JP3870636B2

JP3870636B2 - Scanning electron microscope

Info

Publication number: JP3870636B2
Application number: JP33164099A
Authority: JP
Inventors: 隆行清水; 理山田
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1999-11-22
Filing date: 1999-11-22
Publication date: 2007-01-24
Anticipated expiration: 2019-11-22
Also published as: JP2001148230A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、走査形電子顕微鏡に係り、特に画像のコントラストの調整に関する。
【０００２】
【従来の技術】
走査形電子顕微鏡においては、試料に電子線を照射することによって試料から発生する微弱な二次電子を検出器で検出し、その量を増幅し、アナログ信号をＡＤ変換器でディジタル信号に変換し、信号処理装置でこの信号から画像が生成される。二次電子の量は試料の表面の形状や材質に強く依存し、走査された画像の振幅の変動範囲が異なるので、１フィールド走査毎に最適なダイナミックレンジが得られるように、信号レベルの自動調整が必要となる。
【０００３】
従来技術においては、検出器で検出し増幅されたアナログ信号の、１フィールド走査期間中の最大ピーク電圧およびボトム電圧を検出して、この値が一定値に収まるように制御している。入力された信号は、その設定値が選択可能なローパスフィルタを通して高周波ノイズを除去し、検出回路に入力される。検出回路はピーク検出用ピークホールドおよびボトム検出用ピークホールドより構成される。入力信号レベルはＡＤ変換器のデータフルスケールに対してあらかじめ設定した範囲に収まるようにゲイン調整される。例えば、画像信号の最小値がデータフルスケールの２０％、最大値がデータフルスケールの８０％となるような設定を行う。ピークとボトム電圧の差を基準値と比較してその関係により検出器のゲインを設定する。また、ボトム値を基準値と比較して増幅器のバイアス電圧を設定する。
【０００４】
半導体などの絶縁物を観察するためには、試料表面の帯電の影響を減らすために試料に照射する電子の量、すなわちプローブ電流をできるだけ小さくし、かつ、電子線の走査の繰り返し周期をできるだけ早くする必要がある。例えば、走査周期を毎秒３０フレーム、プローブ電流を数ｐＡとする手法が一般的に使用されている。しかし、一回の走査では画像を形成するための十分な信号量が得られないため、フレーム間加算、あるいはフレーム間移動平均法により画像の各画素での信号を蓄積加算して画像を形成する。このような条件下では、検出器の出力信号は二次電子の一個一個が分離して検出されたパルス列信号となり、画像のコントラストは、該パルス信号のピーク値ではなく、単位時間あたりのパルス信号の数の差で形成される。
【０００５】
図２は、検出された二次電子信号を表す波形の一例を示すグラフである。それぞれのピークが一個の二次電子に相当し、ピークの大きさは、二次電子の強さではなく、検出システムの信号増幅率の確率変動によっている。この信号で作られる画像のコントラストは、ピークの密度が高い部分が明るく、低い部分が暗くなる。
【０００６】
前述の従来技術では、信号の大きさを検出するので、正確に画像のコントラストに対応する検出値を得ることはできない。プローブ電流１ｐＡ、走査時の画像の１画素の時間を１００ｎｓとすると、１画素あたりの試料照射電子の数は、平均０.６個しかない。これは、試料からの二次電子放出効率の最大値を１、放出された二次電子のすべてを検出できたと仮定し、信号パルスピークを正確にＡＤ変換器のフルスケールに一致させたとしても、通常の加算方式では、画像中のもっとも信号の大きい部分でもフルスケールの６０％の明るさにしかならないということである。ここで、通常の加算方式とは、加算結果の最大が画像メモリのフルスケールを超えないように、入力信号データを加算回数で割って加算する方式である。
【０００７】
さらに、従来方法では、ピーク／ボトム検出回路にローパスフィルタを通すので、ピーク密度が低い場合には、検出されるピーク値は入力信号のピーク値より減衰して小さくなり、検出された小さいピーク電圧を基準に合わせようとしてゲインが過大になり、ＡＤ変換器のフルスケールを大きく超えて飽和してしまう状況になり易い。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、最適な画像コントラストが得られる走査形電子顕微鏡を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を解決するために、本発明は、試料上に電子線を走査して得られる二次電子を検出する検出器と、該検出器で検出した信号を増幅する増幅器と、該増幅器で増幅された信号から画像を形成する信号処理装置とを備えた走査形電子顕微鏡において、前記信号処理装置で形成される画像を形成するための信号のピーク値を検出する第一信号検出手段と、該第一信号検出手段で検出された信号のピーク値に基づいて、前記検出器または前記増幅器のゲインにフィードバックする信号を発生させる調整手段と、前記信号処理装置で形成された画像のコントラストを検出する第二信号検出手段と、該第二信号検出手段で検出された前記画像の濃度値を変換する濃度値変換手段とを備えたものである。
