JPH0696711A - 走査電子顕微鏡像の表示方法 - Google Patents

走査電子顕微鏡像の表示方法

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JPH0696711A
JPH0696711A JP24477792A JP24477792A JPH0696711A JP H0696711 A JPH0696711 A JP H0696711A JP 24477792 A JP24477792 A JP 24477792A JP 24477792 A JP24477792 A JP 24477792A JP H0696711 A JPH0696711 A JP H0696711A
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JP
Japan
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signal
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signal amount
sample
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JP24477792A
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Inventor
Toshihiro Asari
敏弘 浅利
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Jeol Ltd
Original Assignee
Jeol Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 立体的な試料であっても、適正なコントラス
トで信号量の小さい部分も良好に像の観察を行うことが
できる走査電子顕微鏡像の表示方法を実現する。 【構成】 試料2の2次電子像を得た場合、この像信号
はフレームメモリー9にも供給されて記憶される。フレ
ームメモリー9に記憶された画像データの内、特定の部
分のみが読み出され、信号量分布処理ユニット12に供
給される。信号量分布処理ユニット12では、供給され
た信号について、各画素ポイントごとの信号量に基づ
き、信号量ごとの画素ポイント数の分布を求め、さら
に、信号量と陰極線管モニター輝度との比を求める。こ
の求められた比に基づく連続関数が非線形変換ユニット
8に設定され、その後、検出器6の検出信号は非線形変
換ユニット8で信号量Sに応じた輝度Bの信号に変換さ
れる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、走査電子顕微鏡像の表
示方法に関し、特に、半導体デバイス製造過程における
コンタクトホールなどの観察に最適な走査電子顕微鏡像
の表示方法に関する。
【0002】
【従来の技術】従来走査電子顕微鏡で走査像を観察する
場合は、試料の所望領域に電子ビームを集束して照射
し、更に電子ビームをその所望領域で走査するようにし
ている。そして、試料への電子ビームの照射によって発
生した2次電子や反射電子を検出し、その検出信号を電
子ビームの走査と同期した陰極線管に供給して試料の所
望領域の走査2次電子像や反射電子像を表示するように
している。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】最近、半導体デバイス
の製造過程で形成されたコンタクトホールを走査電子顕
微鏡で観察する要求が高まってきた。このコンタクトホ
ールは、径が非常に小さく、また、径に比してホールの
深さが深い。このコンタクトホールのような立体的な試
料を観察する場合、試料の表面からの信号量(信号強
度)に比べてカップ状のホールの底の部分からの信号量
が著しく少なく、両信号量に大きな差が存在する。この
ため、試料表面のみ輝度が高く表示され、ホールの底部
は暗くなって適正なコントラストで像の表示ができず、
ホールの底部を良い条件で観察することができない。図
1(a)は試料の平面図であり、丸い斜線部分がコンタ
クトホールHである。このような試料に対して電子ビー
ムをPからPまで走査すると、図1(b)に示すよ
うな信号が得られる。なお、Sは検出された信号の最
小信号量、Sはその最大信号量である。この信号は陰
極線管に供給されるわけであるが、その際、信号量に対
応した陰極線管輝度が決定される。すなわち、従来にお
いては、検出信号について、信号量をS、標準信号量と
陰極線管表示輝度との比をΔBs、陰極線管輝度オフセ
ット値をBbとすると、従来の陰極線管輝度Bは、信号
量Sに対して次のように変換される。
【0004】B=ΔBs・S+Bb この信号Sと輝度Bとの関係は図2のようにリニアな関
係となる。この結果、図1(b)に示す信号は、ホール
Hの底部からの信号量が少ないために、ホールH底部の
観察を良好な状態で行うことができない。
【0005】本発明は、このような点に鑑みてなされた
