JPH05307942A - Emission noise cancelling method for scanning type electron microscope - Google Patents
Emission noise cancelling method for scanning type electron microscopeInfo
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- Electron Sources, Ion Sources (AREA)
Abstract
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は電界放射型電子銃から放
出される電子の強度変動の影響を除くようにした走査型
電子顕微鏡のエミッションノイズキャンセル方式に関す
る。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an emission noise canceling method for a scanning electron microscope which is designed to eliminate the influence of fluctuations in the intensity of electrons emitted from a field emission electron gun.
【0002】[0002]
【従来の技術】一般に、電界放射型電子銃から放出され
る電子には数パーセントの変動分が含まれている。これ
はエミッタ表面にガスが吸着したり、吸着したガスやイ
オンがマイグレーションするために金属表面の仕事関数
が変化し、またイオン等の衝突により金属表面の形状が
変化するためである。このため、電界放射型電子銃を走
査型電子顕微鏡に使用する場合、鏡筒途中にノイズキャ
ンセル用の検出器を設けてプローブを形成する近傍の電
子を検出し、この検出信号で試料から放出される信号を
除算することにより画像上でのエミッションノイズを消
去することが行われている。2. Description of the Related Art In general, electrons emitted from a field emission electron gun contain a fluctuation of several percent. This is because the work function of the metal surface changes due to the adsorption of gas on the emitter surface or the migration of the adsorbed gas and ions, and the shape of the metal surface changes due to the collision of ions and the like. Therefore, when the field emission electron gun is used for a scanning electron microscope, a noise canceling detector is provided in the middle of the lens barrel to detect electrons in the vicinity of the probe, and this detection signal is emitted from the sample. Emission noise on an image is eliminated by dividing the signal that is generated.
【0003】図4(a)はこのような従来のノイズキャ
ンセル方式を説明するもので、電界放射型電子銃20か
ら放出された電子線21の一部をノイズキャンセル用絞
り22で検出すると共に、対物絞り23を通した電子線
を走査コイル24で走査し、試料25から放出される2
次電子を検出器26で検出し、検出した信号Zとノイズ
キャンセル用絞り22で検出した信号Xとを割算器27
で割算してZ/Xとすることにより電子線に含まれる変
動分を除去し、CRT28で試料像を表示して観察する
ようにしている。FIG. 4 (a) illustrates such a conventional noise canceling method, in which a part of the electron beam 21 emitted from the field emission electron gun 20 is detected by a noise canceling diaphragm 22. The electron beam that has passed through the objective diaphragm 23 is scanned by the scanning coil 24 and emitted from the sample 25.
The secondary electron is detected by the detector 26, and the detected signal Z and the signal X detected by the noise canceling diaphragm 22 are divided by a divider 27.
By dividing by Z / X to eliminate the fluctuation included in the electron beam, the CRT 28 displays the sample image for observation.
【0004】[0004]
【発明が解決しようとする課題】ところで、ノイズキャ
ンセル用信号と試料からの信号に対し、オフセット量が
発生すると、割算結果に誤差が発生するので、オフセッ
ト量は予め取り除いておく必要がある。例えば、図4
(b)に示すように、ヒータを有する炉31内の試料に
対して対物レンズ30を通して電子線を照射し、検出器
32で信号を検出する場合、検出器32では2次電子の
他に熱電子が同時に検出され、これが2次電子信号に重
畳し、又、反射電子検出器33にPNジャンクションを
用いた場合、炉から発生する光成分が反射電子信号に重
畳して検出され、熱電子や光成分により重畳する信号を
V0 とすると、割算器出力は(Z+V0 )/Xとなって
放出電流強度の変動による影響を除去することができな
くなってしまうことになる。このため、例えば反射電子
検出器にオフセット回路34を接続し、マニュアルで一
定のオフセット値を設定して前記V0 をキャンセルする
ことが行われているが、オフセット量は炉の温度変動等
により変化するため完全にはV0 を除くことができず、
その結果エミッションノイズを画像より消去することは
困難であった。By the way, when an offset amount is generated between the noise canceling signal and the signal from the sample, an error occurs in the division result, so the offset amount must be removed in advance. For example, in FIG.
As shown in (b), when a sample in a furnace 31 having a heater is irradiated with an electron beam through the objective lens 30 and a signal is detected by the detector 32, the detector 32 generates heat in addition to the secondary electrons. Electrons are detected at the same time, and these are superposed on the secondary electron signal. Further, when a PN junction is used for the backscattered electron detector 33, the optical component generated from the furnace is superposed on the backscattered electron signal and detected, and the If the signal superposed by the optical component is V 0 , the output of the divider becomes (Z + V 0 ) / X, and it becomes impossible to remove the influence of the fluctuation of the emission current intensity. Therefore, for example, an offset circuit 34 is connected to the backscattered electron detector to manually set a constant offset value to cancel the V 0 , but the offset amount changes due to temperature fluctuations in the furnace or the like. Therefore, V 0 cannot be completely removed,
As a result, it was difficult to eliminate the emission noise from the image.
