JP5287135B2 - Image forming method and charged particle beam apparatus - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an image forming method for obtaining a sample image with stable clearness of a contour even with a sample likely to generate drift, as well as a charged particle beam device using the above method. <P>SOLUTION: The image forming method is to comprise a first imaging process for obtaining a first image datum by imaging a sample S in line scan, a first digitalizing process of digitalizing clearness of a contour of first image datum, a threshold value setting process for setting a threshold value Ms of the clearness from a value M1 indicating clearness of the contour of the first image datum obtained from the first digitalization process, a second imaging process of obtaining a second image datum by imaging the sample S in area scan, a second digitalization process for digitalizing clearness of a contour of the second image datum, a determination process for determining whether a value M2 indicating clearness of a contour of the second image datum satisfies the threshold value Ms, and a storage process of selecting and memorizing images based on results of the determination process. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&amp;INPIT

Description

本発明は、荷電粒子線を試料に照射し、試料からの二次信号を検出する荷電粒子線装置に用いる画像形成方法及び荷電粒子線装置に関するものである。   The present invention relates to an image forming method and a charged particle beam apparatus used in a charged particle beam apparatus that irradiates a sample with a charged particle beam and detects a secondary signal from the sample.

走査型電子顕微鏡等に代表される荷電粒子線装置では、細く収束された荷電粒子線を試料上に走査しながら照射し、試料から放出される二次電子等を検出することにより、試料像等の情報を得ている。
このような荷電粒子線装置は、昨今の半導体デバイスの高集積化や細密化にともない、高分解能化や、高倍率化が要求されている。
しかし、走査型電子顕微鏡等の荷電粒子線装置では、試料に荷電粒子線を当てるために、時間の経過とともに試料がチャージアップし、荷電粒子線と試料との位置関係が変化して、試料像のドリフトが生じやすくなる。このようなドリフトは、高倍率で観察する状況においては特に試料像に対して大きな影響を与えることが知られている。
In charged particle beam devices typified by scanning electron microscopes, sample images and the like are detected by irradiating a charged particle beam that is converged finely on a sample while detecting secondary electrons emitted from the sample. I get the information.
Such a charged particle beam apparatus is required to have high resolution and high magnification in accordance with the recent high integration and miniaturization of semiconductor devices.
However, in a charged particle beam device such as a scanning electron microscope, the charged particle beam is applied to the sample, so that the sample is charged up over time, and the positional relationship between the charged particle beam and the sample changes, resulting in a sample image. It is easy for drift to occur. Such a drift is known to have a great influence on a sample image particularly in a situation where observation is performed at a high magnification.

図8は、ドリフトが試料像に及ぼす影響を説明する図である。図8(a)は、試料を示す斜視図であり、図8(b)は、理想的な試料像を示す図である。図8(c)は、一般的なラインスキャンによる試料像を示す図であり、図8(d)は、一般的なエリアスキャンによる試料像を示す図である。図8(b)から(d)は、図8(a)に示す領域51を撮像した場合の試料像である。
図8(a)に示すように、試料50は、下地部50b上に、凸状のパタン部50aが形成されている。このパタン部50aは、図8(b)に示すように、試料像としては、上下方向にまっすぐ延在する形状及び明瞭な輪郭線を得ることが望ましい。
FIG. 8 is a diagram for explaining the influence of drift on the sample image. FIG. 8A is a perspective view showing a sample, and FIG. 8B is a diagram showing an ideal sample image. FIG. 8C is a diagram showing a sample image by a general line scan, and FIG. 8D is a diagram showing a sample image by a general area scan. FIGS. 8B to 8D are sample images when the region 51 shown in FIG. 8A is imaged.
As shown to Fig.8 (a), the sample 50 has the convex pattern part 50a formed on the base | substrate part 50b. As shown in FIG. 8B, it is desirable that the pattern portion 50a has a shape extending straight in the vertical direction and a clear outline as a sample image.

しかし、ラインスキャン(ライン積算により1画像を得るスキャン方法)で撮像した場合、試料のチャージアップによりドリフトが発生すると、明瞭な輪郭は得られるが試料像の変形が生じやすい。そのため、試料50のパタン部50aのように、ライン状等のパタンを有する試料においては、図8(c)に示すように、パタン部50aの輪郭は明瞭であるが、パタン部50aの形状が斜めになる等の変形した試料像となる。このような試料像を用いてパタン部50aの寸法を測長しようとすると、変形のために正確な寸法が得難いという問題があった。
また、エリアスキャン(フレーム積算により1画像を得るスキャン方法)で撮像した場合、試料のチャージアップによりドリフトが発生すると、試料像の変形は生じないが輪郭線のぼけが生じやすい。そのため、図8(d)に示すように、パタン部50aは変形していないが、パタン部50aの輪郭像がぼやけてしまい、正確な測長が行えないという問題があった。
However, when imaging is performed by line scanning (a scanning method for obtaining one image by line integration) , if a drift occurs due to charge-up of the sample, a clear contour is obtained, but the sample image is likely to be deformed. Therefore, in a sample having a pattern such as a line shape like the pattern portion 50a of the sample 50, as shown in FIG. 8C, the outline of the pattern portion 50a is clear, but the shape of the pattern portion 50a is It becomes a deformed sample image such as a slant. If an attempt is made to measure the dimension of the pattern portion 50a using such a sample image, there is a problem that it is difficult to obtain an accurate dimension due to deformation.
Further, when an image is captured by area scanning (a scanning method for obtaining one image by frame integration) , if a drift occurs due to charge-up of the sample, the sample image is not deformed but the outline is likely to be blurred. For this reason, as shown in FIG. 8D, the pattern portion 50a is not deformed, but the contour image of the pattern portion 50a is blurred, and there is a problem that accurate length measurement cannot be performed.

このようなチャージアップ等によるドリフトの影響を抑制した試料像を得る方法及びその装置として、例えば、特許文献1が挙げられる。特許文献1の試料像形成方法及び荷電粒子線装置は、エリアスキャンによって撮像を行い、複数回の走査で得られる複数の画像を合成し、次にそのような合成画像を複数形成し、各合成画像間の位置ずれを補正して画像を合成してさらに合成画像を形成することにより、試料像を得る点を特徴としている。
国際公開第03/044821号パンフレット
An example of a method and apparatus for obtaining a sample image in which the influence of drift due to such charge-up is suppressed is disclosed in Patent Document 1. The sample image forming method and the charged particle beam apparatus disclosed in Patent Document 1 perform imaging by area scanning, synthesize a plurality of images obtained by a plurality of scans, and then form a plurality of such synthesized images. It is characterized in that a sample image is obtained by correcting a positional shift between images and synthesizing images to form a synthesized image.
International Publication No. 03/044821 Pamphlet

しかし、特許文献1の試料像形成方法では、同じ試料であっても撮像時期によって試料像のドリフト量が変化するため、撮像時期によって輪郭の明瞭さが大きく異なる。そのため、得られる試料像の輪郭の明瞭さがばらつき、再現性が低下してしまうという問題があった。   However, in the sample image forming method of Patent Document 1, since the drift amount of the sample image changes depending on the imaging time even for the same sample, the clarity of the outline varies greatly depending on the imaging time. For this reason, there has been a problem that the clarity of the contour of the obtained sample image varies and the reproducibility is lowered.

本発明の課題は、ドリフトが生じやすい試料であっても、輪郭の明瞭さが安定した試料像を得ることができる荷電粒子線装置の画像形成方法及びその方法を用いる荷電粒子線装置を提供することである。   An object of the present invention is to provide an image forming method for a charged particle beam apparatus and a charged particle beam apparatus using the method, which can obtain a sample image with a stable outline even if the sample is prone to drift. That is.

本発明は、以下のような解決手段により、前記課題を解決する。なお、理解を容易にするために、本発明の実施形態に対応する符号を付して説明するが、これに限定されるものではない The present invention solves the above problems by the following means. In addition, in order to make an understanding easy, although the code | symbol corresponding to embodiment of this invention is attached | subjected and demonstrated, it is not limited to this .

請求項の発明は、荷電粒子線装置において試料像を得る画像形成方法であって、試料(S)をライン積算により1画像を得るラインスキャンによって撮像し、第1の画像データを得る第1の撮像工程(S101,S201,S301)と、前記第1の撮像工程の後に、前記第1の画像データの輪郭の明瞭さを数値化する第1の数値化工程(S102,S202,S302)と、前記第1の数値化工程で得られた前記第1の画像データの輪郭の明瞭さを表す数値(M1)から、明瞭さの閾値(Ms)を設定する閾値設定工程(S103,S203,S303)と、前記試料をフレーム積算により1画像を得るエリアスキャンによって撮像し、第2の画像データを得る第2の撮像工程(S104,S204,S304)と、前記第2の撮像工程の後に、前記第2の画像データの輪郭の明瞭さを数値化する第2の数値化工程(S105,S205,S305)と、前記第2の数値化工程の後に、前記第2の画像データの輪郭の明瞭さを表す数値(M2)が前記閾値を満たしているか否かを判定する判定工程(S106,S206,S306)と、前記判定工程の結果に基づいて、前記第2の画像データを選択して記憶する記憶工程(S107,S208,S307)と、を備え、前記判定工程において前記第2の画像データの輪郭の明瞭さを表す数値(M2)が前記閾値(Ms)を満たすまで、前記第2の撮像工程から前記判定工程までを繰り返すこと、を特徴とする画像形成方法である。
請求項2の発明は、荷電粒子線装置において試料像を得る画像形成方法であって、試料(S)をライン積算により1画像を得るラインスキャンによって撮像し、第1の画像データを得る第1の撮像工程(S401)と、前記第1の撮像工程の後に、前記第1の画像データの像の変形具合から測定したドリフト量を数値化するドリフト量数値化工程と、前記数値化されたドリフト量が所定値以下であるか否かを判定するドリフト量判定工程(S402)と、前記ドリフト量判定工程の結果に基づいて、前記第1の画像データを選択して記憶する第1の画像データ記憶工程(S412)と、前記第1の画像データの輪郭の明瞭さを数値化する第1の数値化工程(S403)と、前記第1の数値化工程で得られた前記第1の画像データの輪郭の明瞭さを表す数値(M1)から、明瞭さの閾値(Ms)を設定する閾値設定工程(S404)と、前記試料をフレーム積算により1画像を得るエリアスキャンによって撮像し、第2の画像データを得る第2の撮像工程(S405)と、前記第2の撮像工程の後に、前記第2の画像データの輪郭の明瞭さを数値化する第2の数値化工程(S406)と、前記第2の数値化工程の後に、前記第2の画像データの輪郭の明瞭さを表す数値(M2)が前記閾値を満たしているか否かを判定する判定工程(S407)と、前記判定工程の結果に基づいて、前記第2の画像データを選択して記憶する記憶工程(S408)と、を備えること、を特徴とする画像形成方法である。
請求項3の発明は、請求項2に記載の画像形成方法において、前記判定工程(S407)において前記第2の画像データの輪郭の明瞭さを表す数値(M2)が前記閾値(Ms)を満たすまで、前記第2の撮像工程(S405)から前記判定工程(S407)までを繰り返すこと、を特徴とする画像形成方法である。
請求項4の発明は、請求項2に記載の画像形成方法において、前記判定工程(S407)において前記第2の画像データの輪郭の明瞭さを表す数値(M2)が前記閾値(Ms)を満たした場合にも、前記第2の撮像工程(S405)から前記判定工程(S407)までを設定された回数繰り返すこと、を特徴とする画像形成方法である。
請求項5の発明は、請求項1又は請求項3に記載の画像形成方法において、前記第2の撮像工程(S104,S204,S405)を行う上限回数は、予め設定されていること、を特徴とする画像形成方法である。
The first aspect of the present invention is an image forming method for obtaining a sample image in a charged particle beam apparatus, wherein the sample (S) is imaged by line scanning to obtain one image by line integration to obtain first image data. An imaging step (S101, S201, S301), and a first digitizing step (S102, S202, S302) for digitizing the clarity of the outline of the first image data after the first imaging step. Threshold value setting step (S103, S203, S303) for setting the clarity threshold value (Ms) from the numerical value (M1) representing the clarity of the outline of the first image data obtained in the first digitizing step. ) and, the sample is imaged by an area scan to obtain one image by the frame integration, and a second imaging step of obtaining the second image data (S104, S204, S304), the second imaging step Later, after the second digitizing step (S105, S205, S305) for digitizing the clarity of the contour of the second image data, and the second digitizing step, the contour of the second image data the number representing the clarity (M2) is judging process of judging whether or not satisfies the threshold (S106, S206, S306), based on the result of the determination step, and selecting the second image data storing Te and the storage step (S107, S208, S307), Bei give a until the numerical value in the determination step represents the clarity of the outline of the second image data (M2) meets the threshold (Ms), the An image forming method characterized by repeating the second imaging step to the determination step .
The invention of claim 2 is an image forming method for obtaining a sample image in a charged particle beam apparatus, wherein the sample (S) is imaged by a line scan to obtain one image by line integration, and first image data is obtained. An imaging step (S401), a drift amount quantifying step for quantifying the drift amount measured from the deformation of the image of the first image data after the first imaging step, and the quantified drift A drift amount determination step (S402) for determining whether or not the amount is equal to or less than a predetermined value, and first image data for selecting and storing the first image data based on the result of the drift amount determination step A storage step (S412), a first numerical step (S403) for digitizing the clarity of the contour of the first image data, and the first image data obtained in the first numerical step. Clear outline of A threshold value setting step (S404) for setting a clarity threshold value (Ms) from a numerical value (M1) representing the above and a sample of the sample by area scanning for obtaining one image by frame integration to obtain second image data. Second imaging step (S405), a second numerical step (S406) for digitizing the clarity of the contour of the second image data after the second imaging step, and the second numericalization. After the step, based on the result of the determination step (S407) for determining whether or not the numerical value (M2) representing the clarity of the outline of the second image data satisfies the threshold value, And a storage step (S408) for selecting and storing the second image data.
According to a third aspect of the present invention, in the image forming method according to the second aspect, in the determination step (S407) , a numerical value (M2) representing the clarity of the outline of the second image data satisfies the threshold (Ms). The image forming method is characterized by repeating the second imaging step (S405) to the determination step (S407) .
According to a fourth aspect of the present invention, in the image forming method according to the second aspect, in the determination step (S407), a numerical value (M2) representing the clarity of the outline of the second image data satisfies the threshold (Ms). In this case, the image forming method is characterized in that the second imaging step (S405) to the determination step (S407) are repeated a set number of times.
According to a fifth aspect of the present invention, in the image forming method according to the first or third aspect, the upper limit number of times for performing the second imaging step (S104, S204, S405) is preset. Image forming method.

