JPH0452589B2 - - Google Patents
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- JPH0452589B2 JPH0452589B2 JP59050567A JP5056784A JPH0452589B2 JP H0452589 B2 JPH0452589 B2 JP H0452589B2 JP 59050567 A JP59050567 A JP 59050567A JP 5056784 A JP5056784 A JP 5056784A JP H0452589 B2 JPH0452589 B2 JP H0452589B2
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- sample
- observed
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- scanning
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- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
- H01J37/26—Electron or ion microscopes; Electron or ion diffraction tubes
- H01J37/28—Electron or ion microscopes; Electron or ion diffraction tubes with scanning beams
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- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
(発明の技術分野)
本発明は、走査変調型観察表示装置、特に被観
察試料に照射されるプローブの走査位置、径ある
いは波長等を高速に変調して被観察試料から得ら
れた信号に基づき、被観察試料の特徴を抽出して
表示を行う走査変調型観察表示装置に関するもの
である。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION (Technical Field of the Invention) The present invention relates to a scanning modulation type observation display device, in particular, to a scanning modulation type observation display device, in particular, to rapidly modulate the scanning position, diameter, wavelength, etc. of a probe irradiated onto a specimen to be observed. This invention relates to a scanning modulation type observation and display device that extracts and displays characteristics of a sample to be observed based on signals obtained from the .
(技術の背景と問題点)
従来、走査型電子顕微鏡等は、微小な径に集束
した電子線プローブを用いて被観察試料を順次走
査し、該被観察試料から得られた信号、例えば2
次電子、オージエ電子、反射電子、X線、光等の
信号によつて輝度、振幅変調等を前記走査信号と
同期させた形で行うことにより、デイスプレイに
所望の画像を表示することが行われている。(Technical Background and Problems) Conventionally, scanning electron microscopes and the like sequentially scan an observed sample using an electron beam probe focused to a minute diameter, and collect signals obtained from the observed sample, for example, 2
By performing brightness, amplitude modulation, etc. in synchronization with the scanning signal using signals such as secondary electrons, Auger electrons, reflected electrons, X-rays, and light, a desired image can be displayed on the display. ing.
ある種の走査型の顕微鏡、例えば走査型オージ
エ顕微鏡は、画像のS/Nを向上させる等のため
に被観察試料を照射する電子線プローブの形を同
一にして電子線密度を変調することが行われてい
る。該密度変調を行うことにより、被観察試料か
ら検出されたオージエ電子がいわば交流的に変化
する信号となり、交流化された信号を増幅し、増
幅後に位相検波して画像信号を得るものである。
ことため、高S/N、特にドリフトを軽減通させ
た画像信号を得ることができる。 Some types of scanning microscopes, such as scanning Auger microscopes, can modulate the electron beam density by making the shape of the electron beam probe that irradiates the observed sample the same in order to improve the S/N of images. It is being done. By performing the density modulation, the Auger electrons detected from the sample to be observed become a signal that changes in an alternating current manner, the alternating current signal is amplified, and after the amplification, phase detection is performed to obtain an image signal.
Therefore, it is possible to obtain an image signal with a high S/N, especially with reduced drift.
しかし、該電子線プローブの電子流密度変調
は、増幅のし易さ、高S/N等が得られるために
行うのであつて、被観察試料に関する特徴を抽出
するものではない。従来、被観察試料において必
要とされる画像情報を抽出するには、画像信号を
一度メモリ等に記憶し、該記憶した画像情報をコ
ンピユータによつて画像処理を行うことにより、
得ていた。これでは、リアルタイムに画像処理を
行うことができず、また、画像処理を行うための
構成が複雑となつてしまうという問題点があつ
た。 However, the electron current density modulation of the electron beam probe is performed to facilitate amplification, obtain a high S/N, etc., and is not used to extract features related to the observed sample. Conventionally, in order to extract the image information required for a specimen to be observed, the image signal is once stored in a memory or the like, and the stored image information is subjected to image processing by a computer.
I was getting it. This poses a problem in that image processing cannot be performed in real time, and the configuration for performing image processing becomes complicated.
