JPH0528465B2 - - Google Patents

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Publication number
JPH0528465B2
JPH0528465B2 JP61077040A JP7704086A JPH0528465B2 JP H0528465 B2 JPH0528465 B2 JP H0528465B2 JP 61077040 A JP61077040 A JP 61077040A JP 7704086 A JP7704086 A JP 7704086A JP H0528465 B2 JPH0528465 B2 JP H0528465B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
signal
converter
timing
direction scan
image signal
Prior art date
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Expired - Lifetime
Application number
JP61077040A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPS62254350A (en
Inventor
Katsumi Ura
Hiroshi Fujioka
Takaaki Shinkawa
Kyoshi Harasawa
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Osaka University NUC
Original Assignee
Osaka University NUC
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Osaka University NUC filed Critical Osaka University NUC
Priority to JP7704086A priority Critical patent/JPS62254350A/en
Publication of JPS62254350A publication Critical patent/JPS62254350A/en
Publication of JPH0528465B2 publication Critical patent/JPH0528465B2/ja
Granted legal-status Critical Current

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Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は電子銃から出た電子ビームを集束レン
ズで集束し、X軸偏向器及びX軸偏向器により偏
向させて試料上を走査させると共に、この走査を
デイジタルスキヤンにて行う走査電子顕微鏡に関
する。
Detailed Description of the Invention (Industrial Application Field) The present invention focuses an electron beam emitted from an electron gun using a focusing lens, deflects it using an X-axis deflector and an X-axis deflector, and scans it over a sample. , relates to a scanning electron microscope that performs this scanning by digital scanning.

(従来の技術) 走査電子顕微鏡は透過電子顕微鏡と同様に電子
ビームを試料に照射し、電子ビームの波長が短い
ことを利用して極微小の物質、特に原子、分子領
域までも観察する装置である。第3図において、
1は電子銃、2は集束レンズ、3はX軸偏向器、
4はY軸偏向器、5,6はX軸、Y軸の走査信号
発生器である。電子銃1から出た電子ビームは集
束レンズ2で集束され、走査信号発生器5,6か
らの走査信号によつて偏向器3,4で偏向され
る。電子ビームは更に対物レンズ7によつて集束
されて試料8上に像を結ぶ。この電子ビームはX
軸偏向器3及びY軸偏向器4によつて試料8上を
走査する。試料8を照射した電子ビームは試料8
から2次電子、反射電子等を放出させ、例えば2
次電子であれば2次電子検出器9で検出され、表
示装置10で表示される。前記走査信号発生器5
及び6の出力信号は鋸歯状波で通常アナログ信号
であつて、デイジタル信号は用いられていなかつ
た。デイジタルスキヤンの利点は次の通りであ
る。
(Prior technology) A scanning electron microscope is a device that, like a transmission electron microscope, irradiates a sample with an electron beam and uses the short wavelength of the electron beam to observe extremely small substances, especially in the atomic and molecular regions. be. In Figure 3,
1 is an electron gun, 2 is a focusing lens, 3 is an X-axis deflector,
4 is a Y-axis deflector, and 5 and 6 are X-axis and Y-axis scanning signal generators. The electron beam emitted from the electron gun 1 is focused by a focusing lens 2 and deflected by deflectors 3 and 4 in response to scanning signals from scanning signal generators 5 and 6. The electron beam is further focused by an objective lens 7 to form an image on a sample 8. This electron beam is
The sample 8 is scanned by the axis deflector 3 and the Y-axis deflector 4. The electron beam that irradiated sample 8
emit secondary electrons, reflected electrons, etc. from
If it is a secondary electron, it is detected by the secondary electron detector 9 and displayed on the display device 10. The scanning signal generator 5
The output signals of and 6 are sawtooth waves and are usually analog signals, and no digital signals are used. The advantages of digital scanning are as follows.

(イ) スキヤンレートが自由に変えられる。(b) Scan rate can be changed freely.

(ロ) 走査を部分的にすることが容易にできる。(b) Partial scanning can be easily performed.

(ハ) ビームを一点に止めることが容易であり、止
める位置を正確に定めることができる。
(c) It is easy to stop the beam at one point, and the stopping position can be determined accurately.