請求項6の発明は、請求項から請求項5までのいずれか1項に記載の画像形成方法において、前記第1の数値化工程(S102,S202,S302,S403)及び前記第2の数値化工程(S105,S205,S305,S406)では、前記第1の画像データ及び前記第2の画像データのラインプロファイルの一次微分の絶対値の最大値を用いて、輪郭の明瞭さを数値化すること、を特徴とする画像形成方法である。
請求項7の発明は、請求項から請求項5までのいずれか1項に記載の画像形成方法において、前記第1の数値化工程及び前記第2の数値化工程では、前記第1の画像データ及び前記第2の画像データのラインプロファイルの画素値の最大値と最小値との差を用いて、輪郭の明瞭さを数値化すること、を特徴とする画像形成方法である。
請求項8の発明は、請求項から請求項5までのいずれか1項に記載の画像形成方法において、前記第1の数値化工程及び前記第2の数値化工程では、前記第1の画像データ及び前記第2の画像データのラインプロファイルの画素値の最大値と最小値との差を用いて設定された設定値を満たすラインプロファイルの幅を用いて、輪郭の明瞭さを数値化すること、を特徴とする画像形成方法である。
The invention of claim 6 is the image forming method according to any one of claims 1 to 5, wherein the first numerical step (S102, S202, S302, S403 ) and the second numerical In the converting step (S105, S205, S305 , S406 ), the clarity of the contour is quantified using the maximum absolute value of the first derivative of the line profile of the first image data and the second image data. This is an image forming method characterized by that.
According to a seventh aspect of the invention, in the image forming method according to any one of claims 1 to 5, wherein in the first digitizing step and the second digitizing process, the first image An image forming method characterized in that the clarity of a contour is digitized using a difference between a maximum value and a minimum value of pixel values of data and a line profile of the second image data.
The invention of claim 8 is the image forming method according to any one of claims 1 to 5, wherein in the first digitizing step and the second digitizing process, the first image Using the width of the line profile that satisfies the set value set using the difference between the maximum value and the minimum value of the pixel values of the data and the line profile of the second image data, the clarity of the contour is quantified The image forming method characterized by the above.

求項の発明は、荷電粒子線(C1)を試料(S)上に照射する電子銃部(11)と、前記試料上の前記荷電粒子線が照射された領域から放出される二次信号(C2)を検出する検出部(18)と、検出された前記二次信号に基づいて画像を形成する画像形成部(24)と、を備える荷電粒子線装置であって、前記画像形成部は、試料をライン積算により1画像を得るラインスキャンによって撮像した第1の画像データの輪郭の明瞭さを数値化して閾値(Ms)を設定し、前記試料をフレーム積算により1画像を得るエリアスキャンによって撮像した第2の画像データの輪郭の明瞭さを数値化して、前記閾値を満たすか否かを判定し、前記判定の結果に基づいて前記第2の画像データを選択し、記憶部(27)に記憶させ、前記試料をエリアスキャンによって撮像した前記第2の画像データの輪郭の明瞭さを数値化して、その数値(M2)が前記閾値を満たすか否かを判定することを、その数値が前記閾値を満たすまで繰り返すこと、を特徴とする荷電粒子線装置(1)である。 Invention Motomeko 9, second and electron gun portion charged particle beam a (C1) is irradiated on the sample (S) (11), said charged particle beam on the sample is released from the irradiated region primary A charged particle beam apparatus comprising: a detection unit (18) that detects a signal (C2); and an image formation unit (24) that forms an image based on the detected secondary signal, wherein the image formation unit Is an area scan that sets the threshold (Ms) by quantifying the clarity of the contour of the first image data obtained by line scanning to obtain one image by line integration, and obtains one image by frame integration of the sample. by digitizing the clarity of the outline of the second image data captured by, it determines whether they meet the threshold, select the second image data based on the determination result, the storage unit (27 ) to be stored, Eli said sample By digitizing the clarity of the outline of the second image data captured by the scan, to determine whether that number (M2) meets the threshold, repeating until the numerical value meets the threshold, Is a charged particle beam device (1).

本発明によれば、以下の効果を奏することができる。
(1)本発明による画像形成方法は、試料をラインスキャンによって撮像し、第1の画像データを得る第1の撮像工程と、第1の画像データの輪郭の明瞭さを数値化する第1の数値化工程と、第1の画像データの輪郭の明瞭さを表す数値から、明瞭さの閾値を設定する閾値設定工程と、試料をエリアスキャンによって撮像し、第2の画像データを得る第2の撮像工程と、第2の画像データの輪郭の明瞭さを数値化する第2の数値化工程と、第2の画像データの輪郭の明瞭さを表す数値を、閾値を基準として評価する評価工程と、評価工程の結果を表示する表示工程とを備えるので、表示される評価結果をもとに第2の画像データを選択でき、像の変形が無く、輪郭が一定レベルの明瞭さを有する画像を、撮像時期に依らず安定して得ることができる。
According to the present invention, the following effects can be obtained.
(1) An image forming method according to the present invention includes a first imaging step of imaging a sample by line scanning to obtain first image data, and a first method for quantifying the clarity of the outline of the first image data. A numerical value setting step, a threshold value setting step for setting a threshold value for clarity based on a numerical value representing the clarity of the contour of the first image data, and a second method for obtaining second image data by imaging the sample by area scanning. An imaging step, a second numerical step for digitizing the clarity of the contour of the second image data, and an evaluation step for evaluating a numerical value representing the clarity of the contour of the second image data with reference to a threshold value; And a display step for displaying the result of the evaluation step, so that the second image data can be selected based on the displayed evaluation result, an image having no image deformation and having a certain level of clarity. Can be obtained stably regardless of the imaging time Kill.

(2)本発明による画像形成方法は、試料をラインスキャンによって撮像し、第1の画像データを得る第1の撮像工程と、第1の画像データの輪郭の明瞭さを数値化する第1の数値化工程と、第1の画像データの輪郭の明瞭さを表す数値から、明瞭さの閾値を設定する閾値設定工程と、試料をエリアスキャンによって撮像し、第2の画像データを得る第2の撮像工程と、第2の画像データの輪郭の明瞭さを数値化する第2の数値化工程と、第2の画像データの輪郭の明瞭さを表す数値が閾値を満たしているか否かを判定する判定工程と、判定工程の結果に基づいて、第2の画像データを選択して記憶する記憶工程とを備えるので、像の変形が無く、輪郭が一定レベルの明瞭さを有する画像を、撮像時期に依らず安定して得ることができる。 (2) An image forming method according to the present invention includes a first imaging step of imaging a sample by line scanning to obtain first image data, and a first method for quantifying the clarity of the outline of the first image data. A numerical value setting step, a threshold value setting step for setting a threshold value for clarity based on a numerical value representing the clarity of the contour of the first image data, and a second method for obtaining second image data by imaging the sample by area scanning. An imaging step, a second numerical step for digitizing the clarity of the contour of the second image data, and whether or not a numerical value representing the clarity of the contour of the second image data satisfies a threshold value Since it includes a determination step and a storage step of selecting and storing the second image data based on the result of the determination step, an image having no image deformation and having a certain level of clarity is captured. It can be obtained stably without depending on.

(3)判定工程において第2の画像データの輪郭の明瞭さを表す数値が閾値を満たすまで、第2の撮像工程から判定工程までを繰り返すので、一定レベルの明瞭さを有する画像を確実に得ることができる。
(4)第2の撮像工程を行う上限回数は、予め設定されているので、撮像にかかる時間を制限することができる。
(5)判定工程において第2の画像データの輪郭の明瞭さを表す数値が閾値を満たした場合にも、第2の撮像工程から判定工程までを設定された回数繰り返すので、より明瞭な画像を得ることができる。
(3) Since the second imaging process to the determination process are repeated until the numerical value representing the clarity of the contour of the second image data satisfies the threshold value in the determination process, an image having a certain level of clarity is reliably obtained. be able to.
(4) Since the upper limit number of times for performing the second imaging step is set in advance, the time required for imaging can be limited.
(5) Even when the numerical value representing the clarity of the outline of the second image data satisfies the threshold value in the determination step, the second imaging step to the determination step are repeated a set number of times, so that a clearer image can be obtained. Can be obtained.