(発明の目的と構成)
本発明の目的は、前記問題点を解決することに
あり、プローブによつて被観察試料を照射する際
に、プローブの走査位置、径あるいは波長等を高
速に変調を行つて被観察試料からの変調を伴つた
信号を検出し、該検出信号から変調されない画像
信号および変調された画像信号を抽出し、該両者
の画像信号に基づき所望の画像をデイスプレイ等
に表示することにより、簡単な構成および画像処
理によつて被観察試料の特徴を抽出した画像を得
ることにある。そのため、本発明の走査変調型観
察表示装置は、被観察試料をプローブ状に形成し
た荷電粒子、超音波あるいは光波によつて走査す
ることにより前記被観察試料の状態を表示する走
査変調型観察表示装置において、前記プローブに
よつて被観察試料を走査する主走査部と、該主走
査部によつてプローブを用いて順次走査する際に
前記プローブの位置、径あるいは波長のうち少な
くとも1つについて前記走査速度に比し高速に変
調する変調部と、前記プローブを前記被観察試料
に照射することによつて得られる信号を検出する
信号検出部と、前記変調部からの参照信号に基づ
き前記信号検出部によつて検出された信号から非
変調状態の信号および変調状態の信号を抽出する
信号復調部と、該信号復調部によつて復調された
非変調状態および変調状態の信号に基づき所定の
画像信号を生成する画像信号生成部とを備え、該
画像信号生成部によつて生成された画像信号に基
づき前期被観察試料の状態を観察・表示すること
を特徴としている。(Object and Structure of the Invention) An object of the present invention is to solve the above-mentioned problems, and to quickly modulate the scanning position, diameter, wavelength, etc. of the probe when irradiating the sample to be observed with the probe. detect a signal with modulation from the sample to be observed, extract an unmodulated image signal and a modulated image signal from the detected signal, and display a desired image on a display etc. based on both image signals. By doing so, the objective is to obtain an image in which features of the observed sample are extracted using a simple configuration and image processing. Therefore, the scan modulation type observation display device of the present invention is a scan modulation type observation display device that displays the state of the sample to be observed by scanning the sample to be observed with charged particles formed in a probe shape, ultrasonic waves, or light waves. In the apparatus, there is provided a main scanning section that scans the sample to be observed with the probe, and a main scanning section that scans the sample to be observed using the probe; a modulation section that modulates at a high speed compared to a scanning speed; a signal detection section that detects a signal obtained by irradiating the sample to be observed with the probe; and a signal detection section that detects the signal based on a reference signal from the modulation section. a signal demodulation unit that extracts a non-modulated signal and a modulated signal from the signal detected by the signal demodulation unit; and a signal demodulation unit that extracts a non-modulated signal and a modulated signal from the signal detected by the signal demodulation unit; The present invention is characterized in that it includes an image signal generation section that generates a signal, and observes and displays the state of the sample to be observed based on the image signal generated by the image signal generation section.
(発明の実施例) 以下図面に基づいて本発明を詳細に説明する。(Example of the invention) The present invention will be explained in detail below based on the drawings.
第1図は本発明の1実施例構成図、第2図およ
び第3図は第1図図示本発明の1実施例構成を用
いた応用例を説明する説明図を示す。 FIG. 1 is a configuration diagram of one embodiment of the present invention, and FIGS. 2 and 3 are explanatory diagrams illustrating an application example using the configuration of one embodiment of the present invention shown in FIG. 1.
図中、1は被観察試料、2は電子銃、2−1は
電子源、2−2はウエネルト筒、2−3はアノー
ド、3は集束レンズ、4は主走査コイル、5はシ
ンチレーシヨン検出器、6は増幅器、7は復調回
路、8はビデオ増幅器、9はデイスプレイ、10
は走査電顕コントロール部、11は焦点変調コイ
ル、12は副偏向部、13は高速波形ジエネレー
タ、14はマスタオシレータを表す。 In the figure, 1 is a sample to be observed, 2 is an electron gun, 2-1 is an electron source, 2-2 is a Wehnelt tube, 2-3 is an anode, 3 is a focusing lens, 4 is a main scanning coil, and 5 is a scintillation detection 6 is an amplifier, 7 is a demodulation circuit, 8 is a video amplifier, 9 is a display, 10
11 is a scanning electron microscope control section, 11 is a focus modulation coil, 12 is a sub-deflection section, 13 is a high-speed waveform generator, and 14 is a master oscillator.