以上の利点のためにデイジタルスキヤンを用い
る場合も生じてきた。ところでデイジタルスキヤ
ンの場合、像のSN比の改善は各フレーム(画面
の像)の走査毎に外部記憶装置(フレームメモ
リ)に像を積算させる方法で行つていた。走査回
数をNとすれば同期加算によるSN比の改善とし
て知られているようにSN比の改善は√倍とな
る。
Due to the above advantages, digital scanning has been used in some cases. By the way, in the case of digital scanning, the improvement of the signal-to-noise ratio of an image has been achieved by integrating the images in an external storage device (frame memory) each time each frame (image of the screen) is scanned. If the number of scans is N, the improvement in the SN ratio is multiplied by √, as is known as the improvement in the SN ratio by synchronous addition.

(発明が解決しようとする問題点) デイジタルスキヤンの場合、走査時間はx方向
のスキヤン信号用のD/Aコンバータのセツトリ
ングタイム及びx、y方向の分解能(画素数)に
よつて決まつてくる。そのため短くするには限度
がある。走査時間をT、走査回数をNとすれば、
SN比を√倍改善するために要する時間はTN
となる。つまりSN比を改善するためには所望改
善率の自乗に比例する走査時間を必要とし、像の
観察に長時間を要する結果となる。
(Problem to be Solved by the Invention) In the case of digital scanning, the scanning time is determined by the settling time of the D/A converter for the scan signal in the x direction and the resolution (number of pixels) in the x and y directions. come. Therefore, there is a limit to how short it can be. If the scanning time is T and the number of scanning is N, then
The time required to improve the S/N ratio by √ times is TN
becomes. In other words, in order to improve the SN ratio, a scanning time proportional to the square of the desired improvement rate is required, resulting in a long time required for image observation.

本発明は上記の点に鑑みてなされたもので、そ
の目的は、短い走査時間でSN比の改善をなし得
る走査電子顕微鏡であつて、デイジタルスキヤン
特有の縦縞がなく見易い画面を得ることができる
走査電子顕微鏡を提供することにある。
The present invention has been made in view of the above points, and its purpose is to provide a scanning electron microscope that can improve the signal-to-noise ratio in a short scanning time, and that can provide an easy-to-read screen without the vertical stripes characteristic of digital scanning. An object of the present invention is to provide a scanning electron microscope.