【００１０】
さらに、前記信号をアナログ信号からディジタル信号へ変換するＡＤ変換器を備え、前記調整手段は前記ＡＤ変換器のフルスケールに略一致するように、前記検出器または増幅器のゲイン設定を行う構成としたものである。
【００１１】
さらに、前記画像を表示する表示装置を備え、前記濃度値変換手段は、前記表示装置が表示できる濃度値の略全領域を利用するように前記画像の濃度値を変換する構成としたものである。
【００１２】
また、本発明は、試料上に電子線を走査して得られる二次電子を検出する検出器と、該検出器で検出した信号を増幅する増幅器と、該増幅器で増幅された信号をディジタル信号に変換するＡＤ変換器と、該ディジタル信号から画像を形成する画像形成手段とを備えた走査形電子顕微鏡において、前記電子線による１フレーム走査中の前記ＡＤ変換器の入力信号のピーク／ボトム値を検出または前記ＡＤ変換器の出力信号を検出しヒストグラム計算を行う第一信号検出手段と、該第一信号検出手段の結果に基づいて前記検出器または前記増幅器のゲインを設定する調整手段と、前記第一信号検出手段で検出された信号の値に基づいて、フレーム間加算あるいはフレーム間移動平均処理を行って前記画像のヒストグラム計算しＡＤ変換した電圧信号のピーク／ボトム値検出を行う第二信号検出手段と、該第二信号検出手段の結果に基づいてルックアップテーブルのデータを設定し前記画像のコントラストを強調して前記画像形成手段に該画像を表示させる画像調整手段とを備えたものである。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施例を図面を用いて以下説明する。
【００１４】
図１は、走査形電子顕微鏡の制御構成を示す制御ブロック図である。図において、走査形電子顕微鏡の鏡体部１の電子銃２から発せられた電子線３が電子レンズ（図示省略）によって収束され試料５に照射される。信号制御器２４から偏向器４へ送られる偏向信号２６によって電子線３を試料５の上をラスタ走査させる。電子線３の照射によって試料５の表面から発生する二次電子、あるいは反射電子が電子検出器６および電子検出器７によって検出され、増幅器８および増幅器９で増幅され、信号加算器１０で加算される。信号加算器１０あるいは増幅器８，増幅器９から出力される信号をセレクタ１１で選択し、ＡＤ変換器１２に入力してディジタル信号に変換し、画像演算部１５でフレーム間演算処理（フレーム間加算、あるいはフレーム間移動平均）を行い、ディジタルデータとして画像メモリ１４に取り込む。画像メモリ１４の画像データは、階調変換のためのルックアップテーブル２０を通し、ＤＡ変換器２２でアナログ信号に変換して、ディスプレイ２３上に画像として表示する。
【００１５】
ＡＤ変換器１２の入力信号のピーク電圧がＡＤ変換器１２のフルスケールにほぼ一致するような信号値制御を行う。これには下記の２つの方法がある。
【００１６】
第一の方法は、従来と同じようにアナログビデオ信号のピーク電圧とボトム電圧を検出する方法である。ただし、ローパスフィルタは経由せず、正確なピーク検出ができるように周波数帯域を確保する。信号セレクタ１３を介してＡＤ変換器１２の入力信号をピーク／ボトム電圧ホールド回路１７に入力して、画像の１フレーム走査期間中の最大ピーク電圧とボトム電圧を検出し、これをＡＤ変換器１８でディジタルデータに変換し、中央演算ユニット２１で読み取り、アナログビデオ信号のピーク電圧とボトム電圧が所望の値になるようにゲインコントロールＤＡ変換器２５により増幅器８のゲインおよび増幅器９のゲインを再設定する。
【００１７】
第二の方法は、ビデオ信号のピーク電圧をヒストグラムを用いて検出する方法である。セレクタ２７をＡＤ変換器１２の出力データをヒストグラム演算回路１６に入力する側（図では下側）に設定し、ＡＤ変換器１２の出力データの１フレーム走査期間中の頻度分布をヒストグラム演算回路１６で計算し、得られた信号ヒストグラムの形状から、現在のビデオ信号のピーク値分布を検出し、この値と現在の設定値とから、信号ピーク電圧値の最大をＡＤ変換器１２のフルスケール相当にするために必要なゲインを計算し、ゲインコントロールＤＡ変換器２５を設定する。
【００１８】
図３は、ビデオ信号のピーク値分布のヒストグラムである。取得したビデオ信号のピーク値分布のヒストグラムは図３（ａ）のようになる。Ｗは、ＡＤ変換器１２のフルスケールを示す。ビデオ信号のピーク値の最大値Ａを求め、増幅器８および増幅器９のゲインを現在の値のＷ／Ａ倍に修正する。そうすると、次の１フレームで取得するビデオ信号のピーク値分布のヒストグラムは図３（ｂ）のようになり、フルスケールを有効に使用して画像データを形成する事ができるようになる。
【００１９】
以上のいずれかの方法によりＡＤ変換器１２の入力信号電圧を最適レベルに自動調整することができる。特に、上記の第二の方法を用いれば、ＡＤ変換器１２の入力信号電圧を、飽和することなくかつフルスケールを有効に使用できる値に正確に調整することができる。
【００２０】