(6)第1の数値化工程及び第2の数値化工程では、第1の画像データ及び第2の画像データのラインプロファイルの一次微分の絶対値の最大値を用いて、輪郭の明瞭さを数値化するので、画像の明瞭さを簡単に数値化することができる。
(7)第1の数値化工程及び第2の数値化工程では、第1の画像データ及び第2の画像データのラインプロファイルの画素値の最大値と最小値との差を用いて、輪郭の明瞭さを数値化するので、画像の明瞭さをより簡単に数値化することができる。
(8)第1の数値化工程及び第2の数値化工程では、第1の画像データ及び第2の画像データのラインプロファイルの画素値の最大値と最小値との差を用いて設定された設定値を満たすラインプロファイルの幅(つまり輪郭に関わる明部の幅)を用いて、輪郭の明瞭さを数値化するので、画像の明瞭さを簡単に数値化することができる。
(6) In the first numerical value process and the second numerical value process, the clarity of the contour is increased using the maximum value of the absolute value of the first derivative of the line profile of the first image data and the second image data. Since it is digitized, the clarity of the image can be easily digitized.
(7) In the first numerical value process and the second numerical value process, by using the difference between the maximum value and the minimum value of the pixel values of the line profile of the first image data and the second image data, Since the clarity is digitized, the clarity of the image can be digitized more easily.
(8) In the first numerical value process and the second numerical value process, it is set using the difference between the maximum value and the minimum value of the pixel values of the line profile of the first image data and the second image data. Since the clarity of the contour is quantified using the width of the line profile that satisfies the set value (that is, the width of the bright part related to the contour), the clarity of the image can be easily quantified.

(9)本発明による荷電粒子線装置は、画像形成部が、試料をラインスキャンによって撮像した第1の画像データの輪郭の明瞭さを数値化して閾値を設定し、試料をエリアスキャンによって撮像した第2の画像データの輪郭の明瞭さを数値化して、閾値を基準として評価し、表示部にその評価結果を表示するので、表示される評価結果を参照して第2の画像データを選択することができ、像の変形が無く、輪郭が一定レベルの明瞭さを有する画像を、撮像時期に依らず安定して得ることができる。 (9) In the charged particle beam apparatus according to the present invention, the image forming unit digitizes the clarity of the outline of the first image data obtained by imaging the sample by line scanning, sets a threshold value, and images the sample by area scanning. Since the clarity of the contour of the second image data is digitized and evaluated based on the threshold value, and the evaluation result is displayed on the display unit, the second image data is selected with reference to the displayed evaluation result. Therefore, an image having no image deformation and having a certain level of clarity can be stably obtained regardless of the imaging time.

(10)本発明による荷電粒子線装置は、画像形成部が、試料をラインスキャンによって撮像した第1の画像データの輪郭の明瞭さを数値化して閾値を設定し、試料をエリアスキャンによって撮像した第2の画像データの輪郭の明瞭さを数値化して、閾値を満たすか否かを判定し、判定の結果に基づいて第2の画像データを選択し、記憶部に記憶させるので、像の変形が無く、輪郭が一定レベルの明瞭さを有する画像を、撮像時期に依らず安定して得ることができる。 (10) In the charged particle beam apparatus according to the present invention, the image forming unit digitizes the clarity of the outline of the first image data obtained by imaging the sample by line scanning, sets a threshold value, and images the sample by area scanning Since the clarity of the contour of the second image data is digitized, it is determined whether or not the threshold is satisfied, and the second image data is selected based on the determination result and stored in the storage unit. Therefore, it is possible to stably obtain an image whose contour has a certain level of clarity regardless of the imaging time.

(11)本発明の画像形成方法は、試料をエリアスキャンによって撮像し、画像データを得る撮像工程と、画像データの輪郭の明瞭さを数値化する数値化工程と、画像データの輪郭の明瞭さを表す数値とすでに記憶されている画像データの輪郭の明瞭さを表す数値とを比較し、画像データの輪郭の明瞭さを表す数値がより明瞭であるか否かを判定する判定工程と、撮像工程から判定工程までを設定された回数繰り返す工程とを備えるので、設定された輪郭の明瞭さの閾値(例えば、ラインスキャンによって撮像された画像の明瞭さに基づく閾値)に画像の輪郭の明瞭さが達しない場合でも、撮像工程から判定工程までを設定された回数繰り返すことにより、最も明瞭な輪郭を有するエリアスキャン画像を得ることができる。 (11) In the image forming method of the present invention, a sample is imaged by area scanning to obtain image data, a digitizing step for digitizing the clarity of the contour of the image data, and the clarity of the contour of the image data. A determination step of comparing whether a numerical value representing the clarity of the contour of the image data is compared with a numerical value representing the clarity of the contour of the image data already stored, The process from the process to the determination process is repeated for a set number of times, so that the outline of the image becomes clear to the set outline clarity threshold (for example, the threshold based on the clarity of the image captured by the line scan). Even if the above does not reach, an area scan image having the clearest contour can be obtained by repeating the imaging process to the determination process a set number of times.

(12)本発明の画像形成方法は、試料をラインスキャンによって撮像し、画像データを得る撮像工程と、撮像工程の後に、その画像データのドリフト量(パタンの曲がり)を数値化する数値化工程と、そのドリフト量が所定値以下であるか否かを判定する判定工程と、判定工程の結果に基づいて、画像データを選択して記憶する記憶工程とを備えるので、試料をラインスキャンによって撮像して得た画像に対し、ドリフト量が所定値以下であるか否かを判定し、所定値以下であればその画像を採用して記憶する。従って、ドリフト量の少ない試料に対しては、電子線によるダメージを低減できるとともに、試料の画像形成にかかる時間を短縮できる。 (12) In the image forming method of the present invention, a sample is imaged by line scanning to obtain image data, and after the imaging step, a numerical value step for digitizing a drift amount (pattern bending) of the image data And a determination step for determining whether or not the drift amount is equal to or less than a predetermined value, and a storage step for selecting and storing image data based on the result of the determination step. Whether or not the drift amount is equal to or less than a predetermined value is determined for the image obtained in this manner. Therefore, for a sample with a small drift amount, damage due to an electron beam can be reduced and the time required for image formation of the sample can be shortened.

以下、本発明による画像形成方法及び荷電粒子線装置の実施形態を、添付の図面等を参照しながら詳細に説明する。なお、以下の各実施形態では、荷電粒子線装置の実施形態として、走査型電子顕微鏡を例に挙げて説明する。
(第1実施形態)
図1は、第1実施形態の走査型電子顕微鏡1を説明する図である。なお、図1は、模式的に示した図であり、各部の大きさ、形状は、理解を容易にするために、適宜誇張している。
第1実施形態の走査型電子顕微鏡1は、電子銃部11、鏡筒部12、ステージ部16、排気部17、検出部18、電子線制御部21、信号処理部22、CPU(中央処理装置)23、画像形成部24、表示部25、入出力部26、メモリ27等を備えた荷電粒子線装置である。
Hereinafter, embodiments of an image forming method and a charged particle beam apparatus according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the following embodiments, a scanning electron microscope will be described as an example of an embodiment of a charged particle beam apparatus.
(First embodiment)
FIG. 1 is a diagram illustrating a scanning electron microscope 1 according to the first embodiment. Note that FIG. 1 is a diagram schematically illustrating the size and shape of each part as appropriate for easy understanding.
The scanning electron microscope 1 according to the first embodiment includes an electron gun unit 11, a lens barrel unit 12, a stage unit 16, an exhaust unit 17, a detection unit 18, an electron beam control unit 21, a signal processing unit 22, a CPU (central processing unit). ) 23, a charged particle beam apparatus including an image forming unit 24, a display unit 25, an input / output unit 26, a memory 27, and the like.

電子銃部11は、電子線C1を放出する部分であり、陰極11aと陽極11bとを有する。
鏡筒部12は、電子線C1の進行方向において、電子銃部11側から、収束レンズ13、走査コイル14、対物レンズ15を備えている。収束レンズ13及び対物レンズ15には、試料S上に電子線C1を収束する機能を有している。走査コイル14は、電子線C1を試料S上の所定の領域に走査させるために、電子線C1を偏向させる機能を有する。
陰極11a、陽極11b、収束レンズ13、走査コイル14、対物レンズ15は、電子線制御部21に接続されている。この電子線制御部21は、CPU23からの指示により、陰極11a、走査コイル14等を制御する回路である。
ステージ部16は、試料Sを配置するステージである。
排気部17は、ステージ部16及び試料Sが配置された空間を真空状態とする機能を有する。
The electron gun unit 11 is a part that emits an electron beam C1, and includes a cathode 11a and an anode 11b.
The lens barrel 12 includes a converging lens 13, a scanning coil 14, and an objective lens 15 from the electron gun unit 11 side in the traveling direction of the electron beam C1. The converging lens 13 and the objective lens 15 have a function of converging the electron beam C1 on the sample S. The scanning coil 14 has a function of deflecting the electron beam C1 in order to cause the electron beam C1 to scan a predetermined region on the sample S.
The cathode 11 a, the anode 11 b, the converging lens 13, the scanning coil 14, and the objective lens 15 are connected to the electron beam control unit 21. The electron beam control unit 21 is a circuit that controls the cathode 11 a, the scanning coil 14, and the like according to instructions from the CPU 23.
The stage unit 16 is a stage on which the sample S is arranged.
The exhaust unit 17 has a function of bringing the space in which the stage unit 16 and the sample S are arranged into a vacuum state.

検出部18は、電子線C1が試料Sに当たることにより試料Sから放出される二次電子C2を検出する機能を有する。
信号処理部22は、検出部18で検出された二次電子を、所定の信号に変換、増幅等を行う。
画像形成部24は、信号処理部22で処理された二次電子の情報に対して、スムージング処理等の各種処理を行い、画像として形成する。
また、画像形成部24は、検出された二次電子の情報から形成された画像データに基づいて、ラインプロファイル等を形成する機能等を有している。このラインプロファイルは、例えば、電子線C1を走査して得られた試料の画像データに含まれる輝度情報等に基づいて生成される曲線(つまりライン上の輝度情報の集合)である(図3(c)参照)。
The detection unit 18 has a function of detecting secondary electrons C2 emitted from the sample S when the electron beam C1 hits the sample S.
The signal processing unit 22 converts secondary electrons detected by the detection unit 18 into predetermined signals, performs amplification, and the like.
The image forming unit 24 performs various processes such as a smoothing process on the secondary electron information processed by the signal processing unit 22 to form an image.
In addition, the image forming unit 24 has a function of forming a line profile or the like based on image data formed from the detected secondary electron information. This line profile is, for example, a curve (that is, a set of luminance information on the line) generated based on luminance information or the like included in the image data of the sample obtained by scanning the electron beam C1 (FIG. 3 ( c)).

表示部25は、画像データを輝度信号に変換して表示する部分であり、例えば、ブラウン管等が用いられる。また、表示部25に表示される画像スキャン量と走査コイル14の電子線C1に対する偏向量とは、CPU23により制御されている。
入出力部26は、CPU23に対して、指示を入力したり、得られた画像データを出力したりする機能を有する。
メモリ27は、画像データ等を記憶する部分である。
The display unit 25 is a part that converts image data into a luminance signal and displays it. For example, a cathode ray tube or the like is used. The image scan amount displayed on the display unit 25 and the deflection amount of the scanning coil 14 with respect to the electron beam C <b> 1 are controlled by the CPU 23.
The input / output unit 26 has a function of inputting an instruction to the CPU 23 and outputting the obtained image data.
The memory 27 is a part that stores image data and the like.