(問題点を解決するための手段) 前記の問題点を解決する本発明は、電子銃から
出た電子ビームを集束レンズで集束し、X軸偏向
器及びY軸偏向器により偏向させて試料上を走査
させると共に、この走査をデイジタルスキヤンに
て行う走査電子顕微鏡において、タイミングパル
ス及びトリガパルスを発生するタイミング発生回
路と、該タイミング発生回路が出力するタイミン
グパルスを受け、X方向スキヤン信号としてのデ
イジタル信号を発生するX方向スキヤンジエネレ
ータと、前記タイミング発生回路が出力するタイ
ミングパルスを受け、Y方向スキヤン信号として
のデイジタル信号を発生するY方向スキヤンジエ
ネレータと、前記X方向スキヤンジエネレータが
出力するX方向スキヤン信号をアナログ信号に変
換して出力する第1のD/Aコンバータと、前記
Y方向スキヤンジエネレータが出力するY方向ス
キヤン信号をアナログ信号に変換して出力する第
2のD/Aコンバータと、前記第1、第2のD/
Aコンバータが出力するX方向、Y方向スキヤン
信号を増幅し、それぞれ走査電子顕微鏡本体のX
軸偏向器、Y軸偏向器に与える第1、第2の増幅
器と、前記X方向、Y方向スキヤンジエネレータ
が出力するX方向、Y方向スキヤン信号により定
まる各走査点毎に、前記タイミング発生回路から
複数の連続するトリガーパルスを受け、このトリ
ガーパルスを受ける毎に前記走査電子顕微鏡本体
から出力されている像信号をデイジタル信号に変
換し出力するA/Dコンバータと、前記タイミン
グ発生回路が発生する複数のトリガーパルスか
ら、前記A/Dコンバータでデイジタル変換した
像信号を取込むための複数の連続する積算タイミ
ングパルスを作成し、該積算タイミングパルスを
用いて取込んだ同一走査点での連続する像信号を
加算してSN比を改善した像信号を得る像信号積
算回路と、該像信号加算回路により得られた前記
SN比を改善した像信号を格納するフレームメモ
リとを備え、前記像信号積算回路にて前記A/D
コンバータでデイジタル変換した像信号を取込む
ための複数の連続する積算タイミングパルスとし
ては、前記A/Dコンバータの出力信号に像信号
のグリツジの影響がなくなつた後のタイミングで
発生する積算タイミングパルスのみを用いること
を特徴とするものである。
(Means for Solving the Problems) The present invention, which solves the above-mentioned problems, focuses the electron beam emitted from the electron gun with a focusing lens, deflects it with an In a scanning electron microscope that scans the image and performs this scanning by digital scanning, there is a timing generation circuit that generates timing pulses and trigger pulses, and a timing pulse output from the timing generation circuit that receives the timing pulse and generates a digital scan signal in the X direction. an X-direction scan generator that generates a signal; a Y-direction scan generator that receives a timing pulse output from the timing generation circuit and generates a digital signal as a Y-direction scan signal; and the X-direction scan generator outputs a digital signal. a first D/A converter that converts an X-direction scan signal into an analog signal and outputs the same; and a second D/A converter that converts the Y-direction scan signal output from the Y-direction scan generator into an analog signal and outputs the analog signal. a converter, and the first and second D/
The X-direction and Y-direction scan signals output by the A converter are amplified, and the X-direction and Y-direction scan signals output by the A converter are
the timing generation circuit for each scanning point determined by the first and second amplifiers applied to the axis deflector and the Y-axis deflector, and the X-direction and Y-direction scan signals output from the X-direction and Y-direction scan generators; An A/D converter receives a plurality of consecutive trigger pulses from the scanning electron microscope, and each time the trigger pulse is received, the A/D converter converts the image signal outputted from the scanning electron microscope body into a digital signal and outputs the digital signal, and the timing generation circuit generates a digital signal. From a plurality of trigger pulses, a plurality of continuous integrated timing pulses for capturing the image signal digitally converted by the A/D converter are created, and the integrated timing pulses are used to generate consecutive integrated timing pulses at the same scanning point captured. an image signal integration circuit that adds image signals to obtain an image signal with an improved signal-to-noise ratio;
a frame memory for storing an image signal with an improved SN ratio;
As the plurality of consecutive integrated timing pulses for capturing the image signal digitally converted by the converter, the integrated timing pulse is generated at a timing after the output signal of the A/D converter is no longer affected by the glitches of the image signal. It is characterized by using only

(作用) タイミング発生回路が出力するタイミングパル
スを受け、X方向、Y方向スキヤンジエネレータ
がそれぞれX方向、Y方向スキヤン信号としての
デイジタル信号を発生する。これらスキヤン信号
はアナログ信号に変換され且つ増幅された後、走
査電子顕微鏡本体のX軸偏向器、Y軸偏向器に与
えられる。X方向、Y方向スキヤン信号により定
まる各走査点毎に、A/Dコンバータは、タイミ
ング発生回路から複数の連続するトリガーパルス
を受け、このトリガーパルスを受ける毎に走査電
子顕微鏡本体から出力されている増信号をデイジ
タル信号に変換し出力する。像信号積算回路は、
タイミング発生回路が発生する複数のトリガーパ
ルスから、このA/Dコンバータでデイジタル変
換する像信号を取込むための複数の連続する積算
タイミングパルスを作成し、該積算タイミングパ
ルスを用いて像信号を取込み、同一走査点でのこ
の連続する像信号を加算して、1回の走査でSN
比を改善した新たな像信号を得ている。この新た
な像信号はフレームメモリに格納される。ここ
で、複数の連続する積算タイミングパルスとして
は、A/Dコンバータの出力信号に像信号のグリ
ツジの影響がなくなつた後のタイミングで発生す
る積算タイミングパルスのみを用い、デイジタル
スキヤン特有の縦縞がなく見易い画面が得られる
ようにしている。
(Function) In response to the timing pulse output from the timing generation circuit, the X-direction and Y-direction scan generators generate digital signals as X-direction and Y-direction scan signals, respectively. These scan signals are converted into analog signals, amplified, and then applied to the X-axis deflector and Y-axis deflector of the main body of the scanning electron microscope. For each scanning point determined by the X-direction and Y-direction scan signals, the A/D converter receives a plurality of consecutive trigger pulses from the timing generation circuit, and each time the A/D converter receives a trigger pulse, an output is output from the main body of the scanning electron microscope. Converts the amplified signal into a digital signal and outputs it. The image signal integration circuit is
A plurality of continuous integrated timing pulses are created from the plurality of trigger pulses generated by the timing generation circuit to capture the image signal to be digitally converted by this A/D converter, and the image signal is captured using the integrated timing pulses. , these consecutive image signals at the same scanning point are added together to obtain SN in one scan.
A new image signal with improved ratio has been obtained. This new image signal is stored in the frame memory. Here, as the plurality of continuous integrated timing pulses, only the integrated timing pulses that are generated at the timing after the influence of image signal glitches are eliminated on the output signal of the A/D converter are used, and the vertical stripes peculiar to digital scan are used. This makes it possible to obtain a screen that is easy to view.