次に、画像メモリ上に形成された画像の階調を調整して、適切なコントラストで表示するための画像制御について、以下に述べる。
【００２１】
図１中のセレクタ２７を画像演算部１５の出力信号を選択する側に設定し、画像演算部１５でフレーム間演算処理を行ったデータの、１フレーム走査期間中の全画素のデータの頻度分布をヒストグラム演算回路１６で求める。このヒストグラムデータのピーク／ボトムを、フルスケールに対する所望の範囲（例えばフルスケールの８０／２０％）に引き伸ばすようにルックアップテーブル２０のデータを計算し、設定する。
【００２２】
図４は、ルックアップテーブルを用いて変換した場合のヒストグラムである。図４（ａ）において、取得したヒストグラムの最小値をＴ、分布の幅をＣとする。Ｗは、図１に示したＡＤ変換器１２のフルスケールを示す。そして、図４ (ｂ)に示すように、入力データが(Ｔ−０.２Ｃ)までは出力が０、(Ｔ−０.２Ｃ)から(Ｔ＋１.２Ｃ）の範囲では出力が０からフルスケールまで直線的に変化し、(Ｔ＋１.２Ｃ）以上では出力がフルスケールとなるようにルックアップテーブル２０を設定する。これによって、図４（ａ）に示すヒストグラム分布を有する画像を、図４（ｂ）に示す出力のルックアップテーブルを通すことにより、図４（ｃ）に示すようなヒストグラム分布を有する画像を得ることができる。
【００２３】
図１中に示した画像メモリ１４上に形成された画像コントラストは、画像演算部１５の出力信号をＤＡ変換器１９でアナログ信号に変換し、信号セレクタ１３を通じてピーク／ボトム電圧ホールド回路１７で１フレーム走査中の最小，最大ピークを検出する方法でも実現できる。
【００２４】
以上述べた、図３に示したゲインフィードバックによる信号値制御と図４に示した画像制御とを独立に行い、かつ、これを組み合わせて行うことにより、最終的に表示される画像に対して最適な画像コントラストが得られるようになる。
【００２５】
上記ゲインフィードバックによる信号値制御と画像制御とを交互に繰り返し行う場合、インターレス走査モードを使用している場合には、例えば偶数フィールドでビデオ信号のピーク値分布ヒストグラムを取得して帰線期間中にゲイン設定を行い、次の奇数フィールドで画像のヒストグラムを取得してルックアップテーブルによる画像制御を行えば、もっとも早いレスポンスで画像のコントラストの自動制御ができる。視野の変化がそれほど早くなければ、フレームごとに交互、あるいは数フレームごとに交互に行っても良い。信号のピーク値は、二次電子のエネルギーと、検出器の増幅率で決まるので、一度調整すると短時間では変化せず、画像コントラストは、主として、発生する二次電子の数に依存して視野が変わるごとに変化する。従って、上記画像制御を常時行い、上記信号値制御は間欠的に行っても良い。また、フレーム間演算処理が積算の場合にはゲインフィードバックによる信号値制御だけをフレームごとに行い、画像積算終了時に１回だけ１、ヒストグラム計算回路の入力を図１中の画像演算部１５の出力信号を選択する側に切り換えて画像のヒストグラムを取得し、上記画像制御を行っても良い。
【００２６】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明によれば、最適な画像コントラストが得られる走査形電子顕微鏡を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】走査形電子顕微鏡の制御構成を示す制御ブロック図。
【図２】検出された二次電子信号を表す波形の一例を示すグラフ。
【図３】ビデオ信号のピーク値分布のヒストグラム。
【図４】ルックアップテーブルを用いて変換した場合のヒストグラム。
【符号の説明】
３…電子線、５…試料、６，７…電子検出器、８，９…増幅器、１０…信号加算器、１１，２７…セレクタ、１２，１８…ＡＤ変換器、１３…信号セレクタ、１４…画像メモリ、１５…画像演算部、１６…ヒストグラム演算回路、１７…ピーク／ボトム電圧ホールド回路、１９，２２…ＤＡ変換器、２０…ルックアップテーブル、２１…中央演算ユニット、２３…ディスプレイ、２４…信号制御器、２５…ゲインコントロールＤＡ変換器。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a scanning electron microscope, and more particularly to adjustment of image contrast.
[0002]
[Prior art]
In a scanning electron microscope, a weak secondary electron generated from a sample is detected by a detector by irradiating the sample with an electron beam, the amount is amplified, and an analog signal is converted into a digital signal by an AD converter. The signal processing device generates an image from this signal. The amount of secondary electrons strongly depends on the shape and material of the surface of the sample, and since the fluctuation range of the amplitude of the scanned image is different, the signal level is automatically adjusted so that the optimum dynamic range is obtained for each field scan. Adjustment is required.