第1図は本発明の1実施例構成を示し、走査型
電子顕微鏡を用いて被観察試料1を走査する際
に、電子線プローブにより照射する位置あるいは
電子線プローブの径を変化させる場合の構成例を
示す。 FIG. 1 shows the configuration of one embodiment of the present invention, in which the position irradiated by the electron beam probe or the diameter of the electron beam probe is changed when scanning a sample 1 to be observed using a scanning electron microscope. Give an example.
まず、画像観察について説明する。図中2は電
子銃であつて、電子線プローブを放射するための
ものである。該電子銃2は電子源2−1、ウエネ
ルト筒2−2およびアノード2−3から構成さ
れ、一般にアノード2−3に対して電子源2−1
には図示外の高圧電源から負電圧(〜25KV)が
印加されると共に、電子源2−1であるフイラメ
ントに対してウエネルト筒2−2は負のバイアス
電圧(〜数百V)が印加されている。該構成を採
用することにより、電子銃2からは微小断面積を
有する電子線プローブが図示下方に放射されるこ
とになる。 First, image observation will be explained. Reference numeral 2 in the figure is an electron gun for emitting electron beam probes. The electron gun 2 is composed of an electron source 2-1, a Wehnelt tube 2-2, and an anode 2-3. Generally, the electron source 2-1 is connected to the anode 2-3.
A negative voltage (~25 KV) is applied from a high-voltage power supply not shown, and a negative bias voltage (~several hundred V) is applied to the Wehnelt tube 2-2 with respect to the filament, which is the electron source 2-1. ing. By employing this configuration, an electron beam probe having a minute cross-sectional area is emitted from the electron gun 2 downward in the drawing.
図示3は集束レンズであつて、前記電子銃から
放射された電子線プローブを縮小した形で被観察
試料1を照射するためのものである。 3 is a focusing lens for irradiating the sample 1 to be observed with the electron beam probe emitted from the electron gun in a reduced form.
図中4は主走査コイルであつて、前記収束レン
ズ3によつて被観察試料1に照射されている電子
線プローブを走査(X,Y)するためのものであ
る。 Reference numeral 4 in the figure is a main scanning coil for scanning (X, Y) the electron beam probe irradiated onto the observed sample 1 by the converging lens 3.
図中5はシンチレーシヨン検出器であつて、電
子線プローブが被観察試料1を照射することによ
つて発生した2次電子を検出すると共に、増幅す
るためのものである。該シンチエーシヨン検出器
5の先端には正の高電圧(〜数百V)が印加され
ており、被観察試料1から発生した2次電子が引
つ張られて集束されると共に加速され、シンチレ
ーシヨン検出器5の先端部に衝突することによ
り、光の形に変換される。該光に変換された画像
信号は更にフオトマルチプライヤー等によつて光
電変換されると共に増幅され、電気信号に変換さ
れる。 In the figure, reference numeral 5 denotes a scintillation detector, which is used to detect and amplify secondary electrons generated when the electron beam probe irradiates the sample 1 to be observed. A high positive voltage (~several hundred V) is applied to the tip of the scintillation detector 5, and the secondary electrons generated from the observed sample 1 are pulled, focused, and accelerated. By colliding with the tip of the scintillation detector 5, the light is converted into light. The image signal converted into light is further photoelectrically converted and amplified by a photomultiplier or the like, and converted into an electric signal.
図中6は増幅器であつて、シンチレーシヨン検
出器5によつて検出された信号のインピーダンス
変換および信号の電圧レベル調整等を行つて、画
像信号を次段に送出する際のノイズの侵入を防止
したり、あるいは信号処理を行い易くするための
ものである。 In the figure, 6 is an amplifier that converts the impedance of the signal detected by the scintillation detector 5 and adjusts the voltage level of the signal to prevent noise from entering when the image signal is sent to the next stage. This is to facilitate signal processing.
図中7は復調回路であつて、後述する如く被観
察試料1を照射する電子線プローブを変調した場
合に画像信号を復調するためのものである。 Reference numeral 7 in the figure is a demodulation circuit, which is used to demodulate an image signal when the electron beam probe irradiating the observed sample 1 is modulated, as will be described later.