もので、その目的は、立体的な試料であっても、適正な
コントラストで信号量の小さい部分も良好に像の観察を
行うことができる走査電子顕微鏡像の表示方法を実現す
るにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明に基づく走査電子
顕微鏡像の表示方法は、試料上の所望領域を電子ビーム
によって走査し、各走査ポイントごとに電子ビームの試
料への照射に基づいて得られた信号を検出し、検出信号
を陰極線管モニターに供給して試料像を表示するように
した走査電子顕微鏡像の表示方法において、所望領域の
像を表示するに際し、まず該所望領域中の特定部分で電
子ビームの走査を行って信号を検出し、検出信号の単位
信号量ごとの走査ポイント数分布を求め、各単位信号量
ごとにそのポイント数に応じた信号量と陰極線管モニタ
ー上の輝度との比を求め、その後、所望領域の電子ビー
ムの走査を行い、得られた信号について該比に基づいて
信号の輝度補正を行うようにしたことを特徴としてい
る。
【0007】
【作用】本発明に基づく走査電子顕微鏡像の表示方法
は、検出信号の単位信号量ごとの走査ポイント数分布を
求め、各単位信号量ごとにそのポイント数に応じた信号
量と陰極線管モニター上の輝度との比を求め、その後、
所望領域の電子ビームの走査を行い、得られた信号につ
いて該比に基づいて信号の輝度補正を行う。
【0008】
【実施例】以下、図面を参照して本発明の実施例を詳細
に説明する。図3は、本発明を実施するための走査電子
顕微鏡の一例を示しており、1は電子銃である。電子銃
1から発生した電子ビームEBは、図示しない集束レン
ズや対物レンズなどによって試料2上に細く集束され
る。電子ビームは更に偏向コイル3によって偏向され、
その結果、試料2の所望領域は電子ビームによって走査
される。偏向コイル3にはコンピュータ4によって制御
される偏向制御ユニット5からディジタル走査信号が供
給される。試料2への電子ビームの照射によって発生し
た2次電子は、2次電子検出器6によって検出される。
【0009】検出器6の検出信号は、増幅器7によって
増幅された後、非線形変換ユニット8とフレームメモリ
ー9に供給される。非線形変換ユニット8の出力信号
は、増幅器10を介して陰極線管11に供給される。1
2は信号量分布処理ユニットであり、コンピュータ4の
制御のもとでフレームメモリー9から転送される画素デ
ータに基づいて信号量分布を求め、その結果を非線形変
換ユニット8にセットする。このような構成の動作を次
に詳述する。
【0010】上記した構成で、電子銃1からの電子ビー
ムEBを試料2上に照射し、さらに、コンピュータ4の
制御によって偏向制御ユニット5から偏向コイル3にデ
ィジタル走査信号を供給すれば、試料2上の所定領域は
電子ビームEBによってディジタル走査される。この試
料2への電子ビームの照射によって発生した2次電子
は、検出器6によって検出される。この検出器6によっ
て検出された信号を増幅器7,非線形変換ユニット8、
映像増幅器10を介して電子ビームの走査と同期して運
転される陰極線管11に供給すれば、陰極線管11の画
面上には例えば、図1(a)に示す試料2の2次元の2
次電子像が表示される。
【0011】さて、本発明では、図1(a)のようなコ
ンタクトホールH部分を含む試料2の2次電子像を得た
場合、この像信号はフレームメモリー9にも供給されて
記憶される。フレームメモリー9に記憶された画像デー
タの内、特定の部分のみが読み出され、信号量分布処理
ユニット12に供給される。例えば、図1(a)の点P
〜Pの線分の像信号がサンプリングされ、信号量分
布処理ユニット12に供給される。信号量分布処理ユニ
ット12では、供給された信号について、各画素ポイン
トごとの信号量に基づき、信号量ごとの画素ポイント数
の分布を求める。図4(a)は、この信号量と画素ポイ
ント数の分布を示している。次に、信号量分布処理ユニ
ット12は図4(a)の分布から信号量の単位幅wごと
に画素ポイント数をカウントし、図4(b)の分布を求
める。なお、この図4(a),(b)で、Sは最小信
号量、Sは最高信号量である。
【0012】上記した信号量と画素ポイント数の分布を
求めた後、信号量と陰極線管モニター輝度との比Bnが
求められる。まず、信号量Sがサンプリングした範囲
(P〜P)の場合、すなわち、 S<S,S>S の場合、信号量Sと輝度Bの比Bnは、図2に示した従
来と同じように次のように設定される。
【0013】Bn=ΔBs …(1) 次に、信号Sがサンプリングした範囲(P〜P)の
場合、すなわち、 S≦S≦S の場合、wの幅の信号量の画素ポイントのカウント値が
Cnとし、kを比例定数とすると、信号量Sと陰極線管
モニター輝度Bとの比ΔBnは次のように設定される。
【0014】ΔBn=k・Cn …(2) この式(1),(2)に基づいた信号量と輝度との比が
非線形変換ユニット12に設定されるが、この非線形で
輝度(コントラスト)を変換する場合には、信号量の全
域に渡っての連続関数で変換を行う必要がある。そこ
