデジタル信号処理を行うパルス分離信号処理７０４により、連続した複数の二次電子等および同時刻に重なった複数の二次電子等による信号１０７から二次電子等の個数をデジタル信号処理で検出することが可能であり、検出回路１０８を簡素化・小型化できる。また、パルス分離信号処理７０４を制御し、検出情報７０５を基に画像情報１１１を生成することにより、計測観察検査画像１２１の視認性を向上できる。
なお、本発明は上記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、上記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可能であり、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。また、上記の各構成、機能、処理部、処理手段等は、それらの一部又は全部を、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、上記の各構成、機能等は、プロセッサがそれぞれの機能を実現するプログラムを解釈し、実行することによりソフトウェアで実現してもよい。各機能を実現するプログラム、テーブル、ファイル等の情報は、メモリや、ハードディスク、SSD（Solid State Drive）等の記録装置、または、ICカード、SDカード、DVD等の記録媒体に置くことができる。
１００ 走査型電子顕微鏡
１０１ 電子銃
１０２ 電子ビーム
１０３ 偏向部
１０４ 試料
１０５ 検出器
１０６ 二次電子
１０７ 信号
１０８ 検出回路
１２０ コンピュータ
２００ パルス時刻検出回路
２０１、２１１ クリップ回路
２０２、２１２、７０１ 低域通過フィルタ
２０３、２０４ 微分回路
２０５ 反転回路
２０６ 比較器
２０７ サンプルホールド回路
２２０、２３０、５０２、７０３ アナログ‐デジタル変換器
２０８ パルス時刻検出信号
２１０ パルス波高値検出回路
２１３、７０２ 可変ゲイン増幅器
２１４ 遅延回路
２１５ パルス波高値検出信号
５０１ 乗算器
７０４ パルス分離信号処理
１０９、５０３、７０５ 検出情報
２２１ パルス時刻検出情報
２３１ パルス波高値検出情報
１１１ 画像情報
１１０ 画像処理部
１２１ 計測観察検査画像
１２２ ユーザインタフェース
２４１、２４２、２４３、２４４、２５１、２５２、２５３、２５４、７０６、７０７、７０８ 制御信号
１０１ 電子銃
１０２ 電子ビーム
１０３ 偏向部
１０４ 試料
１０５ 検出器
１０６ 二次電子
１０７ 信号
１０８ 検出回路
１２０ コンピュータ
２００ パルス時刻検出回路
２０１、２１１ クリップ回路
２０２、２１２、７０１ 低域通過フィルタ
２０３、２０４ 微分回路
２０５ 反転回路
２０６ 比較器
２０７ サンプルホールド回路
２２０、２３０、５０２、７０３ アナログ‐デジタル変換器
２０８ パルス時刻検出信号
２１０ パルス波高値検出回路
２１３、７０２ 可変ゲイン増幅器
２１４ 遅延回路
２１５ パルス波高値検出信号
５０１ 乗算器
７０４ パルス分離信号処理
１０９、５０３、７０５ 検出情報
２２１ パルス時刻検出情報
２３１ パルス波高値検出情報
１１１ 画像情報
１１０ 画像処理部
１２１ 計測観察検査画像
１２２ ユーザインタフェース
２４１、２４２、２４３、２４４、２５１、２５２、２５３、２５４、７０６、７０７、７０８ 制御信号
Claims (10)
- 試料に荷電粒子ビームを照射し、前記試料の画像を撮像する荷電粒子ビーム装置であって、
前記荷電粒子ビームを生成する荷電粒子銃と、
前記荷電粒子銃から放出された荷電粒子ビームを試料表面に照射して走査する電子光学系と、
前記試料から発生する二次電子または反射電子を検出し、前記パルス信号に変換する検出器と、
前記検出器で変換されたパルス信号の時刻に関する時刻検出情報および前記パルス信号の波高値に関する波高値検出情報を検出するパルス信号検出回路と、
前記パルス信号検出回路で検出された前記パルス信号の時刻検出信号および波高値検出信号に基づいて、前記撮像した画像の輝度階調を生成する画像処理部と、
を有する荷電粒子ビーム装置。 - 請求項１に記載の荷電粒子ビーム装置であって、
前記画像処理部は、生成した輝度階調に基づいて、前記パルス信号検出回路のゲインまたは閾値を制御する、
ことを特徴とする荷電粒子ビーム装置。 - 請求項１に記載の荷電粒子ビーム装置であって、