走査型電子顕微鏡1では、CPU23からの指示によって電子線制御部21が、陰極11aと陽極11bとの間に所定の電圧を付与することにより、電子線C1が陰極11aから放出されて所定の速度まで加速され、電子銃部11から放出される。
電子銃部11から放出された電子線C1は、収束レンズ13及び対物レンズ15により試料Sに微小スポットとして照射され、電子線制御部21に接続された走査コイル14により、試料S上を所定の2次元方向(撮像領域の上下方向及び左右方向)に走査する。
電子線C1の照射によって試料Sから放出された二次電子C2は、検出部18によって検出され、その信号が信号処理部22によって増幅、A/D変換等の処理が施され、CPU23の画像形成部24によって画像として形成され、表示部25に表示される。
メモリ27は、CPU23の指示に基づいて所定の画像データを記憶し、保存する。
In the scanning electron microscope 1, the electron beam control unit 21 applies a predetermined voltage between the cathode 11a and the anode 11b according to an instruction from the CPU 23, whereby the electron beam C1 is emitted from the cathode 11a and has a predetermined speed. And is emitted from the electron gun unit 11.
The electron beam C1 emitted from the electron gun unit 11 is irradiated as a minute spot onto the sample S by the converging lens 13 and the objective lens 15, and the scanning coil 14 connected to the electron beam control unit 21 causes a predetermined surface on the sample S. Scan in a two-dimensional direction (vertical direction and horizontal direction of the imaging region).
The secondary electrons C2 emitted from the sample S by the irradiation of the electron beam C1 are detected by the detection unit 18, the signal is subjected to processing such as amplification and A / D conversion by the signal processing unit 22, and image formation by the CPU 23 is performed. An image is formed by the unit 24 and displayed on the display unit 25.
The memory 27 stores and stores predetermined image data based on an instruction from the CPU 23.

図2は、第1実施形態の走査型電子顕微鏡1の画像形成方法を説明する図である。
本実施形態の走査型電子顕微鏡1では、一例として、画像サイズ1024×1024ピクセルの画像を撮像可能であるとする。
(a)第1ステップ(S101)は、CPU23が、ラインスキャンによって試料を撮像し、第1の画像データを得る第1の撮像工程である。予めラインスキャンの積算(ライン積算)の回数が設定されており、本実施形態では積算回数が32回となっている。
撮像された試料Sの画像データ(第1の画像データ)は、信号処理部22によってA/D変換され、所定の処理が施された後に、CPU23の画像形成部24へと送られる。
FIG. 2 is a view for explaining an image forming method of the scanning electron microscope 1 according to the first embodiment.
In the scanning electron microscope 1 of the present embodiment, as an example, it is assumed that an image having an image size of 1024 × 1024 pixels can be taken.
(A) The first step (S101) is a first imaging step in which the CPU 23 images a sample by line scanning and obtains first image data. The number of line scan integrations (line integrations) is set in advance, and in this embodiment, the number of integrations is 32.
The imaged image data (first image data) of the sample S is A / D converted by the signal processing unit 22, subjected to predetermined processing, and then sent to the image forming unit 24 of the CPU 23.

(b)第2ステップ(S102)は、画像形成部24が、第1ステップ(S101)でラインスキャンによって得られた試料の第1の画像データから、ラインプロファイルを形成し、このラインプロファイルに基づいて、第1の画像データの明瞭さを数値化する第1の数値化工程である。
図3は、ラインプロファイル及びその一次微分を説明する図である。図3(a)は、試料Sの断面図であり、図3(b)は、撮像された試料Sの画像データの試料像を示す図である。図3(c)は、図3(b)に示す直線A−Aに沿って電子線C1を照射した場合に得られるラインプロファイルであり、図3(d)は、図3(c)に示したラインプロファイルの一次微分である。
図3に示すように、試料Sの凸部は、凹部に比べて輝度が若干高く、凸部の輪郭部分は、さらに輝度が高く、白い線として観察される(図3(a),(b)参照)。
第2ステップ(S102)では、画像形成部24が、第1の画像データから、試料像の輪郭部分を含む任意の領域を設定(例えば画像の対象領域をボックスで囲んで指定)し、試料像の輪郭部分(エッジ部分)のラインプロファイルを作成し、そのラインプロファイルを一次微分する。そして、ラインプロファイルの一次微分の絶対値の最大値を、第1の画像データの輪郭の明瞭さを表す数値M1とする。
(B) In the second step (S102), the image forming unit 24 forms a line profile from the first image data of the sample obtained by the line scan in the first step (S101), and based on this line profile. This is a first numericalization step for converting the clarity of the first image data into numerical values.
FIG. 3 is a diagram for explaining a line profile and its first derivative. 3A is a cross-sectional view of the sample S, and FIG. 3B is a diagram illustrating a sample image of the image data of the sample S taken. FIG. 3C shows a line profile obtained when the electron beam C1 is irradiated along the straight line AA shown in FIG. 3B, and FIG. 3D shows the line profile shown in FIG. Is the first derivative of the line profile.
As shown in FIG. 3, the convex portion of the sample S has a slightly higher luminance than the concave portion, and the contour portion of the convex portion has a higher luminance and is observed as a white line (FIGS. 3A and 3B). )reference).
In the second step (S102), the image forming unit 24 sets an arbitrary region including the contour portion of the sample image from the first image data (for example, specifies the target region of the image by surrounding it with a box), and the sample image A line profile of the contour part (edge part) of the line is created and the line profile is first-order differentiated. Then, the maximum value of the absolute value of the first derivative of the line profile is set to a numerical value M1 that represents the clarity of the contour of the first image data.

図4は、画像データの明瞭さとラインプロファイル及びラインプロファイルの一次微分との関係を示す図である。図4(a)は、明瞭な画像データの例を示し、図4(b)は、ぼけが生じた画像データの例を示す。また、図4(a)及び(b)で、上側の曲線は、ラインプロファイルを示し、下側の曲線はラインプロファイルの一次微分を示している。
図4に示すように、ラインプロファイルは、試料像の輪郭が明瞭である場合には、試料像がぼけている場合に比べ、最大値が大きい。
ラインプロファイルの一次微分は、図4(a),(b)に示す輝度値のラインプロファイルの一次微分の波形のMa部と、Mb部を比較して判るように、試料像の輪郭部分の明暗差が大きい部分ほど絶対値の最大値が大きくなり、輪郭が明瞭であるほど明瞭さを表す数値が大きくなる。従って、ラインプロファイルの一次微分は、試料像の輪郭が明瞭である場合には、像がぼけている場合に比べて、絶対値の最大値、すなわち明瞭さを表す数値が大きくなる。
この第2のステップ(S102)で得られた第1の画像データの輪郭の明瞭さを表す数値M1は、ラインスキャンによって撮像された試料像の輪郭の明瞭さ、すなわち、理想的な輪郭の明瞭さを表す数値である。
FIG. 4 is a diagram showing the relationship between the clarity of image data and the line profile and the first derivative of the line profile. 4A shows an example of clear image data, and FIG. 4B shows an example of image data in which blur has occurred. In FIGS. 4A and 4B, the upper curve indicates the line profile, and the lower curve indicates the first derivative of the line profile.
As shown in FIG. 4, the maximum value of the line profile is larger when the outline of the sample image is clear than when the sample image is blurred.
The first derivative of the line profile is obtained by comparing the Ma part and the Mb part of the waveform of the first derivative of the line profile of the luminance value shown in FIGS. The larger the difference is, the larger the maximum absolute value is, and the clearer the contour is, the larger the numerical value representing the clarity is. Therefore, in the first-order differentiation of the line profile, when the contour of the sample image is clear, the maximum absolute value, that is, a numerical value representing the clarity, is larger than when the image is blurred.
The numerical value M1 representing the clarity of the contour of the first image data obtained in the second step (S102) is the clarity of the contour of the sample image captured by the line scan, that is, the clarity of the ideal contour. It is a numerical value representing the height.

(c)図2に戻って、第3ステップ(S103)は、画像形成部24が、第2ステップ(S102)で得られた第1の画像データの輪郭の明瞭さを表す数値M1から、輪郭の明瞭さの閾値を設定する閾値設定工程である。
例えば、第2ステップ(S102)で得られた第1の画像データの輪郭の明瞭さに対して80%を満たせば採用するという設定とすれば、数値M1を0.8倍した数値が閾値Msとなる。閾値Msを、理想の輪郭の明瞭さを表す数値M1に対して何倍とするかは、予め適宜設定できるものとする。
(C) Returning to FIG. 2, in the third step (S103), the image forming unit 24 calculates the contour from the numerical value M1 indicating the clarity of the contour of the first image data obtained in the second step (S102). It is a threshold value setting process which sets the threshold value of clarity.
For example, if 80% of the clarity of the contour of the first image data obtained in the second step (S102) is set to be adopted, a numerical value obtained by multiplying the numerical value M1 by 0.8 is a threshold value Ms. It becomes. It is assumed that how many times the threshold value Ms is set with respect to the numerical value M1 representing the clarity of the ideal contour can be set as appropriate.

(d)第4ステップ(S104)は、CPU23が、エリアスキャンによって試料を撮像し、第2の画像データを得る第2の撮像工程である。エリアスキャンの積算(フレーム積算)の回数は、予め設定可能であり、本実施形態では、第1の撮像工程のラインスキャンと同様に、積算回数が32回となっている。
第4ステップ(S104)で得られた第2の画像データは、画像形成部24へ送られる。
(D) The fourth step (S104) is a second imaging step in which the CPU 23 images the sample by area scan and obtains second image data. The number of area scan integrations (frame integrations) can be set in advance, and in this embodiment, the number of integrations is 32 as in the line scan of the first imaging step.
The second image data obtained in the fourth step (S104) is sent to the image forming unit 24.

(e)第5ステップ(S105)は、画像形成部24が、第4ステップ(S014)でエリアスキャンによって得られた第2の画像データから、ラインプロファイルを作成し、このラインプロファイルに基づいて、第2の画像データの輪郭の明瞭さを数値化する第2の数値化工程である。
ここでは、第4ステップ(S104)で得られた第2の画像データの輪郭部分から、第2ステップ(S102)で行ったように、ラインプロファイルを生成し、その一次微分の絶対値の最大値を求めて、これを第2の画像データの輪郭の明瞭さを表す数値M2とする。
(E) In the fifth step (S105), the image forming unit 24 creates a line profile from the second image data obtained by the area scan in the fourth step (S014), and based on this line profile, This is a second numericalization step for converting the clarity of the outline of the second image data into numerical values.
Here, a line profile is generated from the contour portion of the second image data obtained in the fourth step (S104) as in the second step (S102), and the maximum absolute value of the first derivative is obtained. And this is set as a numerical value M2 representing the clarity of the outline of the second image data.

(f)第6ステップ(S106)では、画像形成部24は、第5ステップ(S105)で得られた第2の画像データの輪郭の明瞭さを表す数値M2が、第3ステップ(S103)で設定した閾値Msを満たしているか否かを判定する判定工程を行う。
本実施形態では、閾値Msは、第1の画像データの明瞭さを表す数値M1の80%であると設定しているので、第2の画像データの明瞭さを表す数値M2が、M2≧Ms(Ms=M1×0.8)を満たすか否かを判定する。
第2の画像データの明瞭さを表す数値M2が、閾値Ms以上であれば、第7ステップ(S107)に進み、閾値Ms未満であれば、第8ステップ(S108)へ進む。
(F) In the sixth step (S106), the image forming unit 24 obtains a numerical value M2 representing the clarity of the contour of the second image data obtained in the fifth step (S105) in the third step (S103). A determination step of determining whether or not the set threshold value Ms is satisfied is performed.
In the present embodiment, the threshold value Ms is set to be 80% of the numerical value M1 representing the clarity of the first image data. Therefore, the numerical value M2 representing the clarity of the second image data is M2 ≧ Ms. It is determined whether or not (Ms = M1 × 0.8) is satisfied.
If the numerical value M2 representing the clarity of the second image data is greater than or equal to the threshold value Ms, the process proceeds to the seventh step (S107), and if it is less than the threshold value Ms, the process proceeds to the eighth step (S108).