図中8はビデオ増幅器であつて、各種信号処理
を終了した画像信号を表示等するために増幅等を
行うためのものである。 Reference numeral 8 in the figure is a video amplifier, which is used to amplify the image signal that has undergone various signal processing in order to display the image signal.
図中9はデイスプレイであつて、前記ビデオ増
幅器8から供給された画像信号を人間が観察し得
る映像の形に変換するためのものである。 Reference numeral 9 in the figure is a display for converting the image signal supplied from the video amplifier 8 into a video format that can be observed by humans.
図中10は走査電顕コントロール部であつて、
各種制御を行うためのものである。 In the figure, 10 is a scanning electron microscope control section,
It is used to perform various controls.
以上の如き構成を採用した走査型電子顕微鏡を
用いて被観察試料1を観察する場合の動作につい
て簡単に説明する。 The operation when observing the sample 1 to be observed using the scanning electron microscope employing the above configuration will be briefly described.
電子銃2から放射された電子線プローブは、走
査電顕コントロール部10内の所定ツマミを回転
等することによつて集束レンズ3に供給する直流
電流の大きさを微徴することにより、被観察試料
1の表面に微小スポツト(数千〜数十オングスト
ローム)の形で結像される。そして、該微小スポ
ツトは、主走査コイル4(X,Y)に走査用の鋸
歯状波電流を夫々供給することにより、順次走査
され、面走査が行われる。 The electron beam probe emitted from the electron gun 2 finely adjusts the magnitude of the DC current supplied to the focusing lens 3 by rotating a predetermined knob in the scanning electron microscope control unit 10, thereby detecting the sample to be observed. An image is formed on the surface of 1 in the form of a minute spot (several thousand to several tens of angstroms). Then, the minute spots are sequentially scanned by supplying sawtooth wave currents for scanning to the main scanning coils 4 (X, Y), respectively, thereby performing surface scanning.
電子線プローブによつて照射された被観察試料
1から放出された2次電子は、シンチレーシヨン
検出器5、像幅器6、復調回路7およびビデオ像
幅器8を介して検出・像幅・信号処理が行われ、
デイスプレイ9の例えば輝度変調端子に供給され
る。該デイスプレイ9には主走査コイル4に供給
した鋸歯状波に同期した電流が供給され、被観察
試料1から放出された2次電子の放出量に対応し
た明暗の画像(2次電子像)等が得られる。該画
像の表示倍率は主走査コイル4に供給する鋸歯状
波電流の大きさに反比例し、例えば電流を小さく
した場合には倍率は大きくなり、電流を大きくし
た場合には倍率は小さくなる。 The secondary electrons emitted from the observed sample 1 irradiated by the electron beam probe are detected, image width, and signal processing is performed,
The signal is supplied to, for example, a brightness modulation terminal of the display 9. A current synchronized with the sawtooth wave supplied to the main scanning coil 4 is supplied to the display 9, and a bright and dark image (secondary electron image) corresponding to the amount of secondary electrons emitted from the observed sample 1 is displayed. is obtained. The display magnification of the image is inversely proportional to the magnitude of the sawtooth wave current supplied to the main scanning coil 4; for example, when the current is decreased, the magnification increases, and when the current is increased, the magnification decreases.
次に、被観察試料1に照射される電子線プロー
ブが高速変調される場合の構成について説明す
る。 Next, a configuration in which the electron beam probe irradiated onto the observed sample 1 is modulated at high speed will be described.
図中11は焦点変調コイルであつて、被観察試
料1に照射される電子線プローブの径を高速に変
調させるためのものである。 In the figure, reference numeral 11 denotes a focus modulation coil for rapidly modulating the diameter of the electron beam probe irradiated onto the sample 1 to be observed.
図中12は副偏向器であつて、主走査コイル4
に供給する電流によつて定まる被観察試料1上に
照射される電子線プローブの位置を中心に、高速
にランダムに走査するためのものである。 12 in the figure is a sub-deflector, and the main scanning coil 4
This is for scanning randomly at high speed, centering on the position of the electron beam probe irradiated onto the sample 1 to be observed, which is determined by the current supplied to the sample.