前記パルス信号検出回路は、前記パルス信号からパルスの時刻を検出し、時刻検出信号を生成する時刻検出回路と、前記パルス信号からパルスの波高値を検出し、波高値検出信号を生成する波高値検出回路と、を備え、
前記時刻検出回路は、前記パルス信号を二階微分する微分回路を有する、
ことを特徴とする荷電粒子ビーム装置。 - 請求項１に記載の荷電粒子ビーム装置であって、
前記波高値検出信号を波高値検出情報に変換する第一のアナログ−デジタル変換回路と、
前記時刻検出信号を時刻検出情報に変換する第二のアナログ−デジタル変換回路と、
を有し、
前記第一と第二のアナログ−デジタル変換回路で変換された前記波高値検出情報および前記時刻検出情報が前記画像処理部に入力する、
ことを特徴とする荷電粒子ビーム装置。 - 請求項１に記載の荷電粒子ビーム装置であって、
前記波高値検出信号と前記時刻検出信号を乗算する乗算器と、
前記乗算器により乗算された信号を検出情報に変換するアナログ−デジタル変換回路と、
を有し、
前記アナログ−デジタル変換回路で変換された前記検出情報が前記画像処理部に入力する、
ことを特徴とする荷電粒子ビーム装置。 - 請求項１に記載の荷電粒子ビーム装置であって、
前記画像処理部は、前記撮像する画像の第一の画素の、前記パルス時刻検出情報の有無を検出し、
前記パルス検出情報が有る場合は、前記パルス波高値情報の有無を検出し、
前記パルス波高値情報が有る場合は、前記パルス波高値情報から信号数をカウントし、
前記パルス波高値情報が無い場合は、所定の信号数をカウントし、
前記カウントした信号数に基づいて、前記第一の画素の輝度階調を生成する、
ことを特徴とする荷電粒子ビーム装置。 - 請求項５に記載の荷電粒子ビーム装置であって、
前記画像処理部は、前記撮像する画像の第一の画素の、前記の前記検出情報の有無を検出し、
前記検出情報が有る場合は、前記パルス波高値情報から信号数をカウントし、
前記カウントした信号数に基づいて、前記第一の画素の輝度階調を生成する、
ことを特徴とする荷電粒子ビーム装置。 - 試料に荷電粒子ビームを照射し、前記試料の画像を撮像する荷電粒子ビーム装置における画像生成方法であって、
前記荷電粒子ビームを試料表面に照射して走査するステップと、
前記試料から発生する二次電子または反射電子を検出し、前記パルス信号に変換するステップと、
変換された前記パルス信号の時刻に関する時刻検出情報および前記パルス信号の波高値に関する波高値検出情報を生成するステップと、
検出された前記パルス信号の時刻検出情報および波高値検出情報に基づいて、前記撮像する画像の輝度階調を生成するステップと、
を有する画像生成方法。 - 請求項８に記載の画像生成方法であって、
前記輝度階調を生成するステップでは、
前記撮像する画像の第一の画素の、前記パルス時刻検出情報の有無を検出し、
前記パルス時刻検出情報が有る場合は、前記パルス波高値情報の有無を検出し、
前記パルス波高値情報が有る場合は、前記パルス波高値情報から信号数をカウントし、
前記パルス波高値情報が無い場合は、所定の信号数をカウントし、
前記カウントした信号数に基づいて、前記第一の画素の輝度階調を生成する、
ことを特徴とする画像生成方法。 - 請求項８に記載の画像生成方法であって、
前記波高値検出信号と前記時刻検出信号を乗算するステップと、
前記乗算器により乗算された信号を検出情報に変換するステップと、
を有し、
前記輝度階調を生成するステップでは、前記撮像する画像の第一の画素の、前記の前記検出情報の有無を検出し、
前記検出情報が有る場合は、前記パルス波高値情報から信号数をカウントし、
前記カウントした信号数に基づいて、前記第一の画素の輝度階調を生成する、
ことを特徴とする画像生成方法。
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Citations (2)
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| 南 茂夫, 科学計測のための波形データ処理 第１７版, vol. 第１７版, JPN6017034077, 20 December 1998 (1998-12-20), pages 第１８６、１８７頁 * |
| 南 茂夫: "第１０章 重畳波形の分離と分解", 科学計測のための波形データ処理 第１７版, vol. 第１７版, JPN6018014575, 20 December 1998 (1998-12-20), pages 第１８１〜１８７頁 * |
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