(g)第7ステップ(S107)は、画像形成部24が、明瞭さを表す数値M2が閾値Ms以上となった第2の画像データを選択し、メモリ27が、選択された第2の画像データを記憶する記憶工程である。
画像形成部24は、第2の画像データをメモリ27に記憶した後に、試料の画像形成に関する工程を終了する。必要であれば、メモリ27に記憶された第2の画像データの試料像から測長等を行ってもよい。
(G) In the seventh step (S107), the image forming unit 24 selects the second image data in which the numerical value M2 representing the clarity is equal to or greater than the threshold value Ms, and the memory 27 selects the selected second image. It is a storage process for storing data.
After storing the second image data in the memory 27, the image forming unit 24 ends the process related to the image formation of the sample. If necessary, length measurement or the like may be performed from the sample image of the second image data stored in the memory 27.

(h)第8ステップ(S108)は、画像形成部24が、第6ステップ(S106)で閾値Msを満たさないと判定された第2の画像データが、今までに撮像した試料の第2の画像データの中で最も明瞭か否かを判定する工程である。
例えば、上述の第4ステップ(S104)でのエリアスキャンによる撮像が1回目であったならば、今回の第2の画像データを最も明瞭であると判定する。
また、上述の第4ステップ(S104)でのエリアスキャンによる撮像が2回目以上であれば、そのときメモリ27に保存されている以前の第2の画像データの明瞭さを表す数値M2aと、今回第4ステップ(S104)で撮像された第2の画像データの明瞭さを表す数値M2bとを比較し、より明瞭な方(本実施形態では、明瞭さを表す数値が大きい方)を、最も輪郭が明瞭であると判定する。
今回撮像された第2の画像データが、今までに撮像した試料の第2の画像データの中で最も明瞭であると判定された場合は、第9ステップ(S109)へ進み、最も明瞭でないと判定された場合には、第10ステップ(S110)に進む。
(H) In the eighth step (S108), the second image data determined by the image forming unit 24 that does not satisfy the threshold Ms in the sixth step (S106) This is a step of determining whether or not the image data is the clearest.
For example, if the imaging by the area scan in the above-described fourth step (S104) is the first time, it is determined that the current second image data is the clearest.
In addition, if the imaging by the area scan in the above-described fourth step (S104) is the second or more times, a numerical value M2a representing the clarity of the previous second image data stored in the memory 27 at that time, and this time The numerical value M2b representing the clarity of the second image data imaged in the fourth step (S104) is compared, and the clearer one (the larger numeric value representing the clarity in this embodiment) is the most contoured. Is determined to be clear.
When it is determined that the second image data captured this time is the most clear of the second image data of the sample captured so far, the process proceeds to the ninth step (S109), and the second image data is not the most clear. If it is determined, the process proceeds to the tenth step (S110).

(i)第9ステップ(S109)は、画像形成部24が、第8ステップ(S108)で最も明瞭であると判定された第2の画像データを選択し、選択された第2の画像データをメモリ27が記憶する工程である。
ここで、メモリ27に記憶された第2の画像データは、次回以降の第8ステップ(S108)での判定に使用される。
また、第9ステップ(S109)が2回目以降である場合には、それ以前に、最も明瞭であるとして記憶されていた以前の第2の画像データは破棄され、新たに最も明瞭であると判定された第2の画像データがメモリ27に記憶される。
(I) In the ninth step (S109), the image forming unit 24 selects the second image data determined to be the most clear in the eighth step (S108), and the selected second image data is selected. This is a process stored in the memory 27.
Here, the second image data stored in the memory 27 is used for determination in the eighth step (S108) after the next time.
If the ninth step (S109) is the second or subsequent time, the previous second image data stored as the most clear before is discarded, and it is newly determined that the most clear. The second image data thus obtained is stored in the memory 27.

(j)第10ステップ(S110)は、画像形成部24が、第4ステップ(S104)でのエリアスキャンによる撮像が、予め設定された上限回数に達しているか否かを判断する工程である。
第4ステップ(S104)でのエリアスキャンによる撮像が、上限回数に達した場合は、画像形成を終了する。また、第4ステップ(S104)でのエリアスキャンによる撮像が、上限回数に達していない場合は、第4ステップ(S104)に戻り、再びエリアスキャンによる撮像を行い、得られた画像データの輪郭の明瞭さが閾値を満たしているか否かを判定する等、第4ステップ(S104)から第10ステップ(S110)を繰り返す。
なお、閾値Msを満たす第2の画像データが得られていないが、第10ステップ(S110)で予め設定された上限回数に達していると判定された場合は、所定の回数撮像された第2の画像データの中で最も明瞭な第2の画像データが、メモリ27に記憶された状態となる。
(J) The tenth step (S110) is a step in which the image forming unit 24 determines whether or not the imaging by the area scan in the fourth step (S104) has reached a preset upper limit number.
If the upper limit number of times of imaging by area scanning in the fourth step (S104) has been reached, the image formation is terminated. If the upper limit number of times of image capturing by area scanning in the fourth step (S104) has not been reached, the process returns to the fourth step (S104) to perform image capturing by area scanning again, and the contour of the obtained image data The fourth step (S104) to the tenth step (S110) are repeated, such as determining whether the clarity satisfies the threshold.
Note that the second image data satisfying the threshold value Ms is not obtained, but if it is determined in the tenth step (S110) that the upper limit number set in advance has been reached, the second image that has been imaged a predetermined number of times. The clearest second image data among the image data is stored in the memory 27.

本実施形態によれば、以下の効果を奏することができる。
(1)ラインスキャンによって得られた第1の画像データから試料像の輪郭の明瞭さの閾値Msを設定し、エリアスキャンによって得られた第2の画像データの試料像の輪郭の明瞭さを表す数値M2が閾値Msを満たしているか否か判定し、閾値Msを満たした第2の画像データを記憶するので、メモリ27に記憶される試料Sの画像データの明瞭さが安定したものとなり、撮像時期やドリフト量等に左右されず、所望するレベルの明瞭さを有する画像データを得ることができる。
しかも、画像形成部24によって、輪郭の明瞭さを表す数値が閾値を満たすか否かを判定して記憶される第2の画像データが選択されるので、オペレータが不在であっても、一定レベルの明瞭さを有する画像データを自動的に得ることができる。ゆえに、走査型電子顕微鏡1の無人の自動運転等が可能となり、作業効率を向上させることができる。
According to this embodiment, the following effects can be achieved.
(1) A threshold Ms of the clarity of the contour of the sample image is set from the first image data obtained by the line scan, and expresses the clarity of the contour of the sample image of the second image data obtained by the area scan. Since it is determined whether or not the numerical value M2 satisfies the threshold value Ms and the second image data that satisfies the threshold value Ms is stored, the clarity of the image data of the sample S stored in the memory 27 becomes stable, and imaging is performed. Image data having a desired level of clarity can be obtained regardless of the timing, drift amount, and the like.
In addition, since the second image data stored by determining whether or not the numerical value representing the clarity of the outline satisfies the threshold is selected by the image forming unit 24, even if the operator is absent, a certain level is obtained. It is possible to automatically obtain image data having the following clarity. Therefore, unattended automatic operation or the like of the scanning electron microscope 1 becomes possible, and work efficiency can be improved.

(2)メモリ27に記憶される第2の画像データは、エリアスキャンで撮像されたものであるので、ドリフトが生じた場合にも試料像のドリフトによる変形が少ない。しかも、第2の画像データは、ラインスキャンによる第1の画像データから設定された閾値を満たす場合に記憶されるので、一定レベルの明瞭さを有する画像を、撮像時期やドリフト量に関係なく安定して得ることができる。従って、形状や寸法等がより正確な試料像を得ることができる。
これにより、得られた試料像を用いて試料の寸法等を測長する場合には、測長精度が向上する。
(2) Since the second image data stored in the memory 27 is imaged by area scanning, even when drift occurs, deformation due to drift of the sample image is small. In addition, since the second image data is stored when the threshold value set from the first image data by line scanning is satisfied, an image having a certain level of clarity can be stabilized regardless of the imaging timing and the drift amount. Can be obtained. Accordingly, it is possible to obtain a sample image with a more accurate shape, dimensions, and the like.
Thereby, when measuring the dimension of a sample using the obtained sample image, the length measurement accuracy is improved.

(3)第2の画像データの明瞭さを表す数値M2が、閾値Msを満たすと判定されると、その第2の画像データがメモリ27に記憶され、エリアスキャンによる撮像が上限回数に達していなくても、画像形成を終了するので、より短時間で明瞭な画像データを得ることができる。 (3) When it is determined that the numerical value M2 representing the clarity of the second image data satisfies the threshold value Ms, the second image data is stored in the memory 27, and imaging by area scanning has reached the upper limit number of times. Even if it is not, since the image formation is completed, clear image data can be obtained in a shorter time.

(4)第4ステップ(S104)から第10ステップ(S110)までを設定された回数繰り返したが、第6ステップ(S106)において第2の画像データの明瞭さを表す数値が閾値Msを満たさない場合、メモリ27には、閾値Msに最も近い数値M2を有する第2の画像データが記憶されているので、閾値Msを満たす第2の画像データが得られない場合でもその中で最も試料像の輪郭が明瞭な第2の画像データを得ることができる。 (4) The fourth step (S104) to the tenth step (S110) are repeated a set number of times, but the numerical value representing the clarity of the second image data does not satisfy the threshold Ms in the sixth step (S106). In this case, since the second image data having the numerical value M2 closest to the threshold value Ms is stored in the memory 27, even when the second image data satisfying the threshold value Ms cannot be obtained, the sample image of the second image data is the most. Second image data with a clear outline can be obtained.

(第2実施形態)
図5は、第2実施形態の走査型顕微鏡の画像形成方法を説明する図である。
第2実施形態の走査型電子顕微鏡は、画像形成方法が一部異なる点以外は、第1実施形態に示した走査型電子顕微鏡1と略同様の形態である。従って、第1実施形態と同様の機能を果たす部分には、同一の符号又は末尾に同一の符号を付して、重複する説明を適宜省略する。
第2実施形態の走査型電子顕微鏡の画像形成方法は、第1ステップ(S201)から第11ステップ(S211)を有している。
第2実施形態の画像形成方法は、第1ステップ(S201)から第6ステップ(S206)及び第9ステップ(S209)から第11ステップ(S211)は、第1実施形態に示した第1ステップ(S101)から第6ステップ(S106)及び第8ステップ(S108)から第10ステップ(S210)までと同様の処理を行う。
(Second Embodiment)
FIG. 5 is a diagram illustrating an image forming method of the scanning microscope according to the second embodiment.
The scanning electron microscope of the second embodiment is substantially the same as the scanning electron microscope 1 shown in the first embodiment, except that the image forming method is partially different. Therefore, parts having the same functions as those of the first embodiment are denoted by the same reference numerals or the same reference numerals at the end thereof, and repeated description is appropriately omitted.
The image forming method of the scanning electron microscope according to the second embodiment includes the first step (S201) to the eleventh step (S211).
In the image forming method of the second embodiment, the first step (S201) to the sixth step (S206), and the ninth step (S209) to the eleventh step (S211) are the first steps shown in the first embodiment ( The same processing as that from S101) to the sixth step (S106) and from the eighth step (S108) to the tenth step (S210) is performed.