(実施例) 以下に図面を参照して本発明の実施例につき詳
細に説明する。
(Example) Examples of the present invention will be described in detail below with reference to the drawings.

第1図は本発明の実施例を示すブロツク図であ
る。図中11はタイミング発生回路でタイミング
パルスを発生し、X方向スキヤンジエネレータ1
2及びY方向スキヤンジエネレータ13に信号を
供給する。X方向スキヤンジエネレータ12の出
力信号はデイジタルによるランプ信号であつて、
D/Aコンバータ14においてアナログ信号に変
えられ階段状の鋸歯状波(ランプ波形)となる。
Y方向スキヤンジエネレータ13も同様であつ
て、周波数が異なるだけである。以上の信号のタ
イミングは第2図に示す通りである。同図イはタ
イミング発生回路11の出力であるタイミングパ
ルスで、ロはそれに基づいて発生したD/Aコン
バータ14の出力であるX方向スキヤン信号の波
形、ハは同じくD/Aコンバータ15の出力であ
るY方向スキヤン信号の波形である。このスキヤ
ン信号は増幅器16,17で増幅されて、走査電
子顕微鏡本体18のX軸偏向器3及びY軸偏向器
4に入り、電子ビームをX軸、Y軸方向に偏向さ
せて試料8上を走査させる。試料8から出た例え
ば2次電子による像信号は2次電子検出器9で検
出される。この像信号はA/Dコンバータ19に
送られる。タイミング発生回路11は、既述のX
方向及びY方向スキヤン信号を得るためのタイミ
ングパルスに同期して、X方向、Y方向スキヤン
信号により定まる各走査点毎に、複数の連続する
トリガーパルスを作成し、A/Dコンバータ19
に送つている。A/Dコンバータ19は、前記の
像信号をこのトリガーパルスによつて取込み、デ
イジタル変換している。A/Dコンバータ19で
デイジタル変換された像信号は、像信号積算回路
20に向けて出力される。像信号積算回路20は
タイミング発生回路11からのトリガーパルスも
同時に受けている。ここで、トリガーパルスは、
A/Dコンバータ19のセツトリングタイムに応
じた時間間隔例えば80nsの間隔のパルスで、像信
号積算回路20は、このパルスに対してA/Dコ
ンバータ19のセツトリングタイムに応じた時間
だけ遅れた積算タイミングパルスを発生してい
る。そして、A/Dコンバータ19の出力信号
は、この積算タイミングパルスによつて、像信号
積算回路20内に取込まれる。このタイミングの
関係は第2図に示してあり、第2図ニからも明ら
かなように、X方向スキヤン信号の1ステツプ
(Dwell Time;以下DTと略す)において即ち走
査点一つに対して、積算タイミングパルスは連続
して複数発生している。X方向スキヤン信号の
DTの時間は、走査電子顕微鏡本体18の電子ビ
ームは止つていて試料8の一点のみを照射してお
り、その間、像信号積算回路20は、第2図ニの
ように多くの積算タイミングパルスにより、像信
号を取込んでいる。像信号積算回路20は像信号
を取込んだ回数だけ像信号を積算し、その結果を
積算回数で除し、得られた像信号をフレームメモ
リ21に格納する。この状態を第2図ホ及びヘに
示してある。ホでは積算タイミングパルスに応じ
た回数だけ像信号を取込んでその結果をフレーム
メモリ21のメモリ1区画に格納する状態を示し
てある。以上の結果X方向スキヤンの1DTの間
に多数回の信号を積算することができて、SN比
改善のための同期加算を1回のスキヤンで行うこ
とでができSN比の改善のための所要走査時間は
1走査時間のTとなり、SN比の改善をしながら
所要時間を短縮することができる。このSN比の
改善率はX方向スキヤン信号のIDTにおける積算
タイミングパルスの数によつて決まる。X方向ス
キヤンの走査速度はD/Aコンバータ14のセツ
トリングタイムで決まり、又像の取込みはA/D
コンバータ19のセツトリングタイムで決まるの
で、タイミング発生回路11からのトリガーパル
スをA/Dコンバータ19のセツトリングタイム
を見込んだ最小の時間間隔でA/Dコンバータ1
9のゲートを開くように送り込んでやればSN比
を最大に向上させることができ、又、X方向スキ
ヤン用のD/Aコンバータ14のセツトリングタ
イムを見込んだ速度で走査するようにすれば走査
時間を短くすることができる。但し、走査時間の
短縮とSN比の改善率とは相反する関係にあるの
で適当に定めることが必要である。尚、デイジタ
ルスキヤンの欠点として、第4図に示すようにデ
イジタルスキヤン像に縦縞が現われる。これは次
のような理由に基づくものである。D/Aコンバ
ータ14においてデイジタル信号をアナログ信号
に変換する過程を1例によつて第5図に示す。例
えば図に示すように7ビツトのデイジタル信号に
よつて、イの1000000(64)からロの0111111(63)
に2進数が変化する場合、瞬間的に一番上のビツ
トが0にならないうちに下位のビツトが全部1に
変つた場合、ハのように一時的に1111111(127)
になり、急に電圧が上がることになる。この状態
は第6図に示すように、立上がり又は立下り時間
にグリツジと称せられるピークが出現する。これ
は例に示した7ビツトの場合はその1/2の63〜64
の点で電圧上昇は最も大きいが、31〜32、15〜16
の場合でも同様に生じている。これが第4図の縦
縞となつて現われるものである。このため像信号
積算回路20においてタイミング発生回路11か
らのトリガパルスにより積算タイミングパルスを
作成するのであるが、その積算タイミングパルス
の初めの部分の幾つかのパルスを捨てて、像信号
を取込まないようにすればこのデイジタルスキヤ
ン優の縦縞ができなくて見易い画面を得ることが
できる。
FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of the present invention. In the figure, 11 is a timing generation circuit that generates timing pulses, and an X-direction scan generator 1.
2 and the Y direction scan generator 13. The output signal of the X-direction scan generator 12 is a digital ramp signal,
The signal is converted into an analog signal in the D/A converter 14 and becomes a step-like sawtooth wave (ramp waveform).
The Y-direction scan generator 13 is similar, and only has a different frequency. The timing of the above signals is as shown in FIG. In the figure, A is the timing pulse that is the output of the timing generation circuit 11, B is the waveform of the X-direction scan signal that is the output of the D/A converter 14 generated based on it, and C is the output of the D/A converter 15. This is a waveform of a certain Y direction scan signal. This scan signal is amplified by amplifiers 16 and 17, and enters the X-axis deflector 3 and Y-axis deflector 4 of the scanning electron microscope main body 18, and deflects the electron beam in the X-axis and Y-axis directions onto the sample 8. Let it scan. An image signal caused by, for example, secondary electrons emitted from the sample 8 is detected by a secondary electron detector 9. This image signal is sent to the A/D converter 19. The timing generation circuit 11 is
In synchronization with the timing pulse for obtaining the direction and Y direction scan signals, a plurality of continuous trigger pulses are created for each scanning point determined by the X direction and Y direction scan signals, and the A/D converter 19 generates a plurality of consecutive trigger pulses.