【0005】本発明は上記課題を解決するためのもの
で、検出器に光信号や熱電子等のノイズが混入してもこ
れらノイズによるオフセット量を除去し、画像上電子銃
からの放出電流変動によるノイズを取り除くことができ
る走査型電子顕微鏡のノイズキャンセル方式を提供する
ことを目的とする。The present invention has been made to solve the above problems. Even if noise such as an optical signal or thermoelectrons is mixed in the detector, the offset amount due to these noises is removed, and the fluctuation of the emission current from the electron gun on the image is eliminated. It is an object of the present invention to provide a noise canceling method for a scanning electron microscope capable of removing noise due to noise.
【0006】[0006]
【課題を解決するための手段】本発明は、電界放射型電
子銃から放出される電子線の一部を検出し、この検出信
号と試料から放出される電子を検出して得られた信号と
を割算器で除算することによりエミッションノイズをキ
ャンセルするようにした走査型電子顕微鏡において、試
料から放出される電子を検出する検出器と割算器との間
に設けられたオフセット調整回路と、割算器出力信号の
変化量を積分する積分器と、積分器出力が入力されると
ともに、オフセット調整回路へのオフセット量を設定す
る演算処理制御手段とを備え、演算処理制御手段は、走
査停止状態でオフセット量を変化させながら積分器から
得られる積算値をモニタし、積算値が最小になるオフセ
ット量を求めてオフセット調整回路へ設定することを特
徴とする。The present invention detects a part of an electron beam emitted from a field emission electron gun, and a detection signal and a signal obtained by detecting electrons emitted from a sample. In a scanning electron microscope that cancels emission noise by dividing by a divider, an offset adjustment circuit provided between a detector that detects electrons emitted from a sample and a divider, An integrator that integrates the amount of change in the output signal of the divider and an arithmetic processing control unit that inputs the integrator output and sets an offset amount to the offset adjustment circuit are provided, and the arithmetic processing control unit stops scanning. In this state, the integrated value obtained from the integrator is monitored while changing the offset amount, and the offset amount that minimizes the integrated value is obtained and set in the offset adjustment circuit.
【0007】[0007]
【作用】本発明は電界放射型電子銃を用いた走査型電子
顕微鏡にオフセット補正モードを設け、試料スキャンを
停止した状態でオフセット量を階段状に変化させながら
電子線の一部を検出して得たノイズキャンセル用信号と
試料から放出される信号との割算結果の変化量の絶対値
を積算し、積算値をモニタしてこの値が最小になるオフ
セット量を設定し、検出信号から設定したオフセット量
を差し引くことにより、常にオフセットを除いて画像上
電子銃からの放出電流変動によるエミッションノイズを
確実に取り除くことが可能となる。According to the present invention, the scanning electron microscope using the field emission electron gun is provided with the offset correction mode, and a part of the electron beam is detected while changing the offset amount stepwise while the sample scan is stopped. The absolute value of the change amount of the division result of the obtained noise canceling signal and the signal emitted from the sample is integrated, the integrated value is monitored, the offset amount that minimizes this value is set, and it is set from the detection signal. By subtracting the offset amount, it is possible to always remove the offset and reliably remove the emission noise due to the fluctuation of the emission current from the electron gun on the image.
【0008】[0008]
【実施例】図1は本発明の1実施例を示す図、図2はオ
フセット量と積算値との関係を示す図、図3は処理フロ
ーを説明する図である。図中、1は電界放射型電子銃、
2はノイズキャンセル用絞り、3は走査コイル、4は試
料室、5は試料、6は検出器、7は走査電源、8はオフ
セット調整回路、9は割算器、10はCRT、11はハ
イパスフィルタ、12は積分器、13はA/D変換器、
14はCPU、15と16はD/A変換器である。FIG. 1 is a diagram showing an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a diagram showing a relationship between an offset amount and an integrated value, and FIG. 3 is a diagram explaining a processing flow. In the figure, 1 is a field emission electron gun,
2 is a diaphragm for noise cancellation, 3 is a scanning coil, 4 is a sample chamber, 5 is a sample, 6 is a detector, 7 is a scanning power supply, 8 is an offset adjusting circuit, 9 is a divider, 10 is a CRT, 11 is a high pass. Filter, 12 is integrator, 13 is A / D converter,
Reference numeral 14 is a CPU, and 15 and 16 are D / A converters.