第2実施形態の画像形成方法の第7ステップ(S207)では、画像形成部24が、第6ステップ(S206)で閾値Msを満たしていると判定した第2の画像データに対して、閾値Msを満たす第2の画像データの中で最も明瞭か否かを判定する。
ここで、第7ステップ(S207)が1回目であるならば、その第2の画像データを最も明瞭であると選択し、第8ステップ(S208)に進み、メモリ27がその第2の画像データを記憶する。
第7ステップ(S207)が2回目以降であるならば、以前の第7ステップ(S207)で最も明瞭と判定され、メモリ27に記憶された以前の第2の画像データと明瞭さを比較する。
In the seventh step (S207) of the image forming method of the second embodiment, the threshold Ms is applied to the second image data that the image forming unit 24 determines to satisfy the threshold Ms in the sixth step (S206). It is determined whether or not the second image data satisfying the condition is the clearest.
Here, if the seventh step (S207) is the first time, the second image data is selected to be the clearest, and the process proceeds to the eighth step (S208), where the memory 27 stores the second image data. Remember.
If the seventh step (S207) is the second and subsequent times, the clearness is compared with the previous second image data determined in the previous seventh step (S207) and stored in the memory 27.

今回の第2の画像データが、以前の第2の画像データより明瞭であると判定された場合には、今回の第2の画像データが選択され、第8ステップ(S208)に進む。第8ステップ(S208)では、メモリ27が、今回の第2の画像データを記憶し、第11ステップ(S211)へ進む。
また、今回の第2の画像データが、前回の第2の画像データより明瞭でないと判定された場合には、今回の第2の画像データは破棄され、第11ステップ(S211)へ進む。
そして、第11ステップ(S211)では、第4ステップ(S204)で行ったエリアスキャンによる撮像が上限回数に達しているか否かを判定する。
上述のように、本実施形態では、閾値Msを満たす第2の画像データが得られた場合にも、予め設定されたエリアスキャンによる撮像の上限回数に達するまで、エリアスキャンによる撮像及び閾値の判定等、第4ステップ(S104)から第10ステップ(S210)までを繰り返す。
If it is determined that the current second image data is clearer than the previous second image data, the current second image data is selected, and the process proceeds to the eighth step (S208). In the eighth step (S208), the memory 27 stores the second image data this time, and proceeds to the eleventh step (S211).
If it is determined that the current second image data is not clearer than the previous second image data, the current second image data is discarded, and the process proceeds to the eleventh step (S211).
Then, in the eleventh step (S211), it is determined whether or not the imaging by the area scan performed in the fourth step (S204) has reached the upper limit number.
As described above, in the present embodiment, even when the second image data satisfying the threshold value Ms is obtained, the image capturing by the area scan and the threshold value determination are performed until the preset upper limit number of image capturing by the area scan is reached. The fourth step (S104) to the tenth step (S210) are repeated.

よって、例えば、閾値Msを、ラインスキャンによる輪郭の明瞭さを表す数値M1の80%と設定した場合に、1回目の第4ステップ(S204)で明瞭さを表す数値M2が閾値の82%となる第2の画像データが得られたとしても、上限回数まで第4ステップ(S204)から第11ステップ(S211)までを繰り返すことにより、より明瞭な第2の画像データ(例えば、明瞭さを表す数値M2が、閾値Msを満たし、数値M1の89%や96%等となる第2の画像データ)を得られる可能性がある。
従って、本実施形態によれば、より明瞭な試料像を得ることができる。
Therefore, for example, when the threshold value Ms is set to 80% of the numerical value M1 representing the clarity of the contour by line scanning, the numerical value M2 representing the clarity in the first fourth step (S204) is 82% of the threshold value. Even if the second image data is obtained, the second step (S204) to the eleventh step (S211) are repeated up to the upper limit number of times, thereby making the second image data clearer (for example, representing clarity). There is a possibility that the numerical value M2 satisfies the threshold Ms and second image data (89%, 96%, etc.) of the numerical value M1) can be obtained.
Therefore, according to this embodiment, a clearer sample image can be obtained.

(第3実施形態)
図6は、第3実施形態の走査型顕微鏡の画像形成方法を説明する図である。
第3実施形態の走査型電子顕微鏡は、画像形成方法が一部異なる点以外は、第1実施形態に示した走査型電子顕微鏡1と略同様の形態である。従って、第1実施形態と同様の機能を果たす部分には、同一の符号又は末尾に同一の符号を付して、重複する説明を適宜省略する。
第3実施形態の走査型電子顕微鏡の画像形成方法は、第1ステップ(S301)から第7ステップ(S307)を有している。
第3実施形態の画像形成方法の第1ステップ(S301)から第5ステップ(S305)までは、第1実施形態の第1ステップ(S101)から第5ステップ(S105)までに相当する。
(Third embodiment)
FIG. 6 is a diagram for explaining an image forming method of the scanning microscope according to the third embodiment.
The scanning electron microscope of the third embodiment is substantially the same as the scanning electron microscope 1 shown in the first embodiment, except that the image forming method is partially different. Therefore, parts having the same functions as those of the first embodiment are denoted by the same reference numerals or the same reference numerals at the end thereof, and repeated description is appropriately omitted.
The image forming method of the scanning electron microscope according to the third embodiment includes a first step (S301) to a seventh step (S307).
The first step (S301) to the fifth step (S305) of the image forming method of the third embodiment corresponds to the first step (S101) to the fifth step (S105) of the first embodiment.

第3実施形態の第6ステップ(S306)は、画像形成部24が、第4ステップ(S304)においてエリアスキャンで撮像された第2の画像データの明瞭さを表す数値M2が、第3ステップ(S303)で生成された閾値Msを満たすか否か判定する判定工程である。数値M2が閾値Ms以上である場合には、第7ステップ(S307)に進み、メモリ27が、その第2の画像データを記憶する。数値M2が閾値Ms未満である場合には、第4ステップ(S304)へ戻り、第4ステップ(S304)から第6ステップ(S306)を繰り返す。   In the sixth step (S306) of the third embodiment, the numerical value M2 representing the clarity of the second image data captured by the image forming unit 24 in the area scan in the fourth step (S304) is the third step (S306). This is a determination step for determining whether or not the threshold value Ms generated in S303) is satisfied. If the numerical value M2 is greater than or equal to the threshold value Ms, the process proceeds to the seventh step (S307), and the memory 27 stores the second image data. When the numerical value M2 is less than the threshold value Ms, the process returns to the fourth step (S304), and the fourth step (S304) to the sixth step (S306) are repeated.

本実施形態では、第4ステップ(S304)で行うエリアスキャンによる撮像の上限回数が定められていない。そのため、閾値Msを満たす明瞭さを有する第2の画像データが得られるまで、第4ステップ(S304)から第6ステップ(S306)を繰り返し行う。
従って、閾値Msを満たすような輪郭の明瞭さを有する第2の画像データを確実に得ることができる。
なお、第3実施形態においては閾値Msを満たす輪郭の明瞭さを有する第2の画像データが得られない場合は画像形成を永久に続け、不都合であるという問題がある。この問題に関しては、例えば、タイマーで画像形成に関わる時間を計り、所定の時間が経過した時点で画像形成を終了し、次のサンプルの画像形成に進むように設定することにより解決することができる。
In the present embodiment, the upper limit number of times of imaging by area scanning performed in the fourth step (S304) is not defined. Therefore, the fourth step (S304) to the sixth step (S306) are repeated until the second image data having clarity that satisfies the threshold Ms is obtained.
Therefore, it is possible to reliably obtain the second image data having the clarity of the outline that satisfies the threshold value Ms.
In the third embodiment, when the second image data having the clearness of the contour that satisfies the threshold Ms cannot be obtained, there is a problem that the image formation is continued permanently, which is inconvenient. This problem can be solved, for example, by measuring the time related to image formation with a timer and finishing the image formation when a predetermined time elapses and proceeding to image formation of the next sample. .

(変形形態)
以上説明した各実施形態に限定されることなく、種々の変形や変更が可能であって、それらも本発明の範囲内である。
(1)各実施形態において、第1のステップではラインスキャンによる撮像を行い、第1の画像データを得た後に、第2ステップで第1の画像データの輪郭の明瞭さを数値化する例を示したが、この第1ステップと第2ステップとの間に、ドリフトによって第1の画像データの試料像が変形しているか否かを判定する工程を有していてもよい。
図7は、画像形成方法の変形形態を示す図である。
図7に示す変形形態の画像形成方法は、第1ステップ(S401)から第12ステップ(S412)までを有している。なお、一例として、第1実施形態に示した画像形成方法の変形形態を示すが、第2実施形態及び第3実施形態においても適宜適用可能である。
(Deformation)
Without being limited to the embodiments described above, various modifications and changes are possible, and these are also within the scope of the present invention.
(1) In each embodiment, in the first step, imaging by line scanning is performed, and after obtaining the first image data, the clarity of the contour of the first image data is digitized in the second step. Although shown, you may have the process of determining whether the sample image of 1st image data has deform | transformed by drift between this 1st step and 2nd step.
FIG. 7 is a diagram illustrating a modification of the image forming method.
The image forming method according to the modification shown in FIG. 7 includes a first step (S401) to a twelfth step (S412). Note that, as an example, a modification of the image forming method shown in the first embodiment is shown. However, the image forming method can be appropriately applied to the second embodiment and the third embodiment.

変形形態の第1ステップ(S401)、第3ステップ(S403)から第11ステップ(S411)は、第1実施形態に示した第1ステップ(S101)、第2ステップ(102)から第10ステップ(S110)と同様の工程である。
変形形態の第2ステップ(S402)では、画像形成部24が、第1ステップ(S401)で得られた第1の画像データの試料像に、ドリフトによる変形が生じていないか判断する。
試料像にドリフトによる変形(本来垂直方向に走る直線と観察されるべき試料が、斜めに傾く等のパタンの曲がり)が生じていない場合(すなわち、ドリフト量が所定値以下である場合)には、第12ステップ(S412)へ進み、メモリ27が第1の画像データを記憶して終了する。また、試料像に変形が生じている場合(すなわち、ドリフト量が所定値より大きい場合)には、第3ステップ(S403)に進み、画像形成部24は、第1の画像データの輪郭の明瞭さを数値化する。
The first step (S401), the third step (S403) to the eleventh step (S411) of the modified form are the first step (S101) and the second step (102) to the tenth step (shown in the first embodiment). (S110) The same process.
In the second step (S402) of the deformation mode, the image forming unit 24 determines whether deformation due to drift has occurred in the sample image of the first image data obtained in the first step (S401).
If there is no deformation due to drift in the sample image (that is, a straight line that runs in the vertical direction and the sample to be observed tilts the pattern diagonally, etc.) (that is, the drift amount is below a predetermined value) Then, the process proceeds to the twelfth step (S412), the memory 27 stores the first image data, and the process ends. When the sample image is deformed (that is, when the drift amount is larger than the predetermined value), the process proceeds to the third step (S403), and the image forming unit 24 clears the outline of the first image data. Quantify the height.

以降は第1実施形態で説明した第3のステップ(S103)から第10のステップ(S110)に対応した第4のステップ(S404)から第11のステップ(S411)までを、条件がみたされるまで繰り返し実行して画像を形成し、画像データをメモリ27に記憶する。この結果ドリフト量に左右されず、所望するレベルの明瞭さを有する画像データを得ることができる。
なお、この第1の画像データの試料像がドリフトにより変形しているか否かの判定は、例えば、特開2002−222633号公報の記載にあるような、像の変形具合からドリフト量を測定する方法を使用し、ドリフト量の許容量を予め設定することにより、判断可能である。
Thereafter, conditions are met from the fourth step (S404) to the eleventh step (S411) corresponding to the third step (S103) to the tenth step (S110) described in the first embodiment. Until the image is formed, and the image data is stored in the memory 27. As a result, it is possible to obtain image data having a desired level of clarity regardless of the drift amount.
Note that the determination of whether or not the sample image of the first image data is deformed due to drift is performed by measuring the amount of drift based on how the image is deformed, as described in JP-A-2002-222633, for example. This can be determined by using the method and setting the allowable amount of drift in advance.