図中13は高速波形ジエネレータであつて、主
走査コイル4によつて走査されるよりも高速に前
記焦点変調コイル11あるいは/および副偏向器
12を所定の走査信号によつて駆動するためのも
のである。 In the figure, 13 is a high-speed waveform generator for driving the focus modulation coil 11 and/or the sub-deflector 12 with a predetermined scanning signal at a higher speed than scanning by the main scanning coil 4. It is.
図中14はマスタオシレータである。前記高速
波形ジエネレータ13によつて焦点変調コイル1
1および副偏向器12が駆動される信号の周波数
が極端に高ければ同期化する必要はないけれど
も、駆動のし易さ、検出信号系の周波数応答性お
よび信号処理のし易さ等のための水平走査周波数
の整数倍に同期化させている。 In the figure, 14 is a master oscillator. The focus modulation coil 1 is controlled by the high speed waveform generator 13.
1 and the sub-deflector 12 are driven by an extremely high frequency, it is not necessary to synchronize them. It is synchronized to an integral multiple of the horizontal scanning frequency.
第2図を用いて被観察試料1に照射される電子
線プローブの径が高速に変調される場合の動作に
ついて説明する。 The operation when the diameter of the electron beam probe irradiated onto the sample to be observed 1 is modulated at high speed will be explained using FIG.
第2図Aにおいて、集束レンズ3に流れる電流
を微細に調整することによつて被観察試料1に電
子線プローブが図示合焦点状態に設定される。
そして、高速波形ジエネレータ13から焦点変調
コイル11に供給される電流に基づき電子線プロ
ーブが図示非焦点状態に変調される。このよう
に、焦点変調コイル11に矩形波状電流を供給す
ること、あるいは供給しないことにより、合焦点
と非焦点とを任意に選択することができる。
非焦点の度合は、焦点変調コイル11に供給す
る電流の大きさを変化させることによつて所望の
被観察試料1の特徴を抽出するに適した任意の大
きさに設定することができる。そして、合焦点
あるいは非焦点状態によつて照射された領域か
ら放出された2次電子が例えば1つの画素に対応
する画像信号としてシンチレーシヨン検出器5に
よつて検出される。 In FIG. 2A, by finely adjusting the current flowing through the focusing lens 3, the electron beam probe is brought into focus on the sample 1 to be observed.
Then, the electron beam probe is modulated into the non-focus state shown in the drawing based on the current supplied from the high-speed waveform generator 13 to the focus modulation coil 11. In this way, by supplying or not supplying the rectangular wave current to the focus modulation coil 11, it is possible to arbitrarily select a focused point or a non-focused point.
The degree of defocusing can be set to any value suitable for extracting desired features of the observed sample 1 by changing the magnitude of the current supplied to the focus modulation coil 11. Secondary electrons emitted from the irradiated area in the focused or out-of-focus state are detected by the scintillation detector 5 as an image signal corresponding to, for example, one pixel.
第2図B図中は変調波形信号であつて、前記
焦点変調コイル11に供給される電流の波形を示
す。該矩形波からなる変調波形信号の振幅値I0
は、前述した如く第2図A図示非焦点の度合を
決定する電流値であつて、高速波形ジエネレータ
13によつて非観察試料1の特徴を抽出するのに
適切な値に設定されるものである。 FIG. 2B shows a modulation waveform signal, which is the waveform of the current supplied to the focus modulation coil 11. Amplitude value I 0 of the modulated waveform signal consisting of the rectangular wave
As mentioned above, is the current value that determines the degree of defocus shown in FIG. be.
第2図B図中はシンチレーシヨン検出器5か
らの出力信号であつて、変調波形信号の各波形
に夫々対応した電子線プローブ径で非観察試料1
を走査した場合に放出された2次電子を増幅した
信号を示す。該信号中、“+”は加算積分を示し、
合焦点状態の信号を復調回路7内に設けられた
所定の時定数を有する積分回路によつて加算する
状態を示す。“−”は源算積分を示す。該積分回
路の時定数は水平走査方向の分解能に対応した値
に設定される。 In Figure 2B, the output signal from the scintillation detector 5 is shown at the non-observation sample 1 with the electron beam probe diameter corresponding to each waveform of the modulated waveform signal.