【0009】電界放射型電子銃1から放出された電子
は、ノイズキャンセル用絞り2、走査コイル3を通して
試料5に照射される。試料5から放出された2次電子は
検出器6で検出され、オフセット調整回路8を通して検
出信号Zが割算器9に入力される。同時に、割算器9に
はノイズキャンセル用絞り2で検出されたノイズキャン
セル用信号Xが入力され、Z/Xが演算されてハイパス
フィルタ11を通してその変化分が積分器12に入力さ
れる。積分器12ではZ/Xの変化分の絶対値を積分
し、その積算値がA/D変換器13を通してCPU14
に取り込まれる。CPU14は走査電源7の走査を停止
させて、試料5から放出される電子線強度が一定になる
ようにし、またオフセット調整回路8へ設定するオフセ
ット値を変化させ、図2に示すように、オフセット量に
対する積算値をモニタして積算値が最小になるオフセッ
ト値Voffestを求める。このとき積算値を最小に
するVoffestは検出信号に含まれるオフセット量
に等しくなるので、この値をオフセット調整回路へ設定
する。Electrons emitted from the field emission electron gun 1 are applied to the sample 5 through the noise canceling diaphragm 2 and the scanning coil 3. Secondary electrons emitted from the sample 5 are detected by the detector 6, and the detection signal Z is input to the divider 9 through the offset adjusting circuit 8. At the same time, the noise canceling signal X detected by the noise canceling diaphragm 2 is input to the divider 9, Z / X is calculated, and the changed amount is input to the integrator 12 through the high-pass filter 11. The integrator 12 integrates the absolute value of the change in Z / X, and the integrated value is passed through the A / D converter 13 to the CPU 14
Is taken into. The CPU 14 stops the scanning of the scanning power supply 7 so that the intensity of the electron beam emitted from the sample 5 becomes constant, and the offset value set in the offset adjusting circuit 8 is changed, so that the offset is adjusted as shown in FIG. The offset value Voffest that minimizes the integrated value is obtained by monitoring the integrated value with respect to the amount. At this time, since Voffest that minimizes the integrated value is equal to the offset amount included in the detection signal, this value is set in the offset adjustment circuit.
【0010】オフセット量を求める処理は、図3に示す
ように、まずオフセット補正モードを選択するとCPU
14は走査電源7に対して一定の制御信号を出力して走
査を停止させ、試料スキャンを停止させる(ステップ1
00,101)。次にオフセットVをイニシャル値V0
にセットし、その時のノイズキャンセル信号、試料から
の2次電子信号を検出する(ステップ102,10
3)。これらの信号の割算結果をハイパスフィルタを通
して、例えばブラウン管上の1画面走査分、或いは一定
時間積算して積算値Iを求め、この値Iとオフセット値
VをそれぞれIm、Voffsetとして記憶する(ス
テップ106)。次にオフセット値をΔVだけ増やし
(ステップ108)、再度ノイズキャンセル信号および
試料からの信号を検出して割算結果を1画面分積算し、
その時の積算値Iと記憶されている積算値Imとを比較
し、積算値Iの方が小さければ、その値IでImを更新
するとともに、その時のオフセット値でVoffset
も更新し、以後同様の処理を全てのオフセット値につい
て行うことにより、積算値が最小となるオフセット量を
求めることができる。As shown in FIG. 3, when the offset correction mode is first selected, the CPU calculates the offset amount by the CPU.
Reference numeral 14 outputs a constant control signal to the scanning power source 7 to stop scanning and stop sample scanning (step 1
00, 101). Next, the offset V is set to the initial value V 0.
, And the noise cancellation signal at that time and the secondary electron signal from the sample are detected (steps 102 and 10).
3). The division result of these signals is passed through a high-pass filter, for example, for one screen scan on the cathode ray tube or for a certain period of time to obtain an integrated value I, and the integrated value I and offset value V are stored as Im and Voffset, respectively (step 106). Next, the offset value is increased by ΔV (step 108), the noise cancellation signal and the signal from the sample are detected again, and the division results are integrated for one screen.
The integrated value I at that time is compared with the stored integrated value Im, and if the integrated value I is smaller, Im is updated with the value I and the offset value at that time is Voffset.
Also, the offset amount that minimizes the integrated value can be obtained by updating the above, and then performing the same processing for all offset values.
【0011】こうして求めたオフセット量をオフセット
調整回路8にセットし、検出器6で検出した信号から差
し引くことによりオフセットを完全に取り除くことがで
き、その結果、ノイズキャンセル信号で試料からの検出
信号を除算することによりエミッションノイズをキャン
セルすることができる。なお、求めたオフセット量を固
定値として使用する時にはRAM等にメモリしておけば
よい。The offset amount thus obtained is set in the offset adjustment circuit 8 and subtracted from the signal detected by the detector 6, whereby the offset can be completely removed. As a result, the noise cancellation signal is used to detect the detection signal from the sample. Emission noise can be canceled by dividing. When the calculated offset amount is used as a fixed value, it may be stored in a RAM or the like.