I am sending it to The A/D converter 19 takes in the image signal using this trigger pulse and converts it into digital data. The image signal digitally converted by the A/D converter 19 is output to an image signal integration circuit 20. The image signal integration circuit 20 also receives a trigger pulse from the timing generation circuit 11 at the same time. Here, the trigger pulse is
The image signal integration circuit 20 is delayed by the time interval corresponding to the settling time of the A/D converter 19 with respect to the pulse, for example, at an interval of 80 ns. Generating integration timing pulse. The output signal of the A/D converter 19 is then taken into the image signal integration circuit 20 by this integration timing pulse. This timing relationship is shown in FIG. 2, and as is clear from FIG. A plurality of cumulative timing pulses are generated continuously. X direction scan signal
During the DT time, the electron beam from the scanning electron microscope main body 18 is stopped and irradiates only one point on the sample 8, and during this period, the image signal integration circuit 20 generates many integration timing pulses as shown in FIG. The image signal is captured by The image signal integration circuit 20 integrates the image signal the number of times the image signal is captured, divides the result by the number of integration times, and stores the obtained image signal in the frame memory 21. This state is shown in FIG. 2, E and F. In E, a state is shown in which image signals are captured the number of times corresponding to the cumulative timing pulse and the results are stored in one memory section of the frame memory 21. As a result of the above, it is possible to integrate signals many times during 1DT of the X-direction scan, and synchronous addition to improve the SN ratio can be performed in a single scan, which is necessary for improving the SN ratio. The scanning time is T, which is one scanning time, and the required time can be shortened while improving the SN ratio. The improvement rate of this SN ratio is determined by the number of integrated timing pulses in the IDT of the X-direction scan signal. The scanning speed of the X direction scan is determined by the settling time of the D/A converter 14, and the image capture is determined by the A/D
Since it is determined by the settling time of the converter 19, the trigger pulse from the timing generation circuit 11 is sent to the A/D converter 1 at the minimum time interval that takes into account the settling time of the A/D converter 19.
The signal-to-noise ratio can be maximized by feeding the signal so as to open the gate No. 9, and by scanning at a speed that takes into account the settling time of the D/A converter 14 for scanning in the X direction, the scanning speed can be improved. time can be shortened. However, since the shortening of the scanning time and the improvement rate of the SN ratio have a contradictory relationship, it is necessary to set them appropriately. Incidentally, a drawback of digital scan is that vertical stripes appear in the digital scan image as shown in FIG. This is based on the following reasons. An example of the process of converting a digital signal into an analog signal in the D/A converter 14 is shown in FIG. For example, as shown in the figure, 1000000 (64) in A to 0111111 (63) in B using a 7-bit digital signal.
When a binary number changes, if all the lower bits momentarily change to 1 before the top bit becomes 0, it temporarily changes to 1111111 (127) as shown in C.
, and the voltage will suddenly rise. In this state, as shown in FIG. 6, a peak called a glitch appears at the rise or fall time. In the case of 7 bits shown in the example, this is 1/2 of that, 63 to 64.
The voltage rise is the largest in terms of 31-32, 15-16
The same thing occurs in the case of This appears as vertical stripes in FIG. For this reason, an integrated timing pulse is created in the image signal integration circuit 20 using the trigger pulse from the timing generation circuit 11, but some pulses at the beginning of the integrated timing pulse are discarded and the image signal is not captured. By doing so, it is possible to obtain an easy-to-read screen without the vertical stripes that occur when using a digital scan.