[0003]
In the prior art, the maximum peak voltage and the bottom voltage during one field scanning period of an analog signal detected and amplified by a detector are detected, and control is performed so that these values fall within a constant value. The input signal removes high-frequency noise through a low-pass filter whose setting value can be selected, and is input to the detection circuit. The detection circuit includes a peak hold for peak detection and a peak hold for bottom detection. The gain of the input signal level is adjusted so as to be within a preset range with respect to the data full scale of the AD converter. For example, setting is performed such that the minimum value of the image signal is 20% of the data full scale and the maximum value is 80% of the data full scale. The difference between the peak and bottom voltages is compared with a reference value, and the detector gain is set according to the relationship. Further, the bias value of the amplifier is set by comparing the bottom value with the reference value.
[0004]
In order to observe an insulator such as a semiconductor, in order to reduce the influence of charging on the sample surface, the amount of electrons irradiated to the sample, that is, the probe current is made as small as possible, and the scanning cycle of the electron beam is made as fast as possible There is a need to. For example, a technique is generally used in which the scanning cycle is 30 frames per second and the probe current is several pA. However, since a sufficient amount of signal for forming an image cannot be obtained by one scan, an image is formed by accumulating and adding signals at each pixel of the image by inter-frame addition or inter-frame moving average method. . Under such conditions, the output signal of the detector becomes a pulse train signal that is detected by separating each secondary electron, and the contrast of the image is not the peak value of the pulse signal, but the pulse signal per unit time. It is formed by the difference in number.