【0012】以上の処理により画像上常にエミッション
ノイズの消去された試料画像を得ることが可能となる。By the above processing, it is possible to obtain a sample image in which the emission noise is always erased on the image.
【0013】[0013]
【発明の効果】以上のように本発明によれば電界放射型
電子銃を用いた走査型電子顕微鏡にオフセット補正モー
ドを設け、オフセットモードを使用することにより、加
熱ステージ等で検出した2次電子、反射電子信号に試料
からの光信号が混入してもこれら信号のオフセット量を
取り除き、画像上電子銃からの放出電流変動によるノイ
ズを精密に取り除くことが可能となる。As described above, according to the present invention, the scanning electron microscope using the field emission electron gun is provided with the offset correction mode, and by using the offset mode, the secondary electron detected by the heating stage or the like is used. Even if an optical signal from the sample is mixed in the reflected electron signal, the offset amount of these signals can be removed, and the noise due to the fluctuation of the emission current from the electron gun on the image can be precisely removed.
【図1】 本発明の1実施例を示す図である。FIG. 1 is a diagram showing an embodiment of the present invention.
【図2】 オフセット量と積算値との関係を示す図であ
る。FIG. 2 is a diagram showing a relationship between an offset amount and an integrated value.
【図3】 処理フローを説明する図である。FIG. 3 is a diagram illustrating a processing flow.
【図4】 従来の電子顕微鏡のノイズキャンセルを説明
する図である。FIG. 4 is a diagram illustrating noise cancellation of a conventional electron microscope.
1…電界放射型電子銃、2…ノイズキャンセル用絞り、
3…走査コイル、4…試料室、5…試料、6…検出器、
7…走査電源、8…オフセット調整回路、9…割算器、
10…CRT、11…ハイパスフィルタ、12…積分
器、13…A/D変換器、14…CPU、15,16…
D/A変換器。1 ... Field emission electron gun, 2 ... Noise canceling diaphragm,
3 ... Scanning coil, 4 ... Sample chamber, 5 ... Sample, 6 ... Detector,
7 ... Scanning power source, 8 ... Offset adjusting circuit, 9 ... Divider,
10 ... CRT, 11 ... High-pass filter, 12 ... Integrator, 13 ... A / D converter, 14 ... CPU, 15,16 ...
D / A converter.
Claims (1)
の一部を検出し、この検出信号と試料から放出される電
子を検出して得られた信号とを割算器で除算することに
よりエミッションノイズをキャンセルするようにした走
査型電子顕微鏡において、試料から放出される電子を検
出する検出器と割算器との間に設けられたオフセット調
整回路と、割算器出力信号の変化量を積分する積分器
と、積分器出力が入力されるとともに、オフセット調整
回路へのオフセット量を設定する演算処理制御手段とを
備え、演算処理制御手段は、走査停止状態でオフセット
量を変化させながら積分器から得られる積算値をモニタ
し、積算値が最小になるオフセット量を求めてオフセッ
ト調整回路へ設定することを特徴とする走査型電子顕微
鏡のエミッションノイズキャンセル方式。1. A part of an electron beam emitted from a field emission electron gun is detected, and a signal obtained by detecting this detection signal and an electron emitted from a sample is divided by a divider. In a scanning electron microscope that cancels emission noise by means of an offset adjustment circuit provided between the detector that detects the electrons emitted from the sample and the divider, and the amount of change in the divider output signal. And an arithmetic processing control means for inputting an integrator output and setting an offset amount to the offset adjusting circuit, and the arithmetic processing control means changes the offset amount in the scanning stopped state. Emission noise of a scanning electron microscope characterized in that the integrated value obtained from the integrator is monitored and the offset amount that minimizes the integrated value is set and set in the offset adjustment circuit. Cancellation method.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP3110459A JPH05307942A (en) | 1991-05-15 | 1991-05-15 | Emission noise cancelling method for scanning type electron microscope |
Applications Claiming Priority (1)
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JP3110459A JPH05307942A (en) | 1991-05-15 | 1991-05-15 | Emission noise cancelling method for scanning type electron microscope |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH05307942A true JPH05307942A (en) | 1993-11-19 |
Family
ID=14536250
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP3110459A Withdrawn JPH05307942A (en) | 1991-05-15 | 1991-05-15 | Emission noise cancelling method for scanning type electron microscope |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH05307942A (en) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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-
1991
- 1991-05-15 JP JP3110459A patent/JPH05307942A/en not_active Withdrawn
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