像積算タイミングパルスの数と像信号との関係
において得られる回数の信号を積算してその回数
で除すことはコンピユータにより計算する必要が
あつて大変なので、その回数は2の冪の数に選び
その数を越えて半端な数は捨てるようにして2進
レジスタに入れてゆけば、その回数で割るときは
レジスタを2の冪数だけずらせばよいので特別な
計算器は不要となる。例えば16回(24)だけ積算
し、19回積算量があれば3回分捨てて16回分と
し、4回右へずらせば16で除したことになる。こ
の状況を第7図に示す。
Considering the relationship between the number of image integration timing pulses and the image signal, integrating the number of signals obtained and dividing by the number of times requires calculation by a computer and is difficult, so the number of times is selected as a number that is a power of two. If you store odd numbers beyond that number in a binary register, discarding them, then when you want to divide by that number, you only need to shift the register by a power of 2, so you don't need a special calculator. For example, if you integrate 16 times (2 4 ) and have 19 times, you can discard 3 times to get 16 times, and shift it 4 times to the right to divide by 16. This situation is shown in FIG.

このように本発明によればSN比の改善はX方
向スキヤン波形の1DT中に積算タイミングパル
スを多く作ることによつて走査時間を増すことな
く行うことができる。又積算タイミングパルスの
幾つかを捨てることによつてグリツジをなくして
像画面中より縦縞をなくすことができる。
As described above, according to the present invention, the SN ratio can be improved without increasing the scanning time by creating a large number of integrated timing pulses during 1DT of the X-direction scan waveform. Also, by discarding some of the integrated timing pulses, it is possible to eliminate glitches and eliminate vertical stripes from the image plane.