[0005]
FIG. 2 is a graph showing an example of a waveform representing the detected secondary electron signal. Each peak corresponds to one secondary electron, and the magnitude of the peak depends not on the intensity of the secondary electron but on the probability variation of the signal amplification factor of the detection system. As for the contrast of an image produced by this signal, a portion where the peak density is high is bright and a low portion is dark.
[0006]
In the above-described conventional technique, the magnitude of the signal is detected, so that a detection value corresponding to the contrast of the image cannot be obtained accurately. If the probe current is 1 pA and the time of one pixel of the image during scanning is 100 ns, the number of sample irradiation electrons per pixel is only 0.6 on average. This assumes that the maximum value of the secondary electron emission efficiency from the sample is 1, and that all of the emitted secondary electrons have been detected, and the signal pulse peak exactly matches the full scale of the AD converter. In the normal addition method, the brightest part of the image has only 60% of full scale brightness. Here, the normal addition method is a method of adding and dividing the input signal data by the number of additions so that the maximum addition result does not exceed the full scale of the image memory.
[0007]
Further, in the conventional method, since a low-pass filter is passed through the peak / bottom detection circuit, when the peak density is low, the detected peak value is attenuated and smaller than the peak value of the input signal, and the detected small peak voltage The gain tends to be excessive when trying to meet the standard, and the full scale of the AD converter is greatly exceeded and saturation is likely to occur.
[0008]
[Problems to be solved by the invention]
An object of the present invention is to provide a scanning electron microscope capable of obtaining an optimum image contrast.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above object, the present invention provides a detector that detects secondary electrons obtained by scanning an electron beam on a sample, an amplifier that amplifies a signal detected by the detector, and an amplifier that amplifies the signal. In a scanning electron microscope provided with a signal processing device for forming an image from the processed signal, first signal detection means for detecting a peak value of a signal for forming an image formed by the signal processing device, Based on the peak value of the signal detected by the first signal detecting means, the adjusting means for generating a signal to be fed back to the gain of the detector or the amplifier, and the contrast of the image formed by the signal processing device are detected. A second signal detecting unit; and a density value converting unit configured to convert the density value of the image detected by the second signal detecting unit.
[0010]
In addition, an AD converter that converts the signal from an analog signal to a digital signal is provided, and the adjustment unit sets the gain of the detector or the amplifier so as to substantially match the full scale of the AD converter. Is.
[0011]
Furthermore, a display device for displaying the image is provided, and the density value conversion means converts the density value of the image so as to use substantially the entire area of the density value that can be displayed by the display device. .
[0012]
The present invention also provides a detector for detecting secondary electrons obtained by scanning an electron beam on a sample, an amplifier for amplifying a signal detected by the detector, and a signal amplified by the amplifier as a digital signal. A peak / bottom value of an input signal of the AD converter during one frame scanning by the electron beam in a scanning electron microscope provided with an AD converter for converting to an image and an image forming means for forming an image from the digital signal Or first signal detecting means for detecting the output signal of the AD converter and calculating a histogram, and adjusting means for setting the gain of the detector or the amplifier based on the result of the first signal detecting means, Based on the value of the signal detected by the first signal detecting means, inter-frame addition or inter-frame moving average processing is performed to calculate a histogram of the image and to convert it to an AD signal. Second signal detecting means for detecting the peak / bottom value of the image, and setting the look-up table data based on the result of the second signal detecting means to enhance the contrast of the image and And image adjusting means for displaying.
[0013]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
[0014]
FIG. 1 is a control block diagram showing a control configuration of the scanning electron microscope. In the figure, an electron beam 3 emitted from an electron gun 2 of a mirror unit 1 of a scanning electron microscope is converged by an electron lens (not shown) and irradiated onto a sample 5. The electron beam 3 is raster-scanned on the sample 5 by a deflection signal 26 sent from the signal controller 24 to the deflector 4. Secondary electrons or reflected electrons generated from the surface of the sample 5 by irradiation of the electron beam 3 are detected by the electron detector 6 and the electron detector 7, amplified by the amplifier 8 and the amplifier 9, and added by the signal adder 10. The A signal output from the signal adder 10 or the amplifiers 8 and 9 is selected by a selector 11 and input to an AD converter 12 to be converted into a digital signal. Alternatively, an inter-frame moving average) is performed and taken into the image memory 14 as digital data. The image data in the image memory 14 passes through a look-up table 20 for gradation conversion, is converted into an analog signal by a DA converter 22, and is displayed on the display 23 as an image.