This shows a signal obtained by amplifying the secondary electrons emitted when scanning. In the signal, "+" indicates addition integral,
This shows a state in which signals in a focused state are added by an integrating circuit having a predetermined time constant provided in the demodulation circuit 7. “-” indicates source calculation integral. The time constant of the integrating circuit is set to a value corresponding to the resolution in the horizontal scanning direction.
このように、復調回路7によつて焦点変調コイ
ル11に供給される電流と同期した形で加算積分
あるいは減算積分を行うことにより、第2図A図
示合焦点状態の画像信号から非焦点状態の画
像信号、即ちいわゆるバツクグランドとなる信号
が減算され、合焦点状態にのみ発生する固有の
信号が強調された形で抽出されることになる。該
抽出された画像信号は前述した如くデイスプレイ
9に表示される。また、必要に応じて図示外の画
像メモリ等に記憶されることもできる。 In this way, by performing addition integration or subtraction integration in synchronization with the current supplied to the focus modulation coil 11 by the demodulation circuit 7, the image signal in the out-of-focus state can be obtained from the image signal in the in-focus state shown in FIG. The image signal, that is, the so-called background signal is subtracted, and the unique signal that occurs only in the in-focus state is extracted in an emphasized form. The extracted image signal is displayed on the display 9 as described above. Further, it can also be stored in an image memory or the like not shown, if necessary.
第3図を用いて変調する時間割合を小さくし
て、いわゆる“重みづけ”を行う場合につい説明
する。 The case where so-called "weighting" is performed by reducing the modulation time ratio will be explained using FIG.
第3図A図示非焦点状態においては、ほんの
わずかな焦点ボケが生じる位に焦点変調コイル1
1に供給する矩形波状電流の大きさを調整すると
共に、電流を供給する時間を少なくする。 In the out-of-focus state shown in FIG. 3A, the focus modulation coil 1
The magnitude of the rectangular wave current supplied to the circuit 1 is adjusted, and the time for supplying the current is shortened.
第3図B図示変調波形信号は、変調する時間
をデユーテイ50%以下にした場合を示す。図中
I。は任意に設定できる。 The modulated waveform signal shown in FIG. 3B shows the case where the modulation time is set to a duty of 50% or less. I in the figure. can be set arbitrarily.
第3図B図中シンチレーシヨン検出器出力信号
は変調波形信号に対応して夫々シンチレーシ
ヨン検出器5によつて検出された2次電子を像幅
した信号である。該増幅された信号を加算積分
(図中“+”)あるいは減算積分(図中“−”)を
行うことにより、第3図D図示の斜線の如く局部
的に強調した信号を抽出し、第3図E図示の如く
波形を得ることができる。即ち、第3図A図示合
焦点(図示非焦点)状態にある場合には、第
3図B図中“+”(“−”)状態にあるシンチレー
シヨン検出器出力信号が得られ、これを水平走査
の1走査について示すと第3図C図示実線(図
示点線)のようになる。該信号の加算積分す
ると共に信号を減算積分することにより、第3
図D図示斜線の部分を抽出した波形が得られ、
第3図E図示の如き信号が得られる。この際、第
3図D図示点線9は第3図C図示点線8の信号を
減算積分した信号に対応するものであり、第3図
B図示変調波形信号のデユーテイを調整したも
のである。これは、減算量が大きくなり過ぎて、
ドーナツ状の信号に成つてしまうこと等を避ける
ために行われたものである。この結果、等価的に
電子ビーム径を小さくしたと同様の結果を得る事
が可能になる。このように、合焦点状態におけ
る信号から非焦点状態における信号を減算積分
する際の“重みづけ”と“焦点はずれ量”の設定
とを適切に行うことにより、いわゆる2次元のコ
ンボリユーシヨンを簡単な装置構成によつて行う
ことが可能となる。 The output signals of the scintillation detectors in FIG. 3B are signals obtained by imaging the secondary electrons detected by the scintillation detectors 5 in correspondence with the modulated waveform signals. By performing addition integration ("+" in the figure) or subtraction integration ("-" in the figure) of the amplified signal, a locally emphasized signal as shown by diagonal lines in Figure 3D is extracted, and the A waveform as shown in FIG. 3E can be obtained. That is, when the state is in the in-focus state (out-of-focus state as shown in FIG. 3A), a scintillation detector output signal in the "+"("-") state in FIG. 3B is obtained. One horizontal scan is shown as a solid line (dotted line) in FIG. 3C. By adding and integrating the signals and subtracting and integrating the signals, the third
A waveform is obtained by extracting the shaded part in Figure D.