(発明の効果) 以上詳細に説明したように、本発明によれば、
像信号積算回路は、タイミング発生回路が発生す
る複数のトリガーパルスから、A/Dコンバータ
でデイジタル変換した像信号を取込むための複数
の連続する積算タイミングパルスを作成し、該積
算タイミングパルスを用いて像信号を取込み、同
一走査点でのこの連続する像信号を加算している
ので、短い走査時間(一回の走査)でSN比を改
善した新たな像信号を得ることができると共に、
複数の連続する積算タイミングパルスとして、
A/Dコンバータの出力信号に像信号のグリツジ
の影響がなくなつた後のタイミングで発生する積
算タイミングパルスのみを用いているので、デイ
ジタルスキヤン特有の縦縞がなく見易い画面が得
られる。
(Effects of the Invention) As explained in detail above, according to the present invention,
The image signal integration circuit creates a plurality of continuous integrated timing pulses for capturing the image signal digitally converted by the A/D converter from the plurality of trigger pulses generated by the timing generation circuit, and uses the integrated timing pulses. Since the image signals are acquired at the same scanning point and the consecutive image signals at the same scanning point are added, it is possible to obtain a new image signal with an improved signal-to-noise ratio in a short scanning time (single scanning).
As multiple consecutive integrated timing pulses,
Since only the integrated timing pulses generated at the timing after the influence of image signal glitches are eliminated on the output signal of the A/D converter are used, an easy-to-read screen without vertical stripes peculiar to digital scanning can be obtained.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は本発明の実施例を示すブロツク図、第
2図は本発明の実施例における信号のタイミング
図、第3図は本発明が用いられる走査電子顕微鏡
本体の図、第4図はデイジタルスキヤン像に現わ
れる縦縞の説明図、第5図はグリツジ発生の原理
説明図、第6図はグリツジの説明図で第7図は信
号積算と平均計算の説明図である。 1……電子銃、2……集束レンズ、3……X軸
偏向器、4……Y軸偏向器、5,6……走査信号
発生器、7……対物レンズ、8……試料、9……
2次電子検出器、10……表示器、11……タイ
ミング発生回路、12……X方向スキヤンジエネ
レータ、13……Y方向スキヤンジエネレータ、
14,15……D/Aコンバータ、16,17…
…アンプ、18……走査電子顕微鏡、19……
A/Dコンバータ、20……像信号積算回路、2
0……フレームメモリ。
FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a signal timing diagram in the embodiment of the present invention, FIG. 3 is a diagram of the main body of a scanning electron microscope in which the present invention is used, and FIG. 4 is a digital FIG. 5 is an explanatory diagram of the principle of generation of glitches, FIG. 6 is an explanatory diagram of glitches, and FIG. 7 is an explanatory diagram of signal integration and average calculation. 1... Electron gun, 2... Focusing lens, 3... X-axis deflector, 4... Y-axis deflector, 5, 6... Scanning signal generator, 7... Objective lens, 8... Sample, 9 ……
Secondary electron detector, 10...Display device, 11...Timing generation circuit, 12...X direction scan generator, 13...Y direction scan generator,
14, 15...D/A converter, 16, 17...
...Amplifier, 18...Scanning electron microscope, 19...
A/D converter, 20... Image signal integration circuit, 2
0...Frame memory.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 1 電子銃から出た電子ビームを集束レンズで集
束し、X軸偏向器及びY軸偏向器により偏向させ
て試料上を走査させると共に、この走査をデイジ
タルスキヤンにて行う走査電子顕微鏡において、
タイミングパルス及びトリガパルスを発生するタ
イミング発生回路と、該タイミング発生回路が出
力するタイミングパルスを受け、X方向スキヤン
信号としてのデイジタル信号を発生するX方向ス
キヤンジエネレータと、前記タイミング発生回路
が出力するタイミングパルスを受け、Y方向スキ
ヤン信号としてのデイジタル信号を発生するY方
向スキヤンジエネレータと、前記X方向スキヤン
ジエネレータが出力するX方向スキヤン信号をア
ナログ信号に変換して出力する第1のD/Aコン
バータと、前記Y方向スキヤンジエネレータが出
力するY方向スキヤン信号をアナログ信号に変換
して出力する第2のD/Aコンバータと、前記第
1、第2のD/Aコンバータが出力するX方向、
Y方向スキヤン信号を増幅し、それぞれ走査電子
顕微鏡本体のX軸偏向器、Y軸偏向器に与える第
1、第2の増幅器と、前記X方向、Y方向スキヤ
ンジエネレータが出力するX方向、Y方向スキヤ
ン信号により定まる各走査点毎に、前記タイミン
グ発生回路から複数の連続するトリガーパルスを
受け、このトリガーパルスを受ける毎に前記走査
電子顕微鏡本体から出力されている像信号をデイ
ジタル信号に変換し出力するA/Dコンバータ
と、前記タイミング発生回路が発生する複数のト
リガーパルスから、前記A/Dコンバータでデイ
ジタル変換した像信号を取込むための複数の連続
する積算タイミングパルスを作成し、該積算タイ
ミングパルスを用いて取込んだ同一走査点での連
続する像信号を加算してSN比を改善した像信号
を得る像信号積算回路と、該像信号加算回路によ
り得られた前記SN比を改善した像信号を格納す
るフレームメモリとを備え、前記像信号積算回路
にて前記A/Dコンバータでデイジタル変換した
像信号を取込むための複数の連続する積算タイミ
ングパルスとしては、前記A/Dコンバータの出
力信号に像信号のグリツジの影響がなくなつた後
のタイミングで発生する積算タイミングパルスの