[0015]
Signal value control is performed so that the peak voltage of the input signal of the AD converter 12 substantially matches the full scale of the AD converter 12. There are two methods for this.
[0016]
The first method is a method for detecting the peak voltage and the bottom voltage of an analog video signal as in the conventional method. However, a frequency band is secured so that accurate peak detection can be performed without going through a low-pass filter. The input signal of the AD converter 12 is input to the peak / bottom voltage hold circuit 17 through the signal selector 13 to detect the maximum peak voltage and the bottom voltage during one frame scanning period of the image, and these are detected by the AD converter 18. Is converted into digital data, read by the central processing unit 21, and the gain of the amplifier 8 and the gain of the amplifier 9 are reset by the gain control DA converter 25 so that the peak voltage and bottom voltage of the analog video signal become desired values. To do.
[0017]
The second method is a method of detecting a peak voltage of a video signal using a histogram. The selector 27 is set on the side where the output data of the AD converter 12 is input to the histogram calculation circuit 16 (lower side in the figure), and the frequency distribution of the output data of the AD converter 12 during one frame scanning period is determined. The peak value distribution of the current video signal is detected from the shape of the obtained signal histogram, and the maximum signal peak voltage value is equivalent to the full scale of the AD converter 12 from this value and the current set value. The gain necessary to achieve this is calculated, and the gain control DA converter 25 is set.
[0018]
FIG. 3 is a histogram of the peak value distribution of the video signal. The histogram of the peak value distribution of the acquired video signal is as shown in FIG. W indicates the full scale of the AD converter 12. The maximum value A of the peak value of the video signal is obtained, and the gains of the amplifier 8 and the amplifier 9 are corrected to W / A times the current value. Then, the histogram of the peak value distribution of the video signal acquired in the next one frame is as shown in FIG. 3B, and image data can be formed using the full scale effectively.
[0019]
The input signal voltage of the AD converter 12 can be automatically adjusted to the optimum level by any of the above methods. In particular, if the second method is used, the input signal voltage of the AD converter 12 can be accurately adjusted to a value at which full scale can be used effectively without saturation.
[0020]
Next, image control for adjusting the gradation of an image formed on the image memory and displaying it with an appropriate contrast will be described below.
[0021]
The frequency distribution of the data of all the pixels during one frame scanning period of the data for which the selector 27 in FIG. Is obtained by the histogram calculation circuit 16. The data of the lookup table 20 is calculated and set so that the peak / bottom of the histogram data is stretched to a desired range with respect to the full scale (for example, 80/20% of the full scale).
[0022]
FIG. 4 is a histogram when converted using a lookup table. In FIG. 4A, the minimum value of the acquired histogram is T, and the distribution width is C. W represents the full scale of the AD converter 12 shown in FIG. As shown in FIG. 4B, the output is 0 until the input data is (T-0.2C), and the output is 0 to full scale in the range of (T-0.2C) to (T + 1.2C). The look-up table 20 is set so that the output becomes full scale at (T + 1.2C) or more. As a result, the image having the histogram distribution shown in FIG. 4C is obtained by passing the image having the histogram distribution shown in FIG. 4A through the output lookup table shown in FIG. 4B. be able to.
[0023]
The image contrast formed on the image memory 14 shown in FIG. 1 is obtained by converting the output signal of the image calculation unit 15 into an analog signal by the DA converter 19 and 1 by the peak / bottom voltage hold circuit 17 through the signal selector 13. This can also be realized by detecting the minimum and maximum peaks during frame scanning.
[0024]
As described above, the signal value control by the gain feedback shown in FIG. 3 and the image control shown in FIG. 4 are performed independently and in combination, so that it is optimal for the finally displayed image. Image contrast can be obtained.