A signal as shown in FIG. 3E is obtained. At this time, the dotted line 9 shown in FIG. 3D corresponds to a signal obtained by subtracting and integrating the signal shown by the dotted line 8 shown in FIG. 3C, and the duty of the modulated waveform signal shown in FIG. 3B is adjusted. This is because the amount of subtraction becomes too large,
This was done to avoid the formation of donut-shaped signals. As a result, it becomes possible to obtain the same result as equivalently reducing the electron beam diameter. In this way, by appropriately setting the "weighting" and "defocus amount" when subtracting and integrating the signal in the out-of-focus state from the signal in the in-focus state, so-called two-dimensional convolution can be easily performed. This can be done with a suitable device configuration.
また、被観察試料1が電子線プローブによつて
照射される場合について説明したけれども、これ
に限られることなく、超音波、光波等のプローブ
によつて被観察試料1を照射することによつても
同様に行い得るものである。 Further, although the case where the observed sample 1 is irradiated with an electron beam probe has been described, the present invention is not limited to this, and the observed sample 1 may be irradiated with an ultrasonic wave, light wave, etc. probe. can also be done in the same way.
更に、第2図および第3図実施例では、被観察
試料1に照射する電子線プローブの径を大きくす
る変調を行つたけれども、これに限られることな
く、例えば第2図および第3図図示合焦点の近
傍で高速ランダム走査を行い、図示非焦点の信
号のかわりとして用いて、非観察試料1から特徴
を抽出することを行つてもよい。 Furthermore, in the embodiments shown in FIGS. 2 and 3, the diameter of the electron beam probe irradiated onto the observed sample 1 was modulated to be large; however, the present invention is not limited to this; High-speed random scanning may be performed near the focused point and used in place of the non-focused signal shown in the figure to extract features from the non-observation sample 1.
尚、電子線の通路は全て真空に保持する必要が
ある。大気中では、電子線の平均自由工程は極め
て短く、また減衰あるいは散乱等してしまうから
である。 Note that all electron beam paths must be kept in a vacuum. This is because the mean free path of an electron beam is extremely short in the atmosphere, and the beam is attenuated or scattered.
(発明の効果)
以上説明した如く、本発明によれば、被観察試
料をプローブによつて走査する際に、該プローブ
の走査位置、径あるいは波長等を高速に変調を行
つて被観察試料から変調の伴つた信号を検出し、
該検出信号から変調されない画像信号および変調
された画像信号を抽出し、該両者の画像信号に基
づき所望の画像をデイスプレイ等に表示している
ため、簡単な構成および画像処理によつて被観察
試料の特徴を抽出した画像を得ることができる。
特に、前記両者の画像信号に基づき所望の画像を
得る際に、重みづけを行うことにより、いわゆる
2次元のコンボリユーシヨンを簡単な構成かつ極
めて迅速に行うことが可能となる。このような2
次元コンボリユーシヨンが実現できる結果、従来
オフライン方式で実現していた画像のバツクグラ
ンド補正処理、ラプラシアン処理、分解能向上処
理等が実時間で実現可能となり実用上の意義は大
きい。(Effects of the Invention) As explained above, according to the present invention, when scanning a sample to be observed with a probe, the scanning position, diameter, wavelength, etc. of the probe are rapidly modulated to remove the sample from the sample to be observed. Detects signals with modulation,
An unmodulated image signal and a modulated image signal are extracted from the detection signal, and a desired image is displayed on a display etc. based on both image signals. An image with extracted features can be obtained.