みを用いることを特徴とする走査電子顕微鏡。
1. In a scanning electron microscope, an electron beam emitted from an electron gun is focused by a focusing lens, deflected by an X-axis deflector and a Y-axis deflector, and scanned over a sample, and this scanning is performed using a digital scan.
a timing generation circuit that generates a timing pulse and a trigger pulse; an X-direction scan generator that receives the timing pulse output from the timing generation circuit and generates a digital signal as an X-direction scan signal; and an X-direction scan generator that generates a digital signal as an X-direction scan signal; a Y-direction scan generator that receives a timing pulse and generates a digital signal as a Y-direction scan signal; and a first D/D converter that converts the X-direction scan signal output from the X-direction scan generator into an analog signal and outputs the analog signal. A converter, a second D/A converter that converts the Y-direction scan signal outputted by the Y-direction scan generator into an analog signal and outputs it, and an direction,
First and second amplifiers amplify the Y-direction scan signal and apply it to the X-axis deflector and Y-axis deflector of the scanning electron microscope body, respectively, and the X-direction and Y-direction scan signals output from the X-direction and Y-direction scan generators. For each scanning point determined by the directional scan signal, a plurality of consecutive trigger pulses are received from the timing generation circuit, and each time the trigger pulse is received, the image signal output from the scanning electron microscope main body is converted into a digital signal. From the output A/D converter and a plurality of trigger pulses generated by the timing generation circuit, a plurality of continuous integrated timing pulses for capturing the image signal digitally converted by the A/D converter are created, and the integrated timing pulses are An image signal integration circuit that obtains an image signal with an improved SN ratio by adding consecutive image signals at the same scanning point captured using a timing pulse, and an image signal integration circuit that improves the SN ratio obtained by the image signal addition circuit. and a frame memory for storing image signals digitally converted by the A/D converter, and the plurality of continuous integration timing pulses for capturing the image signal digitally converted by the A/D converter in the image signal integration circuit include the A/D converter. A scanning electron microscope characterized in that only integrated timing pulses generated at a timing after the influence of image signal glitches are eliminated from the output signal of the scanning electron microscope are used.
JP7704086A 1986-04-03 1986-04-03 Improving method for sn ratio of digital scanning image in scanning type electron microscope Granted JPS62254350A (en)

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JPS62254350A JPS62254350A (en) 1987-11-06
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Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5676153A (en) * 1979-11-26 1981-06-23 Hitachi Ltd Image signal processor for scanning electron microscope
JPS59154733A (en) * 1983-02-24 1984-09-03 Fujitsu Ltd Electron beam apparatus

Patent Citations (2)

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JPS5676153A (en) * 1979-11-26 1981-06-23 Hitachi Ltd Image signal processor for scanning electron microscope
JPS59154733A (en) * 1983-02-24 1984-09-03 Fujitsu Ltd Electron beam apparatus

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