変形形態では、第1ステップ(S401)で得られたラインスキャンによる第1の画像データの試料像がドリフトによって変形していない場合には、その画像を採用してメモリ27に保存することが可能である。
よって、試料の画像形成にかかる時間を短縮することができ、かつ、より明瞭な試料像を得ることができる。
In the modified form, when the sample image of the first image data obtained by the line scan obtained in the first step (S401) is not deformed due to the drift, the image can be adopted and stored in the memory 27. It is.
Therefore, the time required for image formation of the sample can be shortened, and a clearer sample image can be obtained.

(2)各実施形態において、画像形成方法は、画像形成部24が第2の画像データの輪郭の明瞭さを表す数値M2が閾値Msを満たしているか否かを判定するステップを有しているが、これに限らず、数値M2を閾値Msによって評価し、その評価結果を表示部に出力する形態としてもよい。
図9は、画像形成方法の変形形態を示す図である。
図9に示す変形形態の画像形成方法は、第1ステップ(S501)から第10ステップ(S510)までを有しており、第1実施形態の第6ステップ(S106)が省かれ、第1実施形態にはない第9ステップ(S509)及び第10ステップ(S510)を有している点以外は、第1実施形態と略同様のステップを有している。
図9に示す画像形成方法において、第1ステップ(S501)から第5ステップ(S505)までは、第1実施形態の第1ステップ(S501)から第5ステップ(S105)までの各ステップに対応し、第6ステップ(S506)、第7ステップ(S507)、第8ステップ(S508)は、それぞれ第1実施の形態の第8ステップ(S108)、第9ステップ(S109)、第10ステップ(S110)にそれぞれ対応している。
(2) In each embodiment, the image forming method includes a step in which the image forming unit 24 determines whether or not the numerical value M2 representing the clarity of the outline of the second image data satisfies the threshold Ms. However, the present invention is not limited to this, and the numerical value M2 may be evaluated based on the threshold value Ms, and the evaluation result may be output to the display unit.
FIG. 9 is a diagram illustrating a modification of the image forming method.
9 includes the first step (S501) to the tenth step (S510), omitting the sixth step (S106) of the first embodiment, and the first embodiment. Except for having a ninth step (S509) and a tenth step (S510) that are not in the form, the second embodiment has substantially the same steps as the first embodiment.
In the image forming method shown in FIG. 9, the first step (S501) to the fifth step (S505) correspond to the first step (S501) to the fifth step (S105) of the first embodiment. The sixth step (S506), the seventh step (S507), and the eighth step (S508) are respectively the eighth step (S108), the ninth step (S109), and the tenth step (S110) of the first embodiment. It corresponds to each.

図9に示す画像形成方法では、第4ステップ(S504)から第8ステップ(S508)までを所定の上限回数繰り返す。このとき、第6ステップ(S506)において、エリアスキャンによって試料Sを撮像して得た第2の画像データの輪郭の明瞭さを表す数値M2を、それ以前に撮像された第2の画像データの輪郭の明瞭さを表す数値M2と比較し、より数値M2の大きい画像(すなわち、より明瞭な画像)を選択し、第7ステップ(S507)において、メモリ27に記憶(上書き)する。
これにより、第4ステップ(S504)から第8ステップ(S508)までを所定の上限回数に達するまで繰り返し実行した結果、メモリ27には、所定回数撮像された第2の画像データのうち、数値M2が最も大きいもの、すなわち、最も輪郭の明瞭な第2の画像データが記憶される。
In the image forming method shown in FIG. 9, the fourth step (S504) to the eighth step (S508) are repeated a predetermined upper limit number of times. At this time, in the sixth step (S506), a numerical value M2 representing the clarity of the contour of the second image data obtained by imaging the sample S by area scanning is used as the second image data taken before that. Compared with the numerical value M2 representing the clarity of the contour, an image having a larger numerical value M2 (that is, a clearer image) is selected, and stored (overwritten) in the memory 27 in the seventh step (S507).
As a result of repeatedly executing the fourth step (S504) to the eighth step (S508) until the predetermined upper limit is reached, the memory 27 stores the numerical value M2 among the second image data imaged a predetermined number of times. Is stored, that is, the second image data with the clearest outline is stored.

第9ステップ(S509)は、第4ステップ(S504)から第8ステップ(S508)までを所定回数繰り返すことで得られた所定数の第2の画像データのうち、輪郭の明瞭さを表す数値M2が最大のものを、第3ステップ(S503)で設定された理想の輪郭の明瞭さに関わる閾値Msを基準値として比較し、メモリ27に記憶された第2画像データの輪郭の明瞭さを評価する工程である。
この評価方法としては、閾値Msに対する数値M2の比(M2/Ms)を用いて評価したり(この場合、M2/Msが1に近いほど明瞭である)、数値M2の閾値Msに対する大小の判定により評価したりする。
The ninth step (S509) is a numerical value M2 representing the clarity of the contour among a predetermined number of second image data obtained by repeating the fourth step (S504) to the eighth step (S508) a predetermined number of times. Is compared with the threshold value Ms related to the clarity of the ideal contour set in the third step (S503) as a reference value, and the clarity of the contour of the second image data stored in the memory 27 is evaluated. It is a process to do.
As this evaluation method, evaluation is performed using the ratio (M2 / Ms) of the numerical value M2 to the threshold value Ms (in this case, the closer the M2 / Ms is to 1, the clearer the determination is). Or to evaluate.

第10ステップ(S510)では、第9ステップ(S509)での評価結果を記憶し、表示部25に表示するステップである。評価結果の表示方法としては最後に記憶された最も明瞭な第2の画像(輪郭の明瞭さを表す数値M2が最も大きいもの)を表示する。このとき、最も明瞭な第2の画像の輪郭の明瞭さを表す数値M2と設定された閾値Msとの比(M2/Ms)をパーセントで表示したり、M2がMsを満たすかの判定結果を表示したり、M2とMsを比較可能となるように並べて表示する等の表示形態を、適宜選択することができる。   In the tenth step (S510), the evaluation result in the ninth step (S509) is stored and displayed on the display unit 25. As the display method of the evaluation result, the most clearly stored second image (the one with the largest numerical value M2 representing the clarity of the contour) is displayed. At this time, the ratio (M2 / Ms) between the numerical value M2 representing the clearness of the contour of the second clearest image and the set threshold value Ms is displayed as a percentage, or the determination result of whether M2 satisfies Ms is displayed. A display form such as displaying or arranging M2 and Ms so that they can be compared can be selected as appropriate.

なお、図9に示す画像形成方法の変形形態において、ラインスキャンにより画像データの輪郭の理想的な明瞭さを求める工程(S501、S502)と明瞭さの閾値Msを求める工程(S503)の実施の順番は、第2の画像データの輪郭の明瞭さを表す数値M2と閾値Msとを比較する工程(S509)の前であれば、どの工程位置で行ってもよい。
例えば、撮像回数が上限回数に達しているか判断する工程(S508)の後に、ラインスキャンによる試料Sの第1の画像データの撮像の工程(S501)、画像データの輪郭の明瞭さを数値化する工程(S502)、輪郭の明瞭さの閾値を求める工程(S503)を実行した後、輪郭の明瞭さと閾値を比較する工程(S509)を実行する工程順としても問題なく実施可能である。
In the modified form of the image forming method shown in FIG. 9, the steps of obtaining the ideal clarity of the contour of the image data by line scanning (S501, S502) and the step of obtaining the clarity threshold Ms (S503) are performed. The order may be performed at any step position as long as it is before the step of comparing the numerical value M2 representing the clarity of the contour of the second image data with the threshold value Ms (S509).
For example, after the step of determining whether the number of times of imaging has reached the upper limit number (S508), the step of imaging the first image data of the sample S by line scanning (S501), and the clarity of the contour of the image data is digitized. After executing the step (S502) and the step (S503) for obtaining the threshold of the clarity of the contour, the order of the steps (S509) for comparing the clarity of the contour with the threshold can be implemented without any problem.

(3)各実施形態において、第2ステップ及び第5ステップで、輪郭の明瞭さを表す数値として、画像データのラインプロファイルを一次微分し、その一次微分の絶対値の最大値を用いる例を示したが、これに限らず、他の公知の方法、例えば、ラインプロファイルの画素値のレンジや、ラインプロファイルの画素値のレンジから生成された設定値を満たすラインプロファイルの幅等を用いて数値化してもよい。
ラインプロファイルの画素値のレンジとは、画像データのラインプロファイルの画素値の最大値と最小値との差であり、これを明瞭さを表す数値として用いることが可能である。例えば、画像データの試料の輪郭部分において、ラインプロファイルの画素値の最大値が230であり、最小値が50であるとき、レンジは180となり、この数値を、画像データの明瞭さを表す数値として用いる。この場合、数値が大きい方が、明瞭であることを意味する。
(3) In each embodiment, in the second step and the fifth step, an example is shown in which the line profile of image data is linearly differentiated as a numerical value representing the clarity of the contour, and the maximum absolute value of the primary differential is used. However, the present invention is not limited to this, and other known methods, for example, a line profile pixel value range, a line profile width that satisfies a set value generated from the line profile pixel value range, etc. May be.
The range of the pixel value of the line profile is a difference between the maximum value and the minimum value of the pixel value of the line profile of the image data, and this can be used as a numerical value representing clarity. For example, when the maximum value of the pixel value of the line profile is 230 and the minimum value is 50 in the contour portion of the sample of the image data, the range is 180, and this numerical value is expressed as a numerical value representing the clarity of the image data. Use. In this case, the larger numerical value means clearer.

また、ラインプロファイルの画素値のレンジから設定値を定め、その設定値を満たす部分のラインプロファイルの幅(ラインプロファイル曲線の最大値を有する山となる曲線部分が、閾値を超えている部分の幅)を、明瞭さを表す数値として用いることも可能である。例えば、ラインプロファイルの画素値の最大値が230、最小値が50、レンジが180であるとき、設定値をレンジの50%とすれば、設定値となる画素値は140となる。この設定値を超えるラインプロファイルの曲線の幅の寸法を明瞭さを表す数値として用いる。この場合、試料像がぼけていると、幅が太くなり、明瞭であると幅が狭くなる。
なお、試料像の輪郭の明瞭さを数値化する方法は、上述したこれらの方法以外の方法も適宜用いることが可能である。
さらに、上述のプロファイル処理の前に、一般的に行われるノイズ除去を目的としたスムージング処理やフィルタリング処理を行ってもよい。このようなスムージング処理やフィルタリング処理は、通常行われている技術であるので、本明細書においてはその詳細についての記載を省略する。
In addition, the setting value is determined from the pixel value range of the line profile, and the width of the line profile that satisfies the setting value (the width of the portion where the peak portion having the maximum value of the line profile curve exceeds the threshold) ) Can also be used as a numerical value for clarity. For example, when the maximum value of the pixel values of the line profile is 230, the minimum value is 50, and the range is 180, if the set value is 50% of the range, the pixel value that is the set value is 140. The dimension of the curve width of the line profile exceeding the set value is used as a numerical value representing clarity. In this case, if the sample image is blurred, the width becomes thick, and if it is clear, the width becomes narrow.
In addition, as a method for digitizing the clarity of the contour of the sample image, methods other than these methods described above can be used as appropriate.
Furthermore, smoothing processing and filtering processing for the purpose of noise removal that are generally performed may be performed before the above-described profile processing. Such smoothing processing and filtering processing are techniques that are normally performed, and therefore, detailed description thereof is omitted in this specification.