In particular, by weighting when obtaining a desired image based on both image signals, so-called two-dimensional convolution can be performed extremely quickly with a simple configuration. 2 like this
As a result of realizing dimensional convolution, it becomes possible to perform image background correction processing, Laplacian processing, resolution improvement processing, etc. in real time, which were conventionally achieved by offline methods, and has great practical significance.
第1図は本発明の1実施例構成図、第2図およ
び第3図は第1図図示本発明の1実施例構成を用
いた応用例を説明する説明図を示す。
図中、1は被観察試料、2は電子銃、2−1は
電子源、2−2はウエネルト筒、2−3はアノー
ド、3は集束レンズ、4は主走査コイル、5はシ
ンチレーシヨン検出器、6は増幅器、7は復調回
路、8はビデオ増幅器、9はデイスプレイ、10
は走査電顕コントロール部、11は焦点変調コイ
ル、12は副偏向部、13は高速波形ジエネレー
タ、14はマスタオシレータを表す。
FIG. 1 is a configuration diagram of one embodiment of the present invention, and FIGS. 2 and 3 are explanatory diagrams illustrating an application example using the configuration of one embodiment of the present invention shown in FIG. 1. In the figure, 1 is a sample to be observed, 2 is an electron gun, 2-1 is an electron source, 2-2 is a Wehnelt tube, 2-3 is an anode, 3 is a focusing lens, 4 is a main scanning coil, and 5 is a scintillation detection 6 is an amplifier, 7 is a demodulation circuit, 8 is a video amplifier, 9 is a display, 10
11 is a scanning electron microscope control section, 11 is a focus modulation coil, 12 is a sub-deflection section, 13 is a high-speed waveform generator, and 14 is a master oscillator.
Claims (1)
子、超音波あるいは光波によつて走査することに
より前記被観察試料の状態を表示する走査変調型
観察表示装置において、前記プローブによつて被
観察試料を走査する主走査部と、該主走査部によ
つてプローブを用いて順次走査する際に前記プロ
ーブの位置、径あるいは波長のうち少なくとも1
つについて前記走査速度を比し高速に変調する変
調部と、前記プローブを前記被観察試料に照射す
ることによつて得られる信号を検出する信号検出
部と、前記変調部からの参照信号に基づき前記信
号検出部によつて検出された信号から非変調状態
の信号および変調状態の信号を抽出する信号復調
部と、該信号復調部によつて復調された非変調状
態および変調状態の信号に基づき所定の画像信号
の生成する画像信号生成部とを備え、該画像信号
生成部によつて生成された画像信号に基づき前記
被観察試料の状態を観察・表示することを特徴と
する走査変調型観察表示装置。1. In a scanning modulation type observation display device that displays the state of the observed sample by scanning the observed sample with probe-shaped charged particles, ultrasonic waves, or light waves, the observed sample is scanned by the probe. A main scanning section that scans, and at least one of the position, diameter, or wavelength of the probe when the main scanning section sequentially scans using a probe.
A modulation section that compares the scanning speed and modulates the sample to a high speed, a signal detection section that detects a signal obtained by irradiating the probe to the sample to be observed, and a signal detection section that detects a signal obtained by irradiating the sample to be observed with the probe; a signal demodulation unit that extracts a non-modulated signal and a modulated signal from the signal detected by the signal detection unit; and a signal demodulation unit that extracts a non-modulated signal and a modulated signal from the signal detected by the signal detection unit, and and an image signal generation section that generates a predetermined image signal, and the state of the observed sample is observed and displayed based on the image signal generated by the image signal generation section. Display device.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59050567A JPS60195859A (en) | 1984-03-16 | 1984-03-16 | Scan modulation type observation display device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59050567A JPS60195859A (en) | 1984-03-16 | 1984-03-16 | Scan modulation type observation display device |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60195859A JPS60195859A (en) | 1985-10-04 |
| JPH0452589B2 true JPH0452589B2 (en) | 1992-08-24 |
Family
ID=12862577
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59050567A Granted JPS60195859A (en) | 1984-03-16 | 1984-03-16 | Scan modulation type observation display device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60195859A (en) |
-
1984
- 1984-03-16 JP JP59050567A patent/JPS60195859A/en active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS60195859A (en) | 1985-10-04 |
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Legal Events
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| EXPY | Cancellation because of completion of term |