で、信号量Sを幅wで1〜mに分割した場合、n=1の
始点を陰極線管モニターの輝度(ブライトネス…電圧加
算値)とすると、n=1の場合の輝度Bは次の通りとな
る。
【0015】B=ΔBn・S+Bs これが任意のnにおいては、輝度Bは次の通りとなる。
【0016】
【数1】
【0017】このような式(3)による信号量と輝度と
の関係は、図4(c)のように表される。なお、点線は
従来の信号量と輝度との関係である。このような連続関
数が非線形変換ユニット8に設定され、その後、検出器
6の検出信号は非線形変換ユニット8で信号量Sに応じ
た輝度Bの信号に変換される。その結果、信号量は少な
いが画素ポイント数は多いコンタクトホールH部分の陰
極線管11上の輝度は比較的高くされ、試料の表面部分
とホールの底部とを適正なコントラストで表示が行わ
れ、良好にコンタクトホールHの底部の観察を行うこと
ができる。
【0018】以上本発明の実施例を詳述したが、本発明
はこの実施例に限定されない。例えば、2次電子像を表
示する場合について詳説したが、反射電子像を表示する
場合に用いても良い。また、非線形変換関数を求めるた
めに、一次元の線分の信号を用いたが、所定領域の2次
元部分の検出信号を用いて非線形変換関数を求めるよう
にしても良い。さらに、検出信号の輝度を直接非線形変
換ユニットに導入し、輝度補正を行った後に陰極線管に
信号を供給するようにしたが、一旦検出信号を別のフレ
ームメモリーに記憶させ、フレームメモリに記憶された
信号を読み出して陰極線管に供給するようにし、フレー
ムメモリに供給する信号かメモリーから読み出された信
号について非線形の輝度補正を施すように構成しても良
い。
【0019】
【発明の効果】以上説明したように、本発明に基づく走
査電子顕微鏡像の表示方法は、検出信号の単位信号量ご
との走査ポイント数分布を求め、各単位信号量ごとにそ
のポイント数に応じた信号量と陰極線管モニター上の輝
度との比を求め、その後、所望領域の電子ビームの走査
を行い、得られた信号について該比に基づいて信号の輝
度補正を行うようにしたので、立体的な試料であって
も、適正なコントラストで信号量の小さい部分も良好に
像の観察を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】試料の平面図と電子ビームの走査に基づいて得
られた信号量を示す図である。
【図2】従来の信号量と陰極線管モニターの輝度との関
係を示す図である。
【図3】本発明に基づく方法を実施するための走査電子
顕微鏡の一例を示す図である。
【図4】本発明に基づく信号量と輝度との変換の関係を
示す図である。
【符号の説明】
1 電子銃 2 試料 3 偏向コイル 4 コンピュータ 5 偏向制御ユニット 6 2次電子検出器 7,10 増幅器 8 非線形変換ユニット 9 フレームメモリー 11 陰極線管 12 信号量分布処理ユニット

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 試料上の所望領域を電子ビームによって
    走査し、各走査ポイントごとに電子ビームの試料への照
    射に基づいて得られた信号を検出し、検出信号を陰極線
    管モニターに供給して試料像を表示するようにした走査
    電子顕微鏡像の表示方法において、所望領域の像を表示
    するに際し、まず該所望領域中の特定部分で電子ビーム
    の走査を行って信号を検出し、検出信号の単位信号量ご
    との走査ポイント数分布を求め、各単位信号量ごとにそ
    のポイント数に応じた信号量と陰極線管モニター上の輝
    度との比を求め、その後、所望領域の電子ビームの走査
    を行い、得られた信号について該比に基づいて信号の輝
    度補正を行うようにした走査電子顕微鏡像の表示方法。
  2. 【請求項2】 各単位信号量ごとの信号量と陰極線管モ
    ニターの輝度との比は、全ての信号量に渡って連続関数
    で表される請求項1記載の走査電子顕微鏡像の表示方
    法。
JP24477792A 1992-09-14 1992-09-14 走査電子顕微鏡像の表示方法 Withdrawn JPH0696711A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008282761A (ja) * 2007-05-14 2008-11-20 Hitachi High-Technologies Corp 走査電子顕微鏡およびそれを用いた三次元形状測定装置
WO2012039206A1 (ja) * 2010-09-25 2012-03-29 株式会社日立ハイテクノロジーズ 荷電粒子ビーム顕微鏡
WO2015182224A1 (ja) * 2014-05-27 2015-12-03 株式会社日立ハイテクノロジーズ 荷電粒子線を用いたパターン寸法計測方法及びそのシステム

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Effective date: 19991130