(4)各実施形態において、荷電粒子線装置として走査型電子顕微鏡を例に挙げて説明したが、これに限らず、透過型電子顕微鏡等のように荷電粒子線を用いる他の装置に適用することも可能である。
なお、本実施形態及び変形形態は、適宜組み合わせて用いることもできるが、詳細な説明は省略する。また、本発明は以上説明した各実施形態によって限定されることはない。
(4) In each embodiment, the scanning electron microscope has been described as an example of the charged particle beam apparatus. However, the present invention is not limited to this, and is applied to other apparatuses using a charged particle beam such as a transmission electron microscope. It is also possible.
In addition, although this embodiment and modification can also be used in combination as appropriate, detailed description is abbreviate | omitted. Further, the present invention is not limited by the embodiments described above.

第1実施形態の走査型電子顕微鏡1を説明する図である。It is a figure explaining the scanning electron microscope 1 of 1st Embodiment. 第1実施形態の走査型電子顕微鏡1の画像形成方法を説明する図である。It is a figure explaining the image formation method of the scanning electron microscope 1 of 1st Embodiment. ラインプロファイル及びその一次微分を説明する図である。It is a figure explaining a line profile and its 1st derivative. 画像データの明瞭さとラインプロファイル及びラインプロファイルの一次微分との関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between the clarity of image data, and the first derivative of a line profile and a line profile. 第2実施形態の走査型顕微鏡の画像形成方法を説明する図である。It is a figure explaining the image formation method of the scanning microscope of 2nd Embodiment. 第3実施形態の走査型顕微鏡の画像形成方法を説明する図である。It is a figure explaining the image formation method of the scanning microscope of 3rd Embodiment. 画像形成方法の変形形態を示す図である。It is a figure which shows the modification of an image forming method. ドリフトが試料像に及ぼす影響を説明する図である。It is a figure explaining the influence which a drift has on a sample image. 画像形成方法の変形形態を示す図である。It is a figure which shows the modification of an image forming method.

符号の説明Explanation of symbols

1 走査型電子顕微鏡
11 電子銃部
12 鏡筒部
13 収束レンズ
14 走査コイル
15 対物レンズ
16 ステージ部
17 排気部
18 検出部
21 制御部
22 信号処理部
23 CPU
24 画像形成部
25 表示部
26 入出力部
27 メモリ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Scanning electron microscope 11 Electron gun part 12 Lens barrel part 13 Converging lens 14 Scanning coil 15 Objective lens 16 Stage part 17 Exhaust part 18 Detection part 21 Control part 22 Signal processing part 23 CPU
24 Image forming unit 25 Display unit 26 Input / output unit 27 Memory

Claims (9)

荷電粒子線装置において試料像を得る画像形成方法であって、
試料をライン積算により1画像を得るラインスキャンによって撮像し、第1の画像データを得る第1の撮像工程と、
前記第1の撮像工程の後に、前記第1の画像データの輪郭の明瞭さを数値化する第1の数値化工程と、
前記第1の数値化工程で得られた前記第1の画像データの輪郭の明瞭さを表す数値から、明瞭さの閾値を設定する閾値設定工程と、
前記試料をフレーム積算により1画像を得るエリアスキャンによって撮像し、第2の画像データを得る第2の撮像工程と、
前記第2の撮像工程の後に、前記第2の画像データの輪郭の明瞭さを数値化する第2の数値化工程と、
前記第2の数値化工程の後に、前記第2の画像データの輪郭の明瞭さを表す数値が前記閾値を満たしているか否かを判定する判定工程と、
前記判定工程の結果に基づいて、前記第2の画像データを選択して記憶する記憶工程と、
を備え、
前記判定工程において前記第2の画像データの輪郭の明瞭さを表す数値が前記閾値を満たすまで、前記第2の撮像工程から前記判定工程までを繰り返すこと、
を特徴とする画像形成方法。
An image forming method for obtaining a sample image in a charged particle beam apparatus,
A first imaging step of capturing a sample by line scanning to obtain one image by line integration and obtaining first image data;
A first quantification step for quantifying the clarity of the contour of the first image data after the first imaging step;
A threshold setting step for setting a clarity threshold value from a numerical value representing the clarity of the contour of the first image data obtained in the first digitization step;
A second imaging step in which the sample is imaged by area scanning to obtain one image by frame integration to obtain second image data;
A second quantification step for quantifying the clarity of the outline of the second image data after the second imaging step;
A determination step of determining whether or not a numerical value representing the clarity of the outline of the second image data satisfies the threshold value after the second numerical value step;
A storage step based on said result of the determination process, and stores the selected said second image data,
Bei to give a,
Repeating from the second imaging step to the determination step until a numerical value representing the clarity of the outline of the second image data satisfies the threshold in the determination step;
An image forming method.
荷電粒子線装置において試料像を得る画像形成方法であって、An image forming method for obtaining a sample image in a charged particle beam apparatus,
試料をライン積算により1画像を得るラインスキャンによって撮像し、第1の画像データを得る第1の撮像工程と、A first imaging step of capturing a sample by line scanning to obtain one image by line integration and obtaining first image data;
前記第1の撮像工程の後に、前記第1の画像データの像の変形具合から測定したドリフト量を数値化するドリフト量数値化工程と、After the first imaging step, a drift amount quantification step for quantifying the drift amount measured from the degree of deformation of the image of the first image data;
前記数値化されたドリフト量が所定値以下であるか否かを判定するドリフト量判定工程と、A drift amount determination step for determining whether or not the digitized drift amount is equal to or less than a predetermined value;
前記ドリフト量判定工程の結果に基づいて、前記第1の画像データを選択して記憶する第1の画像データ記憶工程と、A first image data storage step of selecting and storing the first image data based on a result of the drift amount determination step;
前記第1の画像データの輪郭の明瞭さを数値化する第1の数値化工程と、A first digitizing step for digitizing the clarity of the outline of the first image data;
前記第1の数値化工程で得られた前記第1の画像データの輪郭の明瞭さを表す数値から、明瞭さの閾値を設定する閾値設定工程と、A threshold setting step for setting a clarity threshold value from a numerical value representing the clarity of the contour of the first image data obtained in the first digitization step;
前記試料をフレーム積算により1画像を得るエリアスキャンによって撮像し、第2の画像データを得る第2の撮像工程と、A second imaging step in which the sample is imaged by area scanning to obtain one image by frame integration to obtain second image data;
前記第2の撮像工程の後に、前記第2の画像データの輪郭の明瞭さを数値化する第2の数値化工程と、A second quantification step for quantifying the clarity of the outline of the second image data after the second imaging step;
前記第2の数値化工程の後に、前記第2の画像データの輪郭の明瞭さを表す数値が前記閾値を満たしているか否かを判定する判定工程と、A determination step of determining whether or not a numerical value representing the clarity of the outline of the second image data satisfies the threshold value after the second numerical value step;
前記判定工程の結果に基づいて、前記第2の画像データを選択して記憶する記憶工程と、A storage step of selecting and storing the second image data based on a result of the determination step;
を備えること、Providing
を特徴とする画像形成方法。An image forming method.
請求項2に記載の画像形成方法において、
前記判定工程において前記第2の画像データの輪郭の明瞭さを表す数値が前記閾値を満たすまで、前記第2の撮像工程から前記判定工程までを繰り返すこと、
を特徴とする画像形成方法。
The image forming method according to claim 2.
Repeating from the second imaging step to the determination step until a numerical value representing the clarity of the outline of the second image data satisfies the threshold in the determination step;
An image forming method.
請求項2に記載の画像形成方法において、
前記判定工程において前記第2の画像データの輪郭の明瞭さを表す数値が前記閾値を満たした場合にも、前記第2の撮像工程から前記判定工程までを設定された回数繰り返すこと、
を特徴とする画像形成方法。
The image forming method according to claim 2.
Repeating the set number of times from the second imaging step to the determination step even when the numerical value representing the clarity of the outline of the second image data satisfies the threshold in the determination step;
An image forming method.
請求項又は請求項3に記載の画像形成方法において、
前記第2の撮像工程を行う上限回数は、予め設定されていること、
を特徴とする画像形成方法。
The image forming method according to claim 1 or 3,
The upper limit number of times for performing the second imaging step is set in advance;
An image forming method.
請求項から請求項5までのいずれか1項に記載の画像形成方法において、
前記第1の数値化工程及び前記第2の数値化工程では、前記第1の画像データ及び前記第2の画像データのラインプロファイルの一次微分の絶対値の最大値を用いて、輪郭の明瞭さを数値化すること、
を特徴とする画像形成方法。
The image forming method according to any one of claims 1 to 5, wherein:
In the first numerical value process and the second numerical value process, the contour is clarified using the maximum absolute value of the first derivative of the line profile of the first image data and the second image data. Quantifying
An image forming method.
請求項から請求項5までのいずれか1項に記載の画像形成方法において、
前記第1の数値化工程及び前記第2の数値化工程では、前記第1の画像データ及び前記第2の画像データのラインプロファイルの画素値の最大値と最小値との差を用いて、輪郭の明瞭さを数値化すること、
を特徴とする画像形成方法。
The image forming method according to any one of claims 1 to 5, wherein:
In the first numerical value process and the second numerical value process, a contour is obtained by using a difference between a maximum value and a minimum value of pixel values of a line profile of the first image data and the second image data. Quantifying the clarity of
An image forming method.
請求項から請求項5までのいずれか1項に記載の画像形成方法において、
前記第1の数値化工程及び前記第2の数値化工程では、前記第1の画像データ及び前記第2の画像データのラインプロファイルの画素値の最大値と最小値との差を用いて設定された設定値を満たすラインプロファイルの幅を用いて、輪郭の明瞭さを数値化すること、
を特徴とする画像形成方法。
The image forming method according to any one of claims 1 to 5, wherein:
In the first numerical value process and the second numerical value process, the first image data and the second image data are set using a difference between the maximum value and the minimum value of the pixel values of the line profile of the second image data. Quantifying the clarity of the contour using the width of the line profile that satisfies the set value,
An image forming method.
荷電粒子線を試料上に照射する電子銃部と、
前記試料上の前記荷電粒子線が照射された領域から放出される二次信号を検出する検出部と、
検出された前記二次信号に基づいて画像を形成する画像形成部と、
を備える荷電粒子線装置であって、
前記画像形成部は、
試料をライン積算により1画像を得るラインスキャンによって撮像した第1の画像データの輪郭の明瞭さを数値化して閾値を設定し、
前記試料をフレーム積算により1画像を得るエリアスキャンによって撮像した第2の画像データの輪郭の明瞭さを数値化して、前記閾値を満たすか否かを判定し、
前記判定の結果に基づいて前記第2の画像データを選択し、記憶部に記憶させ、
前記試料をエリアスキャンによって撮像した前記第2の画像データの輪郭の明瞭さを数値化して、その数値が前記閾値を満たすか否かを判定することを、その数値が前記閾値を満たすまで繰り返すこと、
を特徴とする荷電粒子線装置。
An electron gun that irradiates the sample with a charged particle beam;
A detection unit for detecting a secondary signal emitted from an area irradiated with the charged particle beam on the sample;
An image forming unit that forms an image based on the detected secondary signal;
A charged particle beam device comprising:
The image forming unit includes:
Set the threshold value by quantifying the clarity of the contour of the first image data obtained by line scanning of the sample to obtain one image by line integration ;
Quantifying the clarity of the outline of the second image data obtained by area scanning for obtaining one image of the sample by frame integration, and determining whether or not the threshold is satisfied;
Based on the result of the determination, the second image data is selected and stored in a storage unit ,
It is repeated until the numerical value satisfies the threshold value, by converting the clarity of the outline of the second image data obtained by imaging the sample by area scanning and determining whether the numerical value satisfies the threshold value. ,
Charged particle beam device characterized by the above.
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