[0025]
When the signal value control and the image control by the gain feedback are alternately repeated, when the interlace scanning mode is used, for example, the peak value distribution histogram of the video signal is acquired in the even field, and the blanking period If the gain is set, the image histogram is acquired in the next odd field, and the image control is performed using the lookup table, the image contrast can be automatically controlled with the fastest response. If the change in the field of view is not so fast, it may be performed alternately every frame or every several frames. Since the peak value of the signal is determined by the energy of the secondary electrons and the amplification factor of the detector, once adjusted, it does not change in a short time, and the image contrast depends mainly on the number of secondary electrons generated. It changes every time changes. Therefore, the image control may be performed constantly, and the signal value control may be performed intermittently. Further, when the inter-frame calculation processing is integration, only signal value control by gain feedback is performed for each frame, 1 is performed once at the end of image integration, and the input of the histogram calculation circuit is the output of the image calculation unit 15 in FIG. The image control may be performed by switching to the signal selection side to acquire an image histogram.
[0026]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, a scanning electron microscope capable of obtaining an optimum image contrast can be obtained.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a control block diagram showing a control configuration of a scanning electron microscope.
FIG. 2 is a graph showing an example of a waveform representing a detected secondary electron signal.
FIG. 3 is a histogram of a peak value distribution of a video signal.
FIG. 4 is a histogram when converted using a lookup table.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 3 ... Electron beam, 5 ... Sample, 6, 7 ... Electron detector, 8, 9 ... Amplifier, 10 ... Signal adder, 11, 27 ... Selector, 12, 18 ... AD converter, 13 ... Signal selector, 14 ... Image memory, 15 ... Image operation unit, 16 ... Histogram operation circuit, 17 ... Peak / bottom voltage hold circuit, 19, 22 ... DA converter, 20 ... Look-up table, 21 ... Central processing unit, 23 ... Display, 24 ... Signal controller, 25... Gain control DA converter.

Claims

試料上に電子線を走査して得られる二次電子を検出する検出器と、該検出器で検出した信号を増幅する増幅器と、該増幅器で増幅された信号から画像を形成する画像演算部とを備えた走査形電子顕微鏡において、
前記画像演算部で形成される画像を形成するための信号を検出する前記検出器で検出された信号に基づいて、前記検出器または前記増幅器のゲインにフィードバックする信号を発生させる調整手段と、前記画像演算部で形成された画像のコントラストを検出するコントラスト検出手段と、当該コントラスト検出手段の出力に基づいてコントラスト調整を行うためのルックアップテーブルとを備え、
前記電子線がインターレス走査されている場合に、当該インターレス走査の一のフィールドで前記調整手段によるゲイン設定を行い、
当該インターレス走査の他のフィールドで前記ルックアップテーブルによるコントラスト調整を行うことを特徴とする走査形電子顕微鏡。A detector for detecting secondary electrons obtained by scanning an electron beam on the sample; an amplifier for amplifying a signal detected by the detector; and an image calculation unit for forming an image from the signal amplified by the amplifier; In a scanning electron microscope with
Adjusting means for generating a signal to be fed back to the gain of the detector or the amplifier based on a signal detected by the detector for detecting a signal for forming an image formed by the image calculation unit ; Contrast detection means for detecting the contrast of the image formed by the image calculation unit , and a lookup table for performing contrast adjustment based on the output of the contrast detection means ,
When the electron beam is interlace scanned, the gain is set by the adjusting means in one field of the interlace scanning,
A scanning electron microscope characterized in that contrast adjustment is performed by the lookup table in another field of the interlaced scanning.

請求項１の記載において、前記信号をアナログ信号からディジタル信号へ変換するＡＤ変換器を備え、前記調整手段は前記ＡＤ変換器のフルスケールに略一致するように、前記検出器または増幅器のゲイン設定を行うことを特徴とする走査形電子顕微鏡。 2. The gain setting of the detector or the amplifier according to claim 1, further comprising an AD converter that converts the signal from an analog signal to a digital signal, wherein the adjustment unit substantially matches a full scale of the AD converter. Scanning electron microscope characterized by performing.